Силовой агрегат н.и.гребенникова

 

I. Силовой агрегат, содержащий закрепляемую на фундаменте машину или двигатель , амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепленную на двигателе или машине планку, взаимодействующую с упором, и муфту, соединяющую и цент; рирующую валы двигателя и машины, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок на валы двигателя и машины, упор установлен в одной плоскости с одной из подшипниковых опор машины или двигателя. (Л 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ь(5ц F 16 F 1504

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С ;, ð

) -,:., 1".- ";ЙТ д1 4(atteqqЖkjL

1 аИСЛВ Т@ (21) 3273791/25-28 (22) 24.03.81 (46). 15.02.84. Бюл. № 6 (72) Н. И. Гребенников (53) 621-567.14 (088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (56) 1. Прокатное производство. Справочник под ред. Е. С. Рокотяна. Т. 1, М., Металлургиздат, 1962, с. 278.

2. Авторское свидетельство СССР № 81219, кл. F 16 F 15/Оф, 1948 (прототип).,(54) СИЛОВОЙ АГРЕГАТ Н. И. ГРЕБЕННИКОВА.

„„SU„„1073510 А (57) 1. Силовой агрегат, содержащий закрепляемую на фундаменте машину или двигатель, амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепленную на двигателе или машине планку, взаимодействующую с упором, и муфту, соединяющую и цент, рирующую валы двигателя и машины, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок на валы двигателя и машины, упор установлен в одной плоскости с одной из подшипниковых опор машины или двигателя.

1073510

10

30

2. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что корпус каждого амортизатора выполнен двухступенчатым, меньшая ступень которого имеет резьбу, шток — трехступенчатым, амортизатор снабжен резьбовой втулкой, ввернутой в резьбу корпуса и в отверстие которой большей ступенью входит шток, одетой на среднюю ступень штока шайбой, размещенным на меньшей ступени штока резьбовым наконечником с фланцем и двумя коническими пружинами, одна из которых— меньшей жесткости размещена на штоке между резьбовой втулкой и шайбой, а другая — большей жесткости — между фланцем наконечника и шайбой.

3. Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что муфты выполнены противоударными.

4. Агрегат по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью облегчения поворота двигаИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения машин и механизмов с двигателем. Под силовым агрегатом понимается устройство, состоящее из двигателя (электрического, теплового, гидравлического, пружинного и т.п.), машины (исполнительного механизма, редуктора привода и т.п.), фундамента (рамы, станины и т.п.) и муфты, соединяющей валы двигателя и машины непосредственно или через промежуточные валы.

Известен силовой агрегат, содержащий двигатель с одним выпущенным концом вала, машину, фундамент и компенсирующую жесткую или упругую муфту, соединяющую валы двигателя и машины непосредственно или через один и более промежуточных валов, также соединенных между собой компенсирующими муфтами и установленных на самостоятельных подшипниковых опорах, укрепленных на фундаменте. Эти агрегаты используются самостоятельно или входят в состав привода различных машин и механизмов и широко распространены во всех отраслях народного хозяйства, например в прокатном производстве (1).

В известном силовом агрегате двигатель, машина и опоры промежуточных валов прикреплены к фундаменту жестко, что исключает возможность соединения валов агрегата наиболее простыми в изготовлении и экономичными в эксплуатации глухими муфтами. Поэтому в известном силовом агрегате используется компенсирующая муфта, которая самоустанавливается относительно соединяемых ею валов и тем самым значителя при вертикальной установке последнего, амортизаторы оперты на подпятник скольжения или качения.

5. Агрегат по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что упор снабжен упругими элементами, которые выполнены в виде конических пружин.

6. Агрегат по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что, с целью предотвращения опрокидывания промежуточного редуктора с несоосными валами при соединении двигателя с машиной через него, силовой агрегат снабжен дополнительными амортизаторами, на которые установлен промежуточный редуктор, двумя размещенными друг напротив друга ограничителями и расположенной между ними планкой, закрепленной на редукторе так, что ее продольная ось параллельна оси двигателя и расположена с ней в одной вертикальной плоскости.

2 тельно ослабляет вредное влияние их несоосности на работу агрегата. Однако всякая компенсирующая муфта представляет собой механическую передачу того или иного вида (зубчатая муфта — зубчатую передачу, цепная — цепную передачу и т.д.).

Вследствие несовпадения и перекоса осей валов двигателя и машины (а также и промежуточных валов) компенсирующая муфта работает в более тяжелых условиях, чем соответствующая еи механическая передача.

