RU2658208C1

RU2658208C1 - Clutch

Info

Publication number: RU2658208C1
Application number: RU2017106725A
Authority: RU
Inventors: Минас Арменакович Минасян; Армен Минасович Минасян; Цзюньцзе Цзэн
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-06-19

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to clutches. Clutch comprises a drive and driven parts and an elastic-damping element located between them. Drive and driven parts are shafts with flanges. Elastic-damping element consists of bundles of pieces of steel rope placed in the holes in the supports for placing and fixing the ends of the rope pieces of the bundle. Pieces of the ropes in the bundles are arc-shaped, and the entire bundle is barrel-shaped, which is provided by holes of bundles in the drive and driven supports; the bundles made at an angle of 2° up to 30° relative to the longitudinal axis of the supports.

EFFECT: higher reliability is achieved.

1 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к упругим соединениям, а именно к муфтам.The invention relates to elastic joints, namely to couplings.

Известна муфта с упругими элементами из стального каната - патент на изобретение РФ № 2548265, F16D 3/52.Known coupling with elastic elements from a steel rope - patent for the invention of the Russian Federation No. 2548265, F16D 3/52.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является конструкция муфты по патенту на полезную модель № 137585, F16F 7/14, принятая за прототип, которая содержит ведущую и ведомую части, размещенный между ними упругодемпфирующий узел, выполненный из пучков стального каната с опорами. Средством крепления концов пучка стального каната к опорам служит сварка (пайка, наклеивание).Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is the design of the coupling according to the utility model patent No. 137585, F16F 7/14, adopted as a prototype, which contains the leading and driven parts, an elastic-damping unit placed between them, made of bundles of a steel rope with supports. Welding (soldering, gluing) serves as a means of attaching the ends of the bundle of the steel rope to the supports.

Существенным недостатком известной муфты является недостаточная эффективность работы упругодемпфирующих канатных пучков при взаимном перемещении опорных деталей муфты в условиях сложных колебательных процессов в виде угловых - поперечных - осевых колебаний, а также при ударных нагрузках, что связано с прямолинейностью канатных кусков в пучках. Прямолинейность канатных кусков существенно ограничивает возможность упругих угловых - поперечных - осевых деформаций и компенсацию излома и смещения ведущего и ведомого валов. Поэтому при таких условиях работы нарушаются крепления (сварка, пайка) концов канатных кусков пучка стального каната к опорам.A significant drawback of the known clutch is the insufficient efficiency of the elastic-damping rope beams during mutual movement of the clutch support parts under complex vibrational processes in the form of angular - transverse - axial vibrations, as well as under shock loads, which is associated with the straightness of the rope pieces in the beams. The straightness of the rope pieces significantly limits the possibility of elastic angular - transverse - axial deformations and compensation of the fracture and displacement of the drive and driven shafts. Therefore, under such operating conditions, the fastenings (welding, soldering) of the ends of the rope pieces of the steel rope bundle to the supports are violated.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности муфты как для небольших, так и больших крутящих моментов с учетом динамических нагрузок, и возможных эксплуатационных перегрузок.The technical result of the invention is to increase the reliability of the coupling for both small and large torques, taking into account dynamic loads, and possible operational overloads.

Указанный технический результат достигается тем, что муфта, содержащая ведущую и ведомую части вала с фланцами, размещенный между ними упругодемпфирующий элемент в виде пучков из кусков стального каната, ведущую и ведомую опоры пучка, отверстия в опорах для размещения и крепления концов канатных кусков пучка, средства крепления опор каждого пучка к ведущему и ведомому фланцу муфты, согласно изобретению, куски канатов в пучках выполнены дугоообразными, а весь пучок - бочкообразный, что обеспечивается за счет выполнения отверстий в ведущей и ведомой опорах стального каната пучка относительно продольной оси опор под углом от 2° до 30°.The specified technical result is achieved in that the coupling containing the driving and driven parts of the shaft with flanges, the elastic-damping element between them in the form of bundles of pieces of steel rope, the driving and driven bearings of the beam, the holes in the supports for accommodating and attaching the ends of the cable pieces of the beam, means fixing the supports of each bundle to the leading and driven flange of the coupling, according to the invention, the pieces of ropes in the bundles are made arcuate, and the entire bundle is barrel-shaped, which is achieved by making holes in the lead and a driven steel rope supports the beam relative to the longitudinal axis of the supports at an angle of from 2 ° to 30 °.

Крепление канатных пучков к фланцам муфты производят с помощью крепежных средств, например, болтов.The rope bundles are fastened to the coupling flanges using fastening means, for example, bolts.

