Упругая муфта

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано и энергетичес5(;их установках для защиты виброчувс-Йительного оборудования от колебаний приводных механизмов . Цель изобретения - улучшение виброизрлирующих свойств муфты . В упругой муфте предусмотрена возможность автоматического гашения вибрации ведомой полумуфты (П), обусловленной радиальными силами и крутящим моментом. Эта возможность обеспечивается встраиванием в упругую опору элементов разделения, измерения и автоматической компенсации вибрационных сил, действующих на ведомую П по трем тангенциальным направлениям . В качестве вибродатчиков и управляемых источников силы используются пьезокерамические преобразователи . При малой величине крутящего момента, передаваемого муфтой, возможно эффективная компенсация вибрации ведомой П в широкой полосе частот, а при значительных - в отдельных частотных диапазонах. Благодаря применению в предлагаемой муфте нелинейных упругих элементов обеспечивается автоматическое изменение ее динамической жесткости при изменении передаваемого момента, что улучшает виброакустические и эксплуатационные свойства упругой муфты. 4 3.П. ф-лы. 2 ил. i (Л

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (50 4 F 6 3/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H A BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4124576/31-27 (22) 29.09.86 (46) 15.04.88. Бюл. Ф 14 (71) Институт машиноведения им. А.А. Благонравова (72) В.С. Вишневский, М.л. Генкин и В.Г. Елезов (53) 658.562.012.7(088.8) (56) Поляков В.С., Барбаш И.Д. Муфты. М. — Л.: Машгиз, 1960, с.47, (54) УПРУГАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в энергетических установках для защиты виброчувс+вительного оборудования от колебаний приводных механизмов. Цель изобретения - улучшение виброизолирующих свойств муфты. В упругой муфте предусмотрена возможность автоматического гашения вибрации ведомой полумуфты (П), обусловленной радиальными силами и крутящим моментом. Эта возможность обеспечивается встраиванием в упругую опору элементов разделения, измерения и автоматической компенсации вибрационных сил, действующих на ведомую П по трем тангенциальным направлениям. В качестве вибродатчиков и управляемых источников силы используются пьезокерамические преобразователи. При малой величине крутящего момента, передаваемого муфтой, возможно эффективная компенсация вибрации ведомой П в широкой полосе частот, а при значительных — в отдельных частотных диапазонах. Благодаря применению в предлагаемой муфте нелинейных упругих элементов обеспечивается автоматическое изменение ее динамической жесткости при изменении передаваемого момента, что улучшает виброакустические и эксплуатационные свойства упругой муфты. 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

1388604

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в энергетических установках для защиты виброчувствительного оборудования от колебаний приводных механизмов.

Целью изобретения является улучшение виброизолирующих свойств упругой муфты.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема упругой муфты с неразъемной ведомой полумуфтой; на фиг. 2 — то же, с разъемной ведомой полумуфтой.

Предлагаемая упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, взаимодействующие между собой через три пары упругих звеньев 3 и три канала 4 управления, каждый из которых содержит пару силоизмерительных 5 и генераторных 6 наборов пьезопластин, установленные последовательно с упругими звеньями 3 в трех симметрично расположенных относительно продольной оси упругой муфты тангенциальных плоскостях, перпендикулярных каждая одному из трех радиальных направлео ний, расположенных под углом 120 друг к другу, согласующий усилитель

7, подключенный к силоизмерительным наборам 5, токосъемное 8 и токоподводящее 9 устройства, блок 10 управления.

Блок 10 управления каждого канала 4 управления содержит несколько, например п (по количеству подлежащих гашению вибрационных составляющих), полосовых фильтров 11, входы которых соединены друг с другом и являются входом блока 10 управления, а выход каждого из полосовых фильтров 11 через одну из фазосдвигающих цепей 12 присоединен к одному из входов аналогового сумматора 13, усилитель 14 напряжения, вход которого подключен к выходу аналогового сумматора 13, а его выход является выходом блока

10 управления. Вход блока 10 управления через токосъемное 8, а выход через токоподводящее 9 устройства подключены соответственно к, выходу согласующего усилителя 7 и к генераторным наборам 6 пьезопластин. В качестве упругих звеньев 3 применены неравножесткие упругие элементы, расположенные так, что направление их максимальной жесткости совпадает с осями поляризации (в данном случае продольными осями) силоизмерительных 5 и генераторных 6 наборов пьезопластин. Неравножесткие упругие элементы 3 могут быть выполнены на основе металлоэластиковых элементов, представляющих собой массивы из чередующихся слоев резины и металла, скрепленные, например, методом вулканизации. Если частоты вибрационных составляющих, которые подлежат гашению, изменяются во времени, то полосовые следящие фильтры 11 и фазосдвигающие цепи 12 выполняются следящими.

Упругая муфта работает следующим образом.

При включенных каналах 4 управления заявляемая упругая муфта работает точно так же, как упругая муфта— прототип, с той лишь разницей, что жесткость упругих звеньев 3, выполненных на основе металлоэластиковых элементов возрастает с увеличением передаваемой муфтой нагрузки, что

25 позволяет улучшить виброизолирующие свойства предлагаемой упругой муфты при передаче малых и средних нагрузок. Благодаря размещению силоизмерительньж наборов 5 между re30 нераторными наборами 6 и ведомой полумуфтой 2 на них действуют силы, передаваемые соответствующим упругим звеном. Выходные сигналы силоизмерительных наборов 5, пропорциональные этим силам, в этом случае не используются, так как каналы управления разомкнуты.