При несоосности валов компенсирующие муфты полностью не устраняют ни вибраций агрегата, ни вредных нагрузок на валы и опоры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является силовой агрегат, содержащий закрепленную на фундаменте машину или двигатель, амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепляемую на двигателе или машине планку, взаимодей-. ствующую с упором, и муфты, соединяющие и центрирующие валы двигателя и машины.

Двигатель имеет два выпущенных конца вала. Со вторым концом вала соединена вторая машина (2).

Недостатком известного силового агрегата является то, что при пуске и реверсе двигателя имеют место значительные динамические нагрузки на валы двигателя и машины, вследствие больших реактивных и изгибающих моментов.

10735

Цель изобретения — уменьшение динамических нагрузок на валы двигателя и машины.

Указанная цель достигается тем, что в силовом агрегате, содержащем закрепляемую на фундаменте машину или двигатель, 5 амортизаторы, на которые установлен двигатель или машина, упор для восприятия реактивного момента, устанавливаемый на фундаменте, закрепленную на двигателе или машине планку, взаимодействующую с упором, и муфту, соединяющую и центрирующую валы двигателя и машины, упор установлен в одной плоскости с одной из подшипниковых опор машины или двигателя.

Кроме того, корпус каждого амортизатора выполнен двухступенчатым, меньшая ступень которого имеет резьбу, шток трехступенчатым, амортизатор снабжен резьбовой втулкой, ввернутой в резьбу корпуса и в отверстие которой большей ступенью входит шток, одетой на среднюю ступень штока шайбой, размещенным на меньшей ступени штока резьбовым наконечником с фланцом и двумя коническими пружинами, одна из которых — меньшей жесткости — размещена на штоке между резьбовой втулкой и шайбой, а другая — большей жесткости—

25 между фланцем наконечника и шайбой.

Муфты выполнены противоударными.

С целью облегчения поворота двигателя при вертикальной установке последнего, амортизаторы оперты на подпятник скольжения или качения. 30

Кроме того, упор снабжен упругими элементами, которые выполнены в виде конических пружин.

С целью предотвращения опрокидь1вания промежуточного редуктора с несоосными валами при соединении двигателя с машиной 35 через него, силовой агрегат снабжен дополнительными амортизаторами, на которые установлен промежуточный редуктор, двумя размещенными друг напротив друга ограничителями и расположенной между ними планкой, закрепленной на редукторе так, что ее продольная ось параллельна оси двигателя и расположена с ней в одной вертикальной плоскости.

На фиг. 1 изображен силовой агрегат с непосредственным соединением валов двига- 45 теля и машины, общий вид; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — конструкция амортизатора, продольный разрез;, на фиг. 4 — силовой агрегат с одним самоустанавливающимся промежуточным валом, общий вид; на фиг. 5 — кинематическая схе- 50 ма силового агрегата с двумя самоустанавливающимися промежуточными валами и противоударной муфтой; на фиг. 6 — кинематическая схема силового агрегата с двумя промежуточными валами при чередовании самоустанавливающихся и несамоустанавливающихся частей агрегата; на фиг. 7— кинематическая схема силового агрегата с

4 промежуточным редуктором с несоосными валами; на фиг. 8 — разрез Б — 5 на фиг. 7; на фиг. 9 — силовой агрегат с двигателем вертикального исполнения, общий вид; на фиг. 10 — то же, вид сверху.

Силовой агрегат (фиг. 1) состоит из двигателя 1 с одним выпущенным концом вала, машины 2, фундамента 3, глухой муфты 4, жестко соединяющей валы двигателя 1 и машины 2. Машина 2 неподвижно закреплена на фундаменте 3, а между двигателем и фундаментом 3 размещена платформа, основание 5 которой закреплено на фундаменте 3, а ее подвижная площадка 6 с укрепленным на ней двигателем 1 свободно опирается на штоки 7 амортизаторов 8, смонтированных на основании 5. Амортизатор состоит из корпуса 9 (фиг. 1), штока 7, кони ческой пружины 10, резьбовой втулки 11 для регулировки натяжения конической пружины 10 и контргайки 12, закрепляющей резьбовую втулку 11 в корпусе 9 по окончании регулировки. К подвижной площадке 6 прикреплена планка 13, свободный конец которой в виде вилки охватывает коническую пружину 14 упора 15 с ограничителями 16, установленного на основании 5 платформы в одной плоскости с подшипниковой опорой машины 2 и предназначенного для снижения динамических нагрузок при пуске и реверсе двигателя 1. Агрегат может быть оснащен амортизатором другой конструкции (фиг. 3), который содержит корпус 17, коническую пружину 18, ввернутую в стакан 17 резьбовую втулку 19 для регулировки натяжения пружины 18, контргайку 20 для закрепления резьбовой втулки 19, трехступенчатый шток 21 с одетой на среднюю ступень шайбой 22, коническую пружину 23, жесткость которой больше жесткости пружины 18, размещенный на меньшей ступени штока 21 резьбовой наконечник 24, и пружинную шайбу 25 для предотвращения его самоотвинчивания. Корпус 17 закрывается резьбовой крышкой 26 с вложенной в нее пружинной шайбой 27, предотвращающей самоотвинчивание крышки 26. Силовой агрегат (фиг. 4) с одним самоустанавливающимся промежуточным валом состоит из жестко укрепленных на фундаменте 28 двигателя 29 и машины 30, самоустанавливающегося промежуточного вала 31, двух его подшипниковых опор 32 и 33, снабженных пружинными амортизаторами 34, опирающимися своими штоками 35 на скрепленные с фундаментом 28 планки 36, и двух глухих продольносвернутых муфт 37, жестко соединяющих валы двигателя 29 и машины 30 с промежуточным валом 31. В качестве глухих муфт могут быть использованы и поперечно-свертные и любые другие типы глухих муфт. Машина 30 содержит противоударное устройство (не показано).

