МУФТА
CLUTCH

Изобретение относится к упругим соединениям, а именно к муфтам.
Известна муфта с упругими элементами из стального каната - патент на изобретение РФ № 2548265, F16D 3/52.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является конструкция муфты по патенту на полезную модель № 137585, F16F 7/14, 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 служит сварка (пайка, наклеивание).
Существенным недостатком известной муфты является недостаточная эффективность работы упругодемпфирующих канатных пучков при взаимном перемещении опорных деталей муфты в условиях сложных колебательных процессов в виде угловых - поперечных - осевых колебаний, а также при ударных нагрузках, что связано с прямолинейностью канатных кусков в пучках. Прямолинейность канатных кусков существенно ограничивает возможность упругих угловых - поперечных - осевых деформаций и компенсацию излома и смещения ведущего и ведомого валов. Поэтому при таких условиях работы нарушаются крепления (сварка, пайка) концов канатных кусков пучка стального каната к опорам.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности муфты как для небольших, так и больших крутящих моментов с учетом динамических нагрузок, и возможных эксплуатационных перегрузок.
Указанный технический результат достигается тем, что муфта, содержащая ведущую и ведомую части вала с фланцами, размещенный между ними упругодемпфирующий элемент в виде пучков из кусков стального каната, ведущую и ведомую опоры пучка, отверстия в опорах для размещения и крепления концов канатных кусков пучка, средства крепления опор каждого пучка к ведущему и ведомому фланцу муфты, согласно изобретению, куски канатов в пучках выполнены дугоообразными, а весь пучок - бочкообразный, что обеспечивается за счет выполнения отверстий в ведущей и ведомой опорах стального каната пучка относительно продольной оси опор под углом от 2° до 30°.
Крепление канатных пучков к фланцам муфты производят с помощью крепежных средств, например, болтов.
Бочкообразная форма пучков упругих канатных элементов обеспечивает высокую эффективность их работы при взаимном перемещении опорных элементов в условиях сложных колебательных процессов в виде угловых - поперечных - осевых колебаний, а также при ударных нагрузках, благодаря изогнутости отрезков каната относительно продольной оси опор в пределах от 2° до 30°. Чем больше угол отклонения канатных отрезков относительно продольной оси, тем больше величины упругих угловых - поперечных - осевых колебаний, в том числе при ударных нагрузках.
Фаски отверстий в опорных элементах, как и в случае прототипа, выполнены с закруглениями для предотвращения обрыва проволок каната при изгибах и кручениях. Средством крепления концов пучка стального каната к опорным элементам, тоже как у прототипа, служит сварка (пайка, наклеивание).
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид муфты с ведущими 1, 2 и ведомыми 3, 4 валами и фланцами;
на фиг. 2 - общий вид упругодемпфирующего бочкообразного канатного пучка 5 с опорами 6, 7;
на фиг. 3-5 - пример круглой формы выполнения опор канатного пучка (фиг. 3 - поперечный разрез опоры; фиг. 4 - вид сверху; фиг. 5 - вид снизу);
на фиг. 6-8 - пример прямоугольной формы опор канатного пучка (6 - вид опоры сверху; фиг. 7 - диагональный разрез опоры; фиг. 8 - вид опоры снизу).
Муфта содержит ведущий 1 и ведомый 3 валы с соответствующими ведущим 2 и ведомым 4 фланцами, размещенные между ними дугообразные упругодемпфирующие бочкообразные канатные пучки 5 с опорами 6, 7. Крепление опор 6, 7 бочкообразных канатных пучков 5 к ведущему 2 и ведомому 4 фланцам муфты осуществляется крепежными средствами 8 (фиг. 1).
Отверстия 9 (фиг. 2-8) в опорах 6, 7 (фиг. 2) предназначены для размещения и крепления концов каждого куска, выполнены относительно продольной оси под углом α = 2-30°. Средством крепления концов стальных отрезков бочкообразного пучка 5 к опорам 6, 7 служит сварка 10 (пайка, наклеивание). Для этого с наружных сторон опор 6, 7 предусмотрено соответствующее кольцевое углубление 12 (фиг. 5), 15 (фиг. 7, 8).
Крепление опор 6, 7 (фиг. 1, 2) бочкообразных пучков 5 к ведущему 2 и ведомому 4 фланцам осуществляется отверстиями 11 (фиг. 2-5), 13, 14 (фиг. 6-8). Однако бочкообразный пучок 5 может быть применен в том числе в отдельности в качестве муфты для различных объектов техники с небольшим крутящим моментом, например, для различных приборов в небольших зубчатых передачах и т.д. В этом случае опоры пучков одновременно служат в качестве фланцев для непосредственного присоединения к объекту.
Предлагаемое техническое решение в качестве муфты главной судовой дизельной энергетической установки (ГСДЭУ) работает следующим образом.
При приложении крутящего момента от двигателя через ведущий вал 1 и фланец 2 (фиг. 1) и опоры 6, 7 на упругодемпфирующие бочкообразные тросовые пучки 5 происходит относительное угловое перемещение ведущего 2 и ведомого 4 фланцев. Возникающие при этом относительные угловые перемещения фланцев 2, 4 устраняются за счет угловых деформаций упругодемпфирующих бочкообразных тросовых пучков 5.
Вследствие вибраций и деформаций валов, а также фундамента под нагрузкой, достижение строгой соосности валов 1 и 3 (фиг. 1) связано со значительной трудностью и не всегда оправдано. Поэтому предлагаемая муфта, закрепленная с одной стороны к ведущему валу 1 двигателя, а с другой - к судовому валопроводу 3, обеспечивает не только плавную передачу крутящего момента, но и работу ГСДЭУ в условиях излома и смещения осей. Это достигается благодаря пространственной упругой деформации бочкообразных канатных упругодемпфирующих пучков 5.
Устранение всех видов знакопеременных перемещений происходит как за счет упругой деформации (кручения, изгиба, сдвига и пр.), так и за счет внутреннего трения материала троса.
Таким образом, происходит передача крутящего момента ГСДЭУ не только при крутильных, но осевых, изгибных и связанных (крутильноизгибноосевых) колебаниях с учетом больших динамических нагрузок, возможных эксплуатационных перегрузок. При этом муфта одновременно обеспечивает также звукоизоляцию, поскольку отрезки стального каната бочкообразного пучка обладают большим демпфированием.
Для обеспечения универсальности и расширения области применения муфты, опоры пучков могут быть выполнены как круглыми (фиг. 2-5), так и прямоугольными (фиг. 6-8) с соответствующими крепежными отверстиями 14, 15.
Для облегчения массы опоры пучков 2, 3 (фиг. 2) могут быть полностью или частично изготовлены из композиционных материалов.
Предлагаемое изобретение позволит достигнуть 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.