При включенных каналах 4 управления на силоизмерительные наборы 5

40 пьезопластин действуют не только вибрационные силы f передаваемые с ведущего вала на ведомый вал, но и

М силы f, обусловленные управляемой деформацией генераторных наборов 6

45 пьезопластин, т.е. при этом силоизмерительные наборы 5 измеряют сумму вынуждающих (вибрационных) и компен-

Q сирующих сил f+f, которая является остаточной .(после компенсации) силой.

50 Если коэффициент передачи канала управления Hà i-й частоте, вибрации ; равен К;, то компенсирующая сила f . определяется выражением

55 к. =(f.+f ) =к откуда коэффициент передачи силы упругой муфты по каждой из трех упругих связей равен

1388604

Это означает, что при отрицательной обратной связи (К, — отрицательное, вещественное число) и достаточно больших I К;I каждый канал 4 управления обеспечивает эффективную компенсацию передаваемых через каждую пару упругих звеньев 3 вибрационных сил. Для обеспечения антифазности сил f u f коэффициенты переда0 чи полосовых фильтров 11 и фазосдвигающих цепей 12 выбираются так, чтобы на частотах вибрации и) обеспечи1 валась отрицательная обратная связь по вибрационным силам f,. При изменении частот этих составляющих сил, например, из-за изменения скорости вращения полумуфт полосовые фильтры и фазосдвигающие цепи всех каналов автоматически перестраиваются, т.е. они выполняются следящими.

В некоторых случаях когда rrepe даваемые упругой муфтой моменты невелики и возможен выбор мягких упругих звеньев, компенсация вибрационных составляющих передаваемых ими сил может осуществляться в широкой полосе частот. При этом блоки управления выполняются в виде последовательно включенных широкополосного усилителя и фильтра верхних частот, обычно второго порядка.

Для обеспечения передачи вибраци- 35 .онных сил строго по рабочим осям силоизмерительных 5 и генераторных 6 наборов пьезопластин в качестве упругих звеньев 3 применены неравножесткие элементы, расположенные так, 4О что направление их максимальной жесткости совпадает с рабочими осями (осями поляризации) силоизмерительных и генераторных наборов пьезопластин. Так, при использовании в ка- 45 честве церавножестких упругих элементов металлоэластиковых элементов они располагаются так, что чередующиеся слои резины и металла работают на сжатие, т.е. рабочие оси сило- 50 измерительных и генераторных наборов (t пьезопластин нормальны к этим слоям.

При этом усилия со стороны ведущей полумуфты 1, имеющие в общем случае пространственный характер, передаются 55 на ведомую полумуфту только по направлениям рабочих осей силоизмерительных и генераторных наборов пьезопластин, что позволяет не только их точно измерить, но и эффективно компенсировать с помощью однаосных силоизмерительных и генераторных наборов пьезопластин.

Таким образом, снабжение упругой муфты трехканальной автоматической системой виброкомпенсации обеспечивает разделение динамических -сил взаимодействия полумуфт по трем тангенциальным направлениям, их измерение и компенсацию, что значительно улучшает виброизолирующие свойства предложенной упругой муфты. формула изобретения

1. Упругая муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, взаимодействующие между собой через упругие звенья, отличающаяся тем, что, с целью улучшения виброизолирующих свойств, она снабжена автоматической системой виброкомпенсации, содержащей три канала управления, каждый из которых выполнен в виде силоизмерительных и генераторных наборов пьезопластин, установленных последовательно с упругими звеньями в трех симметрично расположенных относительно продольной оси упругой муфты тангенциальных плоскостях, каждая из которых перпендикулярна одному из трех радиальных направлений, расположенных под углом 120" друг к другу согласующий усилитель, подключенный к силоизмерительному набору пьезопластин, токосъемное и токоподводяшее устройства, блок управления, вход которого через токосьемное, а выход через токоподводящее устройства подключены соответственно к выходу согласующего усилителя и к генераторным наборам пьезопластин.

2. Муфта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве упругих звеньев применены неравно жесткие упругие элементы, направление максимальной жесткости которых совпадает с осями поляризации силоиэмерительных и генераторных наборов пьезопластин.

3. Муфта по и. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве упругих звеньев применены массивы из чередующихся слоев резины z» металла, 1388604 скрепленных между собой, преимущественно методом вулканизации.

4. Муфта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок управления выполнен в виде последовательно соединенных полосовых фильтров, фазосдвигающих цепей, аналогового сум-, матора и усилителя напряжения.

5. Муфта по п, 4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что полосовые фильтры и фазосдвигающие цепи выполнены следящими.

1388604

Составитель В. Пучинский

Техред Л. Сердюкова

КорректорС. Шекмар

Редактор M. Келемеш

Заказ 1563/37

Тираж 784

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 г

Г!

1 !!

1!!!!

1! !!

I !

1) !!

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5