УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ С НАТЯГОМ ОХВАТЫВАЮЩЕЙ ДЕТАЛИ НА ВАЛУ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к узлам крепления с натягом ступиц охватывающих деталей на валу, например, ступиц массивных шкивов ременных передач, маховиков, рабочих колес центробежных насосов и может быть использована в различных отраслях техники.
Известен узел крепления рабочего колеса на валу, содержащий ступицу рабочего колеса с торцем и центральным отверстием, внутри которого размещен вал. В ступице колеса по меньшей мере на одном торце заодно целое со ступицей выполнен тонкостенный кольцевой выступ, на наружной поверхности которого с натягом установлено кольцо, причем наружная поверхность выступа и обращенная к ней поверхность кольца выполнены коническими, а в кольце выполнены отверстия, в которых размещены резьбовые изделия в виде болтов, расположенных параллельно оси вала для перемещения кольца к торцу ступицы (см. например, Евразийский патент №029911, int.cl. F04D 29/20(2006.01)).
Для повышения надежности крепления с натягом относительно длинных ступиц (длина которых больше диаметра отверстий в ступице, например) желательно крепление выполнять с двумя тонкостенными выступами, выполненными на двух противоположных торцах ступицы, для чего необходим доступ для перемещения колец, образующих натяг с конической поверхностью двух выступов также с двух сторон относительно ступицы.
Для разборки известного узла необходим доступ к узлу с двух торцев для перемещения колец сжимающих с натягом тонкостенные выступы и, вследствие деформации выступов, прижимающих эти выступы к валу с образованием натяга между выступами и валом.
Вследствие указанных выше особенностей известного технического решения, оно имеет существенный недостаток - узкую область применения, в тех случаях, когда доступ во второму кольцевому тонкостенному выступу невозможен - например при креплении широкого шкива с несколькими ремнями на консольном валу электродвигателя, или при креплении колес центробежных насосов (в многоступенчатых насосах), когда ступени расположены друг за другом.
Целью полезной модели является устранение указанного выше недостатка.
Поставленная цель достигается тем, что резьбовые изделия выполнены в виде стержней, один конец каждого из которых неподвижно закреплен в отверстии одного кольца, а выступающие из этого кольца стержни размещены в сквозных отверстиях, выполненных в ступице, направленных от одного торца ступицы к другому и в гладких отверстиях второго кольца, а на выступающих над торцем второго кольца частях стержней выполнена резьба, на которой с упором во второе кольцо навинчены гайки, при этом конец стержня может быть закреплен в кольце с помощью резьбы, выполненной на стержне и в ответном отверстии этого кольца.
На фиг. 1 изображен разрез узла с двумя вариантами скрепления конца стержня с кольцом, а на фиг. 2 изображена схема демонтажа колец с конической поверхности тонкостенных выступов, где:
1 - вал
2 - ступица
3 - центральные отверстия
4, 5 - кольцевые выступы
6, 7 - наружные поверхности
8 - сквозные прорези
9, 10 - кольца
12 - шпильки
11 - отверстия резьбовые
13, 14 - гладкие отверстия
15 - конец шпилек
16 - гайки
17 - стержни
18 - штифты
1
2
Т, Т - торцы
Z - зазор
Р - усилие.
Узел крепления охватывающей детали на валу содержит вал 1, на котором размещена охватывающая деталь, ступица 2 которой имеет центральное отверстие 3. Для удобства монтажа на валу между отверстием 3 и валом 1 предусматривается радиальный зазор порядка 0,02…0,05 мм.
1
2
1
2
Заодно целое со ступицей на двух противоположных торцах T и Т выполнены тонкостенные кольцевые выступы 4 и 5, образованные двумя кольцевыми поверхностями отверстий 3 и поверхностями 6 и 7 выступов, которые выполнены коническими. На выступах выполнены сквозные прорези 8 (разрезы) в количестве не менее двух разрезов на выступе. Чем больше разрезов, тем более равномерным будет "обжим" выступа, который происходит за счет перемещения колец 9 и 10 по поверхностям 6 и 7 в направлении к торцам T и Т.
