RU2847621C1

RU2847621C1 - Coupling with elastic non-metallic elements

Info

Publication number: RU2847621C1
Application number: RU2024128377A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Тестов
Original assignee: Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов"
Filing date: 2024-09-24
Publication date: 2025-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: coupling comprises two flange half-couplings connected to each other by elastic elements made of rubber, reinforced on one side by cord threads, which by means of pressure rings and bolts are pressed to surface of flanges of half-couplings with a cord outwards and have U-shape, taking it after coupling assembly. In it, elastic elements are made of sheet rubber, hold-down rings have a flat shape, and bolts pass through holes in elastic elements and in hold-down rings.

EFFECT: simplified design and higher reliability.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для соединения валов различных механизмов и агрегатов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in various sectors of the national economy for connecting shafts of various mechanisms and units.

Муфты с упругими неметаллическими элементами широко распространены в машиностроении и других отраслях народного хозяйства. За счет деформации упругих элементов они обеспечивают взаимное перемещение деталей муфты, необходимое для компенсации смещения осей ведущего и ведомого валов. Они допускают сравнительно большие смещения осей соединяемых валов, и способны демпфировать толчки и удары, а также служить средством защиты от резонансных крутильных колебаний.Couplings with flexible non-metallic elements are widely used in mechanical engineering and other industries. Through the deformation of the flexible elements, they ensure the relative movement of the coupling components, necessary to compensate for the misalignment of the drive and driven shafts. They allow for relatively large misalignments of the connected shafts and are capable of damping shocks and impacts, as well as providing protection against resonant torsional vibrations.

Из большого количества муфт с неметаллическими упругими элементами разного конструктивного исполнения наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является муфта «Мультикросс» фирмы «Райх» (ФРГ), содержащая две фланцевые полумуфты, соединенные между собой упругими элементами, выполненными из резины, армированной с одной стороны нитями корда, которые с помощью прижимных колец и болтов прижимаются к поверхности фланцев полумуфт кордом наружу и имеют U-образную форму, принимая ее после сборки муфты. (Справочник по муфтам, под редакцией профессора B.C. Полякова, «Машиностроение», Ленинград, 1979).Of the many couplings with non-metallic elastic elements of various designs, the most similar in technical essence and achieved effect to the claimed technical solution is the "Multicross" coupling from the Reich company (FRG), containing two flanged half couplings connected to each other by elastic elements made of rubber, reinforced on one side with cord threads, which, with the help of pressure rings and bolts, are pressed against the surface of the flanges of the half couplings with the cord outward and have a U-shape, which is assumed after the coupling is assembled. (Handbook of Couplings, edited by Professor V.S. Polyakov, "Mashinostroenie", Leningrad, 1979).

Ее упругие элементы до сборки муфты имеют V-образную форму из резины и имеют на внутренней поверхности углубления. Армирующие нити корда в упругих элементах уложены в форме восьмерки ближе к их наружной поверхности. При монтаже муфты в углубления упругих элементов входят выступы, имеющиеся на торцах ее прижимных колец. При монтаже упругие элементы устанавливаются кордом наружу, принимая U-образную форму.Before assembly, the coupling's elastic elements are V-shaped, made of rubber, with recesses on the inner surface. The reinforcing cord threads in the elastic elements are arranged in a figure-eight pattern closer to their outer surface. When installing the coupling, the projections on the ends of its pressure rings fit into the recesses of the elastic elements. During installation, the elastic elements are installed with the cord facing outward, forming a U-shape.

Недостатком этой муфты является необходимость изготовления оснастки (пресс-форм) на каждую группу типоразмеров муфт для формования упругих элементов с углублениями и, соответственно, оснастки, а именно: литьевых форм, для изготовления прижимных колец с выступами для установки упругих элементов или фрезерование выступов. Для замены упругих элементов необходимо иметь их в запасе нужного типоразмера или иметь возможность оперативно приобрести упругие элементы нужного типоразмера.A disadvantage of this coupling is the need to manufacture tooling (press molds) for each group of coupling sizes to form recessed elastic elements. This requires tooling, specifically injection molds, for producing pressure rings with projections for mounting the elastic elements, or milling the projections. To replace the elastic elements, it is necessary to have them in stock in the required size or to be able to quickly acquire elastic elements of the required size.

