Упругая предохранительная муфта
Владельцы патента RU 2510470:
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" (RU)
Изобретение относится к машиностроению, в частности к упругим муфтам, и может быть использовано для передачи заданных крутящих моментов, соединения несоосных валов и снижения пульсаций крутящего момента. Упругая предохранительная муфта содержит ведущую (1) и ведомую (4) полумуфты. Между полумуфтами (1) и (4) коаксиально расположены две волнистые пружины (2) и (3). Гребни волнистых пружин (2) и (3) совмещены так, что оси симметрии соответствующих гребней совпадают. Ведущая полумуфта (1) выполнена с пазами, в которых размещены гребни наружной волнистой пружины (2). Ведомая полумуфта (4) выполнена с пазами, в которых расположены впадины внутренней волнистой пружины (3). Формы пазов на полумуфтах (1) и (4) подобны впадинам и гребням волнистых пружин (2) и (3). Обеспечивается точность настройки максимального крутящего момента, а также компенсация большого перекоса и смещения осей соединяемых валов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к упругим муфтам, и может быть использовано для передачи заданных крутящих моментов, соединения несоосных валов и снижения пульсаций крутящего момента.
Известна конструкция упругой муфты, содержащая две полумуфты, ведущую и ведомую, и расположенные между ними криволинейные пружины. Ведущая полумуфта выполнена с пазами, в которых размещены гребни криволинейных пружин, а ведомая полумуфта выполнена с пазами, в которых расположены впадины криволинейных пружин. Размеры пружин выбираются из расчета передачи требуемого крутящего момента. Эта муфта отличается относительной простотой изготовления и малыми габаритами (см. B.C. Поляков, И.Д. Барбаш, Муфты. Конструкция и расчет, Изд. 4-е, перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1973, с.336, ил.).
Недостатком известной упругой муфты является то, что при ударных нагрузках поверхности выступов полумуфт касаются друг друга, и муфта становится жесткой.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является муфта, содержащая две полумуфты, ведущую и ведомую, и расположенные между ними волнистую пружину и шарики (соединительные элементы). Ведущая полумуфта выполнена с пазами, в которых размещены гребни наружной волнистой пружины. Ведомая полумуфта выполнена с соединительными элементами-шариками. Впадины волнистой пружины расположены на выступающих над ведомой полумуфтой частями соединительных элементах - шариках.
При превышении номинального крутящего момента шарики деформируют впадины волнистой пружины, тем самым позволяя обеим полумуфтам проворачиваться относительно друг друга. Широко применяется в ручном механическом оборудовании (ударная дрель, отбойный молоток и др.) предохранительная муфта (фиг.1) (см. Патент USA, №GB 2 321 089 A).
Недостатками известной муфты является необходимость соблюдения высоких требований к перекосу и смещению осей соединяемых валов для достижения компактности технического устройства, большое количество промежуточных элементов муфты.
Предлагаемое изобретение направлено на расширение области применения упругих муфт.
Технический результат заключается в увеличении точности настройки максимального крутящего момента, а также компенсации большего перекоса и смещения осей соединяемых валов.
Технический результат достигается тем, что упругая предохранительная муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты и расположенные коаксиально между ними, по меньшей мере, две волнистые пружины, гребни которых совмещены таким образом, что оси симметрии соответствующих гребней пружин совпадают, 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.
В частном случае каждая волнистая пружина может быть выполнена наборной из нескольких соосных кольцевых элементов.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.2), где:
1 - ведущая полумуфта;
2 - наружная волнистая пружина;
3 - внутренняя волнистая пружина;
4 - ведомая полумуфта.
Упругая предохранительная муфта (фиг.2) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 4. Между полумуфтами 1, 4 коаксиально расположены две волнистые пружины (ВП) 2, 3. Гребни волнистых пружин 2, 3 совмещены таким образом, что оси симметрии соответствующих гребней совпадают. Ведущая полумуфта 1 выполнена с пазами, в которых размещены гребни наружной волнистой пружины 2. А ведомая полумуфта 4 выполнена с пазами (фиг.2), в которых расположены впадины внутренней волнистой пружины 3. Формы пазов на полумуфтах 1, 4 подобны впадинам и гребням волнистых пружин 2, 3.
Применение двух ВП позволяет увеличить точность настройки максимального крутящего момента, компенсировать больший перекос и смещение осей соединяемых валов.
Для увеличения возможностей компенсации большего перекоса и смещения осей полумуфт, ВП, как внешние, так и внутренние, могут выполняться наборными из нескольких кольцевых элементов ВП (фиг.3).
Упругая предохранительная муфта работает следующим образом.
При вращении ведущей полумуфты 1 выступы, расположенные по всей ее окружности, давят на гребни верхней волнистой пружины 2, которые передают момент вращения гребням нижней волнистой пружины 3, впадины которой передают момент вращения на пазы ведомой полумуфты 4.
При перегрузке волнистые пружины деформируются, полумуфта 1 начинает проскальзывать относительно полумуфты 4, уменьшается высота волнистых пружин 2, 3 и, при достижении высоты пружин критического значения, полумуфты выходят из зацепления.
При работе муфты происходит равномерное распределение передаваемого усилия на все гребни волнистых пружин 2, 3 благодаря упругим свойствам материала пружин 2, 3, что делает возможным снижение пульсации крутящего момента от привода, компенсацию смещения и перекоса осей соединяемых валов за счет упругих свойств материала пружин 2,3.
Регулирование максимального крутящего момента упругой предохранительной муфты производится расчетом и подбором жесткости пружин 2, 3 и радиального зазора Н между полумуфтами 2, 3 в пределах прочностных свойств деталей технического устройства, в котором используется муфта.
Поскольку работа муфты основана на упругих свойствах материала волнистых пружин 2, 3 и отсутствии смазочного материала между элементами муфты, областью применения заявляемого устройства может быть медицинская, пищевая, химическая промышленность, точное машиностроение.
Таким образом, предлагаемая упругая предохранительная муфта расширяет области применения упругих муфт.
1. Упругая предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты и расположенные коаксиально между ними, по меньшей мере, две волнистые пружины, гребни которых совмещены таким образом, что оси симметрии соответствующих гребней пружин совпадают, 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.
2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что каждая волнистая пружина выполнена наборной из нескольких соосных кольцевых элементов.