1
2
В кольце 9 выполнены резьбовые отверстия 11, в которые ввинчиваются шпильки 12, а в ступице 2 в направлении от торца T к торцу Т выполнены гладкие сквозные отверстия 13, в которых размещаются шпильки 12. Длина шпилек выбирается такой, чтобы сквозь гладкие отверстия 14, выполненные в кольце 10, можно было просунуть шпильку, а на выступающие над кольцом 10 концы 15 шпилек можно было навинтить гайки 16.
Сборка узла осуществляется следующим образом: в кольцо 9 ввинчиваются шпильки 12, затем шпильки вставляют в отверстия 13 и перемещают вместе с кольцом 9 до касания кольца с конической поверхностью 6 тонкостенного выступа 4.
На выступающие из отверстий 13 ступицы концы 15 шпилек надевают кольцо 10 и перемещают его до касания кольца с конической поверхностью 7 тонкостенного выступа 5. На выступающие из гладких отверстий 14 кольца 10 концы шпилек навинчивают гайки 16 до образования натяга между тонкостенными выступами и валом, что должно быть обеспечено моментом затяжки гайки, который назначают исходя из расчетов на прочность деталей, входящих в узел.
Вместо шпилек 12 возможен вариант с использованием стержней 17, скрепленных с кольцом 9 с помощью штифтов 18, установленных в совместно выполненные в кольце 9 и стержнях отверстия.
Однако, вариант с ввинчиванием шпилек 12 проще, чем вариант замены шпилек на стержни и крепление стержней с кольцом с помощью штифтов.
Передача крутящего момента при работе узла от вала к ступице может быть осуществлена как за счет трения, так и с помощью шпонки (шпонка не показана).
Для снятия охватывающей детали необходимо уменьшить усилие прижима тонкостенных выступов к валу для чего осуществляют следующие действия:
а) отвинчивают гайки 16 и с помощью технологического приспособления (не показано) сдвигают кольцо 9, с конической поверхности тонкостенного выступа 5. Натяг при этом уменьшается до нулевого значения (см. фиг. 2)
б) затем надавливают усилием "Р" с помощью технологического приспособления (не показано) на концы 15 шпилек, выступающие из отверстий 13 в ступице. Вместо приспособления возможно ударами молотка сдвинуть шпильки вместе с кольцом 9 с конической поверхности 6 второго тонкостенного выступа 4 (см. Фиг. 2). Натяг при этом также уменьшают до нулевого значения и появляется зазор "Z". После чего путем перемещения ступицы вдоль вала снимают с вала охватывающую деталь.
Пазы 8 необходимы для ослабления натяга между выступами 4 и 5 и валом 1.
Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения заключается в увеличении до двух мест, расположенных у разных торцев ступицы, где образуется натяг между выступами, а, следовательно, между ступицей и валом.
При этом образование натяга происходит одновременно с двух сторон ступицы при том, что действия сборщика производятся только с одной стороны - с той стороны, где располагаются гайки.
Это преимущество позволит расширит область применения узла для тех случаев, когда затяжка соединения может быть осуществлена только с одной стороны по отношению к ступице охватывающей детали.
Создание натяга с двух сторон ступицы позволит исключить раскачивание ступицы на валу при воздействии на ступицу знакопеременных нагрузок, направленных вдоль оси вала.
Предложенное техническое решение может быть использовано для беззазорного крепления широких шкивов ременных передач на валу электродвигателя, например, или на валу мощного насоса, для крепления ступицы колеса, в том числе для случаев, когда на валу необходимо закрепить несколько деталей, типа центробежных колес, расположенных друг за другом (в многоступенчатых насосах) с одинаковыми насадочными диаметрами отверстий в колесах.