Задачей изобретения является разработка муфты простой конструкции, позволяющей обеспечить быстрое и не затратное изготовление и замену упругих элементов при одновременном повышении надежности работы муфты.The objective of the invention is to develop a coupling of simple design, allowing for quick and inexpensive production and replacement of elastic elements while simultaneously increasing the reliability of the coupling.

Поставленная задача решается за счет того, что в муфте, содержащей две фланцевые полумуфты, соединенные между собой упругими элементами, выполненными из резины, армированной с одной стороны нитями корда, которые с помощью прижимных колец и болтов прижимаются к поверхности фланцев полумуфт кордом наружу и имеют U-образную форму, принимая ее после сборки муфты, в соответствии с заявляемым техническим решением упругие элементы выполнены из листовой резины, прижимные кольца имеют плоскую форму, а болты проходят через отверстия в упругих элементах и в прижимных кольцах.The stated problem is solved due to the fact that in a coupling containing two flange half-couplings connected to each other by elastic elements made of rubber reinforced on one side with cord threads, which are pressed against the surface of the flanges of the half-couplings with the cord facing outward with the help of pressure rings and bolts and have a U-shaped form, taking it after the coupling is assembled, in accordance with the claimed technical solution, the elastic elements are made of sheet rubber, the pressure rings have a flat shape, and the bolts pass through holes in the elastic elements and in the pressure rings.

То, что муфта содержит две фланцевые полумуфты, соединенные между собой упругими элементами, выполненными из резины (признак ограничительной части формулы изобретения), обеспечивает за счет деформации упругих элементов возможность взаимного перемещения деталей муфты, необходимого для компенсации смещения осей ведущего и ведомого валов.The fact that the coupling contains two flange half couplings connected to each other by elastic elements made of rubber (a feature of the limiting part of the formula of the invention) ensures, due to the deformation of the elastic elements, the possibility of mutual movement of the coupling parts, necessary to compensate for the displacement of the axes of the driving and driven shafts.

То, что упругие элементы выполнены из резины, армированной с одной стороны нитями корда, которые с помощью прижимных колец и болтов прижимаются к поверхности фланцев полумуфт кордом наружу и имеют U-образную форму, принимая ее после сборки муфты (признак ограничительной части формулы изобретения), приводит к тому, что внутренние слои резины сжимаются, а нити корда, расположенные ближе к наружной поверхности, получают предварительное натяжение, что обеспечивает работу упругих элементов с начала действия крутящего момента при произвольном направлении вращения.The fact that the elastic elements are made of rubber reinforced on one side with cord threads, which are pressed against the surface of the flanges of the half couplings with the cord facing outward using pressure rings and bolts and have a U-shaped form, taking it after the coupling is assembled (a feature of the limiting part of the formula of the invention), leads to the fact that the internal layers of rubber are compressed, and the cord threads located closer to the outer surface receive preliminary tension, which ensures the operation of the elastic elements from the onset of the action of the torque in an arbitrary direction of rotation.

То, что упругие элементы выполнены из листовой резины, позволяет исключить необходимость изготовления пресс-форм на каждую группу типоразмеров муфт для формования упругих элементов с углублениями, а также упростить их конструкцию.The fact that the elastic elements are made from sheet rubber eliminates the need to manufacture molds for each group of coupling sizes for forming elastic elements with recesses, and also simplifies their design.

То, что прижимные кольца имеют плоскую форму, позволяет исключить необходимость изготовления литьевой формы, а также упростить конструкцию колец.The fact that the pressure rings are flat eliminates the need for a casting mold and also simplifies the design of the rings.

То, что болты проходят через отверстия в упругих элементах и в прижимных кольцах, позволяет упростить конструкцию упругих элементов и прижимного кольца.The fact that the bolts pass through holes in the elastic elements and in the pressure rings allows for a simpler design of the elastic elements and the pressure ring.

