РЕЗИНОКОРДНАЯ ОБОЛОЧКА

Область техники
Полезная модель относится к области полимерной химии, а также к машиностроению, а именно к упругим оболочкам высокоэластичных муфт и другим аналогичным устройствам, и может быть использована во всех отраслях промышленности для соединения валов машин и механизмов в условиях повышенных перекосов и смещения осей для передачи крутящего момента.
Уровень техники
Известна резинокордная оболочка для высокоэластичной муфты, выполненная из резины, армированной перекрещивающимися слоями нитей корда, завернутого на бортовые кольца, имеющая бортовые зоны для крепления к полумуфтам, при этом конфигурация торообразной резинокордной оболочки задана одним радиусом по среднему диаметру сечения, при этом радиусы, линейные размеры профиля, посадочный диаметр, определяющие поперечное сечение резинокордной оболочки, находятся в следующей пропорциональной зависимости от наружного диаметра: R1:D1=0,11±20%; R2:D1=0,08±20%; R3:D1=0,025±20%; R4:D1=0,015±20%; H1:D1=0,263±20%; H2:D1=0,163±20%; D2:D1=0,71±20%, где R1 - наружный радиус сечения, R2 - внутренний радиус сечения, R3 - радиус бортовой зоны, R4 - радиус сопряжения наружного радиуса R1 и радиуса бортовой зоны R3, D1 - наружный диаметр резинокордной оболочки, D2 - посадочный диаметр оболочки, H1 - ширина профиля сечения оболочки, Н2 - линейный размер между внутренними поверхностями бортовых зон (см., патент RU 2325566 С1, 27.05.2008).
Известна оболочка предназначенная для установки на ободе, посадочные поверхности которого образуют с осью вращения угол, находящийся в диапазоне между 0 и 6°, содержащая радиальный усилительный слой каркаса, прикрепленный внутри каждого борта к проволочному сердечнику борта и образующий таким образом заворот, причем проволочный сердечник борта оканчивается в радиальном направлении, по меньшей мере, одним профилем из резиновой смеси, расположенным вдоль оси между основной частью усилительного слоя и его заворотом и имеющим, по существу, треугольную форму и повышенную твердость, выражаемую в единицах шкалы А по Шору и составляющую, по меньшей мере, 85 единиц, при этом внешняя в осевом направлении поверхность каждого борта В имеет меридиональный профиль, состоящий из первой криволинейной части, предназначенной для вступления в постоянный контакт с бортовой закраиной и сохранения этого контакта, а также образующий резкий разрыв кривизны на стыке со второй криволинейной частью, при этом профиль из резиновой смеси имеет высоту и расположен в радиальном направлении таким образом, что упомянутый профиль в осевом направлении находится в контакте по всей его высоте с заворотом усилительного слоя каркаса и отделен от основной части усилительного слоя профилем из резиновой смеси низкой твердости, по большей мере, равной 60 единицам, при этом третий профиль из резиновой смеси низкой твердости, выражаемой в единицах шкалы А по Шору, проходит в осевом направлении наружу от заворота усилительного слоя каркаса между протектором, который покрывает борт в осевом направлении наружу, и заворотом (см., патент RU 2251241 С2, 20.06.2005).
Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому техническому результату является упругая оболочка для высокоэластичной муфты, выполненная в виде торообразной оболочки из резины, армированной кордным каркасом с перекрещивающимися слоями нитей корда, завернутого на бортовые кольца, имеющая бортовые зоны для крепления к полумуфтам, снабженная силовым поясом, охватывающим упругую оболочку по внешней окружности кордного каркаса, отличающаяся тем, что содержит герметизирующий защитный слой резины по внутреннему периметру упругой оболочки и конфигурация упругой оболочки задана внешним диаметром упругой оболочки, при этом радиусы, линейные размеры профиля и посадочный диаметр, определяющие поперечное сечение упругой оболочки, находятся в следующей пропорциональной зависимости от внешнего диаметра: R1:D1=(0,0673±20)%, R2:D1=(0,0385±20)%, R3:D1=(0,0154±20)%, R4:D1=(0,0154±20)%, R5:D1=(0,0154±20)%, R6:D1=(0,2885±20)%, H1:D1=(0,2885±20)%, H2:D1=(0,1808±20)%, H3:D1=(0,2788±20)%, D2:D1=(0,5962±20)%, D3:D1=(0,6538±20)%, D4:D1=(0,9135±20)% (см., патент RU 2442037 C1, 10.02.2012).