Силовой агрегат (фиг. 5) с двумя самоустанавливающимися промежуточными ва1073510

S лами и машиной без противоударного устройства состоит из жестко укрепленных на фундаменте 38 двигателя 39 и машины 40, самоустанавливающихся валов 41 и 42, глухих муфт 43 и 44 и противоударной муфты 45, соединяющей вал двигателя 39 с промежуточным валом 42. В качестве противоударной муфты может быть взята муфта с пружинами, снабженная центрирующим устройством. Силовой агрегат (фиг. 6) с двумя промежуточными валами, один из которых 10 выполнен самоустанавливающимся, состоит из самоустанавливающегося двигателя 46, машины 47, жестко скрепленной с фундаментом 48, самоустанавливающегося промежуточного вала 49, несамоустанавливающегося промежуточного вала 50, подшипниковые опо15 ры которого жестко скреплены с фундаментом 48, и трех глухих муфт 51, 52 и 53, жестко соединяюших валы двигателя 46 и машины 47 с промежуточными валами 49 и 50 промежуточные валы между собой.

Силовой агрегат (фиг. 7 и 8) с промежуточным редуктором 54, имеющим несоосные валы, состоит из самоустанавливающегося двигателя 55, жестко закрепленной машины

56 и двух глухих муфт 57 и 58, соединяющих валы агрегата. Промежуточный редук- 25 тор 54 установлен на дополнительных амортизаторах 59 и имеет закрепленную параллельно оси двигателя 55 планку 60, расположенную между двумя ограничителями 61, предназначенных для предотвращения поворота редуктора вокруг вала 62.

При выполнении силового агрегата в вертикальном исполнении (фиг. 9) он содержит двигатель 63 вертикального исполнения, закрепленный на подвижной площадке 64, оснащенной амортизаторами 65, опираю. щимися своими штоками на кольцо 66 роликового подпятника 67 машину 68, основание 69, глухую муфту 70. Подвижная площадка 64 снабжена симметрично расположенными вилками 71 и 72 (фиг. 10), охватывающими конические пружины 73 упоров 74 .40 и 75, установленных на основании 69 для снижения динамических нагрузок при пуске и реверсе двигателя 63.

Сборка и регулировка силового агрегата (фиг. 1) с непосредственным соединением валов двигателя и машины производится 4 следующим образом.

Машина 2 и основание 5 платформы крепятся жестко к фундаменту 3, Подвижная площадка 6 вместе с закрепленной на ней двигателем 1 свободно устанавливается на штоки 7 амортизаторов 8 основания 5 так, чтобы вилка планки 13 охватила пружину 14 незакрепленного упора 15. Под действием веса двигателя 1 и площадки 6 штоки 7 несколько опускаются, сжимая пружины 10 амортизаторов 8, и занимают некоторое среднее равновесное положение, при котором оси валов двигателя 1 и маши ны 2 близки к совпадению. Путем вращения резьбовых втулок 11 амортизаторов 8 поднимают или опускают площадку 6, добиваясь совпадения оси вала двигателя 1 с осью валамашины 2 и отсутствия перекоса этих осей.

Контроль — визуальный. По достижении соосности валов резьбовые втулки 11 закрепляются контргайками 12 и валы двигателя 1 и машины 2 жестко соединяются глухой муфтой 4; Таким образом, двигатель 1, не имея жесткого крепления с фундаментом 3, самоустанавливается относительно машины 2 посредством своего вала, жестко соединенного с ее валом глухой муфтой 4. После этого крепится к основанию 5 упор 15, положение которого определено планкой 13.

