УПРУГАЯ МУФТА

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и предназначено для использования в конструкциях пассажирских вагонов железнодорожного транспорта для передачи крутящего момента от колесной пары к подвагонному генератору.
Известна упругая муфта (патент №49594, МПК7 F16D 3/74), включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, при этом втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущих валов.
Недостатком данного технического решения является следующее: втулка, охватывающая вторую полумуфту, работает как подшипник скольжения, в результате при заклинивании подшипника генератора происходит интенсивный износ торцов этой втулки, что существенно сокращает срок безаварийной работы муфты. В результате чего требуется наличие специальных каналов для подачи смазки при ее обслуживании в эксплуатации (спринцевании), необходим периодически ее осмотр, разборка и замена изношенных втулок.
Известна также упругая муфта (Патент РФ №63477), включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, в которой втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов, при этом она снабжена подшипниками качения, установленными между концентрически расположенными втулками полумуфт.
Недостатком данного технического решения является недостаточная надежность, так как в аварийной ситуации при заклинивании подшипников генератора в случае разрушения элемента из эластичного материала по косому сечению из-за перекоса полумуфт нарушается работа подшипникового узла и возможно ее самовозгорание.
Известна упругая муфта (патент РФ №65989), включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, в которой втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов, при этом она снабжена подшипниками качения, установленными между концентрически расположенными втулками полумуфт, в плоскости, перпендикулярной продольной оси ведомого и ведущего валов выполнено местное ослабление прочности элемента из эластичного материала, выполненное в виде соединенных с этим эластичным материалом металлических колец, между которыми расположен соединенный с ними слой эластичного материала уменьшенной прочности.
Наличие слоя эластичного материала уменьшенной прочности не обеспечивает стабильность в указанных пределах момента разрушения элемента из эластичного материала в аварийной ситуации.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является упругая муфта (Патент РФ №87479 по заявке №2009119566 от 26.05.2009 г.), включающая первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, в которой втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов, при этом она снабжена подшипниками качения, установленными между концентрически расположенными втулками полумуфт, в плоскости, перпендикулярной продольной оси ведомого и ведущего валов, выполнено местное ослабление прочности элемента из эластичного материала, при этом местное ослабление прочности основного элемента из эластичного материала выполнено в виде соединенных с этим эластичным материалом металлических колец, между которыми расположен соединенный с ними дополнительный эластичный материал, идентичной марки, что и основной элемент, который имеет форму концентрично расположенных кольцевых прокладок.
Недостаток данного технического решения заключается в том, что выполнение местного ослабления прочности элемента из эластичного материала в таком виде ведет к повышению жесткости элемента и нерациональному использованию эластичного материала, так как основное разрушение эластичного материала между металлическими кольцами в аварийной ситуации происходит по наружной прокладке из-за возникающих именно в ней максимальных касательных напряжений. Разрушение внутренней прокладки является только следствием разрушения наружной прокладки. Она, в свою очередь, при определенных условиях снижает быстродействие упругой муфты.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении быстродействия упругой муфты в аварийной ситуации и снижении расхода эластичного материала.
Для достижения указанного технического результата в известной упругой муфте, включающей первую полумуфту с фланцем, соединенную с ведущим валом, вторую полумуфту с фланцем, одеваемую на ведомый вал и основной элемент из эластичного материала, связанный с обеими полумуфтами, в которой втулка первой полумуфты охватывает втулку второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов, при этом она снабжена подшипниками качения, установленными между концентрично расположенными втулками полумуфт, а в плоскости, перпендикулярной продольной оси ведомого и ведущего валов выполнено местное ослабление прочности основного элемента из эластичного материала в виде соединенных с этим материалом металлических колец, между которыми расположен соединенный с ними дополнительный эластичный материал идентичной марки, что и основной элемент, согласно полезной модели, дополнительный эластичный материал между металлическими кольцами имеет форму кольцевой прокладки.
Предлагаемая конструкция упругой муфты позволяет повысить ее надежность, так как при заклинивании подшипников генератора гарантируется разрушение эластичного материала по сечению, перпендикулярному продольной оси ведомого и ведущего валов, что не приведет к перекосу полумуфт и исключит возможность самовозгорания муфты в аварийном режиме, сохранит эластичные свойства основного элемента и позволит более рационально использовать эластичный материал.
Заявляемое техническое поясняется чертежом, где показана муфта упругая в разрезе.
Упругая муфта состоит из первой полумуфты 1 с фланцем, соединенной с ведущим карданным валом 2, второй полумуфтой 3 с фланцем, одеваемой на ведомый вал 4 подвагонного генератора 5 и элемент из эластичного материала 6, связанный с обеими полумуфтами 1 и 3. Втулка 7 первой полумуфты 1 охватывает втулку 8 второй полумуфты с возможностью поворота относительно нее вокруг продольной оси ведомого и ведущего валов. Между концентрически расположенными втулками 7, 8 полумуфт 1, 3 установлены три подшипника качения, а по краям расположены радиальные подшипники качения 9, между которыми расположен упорный подшипник качения 10.
Ко второй полумуфте 3 болтами 11 прикреплено основание 12 элемента 6 из эластичного материала. Болтами 13 на первой полумуфте 1 закреплен кожух 14, укрывающий муфту от загрязнения.
Муфта крепится болтом 15 на валу 4 генератора 5 через шайбу 16, в которой выполнено лабиринтное уплотнение, перекрываемое лабиринтным кольцом 17. Карданный вал 2 шпильками 18 крепится к полумуфте 1.
Для предотвращения попадания смазки подшипников на элемент 6 из эластичного материала муфта снабжена манжетой 19. Для предотвращения загрязнения смазки подшипников между шайбой 16 и полумуфтой 1 установлено резиновое кольцо 20.
В плоскости перпендикулярной продольной оси ведомого и ведущего валов выполнено местное ослабление прочности элемента 6 из эластичного материала. Ослабление выполнено в виде соединенных с элементом 6 металлических колец 21 и 23, между которыми расположена кольцевая прокладка 22.
Передача крутящего момента от карданного вала 2 на вал 4 генератора 5 осуществляется через шпильки 18, полумуфту 1, элемент 6 из эластичного материала, кольцо 21, кольцевую прокладку 22, кольцо 23, элемент 6 из эластичного материала, основание 12, болты 11, полумуфту 3 и шпонку 24.
Поворот относительно друг друга полумуфт 1, 3 вокруг продольной оси вала 4 генератора 5 возможен за счет наличия подшипников качения 9, 10.
В аварийной ситуации при заклинивании подшипника генератора 5 происходит разрушение кольцевой прокладки 22 между металлическими кольцами 21 и 23, что позволяет сохранить целостность всего привода без передачи крутящего момента от карданного вала 2 к генератору 5. При этом исключается самовозгорание муфты, так как трение разрушенных частей будет минимальным.
Таким образом, предложенная конструкция муфты позволит повысить ее надежность в части быстродействия в аварийной ситуации и снизить себестоимость ее изготовления.
Предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к из уровня техники не выявлены конструкции муфт с предложенной совокупностью признаков.