УПРУГАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к упругим муфтам и может быть использована для передачи крутящего момента, компенсируя смещение осей ведущего и ведомого валов и снижая динамические нагрузки на них.
Известна конструкция упругой муфты, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, соединенные между собой упругим элементом, выполненным в виде змеевидной пружины с выступами в виде петель и крючков, которые крепятся к взаимно обращенным накладкам, размещенным на полумуфтах. [патент СССР на изобретение №1838970, МПК6 F16D 3/52, Мокрышев В.В., опубликован 27.10.1999].
Недостатком известной упругой муфты является относительная сложность изготовления и ограниченность применения при ударных нагрузках.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты и расположенные коаксиально между ними, по меньшей мере, две волнистые пружины, гребни которых совмещены и расположены в пазах ведущей полумуфты, а впадины пружин расположены в пазах ведомой полумуфты.
При перегрузках волнистые пружины деформируются до критического значения и полумуфты выходят из зацепления [патент РФ на полезную модель №125639, МПК F16D 43/208, F16D 7/10 Белков В.А., Крылосов Ф.И., Старенькая С.Ю., опубликован 10.03.2013].
Недостатком известной упругой предохранительной муфты является ограничение применения в прецизионных механизмах с реверсивным вращением валов из-за наличия зазоров между упругими элементами сопряжения полумуфт.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение области применения упругих муфт.
Технический результат заключается в увеличении точности взаимного углового положения полумуфт при изменении направления вращения приводного вала двигателя, а также компенсации более значимых динамических нагрузок со стороны механизма, с сохранением углового взаиморасположения полумуфт после завершения динамического воздействия, если динамические нагрузки не достигли критических значений, при которых полумуфты проскальзывают.
Технический результат достигается тем, что упругая предохранительная муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты и расположенные между ними упругие элементы, один из которых выполнен из плоской пружины в виде пружинного кольца, расположенного по образующей внутренней цилиндрической поверхности чашеобразной ведомой полумуфты и, по меньшей мере, два упругих элемента, выполненных в виде плоских крыльеобразных пружин, концы которых жестко скреплены с пружинным кольцом, а гребни расположены в пазах ведущей полумуфты, при этом пружинное кольцо жестко связано с чашеобразной ведомой полумуфтой в местах диаметрально противоположных вершинам гребней крыльеобразных пружин, которые равномерно расположены по образующей пружинного кольца муфты.
Устройство упругой предохранительной муфты представлено на рисунках (фиг. 1, 2, 3), на которых схематично поясняется сущность полезной модели и обозначено: 1 - ведущая полумуфта; 2 - ведомая полумуфта; 3 - пружинное кольцо; 4 - крыльеобразные упругие элементы; 5 - места крепления пружинного кольца к ведомой полумуфте; 6 - места крепления крыльеобразных упругих элементов к пружинному кольцу.
Упругая предохранительная муфта (фиг. 1а, б, в) содержит ведущую полумуфту 1, выполненную с пазами и ведомую полумуфту 2, имеющую чашеобразную форму. Между полумуфтами 1, 2 расположены упругие элементы 3, 4, один из которых выполнен из плоской пружины в виде пружинного кольца 3, расположенного по образующей внутренней цилиндрической поверхности чашеобразной ведомой полумуфты 2 и, по меньшей мере, два упругих элемента (на рисунке, в частности, изображен вариант с четырьмя элементами), выполненных в виде плоских, крыльеобразных пружин 4. Концы крыльеобразных пружин 4 жестко скреплены с пружинным кольцом 3, а гребни крыльеобразных пружин 4 расположены в пазах ведущей полумуфты 1. Пружинное кольцо 3 жестко связано с чашеобразной ведомой полумуфтой 2 в местах крепления 5 диаметрально противоположных вершинам гребней крыльеобразных пружин 4, которые равномерно расположены по внутренней образующей пружинного кольца 3 и жестко связаны с ним своими концами в местах крепления 6, например, при помощи сварки.
Для упрощения технологии изготовления упругой предохранительной муфты упругие крыльеобразные элементы 4 могут быть выполнены в виде непрерывной плоской пружины (фиг. 2), которая вершинами впадин крепится к пружинному кольцу 3, например при помощи контактной сварки, в местах крепления 6.
Для увеличения возможности компенсации большего перекоса и смещения осей полумуфт упругие элементы 3, 4 могут выполняться наборными из нескольких соосных элементов (фиг. 3).
Упругая предохранительная муфта работает следующим образом. При передаче рабочего крутящего момента от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2 в любом направлении вращения приводного вала, упругие элементы 3 и 4, связанные между собой и с полумуфтами, деформируются в требуемых пределах, определяемых их жесткостью (толщиной, размерами и др.), и обеспечивают необходимое угловое взаиморасположение полумуфт, которое имеет относительно более точное значение из-за устранения зазора между пружинным кольцом 3 и ведомой полумуфтой 2 в местах их жесткой связи 5, а также в результате относительного уменьшения угловых размеров пазов ведущей полумуфты 1 и гребней крыльеобразных пружин 4. Это позволяет более точно передавать угловое перемещение вала двигателя на исполнительный механизм, а также компенсировать за счет деформации упругих элементов 3 и 4 в относительно более широком диапазоне динамические нагрузки со стороны механизма с сохранением углового взаиморасположения полумуфт 1, 2 после прекращения ударных нагрузок.
При возникновении критического, ударного крутящего момента упругие элементы 3, 4 деформируются таким образом, что позволяют полумуфтам проскользнуть на одно или более пазовое деление ведущей полумуфты до завершения воздействия критического момента, после чего полумуфты снова готовы передавать рабочий крутящий момент. При этом система управления механизмом известными способами по количеству щелчков проскальзывания может скорректировать алгоритм управления и взять установившееся угловое взаиморасположение полумуфт за новую точку отсчета. Устранение зазора между упругим элементом 3 и полумуфтой 2, а также относительное уменьшение угловых размеров гребней крыльеобразных пружин 4 и пазов ведущей полумуфты 1 делает возможным, в целом, повысить точность углового взаиморасположения полумуфт 1, 2 при изменении направления вращения муфты.
Отсутствие необходимости использования смазки между элементами муфты повышает ресурс ее работы и дает возможность изготовления из экологически чистых материалов и использования в медицинской, пищевой и другой технике, к которой предъявляются специальные требования.
Таким образом, предлагаемая упругая предохранительная муфта расширяет область применения упругих муфт.