Раскрытие сущности полезной модели
Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении жесткости бортовой зоны резинокордной оболочки и одновременном уменьшении влияния релаксационных свойств резины на силы трения между самой резиной и металлическими фланцами.
Поставленная проблема решается за счет того, что резинокордная торообразная оболочка (далее РКО) упругой муфты, согласно полезной модели, содержит каркасный браслет и сформованный и завулканизированный на указанном браслете наружный покровный слой и внутренний покровный слой, при этом каркасный браслет содержит левое бортовое кольцо, правое бортовое кольцо и два слоя обрезиненного капронового корда, уложенных от борта до борта по периметру оболочки, первый слой из которых является внутренним слоем РКО и завернут вокруг бортовых колец с расположением своих кромок над бортовыми кольцами, образуя левое крыло и правое крыло, а второй слой обрезиненного капронового корда является примыкающим к наружному покровному слою и наложен на левое крыло и правое крыло над заворотом кромок первого слоя, при этом наружный покровный слой с левого наружного края содержит левую посадочную полку, выполненную снаружи возле левого бортового кольца, а с правого наружного края - правую посадочную полку, выполненную снаружи возле правого бортового кольца, при этом над каждым бортовым кольцом в каждом крыле расположен наполнительный шнур треугольной формы с вершиной сверху из резины твердостью не менее 88 ед. по Шору А, а между заворотом кромки первого внутреннего слоя и наложением второго слоя на левом крыле и правом крыле расположена бортовая лента из обрезиненного капронового корда шириной 40-60 мм.
В частном случае выполнения, угол закроя корда слоев каркаса и бортовой ленты составляет 41÷45°, что повышает компенсирующую способность оболочки при радиальных, угловых и осевых смещениях соединяемых муфтой валов до 10%.
В другом частном варианте выполнения, в слоях каркаса используют вместо капронового корда - анидный корд, который обеспечивает увеличение прочности каркаса и гарантийного срока эксплуатации РКО на 10-20%.
2
В еще одном частном варианте выполнения, обрезинивания корда слоев каркаса и бортовой ленты используют резиновую смесь с разрывной прочностью не менее 180 кгс/см и относительным удлинением при разрыве не менее 400%, обеспечивая тем самым повышение гарантийного пробега на 10-20%.
Техническим результатом полезной модели является повышение жесткости бортовой зоны РКО в общем и, как следствие, повышение надежности соединения РКО с обжимным устройством (металлическими фланцами), увеличение срока службы и гарантийного пробега РКО.
Краткое описание чертежей
На представленном чертеже показано:
на фиг. 1 - разрез фрагмента РКО;
на фиг. 2 - увеличенный вид А на фиг. 1.
Осуществление полезной модели
Резинокордная торообразная оболочка (1) упругой муфты содержит каркасный браслет (2) и сформованный и завулканизированный на указанном браслете наружный покровный слой (3) и внутренний покровный слой (3''). Между покровным слоем (3) и слоями каркаса (обрезиненного корда) (6) в зоне вогнутой поверхности оболочки укладываются дополнительные слои каркаса (брекер) (6''').
Каркасный браслет (2) содержит левое бортовое кольцо (4), правое бортовое кольцо (5) и два слоя обрезиненного капронового корда (6), уложенных от борта до борта по периметру оболочки (1).