Бочкообразная форма пучков упругих канатных элементов обеспечивает высокую эффективность их работы при взаимном перемещении опорных элементов в условиях сложных колебательных процессов в виде угловых - поперечных - осевых колебаний, а также при ударных нагрузках, благодаря изогнутости отрезков каната относительно продольной оси опор в пределах от 2° до 30°. Чем больше угол отклонения канатных отрезков относительно продольной оси, тем больше величины упругих угловых - поперечных - осевых колебаний, в том числе при ударных нагрузках.The barrel-shaped shape of the bundles of elastic rope elements ensures high efficiency of their work during mutual movement of the support elements under complex oscillatory processes in the form of angular - transverse - axial vibrations, as well as under shock loads, due to the curvature of the rope segments relative to the longitudinal axis of the supports ranging from 2 ° to 30 °. The greater the angle of deviation of the cable segments relative to the longitudinal axis, the greater the magnitude of the elastic angular - transverse - axial vibrations, including under shock loads.

Фаски отверстий в опорных элементах, как и в случае прототипа, выполнены с закруглениями для предотвращения обрыва проволок каната при изгибах и кручениях. Средством крепления концов пучка стального каната к опорным элементам, тоже как у прототипа, служит сварка (пайка, наклеивание).The chamfers of the holes in the supporting elements, as in the case of the prototype, are rounded to prevent wire breakage during bending and torsion. A means of attaching the ends of the bundle of the steel rope to the supporting elements, also like the prototype, is welding (soldering, gluing).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - общий вид муфты с ведущими 1, 2 и ведомыми 3, 4 валами и фланцами;in FIG. 1 - General view of the coupling with the leading 1, 2 and driven 3, 4 shafts and flanges;

на фиг. 2 - общий вид упругодемпфирующего бочкообразного канатного пучка 5 с опорами 6, 7;in FIG. 2 is a general view of an elastically damping barrel-shaped rope bundle 5 with supports 6, 7;

на фиг. 3-5 - пример круглой формы выполнения опор канатного пучка (фиг. 3 - поперечный разрез опоры; фиг. 4 - вид сверху; фиг. 5 - вид снизу);in FIG. 3-5 - an example of a circular form of the supports of the rope bundle (Fig. 3 is a transverse section of the support; Fig. 4 is a top view; Fig. 5 is a bottom view);

на фиг. 6-8 - пример прямоугольной формы опор канатного пучка (6 - вид опоры сверху; фиг. 7 - диагональный разрез опоры; фиг. 8 - вид опоры снизу).in FIG. 6-8 - an example of the rectangular shape of the supports of the rope bundle (6 - view of the support from above; Fig. 7 - diagonal section of the support; Fig. 8 - view of the support from below).

Муфта содержит ведущий 1 и ведомый 3 валы с соответствующими ведущим 2 и ведомым 4 фланцами, размещенные между ними дугообразные упругодемпфирующие бочкообразные канатные пучки 5 с опорами 6, 7. Крепление опор 6, 7 бочкообразных канатных пучков 5 к ведущему 2 и ведомому 4 фланцам муфты осуществляется крепежными средствами 8 (фиг. 1).The coupling contains driving 1 and driven 3 shafts with corresponding driving 2 and driven 4 flanges, placed between them arcuate elastic-damping barrel-shaped rope bundles 5 with supports 6, 7. Fastening the supports 6, 7 of barrel-shaped rope bundles 5 to the leading 2 and driven 4 coupling flanges fixing means 8 (Fig. 1).

Отверстия 9 (фиг. 2-8) в опорах 6, 7 (фиг. 2) предназначены для размещения и крепления концов каждого куска, выполнены относительно продольной оси под углом α = 2-30°. Средством крепления концов стальных отрезков бочкообразного пучка 5 к опорам 6, 7 служит сварка 10 (пайка, наклеивание). Для этого с наружных сторон опор 6, 7 предусмотрено соответствующее кольцевое углубление 12 (фиг. 5), 15 (фиг. 7, 8).The holes 9 (Fig. 2-8) in the supports 6, 7 (Fig. 2) are designed to accommodate and fasten the ends of each piece, are made relative to the longitudinal axis at an angle α = 2-30 °. The means of fastening the ends of the steel segments of the barrel-shaped beam 5 to the supports 6, 7 are welding 10 (soldering, gluing). For this, from the outer sides of the supports 6, 7, a corresponding annular recess 12 (Fig. 5), 15 (Fig. 7, 8) is provided.

Крепление опор 6, 7 (фиг. 1, 2) бочкообразных пучков 5 к ведущему 2 и ведомому 4 фланцам осуществляется отверстиями 11 (фиг. 2-5), 13, 14 (фиг. 6-8). Однако бочкообразный пучок 5 может быть применен в том числе в отдельности в качестве муфты для различных объектов техники с небольшим крутящим моментом, например, для различных приборов в небольших зубчатых передачах и т.д. В этом случае опоры пучков одновременно служат в качестве фланцев для непосредственного присоединения к объекту.The fastening of the supports 6, 7 (Fig. 1, 2) of the barrel-shaped beams 5 to the leading 2 and driven 4 flanges is carried out by holes 11 (Fig. 2-5), 13, 14 (Fig. 6-8). However, the barrel-shaped bundle 5 can be used individually as a coupling for various objects of technology with low torque, for example, for various devices in small gears, etc. In this case, the beam supports simultaneously serve as flanges for direct connection to the object.

