ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА С РАЗРУШАЮЩИМИСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к предохранительным муфтам с разрушающимися элементами, используемым при передаче вращательного движения с ведущего вала на ведомый с одновременной защитой механизмов от перегрузок, превышающих расчетные, в условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов.
Известна комбинированная муфта, предохранительная часть которой содержит полумуфты, соединенные двумя предохранительными штифтами. Цилиндрическими посадочными поверхностями полумуфты сопрягаются между собой через бронзовые втулки, которые центрируют полумуфты и работают как подшипник скольжения при срезании штифтов с последующим проворотом полумуфт друг относительно друга. (Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Л.: Политехника, 1991, с. 369, рис. 8.7). Недостаток данной конструкции в том, что износ втулок при проворачивании нарушает центровку и, в конечном итоге, снижает надежность работы муфты.
Известна предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты и расположенные коаксиально между ними, по меньшей мере, две волнистые пружины, ведущая полумуфта выполнена с пазами, в которых размещены гребни наружной волнистой пружины, а ведомая полумуфта выполнена с пазами, в которых расположены впадины внутренней волнистой пружины. При этом каждая волнистая пружина выполнена наборной из нескольких соосных кольцевых элементов (патент RU 2510470, F16/D 7/10, D43/208, 22.10.2012). Недостатками известной муфты является необходимость соблюдения высоких требований к перекосу и смещению осей соединяемых валов для достижения компактности технического устройства, большое количество промежуточных наборных элементов муфты, что снижает надежность работы муфты.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является предохранительная муфта с разрушающимися элементами, состоящая из соосно расположенных верхней и нижней полумуфт (патент SU 1287693 A1, F16D 9/00, 06.02.1985 г). При этом разрушающиеся элементы выполнены из срезанных штифтов, размещенных во втулках, установленных в отверстиях полумуфт, на торцевой поверхности фланца, одной из которых выполнены гнезда, а упругий элемент установлен между дном гнезда и буртиком на срезном штифте.
Недостатком этой муфты, как и всех вышеприведенных, является сложность конструкции разрушающегося звена, что снижает надежность при длительной эксплуатации. Кроме того, превышение крутящего момента и разрушение предохранительных элементов и разрушающихся звеньев в условиях эксплуатации магистральных нефтепроводов резко ухудшают условия обслуживания в связи с трудностями замены и изготовления элементов предохранительной муфты.
Задачей полезной модели является защита элементов трубопроводной арматуры от превышения максимально допустимого крутящего момента при неправильной настройке привода, установке привода с большим крутящим моментом и т.п.
Технический результат заключается в повышении надежности и увеличении долговечности путем снижения влияния эксплуатационных факторов.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что предохранительная муфта с разрушающимися элементами, состоящая из соосно установленных верхней и нижней полумуфт, разрушающихся элементов, при этом в обеих полумуфтах в радиальных направлениях имеются пазы, выполненные с возможностью установки и замены в них разрушающихся элементов в виде сегментов из листового проката.
При этом высота и толщина разрушающегося элемента в виде сегмента рассчитывается в зависимости от предела текучести материала листового проката.
Причем пазы и разрушающиеся элементы в виде сегментов выполнены в сечении прямоугольной формы.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 - общий вид предохранительной муфты, на фиг. 2 - вид сверху.
Устройство состоит верхней полумуфты 1, нижней полумуфты 2, разрушающихся элементов в виде сегментов из листового проката 3.
Работает предохранительная муфта следующим образом.
При вращении выходного узла электропривода трубопроводной арматуры верхняя полумуфта 1 посредством зацепления воспринимает крутящий момент и передает его через разрушающиеся элементы в виде сегментов из листового проката на нижнюю полумуфту 2, которая посредством зацепления передает крутящий момент на бугельный узел трубопроводной арматуры магистрального трубопровода.
Расчет разрушающихся элементов в виде сегментов выполняется как расчет шпонки призматической на срез (В.И. Анурьев. «Справочник конструктора-машиностроителя, Т2, Глава IX «Разъемные соединения», Раздел «Шпоночные соединения», подраздел «Соединения» и подраздел «Расчет Шпонок», с. 885), и, в зависимости от предела текучести материала (указывается в сертификате на прокат листовой), проводят расчет высоты h и толщины s сегмента.
Пазы и разрушающиеся элементы в виде сегментов выполнены в сечении прямоугольными (установлено авторами экспериментально), так как такая форма наиболее оптимальна для надежности и долговечности работы узла муфты в целом и не требует дополнительной механической доработки в условиях магистральной работы трубопроводной арматуры.
Конфигурация и размеры сопряженных поверхностей пазов и разрушающихся элементов в виде сегментов позволяет исключить использование дополнительных крепежных, предохранительных элементов, что повышает надежность и долговечность при эксплуатации.
На начальных этапах работы муфты разрушающиеся элементы в виде сегментов могут быть установлены не во все пазы. Однако, именно предлагаемая конструкция позволяет при ремонте, в случае отсутствия листового проката достаточной толщины или высоты, или с требуемым пределом текучести, а также в случае «закусывания» разрушившегося сегмента и невозможности его извлечения из паза, провести замену или установить в свободные пазы дополнительные сегменты, что повышает надежность и долговечность работы предохранительной муфты в условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов, в полевых условиях.
Таким образом, предлагаемая предохранительная муфта компактна, технологична в изготовлении, долговечна при эксплуатации, надежна, т.к. предохраняет промышленное оборудование от поломок при перегрузках, превышающих расчетные, в критических условиях эксплуатации нефте- и нефтепродуктопроводов.