МУФТА КАССЕТНАЯ
CASSETTE CLUTCH

Изобретение относится к упругим соединениям, а именно к муфтам.
Муфты с упругими элементами из стального каната, как технические решения, известны и представлены в патенте на изобретение РФ №2658208, а также в патенте на полезную модель №137585.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является муфта по патенту на полезную модель №137585, принятая за прототип, которая содержит ведущую и ведомую части, размещенный между ними упругодемпфирующий узел, выполненный из пучков стального каната с опорами. Средством крепления концов пучка стального каната к опорам муфты служит сварка (пайка, наклеивание).
Существенными недостатками данной муфты являются недостаточная надежность и долговечность крепления пучков стального каната и отсутствие возможности передачи больших крутящих моментов. Обоснование указанных недостатков связано с методом крепления концов пучка стального каната к опорам с помощью сварки, пайки или наклеивания. Работа муфты в условиях деформаций кручения, изгиба, растяжения и сжатия при соответствующих крутильно-изгибно-осевых колебаниях, а также при ударных нагрузках, приводит к нарушению крепления концов канатных пучков к опорам.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и ремонтопригодности муфты как для небольших, так и больших крутящих моментов с учетом динамических нагрузок и возможных эксплуатационных перегрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что:
1. Муфта выполнена кассетной, то есть составной и обладает ремонтопригодностью;
2. Стальной канатный упругодемпфирующий элемент выполнен из одного цельного куска;
3. Ведущие и ведомые элементы муфты выполнены составными и содержат соответственно полумуфты, нажимные звездообразные блоки с образованием между лучами звезд продольно-радиальных пазов;
4. Цельный кусок стального каната упругодемпфирующего элемента размещен в продольных пазах зигзагообразно вокруг наружных торцевых частей лучей звезд ведущего и ведомого блоков с образованием петель и прямолинейного стержневого пучка;
5. Оба конца стального каната - упругодемпфирующего элемента установлены в специально предусмотренных продольных отверстиях нажимных звездообразных блоков;
6. Длина рабочей части пучков упругих канатных элементов выбирается расчетным путем по заданному значению величины крутящего момента, частоты вращения вала и других исходных данных;
7. Нерабочими частями стального канатного упругого элемента являются участки в пределах длин нажимных звездообразных блоков с учетом петель;
8. Фиксация и крепление петель и концов стального каната осуществляется крепежными средствами совместно с полумуфтами и нажимными звездообразными блоками.
В предлагаемой кассетной муфте, то есть составной конструкции упругодемпфирующий элемент выполнен из одного цельного куска стального каната в виде прямолинейного стержневого пучка с рабочими и нерабочими частями. Крепление каната в ведущих и ведомых элементах муфты осуществляется не сваркой, а с помощью крепежных элементов, что обеспечивает повышение надежности работы муфты, а также ее ремонтопригодности как для небольших, так и больших крутящих моментов с учетом динамических нагрузок и возможных эксплуатационных перегрузок.
Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид муфты с плоскими полумуфтами; фиг. 2 - общий вид муфты без плоских полумуфт; фиг. 3 - общий вид муфты с хвостовиками-полумуфтами.
Муфта содержит упругодемпфирующий стальной канатный элемент 1 (фиг. 1-3), полумуфты 2, 3 (фиг. 1,3), нажимные звездообразные блоки 4, 5, лучи звезд 6, 7 (фиг. 1-3), крепежные средства 8, 9, 10 (фиг. 1-3), кассеты 11, 12 в виде продольно-радиальных пазов (фиг. 1-3), фиксированные концы 13, 14 каната (фиг. 2), хвостовики полумуфт 15, 16 (фиг. 3), отверстие 17 хвостовика со шпоночным пазом (фиг. 3), резьбовое отверстие 18 (фиг. 3).
Цельный кусок стального каната упругодемпфирующего элемента 1 размещен в продольных кассетах 11, 12 зигзагообразно вокруг наружных торцевых частей лучей 6, 7 звезд ведущего 4 и ведомого 5 блоков с образованием петель и прямолинейного стержневого пучка элемента 1 (фиг. 1-3).
Ведущие и ведомые элементы муфты выполнены составными и содержат соответственно полумуфты 3, 2, нажимные звездообразные блоки 4, 5 с образованием между лучами 7, 5 звезд продольно-радиальных пазов 11, 12 (фиг. 1-3).
Оба конца 13, 14 (фиг. 2) стального каната упругодемпфирующего элемента 1 установлены в специально предусмотренных продольных отверстиях (на фиг. 2 не указаны) нажимного звездообразного блока 4 (фиг. 2).
Нерабочими частями стального канатного упругого элемента 1 являются участки в пределах длин нажимных звездообразных блоков 4, 5 (фиг. 1-3) с учетом петель (фиг. 2).
Фиксация и крепление петель и концов стального каната осуществляется крепежными средствами 9, 10 (фиг. 1, 3), совместно с полумуфтами 2, 3 (фиг. 1, 3) и нажимными звездообразными блоками 4, 5 (фиг. 1-3).
Муфта, представленная на фиг. 1 с плоскими полумуфтами 2, 3 может быть использована также в качестве элемента набора для сборной муфты при необходимости обеспечения передачи больших крутящих моментов.
Предлагаемое техническое решение муфты при использовании ее в качестве муфты главной судовой дизельной энергетической установки (ГСДЭУ) работает следующим образом.
При приложении крутящего момента от двигателя через ведущие элементы 3, 4 на упругодемпфирующий стальной канатный элемент 1 (фиг. 1-3) происходит относительное угловое перемещение ведущих 3, 4 и ведомых 2, 5 элементов муфты. Возникающие при этом относительные угловые перемещения элементов 3, 4 и 2, 5 устраняются за счет угловых деформаций упругодемпфирующих канатных пучков 1.
Вследствие вибраций и деформаций валов, а также фундамента под нагрузкой, достижение строгой соосности ведущего и ведомого валов (на фиг. 1-3 не показаны) связано со значительной трудностью и не всегда оправдано. Поэтому предлагаемая муфта (фиг. 1-3), закрепленная с одной стороны к ведущему валу двигателя, а с другой - к судовому валопроводу, обеспечивает не только плавную передачу крутящего момента, но и работу ГСДЭУ в условиях излома и смещения осей. Это достигается благодаря пространственной упругой деформации канатных упругодемпфирующих элементов 1.
Устранение всех видов знакопеременных перемещений происходит как за счет упругой деформации (кручения, изгиба, сдвига и пр.), так и за счет внутреннего трения материала стального каната.
Таким образом, происходит передача крутящего момента ГСДЗУ не только при крутильных, но и осевых, изгибных и связанных (крутильно-изгибно-осевых) колебаниях с учетом больших динамических нагрузок, возможных эксплуатационных перегрузок. При этом муфта одновременно обеспечивает также звукоизоляцию, поскольку отрезки стального каната пучка обладают большим демпфированием.
Некоторые элементы муфты полностью или частично могут быть изготовлены из композиционных материалов.
Предлагаемое техническое решение муфты обеспечивает достижение высокой эффективности передачи крутящего момента в условиях излома и смещения осей ведущего и ведомого фланцев. При этом муфта одновременно является успокоителем крутильных, осевых, изгибных и связанных колебаний.
Оригинальность кассетной муфты заключается в том числе и в возможности замены упругого элемента, то есть муфта является ремонтопригодной, а использование одного куска каната в качестве упругого элемента муфты с изложенным способом крепления обеспечивает надежность работы упругодемпфирующего элемента, и, следовательно, достижение цели технического решения муфты.