УПРУГИЙ ПАКЕТ

Техническое решение упругий пакет относится к области машиностроения и может использоваться в упругих муфтах для передачи крутящего момента, к примеру, от двигателя к насосу, компрессору, центрифуге и других механизмов.
Известны изобретения [1, 2, 3], в которых гибкие элементы выполнены в виде отдельных прямых пластин с закругленными краями и отверстиями на концах. В собранном состоянии эти гибкие элементы закреплены одним концом на ведущей полумуфте, а другим концом на ведомой полумуфте.
Указанные гибкие элементы имеют недостаток в том, что при передаче крутящего момента наибольшая концентрация напряжения возникает в области отверстий. Вследствие такой концентрации напряжений, в этих местах происходит разрушение.
Известны изобретения [4, 5, 6], в которых гибкие элементы также выполнены в виде пластин с закругленными краями и отверстиями на концах. Отличие их от ранее указанных в том, что между отверстиями гибкие элементы имеют сужение. Такие элементы, более гибкие и при правильно собранной муфте разрушение пластин происходит в средней их части. Недостаток конструкции данных гибких элементов состоит в том, что набранные гибкие элементы в круговую цепь увеличивают габарит муфты. Это значит, что увеличивается расстояние между ведущим и ведомым валами.
Известна упругая муфта [7]. В данной муфте используется гибкий элемент виде круга. Внутри круга имеется центральное отверстие, а между этим центральным отверстием и внешней окружностью выполнены отверстия под крепления. Пакет набранный из указанных упругих элементов - очень жесткий. Компенсация несоосности и искривления оси вращения ведущей и ведомой полумуфт, будет крайне ограниченной. Поэтому, муфты с такими гибкими элементами широкого применения не нашли.
Известно техническое решение [8], в котором гибкий элемент выполнен в виде круга. Внешняя окружность между отверстиями под крепления имеет углубления. Центральное внутреннее отверстие также выполнено с внутренними углублениями. Внутренние углубления выполнены напротив наружных углублений.
Данный гибкий элемент технологически сложный в изготовлении, так как выполнение центрального отверстия с углублениями требует дополнительного времени, инструмента и станка.
1
2
1
2
2
2
Также известна муфта [9], в которой применяется гибкий элемент, форма которого имеет вид круга. По внешнему диаметру гибкий элемент имеет впадины, выполненные радиусом R. Центральное отверстие выполнено радиусом R. Радиусы R и R равны. Однако выполнение гибких элементов по двум параметрам невозможно, так как нет привязки радиуса R. В случае удаления центров радиуса R от центра центрального отверстия, возникает увеличение промежутка от центра центрального отверстия до впадины углубления. То есть, увеличивается сам промежуток. В таком случае, при работе муфты, разрушение набранных гибких элементов будет возникать в области отверстий под крепления.
2
В случае приближения центров радиуса R к центру центрального отверстия, промежутки уменьшаются. Как следствие, возникает преждевременное разрушение набранных гибких элементов. Срок службы этих гибких элементов уменьшается.
Указанные недостатки негативно влияют на изготовление набора гибких элементов в пакет и на точность подбора муфты по мощности.
Конструкция гибких элементов с известной муфты [9] принимается за прототип, при этом поставлена задача, создать упругий пакет из гибких элементов улучшенной конструкции.
Для решения поставленной задачи предложен упругий пакет, включающий гибкие элементы, имеющие форму в виде круга, с углублениями выполненными радиусом по внешнему диаметру, внутри элементов имеется центральное отверстие, между центральным отверстием и внешней окружностью, между отверстиями под крепления выполнены углубления.
От известных гибких элементов, заявляемый отличается тем, что каждое углубление выполнено на одинаковом расстоянии от центров двух рядом находящихся отверстий под крепления, при этом, углубление выполнено так, что промежуток между впадиной углубления и центральным отверстием делится осью, проходящей через центры двух ранее указанных отверстий, на равные участки, к тому же, количество углублений - четное и равно количеству отверстий под крепления.
