Муфта

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области горного машиностроения и может быть использовано, в частности, в муфтовых соединениях, допускающих возможность перемещения соединяемых деталей во время работы.
Уровень техники
Известна шарнирная муфта (патент РФ №111895), содержащая два вала, конец первого вала выполнен в виде сферического наконечника, а конец второго вала - в виде сферического гнезда, охватывающего сферический наконечник с зазором, при этом сферическое гнездо выполнено из двух частей, разделенных диаметральным разъемом в плоскости, перпендикулярной оси второго вала и связанных между собой посредством крепежного элемента, переходные элементы выполнены в виде сферических сегментов, сопряженных между собой боковыми поверхностями. Недостатком аналога является низкая универсальность описываемого технического решения, поскольку при выходе из строя одной части соединения - потребуется сначала сложная разборка, а затем - сборка конструкции, что в условиях выработки существенно осложняется окружающей обстановкой.
Наиболее близким техническим решением является шарнирная муфта для соединения бурильной колонны с забойным двигателем (патент РФ 2285106), содержащая торцовую полумуфту, переходник, полый вал со сферической опорной пятой и резьбовым хвостовиком, сферические подпятники, герметизирующие уплотнения, контактирующие со сферической опорной пятой полого вала, а также установленную на полом валу кулачковую полумуфту, причем торцовая полумуфта и кулачковая полумуфта снабжены контактирующими элементами для передачи крутящего момента, выполненными в виде выступов и пазов. Данное устройство принято за прототип. Недостатком прототипа является невозможность использования указанной конструкции при боковых нагрузках на шарнирно соединенные элементы. Кроме того, конструкция данного известного средства крайне сложна для сборки-разборки, что исключает её использование при добыче ископаемых подземным способом.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом настоящей полезной модели является осуществление шарнирного соединения выходного вала редуктора отбойно-погрузочного устройства горного комбайна с режущим барабаном с одновременной передачей крутящего момента.
Указанный технический результат достигается тем, что муфта для соединения отбойно-погрузочного устройства горного комбайна с редуктором, содержащая выполненные за одно целое приводной элемент, опорный элемент и шлицевую внутреннюю часть для установки на выходном валу редуктора, упомянутый приводной элемент выполнен в форме прямоугольной призмы, а упомянутый опорный элемент содержит сферическую опорную поверхность.
Указанный технический результат достигается также тем, что муфта выполнена из конструкционной углеродистой стали подвергаемой закалке, сферическая опорная поверхность выполнена с радиусом не менее 100 мм и твердостью не менее 47 HRC.
Описание чертежей
Сущность полезно модели поясняется графическими материалами, где изображено:
фиг. 1 - муфта. Общий вид;
фиг. 2 - муфта, установленная в месте шарнирного соединения.
Осуществление полезной модели
Сущность полезной модели состоит в возможности передачи вращения от редуктора к отбойно-погрузочному устройству с использованием в конструкции устройства, как можно меньшего количества деталей. Во время работы горного комбайна отбойно-погрузочное устройство не только перемещает отбитую исполнительным органом горного комбайна породу к конвейеру, но и формирует почву выработки, испытывая существенные нагрузки от забоя. При этом в породе выработки нередко встречаются геологические включения высокой прочности, которые не всегда разрушаются одинаково с остальной породой забоя. В подобных случаях шарнирное соединение режущих барабанов отбойно-погрузочного устройства с валами редукторов, позволяет оси вращения режущих барабанов отклоняться от общей оси вращения отбойно-погрузочного устройства без деформации конструкции. Сопоставление заявляемой муфты с прототипом, позволяет сделать вывод об отсутствии в последнем признаков сходных с существенными отличительными признаками заявляемой полезной модели.
Муфта содержит внутреннюю часть цилиндрической формы (1) с шлицами (2), внешний приводной элемент в форме прямоугольной призмы (3), и опорный элемент с опорной сферической поверхностью (4).
Полезная модель работает следующим образом. Внутренняя часть цилиндрической формы 1 заявляемой муфты устанавливается на выходном валу 5 (фиг.2) редуктора (не показан). Во избежание проворота на валу 5 редуктора муфта устанавливается посредством шлицевого соединения 2. Опорная концевая сферическая часть 4 устанавливается в соответствующем месте 7 режущего барабана 6 (фиг.2). При этом приводной элемент 3 прямоугольной призматической формы располагается в соответствующем пазу 8 режущего барабана 6 с зазорами, позволяющими режущему барабану 6 скользить внутренней поверхностью по опорной концевой сферической части 4 в допустимых зазорами углах, отклоняясь тем самым от общей оси вращения отбойно-погрузочного устройства горного комбайна.
В месте контакта опорной поверхности муфты и режущего барабана возникают контактные напряжения, величина которых зависит от степени кривизны опорной поверхности. Целесообразно выполнить муфту из конструкционной углеродистой стали, подвергаемой закалке, со сферической опорной поверхностью радиусом не менее 100 мм. Если радиус сферической поверхности будет менее 100мм, контактное пятно будет слишком маленьким и возникшие напряжения приведут к быстрой изнашиваемости как муфты, так и внутренней поверхности режущего барабана. Твердость опорной поверхности целесообразно обеспечить не менее 47 единиц HRC. При меньшем значении твердости произойдет быстрое стирание сферической поверхности и уменьшится шарнирный эффект.
Таким образом, при работе горного комбайна, оборудованного отбойно-погрузочным устройством, в конструкции которого используется заявляемая муфта, в частности, при формировании отбойно-погрузочным устройством почвы выработки и столкновении одного или обоих режущих барабанов с геологическими включениями высокой прочности, не произойдёт изгиба и заклинивания отбойного-погрузочного устройства, поскольку режущие барабаны, отреагируют на препятствие, отклонив ось вращения от общей оси вращения отбойно-погрузочного устройства в рамках упомянутых выше зазоров, без потери возможности вращаться и формировать почву выработки.
Стоит отметить, что характеристики и конструктивные особенности редуктора отбойно-погрузочного устройства и режущих барабанов могут отличаться от приведённых в описании. Существенным является то, что за счёт использования в качестве соединительного элемента заявляемой муфты, достигается шарнирное соединение выходного вала редуктора отбойно-погрузочного устройства горного комбайна с режущим барабаном с одновременной передачей крутящего момента. При этом опорная часть сферической формы может устанавливаться не непосредственно в режущий барабан, а, например, во втулку или в центрирующую ось, на которой режущие барабаны могут устанавливаться для соосности.
Также, для заявляемой муфты в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели, существует возможность её изготовления и применения с помощью известных до даты подачи заявки средств и методов.