Сборка и регулировка агрегата (фиг. 4) с одним самоустанавливающимся промежуточным валом производится в следующей последовательности. Устанавливаются на фундамент

28 двигатель 29 и машина 30, выверяется соосность их валов любым существующим способом, причем требования к соос ности могут бьггь даже понижены по сравнению с требованиями при соединении валов компенсирующими, например зубчатыми муфтами. Затем двигатель 29 и машина 30 крепятся к фундаменту 28 и между ними устанавливается промежуточный вал 31 в сборе с подшипниковыми опорами 32 и 33, оснащенными амортизаторами 34. Штоки 35 амортизаторов 34 опираются на прикрепленные к фундаменту 28 планки 36. Путем регулировки натяжения пружин амортизаторов 34, описанной выше, добиваются соосности концов промежуточного вала 31 с валами двигателя 29 и машины 30 и затем соединяют все валы глухими муфтами 37. Сборка и регулировка агрегата в других исполнениях выполняются аналогично.

Силовой агрегат (фиг. 1) работает следующим образом.

Включается двигатель 1, на валу которого в момент включения возникают динамические нагрузки вследствие инерционности подвижных частей машины 2, вал которой жестко соединен с валом двигателя 1 глухой муфтой 4. При этом корпус двигателя 1 поворачивается вокруг оси вала и через жестко скрепленную с ним подвижную площадку 6 с помощью вилки планки 13 сжимает. коническую пружину 14 упора 15. При движении вилки планки 13, например, влево правый торец пружины 14 находится под воздействием правого рожка вилки и смешается влево, а левый торец пружины 14 упирается в щечки упора 15. Пружина может сжиматься до тех пор, пока левый рожок вилки не упрется в ограничитель 16.

Благодаря демпфирующей способности пружины 14 снижается динамическая нагрузка на детали силового агрегата, предотвращая их перегрузки и поломку, а использование пружины 14 конической формы позволяет агрегату работать без опасного резонанса колебаний.

В совмещенном амортизаторе (фиг. 3) при резком возрастании нагрузки сначала работает более слабая амортизаторная коническая пружина 18, а затем после упора шайбы 22 в заплечики стакана 17, вступает в действие коническая пружина 23. 5

При пуске двигателя 29 силового агрегата (фиг. 4), имеющего один самоустанавливающийся промежуточный вал 31, динамические нагрузки воспринимаются противоударным устройством машины 30. Скрепленные с подшипниковыми опорами 32 и 33 амор1О тизаторы 34 предназначены для нейтрализации нагрузки от веса вала 31 на подшипники двигателя 29 и машины 30 для регулировки вала 31 по высоте при сборке агрегата. Динамических нагрузок амортизаторы 34 15 не воспринимают и поэтому их пружины следует выполнять цилиндрическими. Работа агрегата в других исполнениях аналогична описанной выше.

Жесткое (глухое) соединение валов в предлагаемом силовом агрегате позволяет достичь экономии энергии за счет устранения ее потерь в муфтах. Используемая в данном изобретении глухая муфта имеет

КПД Я = 1, а компенсирующая зубчатая муфта, которой оснащены существующие

8 мощные силовые агрегаты, имеет, средний

КПД ч, = 0,99. Следовательно, 0,01 доля или 1О О передаваемой зубчатой муфтой энергии теряется в ней самой. При большой мощности двигателя потери энергии в компенсирующих муфтах приобретают существенное зн а чен не.

Использование в изобретении глухих муфт вместо подвижных компенсирующих не только экономит энергию, но и сокращает эксплуатационные расходы за счет полного устранения расходов на смазку муфт, смену масла, промывку муфт керосином, замену износившихся муфт и их отдельных деталей. так как глухие муфты не имеют подвижных частей и потому вообще не нуждаются в смазке и в замене износившихся деталей, При этом экономится время, что приводит к увеличению выпуска продукции машиной, оснащенной предлагаемым силовым агрегатом. Самоустанавливаемость отдельных частей агрегата при полном устранении несоосности валов за счет соединения их глухими муфтами обеспечивает ему высокую виброустойчивость. Увеличивается долговечность муфты, так как глухие муфты имеют практически, неограниченный срок службы. иг,2

1073510

1073510

1073510

Составитель А. Машкин

Редактор Г. Гербер Техред И. Верес Корректор И. Эрдейй

Заказ 11800 35 Тираж 917 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4