УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ МУФТЫ

Предложение относится к области машиностроения, в частности к изготовлению муфт в форме эластичного диска или плоского кольца, например муфты Харди, и может быть использовано во всех отраслях промышленности.
Муфтовые соединения - это устройства, соединяющие концы двух валов с целью передачи вращения. Очень длинные валы, например гребные валы судов, разделяют на секции, соединяемые муфтами, поскольку такую конструкцию удобнее изготовить и транспортировать.
Соединительные муфты бывают жесткими некомпенсирующими (глухими) и упругими. Из-за износа, погрешностей установки или прогиба тяжелых валов под действием собственного, веса почти неизбежно возникает несоосность валов. Чтобы предотвратить биения валов, вызванные несоосностью, разработаны соединительные муфты с компенсирующими приспособлениями, названные упругими.
Таким образом, упругая муфта - это устройство для соединения по длине двух вращающихся частей машины (обычно валов), компенсирующее относительное смещение их осей и удары при включении. Упругий элемент муфты может быть металлическим (например, витая пружина) и неметаллическим (например, резиновое кольцо).
Упругая муфта состоит из двух полумуфт, соединенных одним или несколькими металлическими или неметаллическими упругими элементами, за счет деформирования которых происходит взаимное смещение полумуфт.
Числовые значения смещений валов ограничены долговечностью упругих элементов и дополнительными нагрузками на валы со стороны муфты. С ростом смещений валов увеличиваются деформации упругих элементов, возрастают напряжения в них и, следовательно, долговечность упругих элементов снижается. Деформируясь, упругие элементы оказывают силовое воздействие на валы, которое возрастает с ростом смещений.
Известны упругие элементы для высокоэластичных муфт, выполненные в виде горообразной резинокордной оболочки, которая по внутреннему периметру армирована кордным каркасом, снабженным кордным поясом с окружным направлением нитей [1].
Указанные конструкции имеют следующие недостатки: сборка изделий должна производиться в две стадии с наложением пояса на предварительно заформованный каркас, что существенно усложняет сборочное оборудование и сам процесс сборки. В связи с наличием резких переходов направлений нитей возникают краевые напряжения, разрушающие элемент при многократных деформациях, появляющихся при вращении муфты с радиальным и угловым смещением осей валов. Это значительно снижает компенсирующую способность муфты, ограничивая ее применение, поскольку компенсирующая способность является основным преимуществом высокоэластичных муфт с торообразной оболочкой.
Известен упругий элемент для высокоэластичных муфт, выполненный в виде диска с гофром из резины, армированной перекрещивающимися слоями нитей корда, нити корда расположены несимметрично относительно плоскости радиального сечения элемента [2].
Известен также соединительный элемент упругой муфты, выполненный в виде резинового диска с гофром с расположенными внутри диска
металлическими кольцами и армирующими неметаллическими прокладками, огибающими кольца [3].
Недостатками указанных упругих элементов являются сложность изготовления вследствие наличия гофра, а также значительные осевые габариты муфты из-за конструкции бортовых зон крепления резинокордных элементов к полумуфтам высокоэластичных муфт.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является оболочка резинокордная для высокоэластичной муфты, выполненная в виде диска из резины, армированной слоями нитей корда [4].
Недостатком известного устройства является сложность изготовления упругого элемента и невысокая надежность из-за смещений и деформаций составных частей при его сборке.
Технический результат предложения заключается в создании упругого элемента муфты, надежного в работе и простого в изготовлении.
Для достижения указанного технического результата в упругом элементе муфты, выполненном в виде резинового диска, имеющем центральное отверстие и армированным внутри слоями неметаллической прокладки, согласно предложению, он выполнен в виде пары дисков, жестко соединенных между собой и снаружи армированных металлическими пластинами, которые привулканизированны к каждому из дисков прямым прессованием в пресс-форме.
Также, согласно предложению, в качестве неметаллической прокладки использована армирующая ткань, которая при укладке в пресс-форму чередуется со слоями резины, первый слой которой положен на металлические пластины, помещенные на дно формообразующей полости пресс-формы. При этом все отверстия на диске отформованы одновременно с вулканизацией резины в процессе прямого прессования, а резиновые диски после вулканизации склепываются между собой заклепками.
Наличие вышеуказанных отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид в плане упругий элемент муфты, и представлен разрез А-А.
Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа технического решения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Заявляемый упругий элемент может быть установлен в упругой муфте привода редуктора вспомогательных машин.
Упругий элемент муфты (фиг.1) состоит из двух идентичных плоских резиновых дисков 1, которые соединены между собой заклепками 2. Каждый резиновый диск 1 выполнен в виде кольца с центральным отверстием и упрочнен арматурой, а именно металлическими пластинами 3 и армирующей тканью 4. Причем каждый резиновый диск 1 изготовлен методом прямого прессования резины с арматурой 3 и 4 с последовательной укладкой в матрицу пресс-формы сначала металлических пластин 3, а затем несколько чередующихся слоев: слой резины, затем слой армирующей ткани 4, потом опять слой резины, слой ткани 4. При прессовании пластины 3 надежно привариваются в процессе вулканизации к резине, вдавливаясь в плоскость диска 1. Одновременно на диске 1 отформовываются все необходимые отверстия. После вулканизации диски 1 склепываются заклепками 2.
Устройство работает следующим образом.
Компенсация осевых, угловых и радиальных смещений соединяемых валов происходит за счет деформации упругого элемента, который гасит колебания, возникающие в муфте.
Данный упругий элемент получен путем соединения металлических (пластины) и неметаллических (ткань, резина) деталей в одну сборочную
единицу (резиновый диск) прямым прессованием, что позволило получить прочное неразъемное соединение.
Устройство было разработано и успешно использовано на Оренбургском локомотиворемонтном заводе.
Из вышесказанного следует, что изготовление данного устройства промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Источники информации:
1. Ряховский О.А., Иванов С.С., Справочник по муфтам, Ленинград, Политехника, 1991 г., стр.112;
2. Авторское свидетельство SU №859703, F16D 3/74, 1981;
3. Авторское свидетельство SU №1226923, F16D 3/74, 1992;
4. Патент RU №2300674, F16D 3/78, 2007.