Первый слой обрезиненного капронового корда (6) является внутренним слоем резинокордной оболочки (1) и завернут вокруг бортовых колец с расположением своих кромок над бортовыми кольцами (4, 5), образуя левое крыло и правое крыло. Второй слой (6'') обрезиненного капронового корда (6) является примыкающим к наружному покровному слою (3) и наложен на левое крыло и правое крыло над заворотом кромок первого слоя (6').
Наружный покровный слой (3) с левого наружного края содержит левую посадочную полку (8'), выполненную снаружи возле левого бортового кольца (4), а с правого наружного края - правую посадочную полку (8''), выполненную снаружи возле правого бортового кольца (5). Посадочные полки (8', 8'') контактируют с зажимными фланцами (9). Над каждым бортовым кольцом (4, 5) в каждом крыле расположен наполнительный шнур (7) треугольной формы с вершиной сверху из резины с твердостью не менее 88 ед. по Шору А (см. автореферат диссертации «Создание резин высокой твердости для борта легковых радиальных шин с применением усиливающих смол»: автор: Шумейко Л.В., НИИШП, Москва, 1990 г. (стр. 13-22). Резина наполнительного шнура на основе каучуков и смол СКИ-3+БКС(СКД)+АРЭ(ФФС) твердостью не менее 88 усл. ед. по Шору А не теряет своей эластичности, усталостной выносливости и обладает наилучшими жесткосными свойствами, что позволяет спрогнозировать удовлетворительную работу резины наполнительного шнура высокой твердости в РКО и значительное снижение разрушения связанного с дефектом борта при возникновении в нем высоких значений температур), а между заворотом кромки первого внутреннего слоя (6') и наложением второго слоя (6'') на левом крыле и правом крыле расположена бортовая лента (10) из обрезиненного капронового корда шириной 40-60 мм. (Выбранный диапазон ширины бортовой ленты обусловлен размерами боковины и борта РКО, а также оптимальным расходом корда для данного типоразмера РКО. Использование большей ширины ленты будет способствовать переходу в надбортовую зону РКО, тем самым увеличивая жесткость самой РКО, что недопустимо нормативной документацией. Меньшая ширина ленты не обеспечит достаточное покрытие стыка зоны заворота кромок, тем самым не обеспечит необходимую прочность (жесткость) бортовой зоны РКО в местах креплений металлических фланцев).
Угол закроя корда слоев каркаса и бортовой ленты составляет 41÷45°, что повышает компенсирующую способность оболочки при радиальных, угловых и осевых смещениях соединяемых муфтой валов до 10% (см. статью из технической литературы «Влияние некоторых конструктивных параметров на рабочие свойства высокоэластичных муфт», НИИШП (от 11/II-1965, авторы: Клаз М.Ю., Савин В.Н.). Исходя из вывода указанной научной статьи выбран средний оптимальный диапазон угла закроя в 41÷45°, при котором РКО приобретает наибольшую крутильную жесткость и устойчивость. Также данный диапазон угла закроя корда каркаса выбран на основании положительного опыта разработки и эксплуатации РКО известной конструкции (ООО ПТК «Экотайз»).
В слоях каркаса используют обрезиненный анидный корд, который обеспечивает увеличение прочности каркаса и гарантийного срока эксплуатации РКО на 10-20%.
2
Для обрезинивания корда слоев каркаса и бортовой ленты используют резиновую смесь с разрывной прочностью не менее 180 кгс/см и относительным удлинением при разрыве не менее 400%, обеспечивая тем самым повышение гарантийного пробега на 10-20%. Указанные свойства резиновой смеси обеспечиваются маркой резины «ЭТ-103», являющейся разработкой ООО ПТК «Экотайз».
Кроме того, указанная конструкция РКО обеспечивает увеличение жесткости бортовой зоны на 5-10%, а прочностные свойства самой РКО, в частности долговечность и надежность - на 10-20%.