УПРУГО-ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МУФТА

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к упруго-пневматическим муфтам, предназначенным для передачи крутящего момента от одного вала к другому и компенсации несоосности и незначительных перекосов соединяемых валов. Заявляемое устройство может быть использовано в силовых судовых установках.
В машиностроении для соединения и разобщения валов машин и механизмов обычно используются упругие муфты.
Известна упругая муфта, состоящая из двух полумуфт, соединенных между собой упругой торообразной оболочкой, внутри которой расположены жесткие диски (Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 327, рис. IХ.11). Недостатком муфты является жесткость соединяемых дисков, что в свою очередь снижает возможность компенсации муфтой различных смещений осей соединяемых валов и, соответственно, уменьшает ее эксплуатационную надежность.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является известная упруго-пневматическая муфта (Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979, с. 325, рис. IХ.80), сочетающая свойства шинно-пневматической муфты со съемным резиновым баллоном и упругой муфты с тороообразной оболочкой. В указанной муфте мощность передается с ведущей полумуфты на ведомый барабан шинно-пневматической муфты через съемный резиновый баллон. Ступица ведомого барабана не имеет жесткой связи с ведомым валом, а соединяется с ним посредством двух резинокордных торообразных оболочек. При этом мощность, передаваемая ведомому валу, раздваивается: через каждую горообразную оболочку передается приблизительно половина ее величины, что дает возможность уменьшить габариты резинокордных элементов. Введение в конструкцию муфты плавающей опоры обеспечивает возможность компенсации смещений осей соединяемых валов, а также уравновешивания осевых сил, возникающих в торообразных оболочках при вращении; без передачи их на валы.
Однако, размещение двух резинокордных торообразных оболочек внутри барабана трения и соединение его с ведомым валом через введенную в конструкцию муфты плавающую опору, не позволяет обеспечить передачу значительного момента вращения только одним баллоном шинно-пневматической муфты, что снижает несущую способность и эксплуатационную надежность конструкции.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели состоит в повышении несущей способности и эксплуатационной надежности муфты.
Для достижения указанного результата используется следующая совокупность существенных признаков: упруго-пневматическая муфта (содержащая, так же как и прототип, упругую торообразную оболочку и ведущую и ведомую части, при этом последние состоят из ступиц с возможностью их закрепления соответственно на ведущем и ведомом валах, и фланцев, на одном из которых выполнен наружный обод, а на другом - внутренний барабан, между которыми размещен пневматический баллон,) в отличие от прототипа, муфта снабжена двумя прижимными кольцами, а на фланцах ведущей и ведомой частей выполнены вертикальные выступы, при этом между внутренними поверхностями выступов и прижимными кольцами зажаты боковые борта торообразной оболочки, в свою очередь пневматический баллон размещен внутри оболочки на общей с ней оси симметрии. Для компенсации любых смещений осей соединяемых валов, а также уравновешивания осевых сил, возникающих в оболочке при вращении валов, на ступице ведомой части муфты установлено упругое резинометаллическое кольцо.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что муфта содержит два несущих элемента: основной - упругую резинокордную торообразную оболочку и дополнительный - шинно-пневматический баллон, размещенный внутри оболочки между наружным ободом, являющимся частью фланца одной части муфты, соединенной с ведущим валом, и внутренним барабаном трения фланца другой части муфты, соединенной с ведомым валом.
Плавное регулирование внутреннего давления сжатого воздуха в пневматическом баллоне позволяет изменять его радиальную и осевую жесткости, и перераспределять нагрузку от передаваемого момента вращения между указанными несущими элементами, а также обеспечить возможность повышения несущей способности, срока службы конструкции муфты и ее эксплуатационной надежности.
Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача - повышение несущей способности и эксплуатационной надежности муфты, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение заявляемой муфты.
Упруго-пневматическая муфта содержит две части, состоящие из наружных фланцев 1, 1а и ступиц 2, 2а, последние из которых закреплены соответственно на ведущем и ведомом валах. Между внутренними боковыми поверхностями вертикальных выступов фланцев 1 и 1а и прижимными кольцами 3 и 4, установлена упругая торообразная резинокордная оболочка 5, надежно зажатая в установленном положении с помощью винтов 6. Сила затяжки винтов 6 и толщина колец 3 и 4 выбираются из условия обеспечения сжимания реборд бортов оболочки 5 приблизительно на 1/3 их первоначальной толщины. Резинокордная торообразная оболочка 5 в поперечном сечении имеет подковообразную форму.
Фланец ведущей части муфты представляет собой конструкцию, которая не только обеспечивает зажим бокового борта резинокордной оболочки 5, но и одновременно является наружным ободом муфты, а фланец ведомой части муфты соответственно - внутренним барабаном, между которыми устанавливается упругий резинокордный шинно-пневматический баллон 7.
При подаче во внутреннюю полость резинокордного шинно-пневматического баллона 7 под давлением сжатого воздуха через металлический ниппель 8 баллон расширяется, за счет чего выбирается радиальный зазор S между баллоном и внутренним барабаном фланца ведомой части.
По наружному диаметру шинно-пневматический баллон 7 крепится к наружному ободу фланца 1 муфты винтами 9, которые ввинчиваются в завулканизированные в наружном протекторе 76 баллона металлические планки 10.
Резинокордный шинно-пневматический баллон 7 бесколодочного исполнения по внутреннему протектору облицован фрикционным резиновым слоем 7в с коэффициентом трения f=0,4, что делает его более эластичным и облегчает монтаж и обслуживание муфты, повышает эксплуатационную надежность.
Сжатый воздух в баллон 7 муфты подводится по воздухопроводу 11 обычным способом, применяемым для шинно-пневматических муфт.
Каркас 5а торообразной оболочки и каркас 7а шинно-пневматического баллона могут быть изготовлены из синтетических кордов, а для конструкций муфт, обеспечивающих передачу повышенного момента вращения, - из металлического корда.
Для облегчения замены оболочки 5 и баллона 7 муфты непосредственно на объекте эксплуатации, они могут быть выполнены съемно-разъемной конструкции.
Установка на ступице ведомой части муфты упругого резинометаллического кольца (диска) 12 позволяет обеспечить дополнительную возможность компенсации всевозможных смещений осей соединяемых валов, а также уравновесить осевые силы, возникающие в оболочке 5 при вращении валов.
После выбора радиального зазора между резинокордным шинно-пневматическим баллоном 7 и внутренним барабаном трения можно плавным регулированием внутреннего давления сжатого воздуха изменять крутильно-жесткостные характеристики баллона, а также, соответственно, увеличивать часть передаваемого им момента вращения.
В случае выхода из строя (разрушения) торообразной оболочки 5 функцию передачи момента вращения с одной части муфты на другую полностью обеспечивает шинно-пневматический баллон 7.
Одновременное включение в работу упругой резинокордной оболочки, упругого шинно-пневматического баллона и упругого резинометаллического кольца позволяет перераспределить между ними нагрузку от передаваемого момента вращения, и за счет этого повысить несущую способность и эксплуатационную надежность муфты.
Заявляемая упруго-пневматическая муфта ремонтопригодна и проста в обслуживании. Расчет конструкции изделия показал его работоспособность в широком диапазоне передаваемых мощностей и в условиях повышенных частот колебаний валопровода. Кроме того, предлагаемое решение обеспечивает возможность регулирования упругодемпфирующих характеристик муфты. Устройство может использоваться в судовых силовых установках
Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».