Муфта комбинированная

Полезная модель относится к устройствам для соединения несоосных валов и может использоваться в тепловозостроении, в частности для соединения валов агрегатов, расположенных под углом друг к другу и имеющих возможность перемещения в угловом, радиальном и осевом направлениях относительно друг друга.
При передаче крутящего момента при помощи упругих муфт от одного агрегата к другому, имеющих перемещения в угловом, радиальном и осевом направлениях относительно друг друга, возникают различные виды нагрузок, которые передаются на сопрягаемые агрегаты. В процессе эксплуатации тепловозов нарушается центровка осей вышеупомянутых агрегатов, поэтому требуется неоднократная повторная центровка - в отношении допуска несоосности и перекоса осей.
Следует отметить, что возможности создания новых комбинаций муфт, диктуемых условиями работы конкретных машин, практически неисчерпаемы.
Из уровня техники известна муфта с упругой торообразной оболочкой, применяющаяся, в том числе, во вспомогательных приводах тепловозов и электровозов. Муфта содержит две полумуфты и соединяющий их упругий элемент с торообразной оболочкой, соединительные болты (ГОСТ 50892-96, тип 1, 1П, исполнение 1).
Недостатком известного технического решения является неспособность упругой муфты к достижению соосности валов более 3-5 мм, компенсация угловых отклонений сопрягаемых валов всего на 1-2° и появление значительных осевых и других видов нагрузок на подшипниковые опоры соединяемых валов и в упругой торообразной оболочке в результате действия центробежных и других сил при нарушениях указанных выше требований к соосности и угловых отклонений валов.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, можно считать упругую муфту, которая содержит два фланца, соединенных между собой торообразной упругой оболочкой посредством болтов и разрезных фланцев. ("Тепловозы ТГ М 4Б ТГМ 4БЛ", РЭ, Москва, Транспорт, 1990, с. 19-20).
Недостатком известного технического решения является неспособность упругой муфты к достижению соосности валов более 3-5 мм, возможность компенсации угловых отклонений сопрягаемых валов всего на 1-2° и появление значительных радиальных нагрузок в упругом элементе муфты и осевых нагрузок на подшипниковые опоры соединяемых валов в результате действия центробежных и других сил при вышеуказанных условиях. Следствием вышеуказанных недостатков является уменьшение ресурса работы муфты и подшипниковых узлов сопрягаемых агрегатов.
Техническим результатом является повышение ресурса работы муфты за счет обеспечения компенсации угловых перемещений сопрягаемых валов и уменьшения радиальных нагрузок в упругом элементе муфты и подшипниковых узлах сопрягаемых агрегатов.
Технический результат достигается тем, что муфта комбинированная содержит упругую муфту, в которой фланцы соединены между собой торообразной упругой оболочкой посредством болтов и разрезных фланцев.
Новым является то, что упругая муфта дополнительно содержит центрирующий вал, расположенный в поперечной плоскости и неподвижно связанный одним концом с фланцем упругой муфты, а противоположным концом с другим фланцем упругой муфты через подшипник.
Новым также является то, что с боковых сторон упругой муфты дополнительно установлены шарниры карданные, соединенные с фланцами упругой муфты посредством болтов.
Установка шарниров карданных с обеих сторон муфты комбинированной обеспечивает свободные угловые и радиальные перемещения соединяемых агрегатов, за счет чего увеличивается диапазон компенсаций угловых перемещений и снижаются нагрузки как на упругий элемент, так и на соединяемые агрегаты, за счет чего повышается ресурс муфты и подшипниковых узлов сопрягаемых агрегатов.
Центрирующий вал муфты комбинированной обеспечивает соосность фланцев упругой муфты и разгружает упругий элемент от радиальных нагрузок при угловых и радиальных смещениях сопрягаемых валов. Для выполнения этой задачи центрирующий вал, расположенный в поперечной плоскости, одним концом неподвижно связан с фланцем упругой муфты, а противоположным концом с другим фланцем упругой муфты через подшипник. В результате радиальные нагрузки воспринимаются подшипником и сопрягаемым с ним центрирующим валом.
Таким образом, перечисленные отличительные признаки в совокупности позволяют достичь заявленного технического результата.
Заявленная полезная модель поясняется чертежом общего вида (фиг.).
Муфта комбинированная содержит соединенные между собой шарниры 1, 1.1 карданные и упругую муфту 2. Шарниры 1, 1.1 карданные соединены с упругой муфтой 2 посредством болтов. Фланцы 3, 5 и разрезные фланцы 4,4.1, упругой муфты 2 соединены, как непосредственно, так и через торообразную упругую оболочку 6. Соединение фланцев 3, 5 осуществлено также по сопряженным поверхностям подшипника 7, центрирующего вала 8 и фланца 9. Фланец 9 неподвижно соединен с центрирующим валом 8, корпус подшипника 7 соединен с фланцем 3. Фланец 3 соединен с торообразной упругой оболочкой 6 разрезным фланцем 4, а разрезным фланцем 4.1 через торообразную упругую оболочку 6 с фланцем 5. Фланец 5 соединен с фланцем 9, при этом вышеупомянутые соединения произведены болтами.
Сборку комбинированной муфты производят в следующем порядке.
Сначала собирают упругую муфту 2, для чего внутрь торообразной упругой оболочки 6 устанавливают разрезной фланец 4.1 и соединяют болтами с фланцем 5. Затем внутрь торообразной упругой оболочки 6 через ее отверстие устанавливают разрезной фланец 4 и соединяют болтами с фланцем 3. После этого через отверстие во фланце 5 запрессовывают подшипник во фланец 3. Затем центрирующий вал 8, соединенный неподвижно с фланцем 9, устанавливают в подшипник 7, сцентрировав при этом фланец 9 с фланцем 5, после чего присоединяют шарнир 1.1 карданный к фланцу 9 и закрепляют его болтами совместно с фланцем 9 к фланцу 5. Затем присоединяют шарнир 1 карданный к фланцу 3 и закрепляют его болтами.
Центрирование фланцев 3 и 9 упругой муфты 2 осуществляют валом 8, неподвижно соединенным с фланцем 9 и подшипником 7, корпус которого соединен с фланцем 3. Угловая компенсация расположения валов, соединяемых комбинированной муфтой, осуществляется шарнирами 1, 1.1. карданными Осевая и вращательная компенсация происходит за счет осевых перемещений фланца 3 с подшипником 7 по центрирующему валу 8 относительно фланца 9.
Передачу крутящего момента от шарнира 1 карданного и фланца 3 к фланцу 9 и шарниру 1.1 карданному осуществляют через торообразную упругую оболочку 6, что обеспечивает снижение крутильной жесткости комбинированной муфты. Расположение торообразной упругой оболочки 6 между фланцами 3 и 9, а также соединение фланцев 3 и 9 между собой с возможностью их осевого и вращательного движений относительно друг друга, при их взаимном центрировании, обеспечивает уменьшение радиальных нагрузок в торообразной упругой оболочке и осевого усилия на подшипниковые опоры валов, соединяемых комбинированной муфтой, за счет воздействия только упругих сил, возникающих в торообразной упругой оболочке в осевом направлении при ее сжатии или растяжении и зависящих исключительно от ее осевой жесткости.
Заявленная полезная модель «Муфта комбинированная» прошла стендовые испытания в качестве опытного образца, о чем составлен соответствующий акт.Полезная модель изготовлена в промышленных условиях и предназначена для использования в промышленных условиях, что позволяет считать заявленную полезную модель соответствующей критерию патентоспособности «промышленная применимость».