Предлагаемое техническое решение в качестве муфты главной судовой дизельной энергетической установки (ГСДЭУ) работает следующим образом.The proposed technical solution as a clutch of the main marine diesel power plant (GSDEU) works as follows.

При приложении крутящего момента от двигателя через ведущий вал 1 и фланец 2 (фиг. 1) и опоры 6, 7 на упругодемпфирующие бочкообразные тросовые пучки 5 происходит относительное угловое перемещение ведущего 2 и ведомого 4 фланцев. Возникающие при этом относительные угловые перемещения фланцев 2, 4 устраняются за счет угловых деформаций упругодемпфирующих бочкообразных тросовых пучков 5.When torque is applied from the engine through the drive shaft 1 and flange 2 (Fig. 1) and bearings 6, 7 to the elastically damping barrel-shaped cable bundles 5, relative angular movement of the drive 2 and the driven 4 flanges occurs. The resulting relative angular displacements of the flanges 2, 4 are eliminated due to the angular deformations of the elastically damping barrel-shaped cable bundles 5.

Вследствие вибраций и деформаций валов, а также фундамента под нагрузкой, достижение строгой соосности валов 1 и 3 (фиг. 1) связано со значительной трудностью и не всегда оправдано. Поэтому предлагаемая муфта, закрепленная с одной стороны к ведущему валу 1 двигателя, а с другой - к судовому валопроводу 3, обеспечивает не только плавную передачу крутящего момента, но и работу ГСДЭУ в условиях излома и смещения осей. Это достигается благодаря пространственной упругой деформации бочкообразных канатных упругодемпфирующих пучков 5.Due to vibration and deformation of the shafts, as well as the foundation under load, achieving strict alignment of the shafts 1 and 3 (Fig. 1) is associated with considerable difficulty and is not always justified. Therefore, the proposed clutch, mounted on one side to the drive shaft 1 of the engine, and on the other to the ship’s shaft line 3, provides not only smooth transmission of torque, but also the operation of the SSDE in the conditions of kink and displacement of the axes. This is achieved due to spatial elastic deformation of the barrel-shaped rope elastic-damping beams 5.

Устранение всех видов знакопеременных перемещений происходит как за счет упругой деформации (кручения, изгиба, сдвига и пр.), так и за счет внутреннего трения материала троса.Elimination of all types of alternating displacements occurs both due to elastic deformation (torsion, bending, shear, etc.) and due to internal friction of the cable material.

Таким образом, происходит передача крутящего момента ГСДЭУ не только при крутильных, но осевых, изгибных и связанных (крутильноизгибноосевых) колебаниях с учетом больших динамических нагрузок, возможных эксплуатационных перегрузок. При этом муфта одновременно обеспечивает также звукоизоляцию, поскольку отрезки стального каната бочкообразного пучка обладают большим демпфированием.Thus, the transmission of the GSDEU torque occurs not only during torsional, but axial, bending and coupled (torsional-bending axial) vibrations, taking into account large dynamic loads and possible operational overloads. At the same time, the coupling also provides sound insulation, since the segments of the steel rope of the barrel-shaped bundle have great damping.

Для обеспечения универсальности и расширения области применения муфты, опоры пучков могут быть выполнены как круглыми (фиг. 2-5), так и прямоугольными (фиг. 6-8) с соответствующими крепежными отверстиями 14, 15.To ensure versatility and expand the scope of the coupling, beam supports can be made both round (Fig. 2-5), and rectangular (Fig. 6-8) with the corresponding mounting holes 14, 15.

Для облегчения массы опоры пучков 2, 3 (фиг. 2) могут быть полностью или частично изготовлены из композиционных материалов.To facilitate the mass support of the beams 2, 3 (Fig. 2) can be fully or partially made of composite materials.

Предлагаемое изобретение позволит достигнуть высокой эффективности передачи крутящего момента в условиях излома и смещения осей ведущего и ведомого фланцев. При этом муфта одновременно является успокоителем крутильных, осевых, изгибных и связанных колебаний.The present invention will allow to achieve high efficiency of torque transmission in conditions of kink and displacement of the axes of the leading and driven flanges. At the same time, the coupling is at the same time a damper for torsional, axial, bending and coupled vibrations.

Claims

A coupling containing the driving and driven parts of the shaft with flanges, an elastic-damping element between them in the form of bundles of pieces of steel rope, the leading and driven supports of the beam, holes in the supports for accommodating and attaching the ends of the rope pieces of the beam, means for attaching the supports of each beam to the leading and the driven flange of the coupling, characterized in that the pieces of ropes in the bundles are made arcuate, and the entire bundle is barrel-shaped, due to holes in the leading and driven bearings made relative to the longitudinal axis of the supports at an angle from 2 ° to 30 °.