ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ МУФТА
VIBRATION-ISOLATING COUPLING

Изобретение относится к машиностроению, а именно к муфтам для соединения вращающихся несоосно расположенных валов, и может использоваться для компенсации изгибных колебаний и вибраций при передаче крутящего момента.
Известна по патенту ФРГ №PS 2502175, F16D 03/74, опубл. в о/б "Промышленная собственность" ("Listes") №15 от 15.04. 1982, упругая муфта, содержащая две полумуфты и кольцевой торсионный элемент "U"-образного сечения.
Недостатком этой муфты является то, что возможность большого перемещения в осевом направлении торсионного элемента "U"-образного сечения, выполненного из гибкого материала, снижает ее диапазон нагрузочной способности.
Известная по авт.св. СССР №1257311, F16D 03/74, от 22.04.82, опубл. в БИ №34 от 15.09.86, виброизолирующая муфта содержит две полумуфты, расположенный между полумуфтами торсионный элемент, выполненный из нетканого проволочного материала с неупорядоченной структурой, соединенный с каждой из полумуфт.
Недостатком данной муфты является то, что торсионный элемент, выполненный из нетканого проволочного материала с неупорядоченной структурой (материал МР), не предназначен для работы на растяжение. При возникновении растягивающих усилий в материале может произойти местное расслоение спрессованных проволочных спиралей, из которых он выполнен.
Задачей, решаемой данным изобретением, является повышение энергоемкости и надежности работы муфты.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в возможности материала МР после его неполного сжатия в пределах упругости выполнять функции демпфера при приложении знакопеременных изгибающих усилий. Кроме способности сжиматься, он приобретает способность растягиваться до ненагруженного состояния. Наличие жидкой смазки, заполняющей зазоры в материале МР, повысило энергоемкость муфты за счет снижение упругой податливости торсионного элемента. Вследствие этого колебания обоих валов не передаются от одного к другому, то есть они изолированы.
Указанный выше технический результат достигается тем, что виброизолирующая муфта, содержащая две полумуфты, расположенный между полумуфтами торсионный элемент, выполненный из нетканого проволочного материала с неупорядоченной структурой, соединенный с каждой из полумуфт, дополнительно снабжена упругим элементом, установленным соосно с обеими полумуфтами, с возможностью приложения к торсионному элементу сжимающего его усилия. В одной из полумуфт выполнен канал для подвода жидкой смазки к торсионному элементу. Торсионный элемент может быть выполнен в виде кольца. Часть канала может быть выполнена в виде конического отверстия, соосного оси симметрии полумуфты, расширяющегося в сторону торсионного элемента.
Снабжение муфты упругим элементом, установленным соосно с обеими полумуфтами, с возможностью приложения к торсионному элементу сжимающего его усилия, обеспечило возможность предварительно сжатому торсионному элементу при приложении к нему знакопеременных усилий не только дополнительно сжиматься, но и растягиваться до ненагруженного состояния без расслоения спрессованных проволочных спиралей, из которых он выполнен. Выполнение торсионного элемента в виде кольца позволило установить упругий длинномерный элемент и обеспечило наличие полости, которая свободно может заполняться жидкой смазкой. Выполнение в одной из полумуфт канала, соединенного с полостью кольца, обеспечило возможность подвода жидкой смазки к торсионному элементу и заполнения зазоров в материале МР, в результате чего повышена энергоемкость муфты путем снижения упругой податливости торсионного элемента. Выполнение части канала в виде конического отверстия, соосно оси симметрии полумуфты, расширяющегося в сторону торсионного элемента, обеспечивает попадание жидкой смазки в полость кольца самотеком.
На чертеже представлена виброизолирующая муфта.
Виброизолирующая муфта содержит две полумуфты 1 и 2 с установленным между ними торсионным элементом 3. Торсионный элемент 3 выполнен в виде кольца из материала МР. Форма кольца может быть любой, например плоской или круглой. Соединение полумуфт 1 и 2 с торсионным элементом 3 выполнено паянным.
Материал МР изготовляется известным способом (например, по авт.св. СССР №183174) и представляет собой спрессованные проволочные спирали, выполненные до прессования с шагом, равным наружному диаметру спирали и уложенные в заготовку послойно с взаимным перекрещиванием осей спиралей.
Между полумуфтами 1 и 2 пропущен упругий элемент 4 (шпилька), который с помощью шайб 5 и гаек 6 закреплен соосно с полумуфтами 1 и 2. При затягивании гаек 6 торсионный элемент 3 предварительно сжимается.
В полумуфте 1 выполнен канал для подвода жидкой смазки к торсионному элементу 3. Канал состоит из трех участков: первый - отверстие 7, второй - отверстие 8 и третий - отверстие 9. Отверстие 8 может быть выполнено конической формы и соосным с осью симметрии полумуфты 1. При этом отверстие 8 расширяется в сторону отверстия 9, которое выполнено не соосным оси симметрии полумуфты 1 и расположено вблизи к поверхности отверстия 8. Отверстий 9 может быть выполнено несколько, расположенных равномерно по окружности. Полумуфты 1 и 2, а также торсионный элемент 3 образовали полость 10, с которой соединено отверстие 9.
Виброизолирующая муфта работает следующим образом.
Крутящий момент передается от вала на полумуфту 1, затем на торсионный элемент 3 и далее - на полумуфту 2. При этом жидкая смазка, попавшая в отверстие 8 через отверстие 7, самотеком попадает в полость 10 через отверстие 9. За счет центробежных сил жидкая смазка заполняет зазоры между проволочными спиралями в материале МР. Для подачи смазки к торсионному элементу муфты может использоваться, например, устройство для подачи жидкой смазки к подшипниковым узлам, применяемым в высокоскоростных механизмах.
При вращении полумуфты 1 и 2 совершают колебательные движения относительно друг друга, в результате чего торсионный элемент 3 воспринимает усилия скручивающие, сжимающие и растягивающие его. При совершении колебательного движения любая из полумуфт в точках, расположенных диаметрально друг от друга, оказывает разные по знаку воздействия на торсионный элемент 3. В одной такой точке происходит сжатие материала МР, а в другой - растяжение материала МР. Элемент 4, обладающий возможностью упруго изгибаться, не препятствует полумуфтам 1 и 2 совершать колебательные движения. При колебании полумуфт 1 и 2 совершается работа по перемещению жидкой смазки в зазорах, за счет которой происходит поглощение колебательной энергии, то есть демпфирование колебаний. При этом амплитуда колебаний полумуфт 1 и 2 меньше, чем она была бы без жидкой смазки.
Использование настоящего изобретения обеспечивает материалу МР после его неполного сжатия в пределах упругости выполнять функцию демпфера, способного работать при приложении знакопеременных изгибающих усилий. Кроме способности сжиматься, он приобретает новую способность растягиваться до ненагруженного состояния. Наличие жидкой смазки, заполняющей зазоры в материале МР, повысило энергоемкость муфты за счет снижение упругой податливости торсионного элемента. Вследствие этого колебание обоих валов не передаются от одного к другому, то есть они изолированы.