Отличительные признаки заявляемого технического решения являются новыми, взаимосвязанными между собой, необходимыми и достаточными для достижения технического результата, а именно:
1
2
1
2
- каждое углубление выполнено на одинаковом расстоянии α и α от центров двух рядом находящихся отверстий под крепления. Это позволяет заранее определить место разрушения упругого пакета, при этом, место разрушения равноудалено от отверстий. Выполняется условие α=α где:
1
α - расстояние от центра одного отверстия до оси, проходящей через центр углубления;
2
α - расстояние от оси, проходящей через центр углубления до центра другого отверстия;
1
2
- углубление выполнено так, что промежуток между впадиной углубления и центральным отверстием делится осью, проходящей через центры двух рядом находящихся отверстий под крепления, на внутренний и внешний участки. То есть, ось, проходящая через центры двух рядом находящихся отверстий, расположена посередине, между впадиной углубления и центральным отверстием. Иными словами выполняется условие в=в.
где:
1
в - расстояние между центральным отверстием и осью;
2
в - расстояние между осью и впадиной углубления. Это позволяет конструктивно выбрать базу, привязаться к ней и технологически изготовить гибкий элемент с учетом размера радиуса углубления. Кроме того, по обе стороны оси между двумя рядом находящимися отверстиями, концентрируются одинаковые напряжения. Принимая это во внимание, можно более точно рассчитать гибкие элементы, а значит и муфту на заданную мощность, с учетом допустимых перекосов несоосности и искривления осей ведущей и ведомой полумуфт;
- количество углублений четное и равно количеству отверстий под крепления. Такое равенство углублений по отношению отверстий, позволяет равномерно рассредоточить углубления и отверстия. Таким образом, гибкий элемент после каждого углубления имеет отверстия.
Таким образом, все признаки являются существенными и позволяют на должном техническом уровне выполнить поставленную задачу.
Сущность технического решения упругий пакет поясняется чертежами.
На фиг.1 показан упругий пакет - вид сверху.
На фиг.2 показан упругий пакет в собранном виде, сечение А-А.
1
2
1
2
Упругий пакет содержит гибкие элементы 1, имеющие форму в виде круга с углублениями 2, выполненными радиусом по внешнему диаметру. Углубления 2 расположены между двумя, рядом находящимися отверстиями 3 под крепления, размещенными на равных расстояниях a=a. Внутри, элементы 1 имеют центральное отверстие 4. Ось, проходящая через центры двух отверстий 3, делит на равные участки в=в, промежуток, находящийся между центральным отверстием 4 и впадиной углубления 2. Количество углублений 2 - четное и равно количеству отверстий 3 под крепления.
Упругий элемент работает следующим образом.
Гибкие элементы собрали в упругий пакет и разместили в муфте, которая связывает валы ведущего и ведомого агрегатов (на фиг. не показаны). В процессе передачи крутящего момента, под действием напряжений, вызванных несоосностью, искривлением оси вращения, биением, аксиальным смещением и другими неточностями сборки, возникает нежелательная дополнительная нагрузка на опорные узлы ведущего и ведомого агрегата, гибкие элементы упругого пакета ее компенсируют.
Компенсация происходит путем изгибания гибких элементов в пакете.
При этом, к одному отверстию 3 приложена внешняя сила, а к другому отверстию передана сила от первого отверстия, тоесть, на этом участке гибкого элемента действует сила натяжения. Кроме этого, на этот участок действует сила изгиба от искривления оси вращения, которая изгибает внешний участок от углубления до оси, проходящей через центры двух рядом находящихся отверстий 3, в одну сторону, припустим - к оси вращения. Внутренний участок, который расположен от указанной оси ближе к центральному отверстию 4, изгибается в другую сторону, то есть от оси вращения.
На противоположной стороне упругого пакета, в это же время, происходит искривление, обратное по направлению. Часть промежутка, от углубления 4 до оси, проходящей через центры двух отверстий 3, изгибается в сторону, противоположную наклону оси вращения. Другая же часть промежутка, расположенная от оси до центрального отверстия 4, изгибается в сторону наклона оси вращения.
Таким образом, ось, проходящая через центры двух, находящихся рядом отверстий, имеет большое значение при разложении сил, действующих на гибкие элементы при компенсации негативных явлений, вызванных наладкой оборудования. При этом, вышеуказанная ось, по отношению к наружному и внутреннему участкам промежутка, является как бы нейтральной, или осью изменения направления силовых линий. Поэтому, места изгибания, находящиеся в промежутке двух отверстий 3 под крепления и между центральным отверстием 4 и углублением 2, заранее рассчитываются на заданную нагрузку.
Заявляемое техническое решение полезно в применении для упругих муфт, так как можно более точно подобрать муфту по передаваемой мощности. Кроме того, упругий пакет, набранный из гибких элементов, технологически не сложный в изготовлении.