МУФТА С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ПРУЖИНАМИ
COUPLING WITH RECTANGULAR SPRINGS

Изобретение относится к оборудованию для передачи крутящего момента от источника к потребителю механической энергии.
Известны муфты с неметаллическими упругими звеньями, получившие широкое применение в промышленном оборудовании по причине их относительной дешевизны изготовления. Однако область применения таких муфт ограничивается низкими механическими параметрами упругих звеньев, изготовляемых из резины, кожи и т.д. При больших величинах нагрузки такие муфты отличаются большими габаритами [Поляков B.C., Барабаш И.Д. «Муфты. Конструирование и расчет.» - Л.: Машиностроение, 1973, рис.58, с.89].
За прототип выбрана упругая муфта переменной жесткости с пружинными кольцами, изготовленная Ленинградским станкостроительным заводом им. Свердлова [Поляков B.C., Барабаш И.Д. «Муфты. Конструирование и расчет.» - Л.: Машиностроение, 1973, рис.55, с.82]. В полумуфтах выфрезерованы по две продольные прорези для четырех пружинных колец, установленных в шахматном порядке. Пружины с выступами в прорезях полумуфт передают крутящий момент от источника к потребителю механической энергии. Прорези ведомой полумуфты одинаковой ширины, а прорези ведущей полумуфты четырехступенчатой ширины, что обеспечивает последовательное вступление в работу четырех пружинных колец с увеличением нагрузки и, соответственно, угла закручивания одной полумуфты относительно другой. Пружины выполнены из стали 60 Сг. К недостаткам такой муфты следует отнести неравномерность нагрузки на пружинные кольца. Кольцо, вступающее в работу первым, передает 40% крутящего момента.
Задачей изобретения является передача крутящего момента от двигателя потребителю. Изобретение может быть использовано как антивибрационное соединение, приводящее к понижению касательных напряжений от неравномерности вращения и от крутильных колебаний в валопроводе. Поставленная задача решается благодаря тому, что в устройстве, состоящем из двух полумуфт и четырех пружин прямоугольного сечения линейной жесткости, расположенных в шахматном порядке, предусмотрены следующие отличия. Предложенная муфта с прямоугольными пружинами отличается расположением пружин в полумуфте, которые устанавливаются на пальцы и крепятся гайкой с пружинной шайбой. Из четырех прямоугольных пружин две работают на сжатие и две - на растяжение. На каждой полумуфте предусмотрены ограничители, в которые при работе муфты могут упираться пружины. При передаче крутящего момента пара пружин, работающая на растяжение, с ростом нагрузки облегает ограничитель малого диаметра полумуфты, а другая пара пружин в это время работает на сжатие, облегая ограничитель большего диаметра полумуфты. При перемене знака крутящего момента пара пружин, работавшая на растяжение, будет работать на сжатие, облегая ограничитель большего диаметра, а другая пара пружин в это время будет работать на растяжение, с ростом нагрузки облегая ограничитель малого диаметра полумуфты. Таким образом, под влиянием ограничителей при передаче неравномерного крутящего момента жесткость пружин, следовательно, и муфты может изменяться нелинейно.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно передача крутящего момента посредством пружин, установленных в полумуфте, снижение касательных напряжений в валопроводе от неравномерности вращения и от крутильных колебаний за счет ограничителей, позволяющих муфте иметь нелинейные свойства при изменении амплитуды и знака момента.
Изобретение позволяет передавать значительный крутящий момент и снизить касательные напряжения в валопроводе.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются графическим материалом, на котором изображены:
Фигура 1 главный вид муфты в разрезе;
Фигура 2 вид муфты слева;
Фигура 3 крепление прямоугольных пружин в одной из полумуфт, главный вид;
Фигура 4 крепление прямоугольных пружин в одной из полумуфт, вид слева;
Фигура 5 крепление прямоугольных пружин в одной из полумуфт аксонометрическая проекция;
Фигура 6 крепление прямоугольных пружин в одной из полумуфт, вид сверху;
Фигура 7 общий вид муфты, главный вид;
Фигура 8 общий вид муфты, вид слева;
Фигура 9 общий вид муфты, аксонометрическая проекция;
Фигура 10 общий вид муфты, вид сверху.
Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующими примерами: установка в судовой валопровод, между двигателем и генератором и т.д.
Предложенная муфта с прямоугольными пружинами (фигура 1) состоит из ведомой 1 и ведущей 2 полумуфт, прямоугольных пружин 3 и крепления пружин к полумуфтам.
Перечисленные конструктивные элементы выполнены следующим образом: ведомая полумуфта с отверстиями для установки в ней пальцев 4 и с отверстиями для гаек 5, ведущая полумуфта с ограничителями и с отверстиями для установки в ней пальцев и с отверстиями для гаек, прямоугольные пружины имеют отверстия для установки их на палец и вырез, для обеспечения установки других пружин, крепление пружин к полумуфтам, состоящее из пальцев, имеющих выступ с одного конца и резьбу с другого, гаек с пружинными шайбами 6, шайб 7, предназначенных для применения в шарнирных соединениях, располагающихся между пружинами и втулками 8, предусмотренными для точной установки пружин в полумуфтах.
Муфта с прямоугольными пружинами устанавливается в валопровод между источником и потребителем механической энергии. При работе пружины, расположенные в полумуфту в шахматном порядке, две из которых работают на сжатие, две на растяжение, в зависимости от величины передаваемого крутящего момента выбирают зазор и начинают упираться в ограничители, расположенные в одной из полумуфт, благодаря чему изменяют свою жесткость и муфта имеет нелинейные свойства.
Описанной выше муфтой с прямоугольными пружинами пользуются следующим образом: прямоугольные пружины устанавливаются в полумуфте в соответствии с фигурами 3, 4, 5, 6, а в зависимости от величины передаваемого крутящего момента муфта крепится к валу с натягом, шпонкой или шлицем.