Кроме того, рассмотренные выше признаки отличительной части формулы изобретения позволяют повысить надежность работы муфты (на практике установлено, что она сохраняет работоспособность даже при разрушении отдельных упругих элементов).In addition, the above-mentioned features of the distinctive part of the invention formula make it possible to increase the reliability of the coupling (in practice, it has been established that it remains operational even if individual elastic elements are destroyed).

В новой совокупности существенных признаков у объекта изобретения появляется новое свойство: способность в муфте заявляемой конструкции изменять размеры и количество как упругих элементов, так и полумуфт с прижимными кольцами, позволяя изменять несущие и компенсационные характеристики муфт в широком диапазоне без проектирования и изготовления специальной оснастки, используя для изготовления и замены элементов муфты универсальное оборудование и инструмент и обеспечивая сохранение работоспособности муфты даже при выходе из строя отдельных упругих элементов.In the new set of essential features, the subject of the invention has a new property: the ability in the coupling of the claimed design to change the size and number of both elastic elements and half couplings with pressure rings, allowing the bearing and compensation characteristics of couplings to be changed in a wide range without the design and manufacture of special equipment, using universal equipment and tools for the manufacture and replacement of coupling elements and ensuring the preservation of the operability of the coupling even if individual elastic elements fail.

Благодаря новому свойству решается поставленная задача, а именно: разработана муфта простой конструкции, позволяющая обеспечить быстрое и менее затратное изготовление и замену ее элементов и повысить надежность ее работы.Thanks to this new feature, the stated problem is solved, namely: a coupling of a simple design has been developed, allowing for quick and less expensive production and replacement of its components and increasing the reliability of its operation.

Изобретение поясняется чертежами, где на (фиг. 1) приведен разрез муфты вдоль оси вращения, на (фиг. 2) - вид перпендикулярно оси вращения, а на (фиг. 3) - вид упругого элемента.The invention is explained by drawings, where (Fig. 1) shows a section of the coupling along the axis of rotation, (Fig. 2) shows a view perpendicular to the axis of rotation, and (Fig. 3) shows a view of the elastic element.

Муфта содержит две фланцевые полумуфты 1 и 2, соединенные между собой упругими элементами 3, выполненными из листовой резины (лента конвейерная), армированной с одной стороны нитями корда 4. Упругие элементы 3 с помощью прижимных колец 5 и болтов 6 прижимаются к фланцам полумуфт 1 и 2 (фиг. 1). Прижимные кольца 5 имеют плоскую форму, а болты 6 проходят через отверстия, выполненные в прижимных кольцах 5 и упругих элементах 3. При монтаже упругие элементы 3 устанавливаются кордом 4 наружу (фиг. 1 и 2) принимая U-образную форму (фиг. 1), в результате чего внутренние слои резины сжимаются, а нити корда, расположенные ближе к наружной поверхности, получают предварительное натяжение.The coupling comprises two flange half couplings 1 and 2 connected to each other by elastic elements 3 made of sheet rubber (conveyor belt) reinforced on one side with cord threads 4. The elastic elements 3 are pressed against the flanges of the half couplings 1 and 2 by means of pressure rings 5 and bolts 6 (Fig. 1). The pressure rings 5 are flat, and the bolts 6 pass through openings made in the pressure rings 5 and the elastic elements 3. During installation, the elastic elements 3 are installed with the cord 4 facing outward (Figs. 1 and 2), taking a U-shape (Fig. 1), as a result of which the inner layers of rubber are compressed, and the cord threads located closer to the outer surface receive preliminary tension.

Муфты различаются размерами и, соответственно, количеством упругих элементов в муфте. Количество упругих элементов изменяется от 3 до 10…12, в зависимости от передаваемой мощности (на практике использовались муфты с электродвигателями мощностью 800 кВт).Couplings vary in size and, accordingly, the number of elastic elements in the coupling. The number of elastic elements varies from 3 to 10...12, depending on the transmitted power (in practice, couplings with 800 kW electric motors were used).

Работа муфты заключается в передаче крутящего момента от одного вала к другому (на рисунке не показаны) через полумуфты 1 и 2, соединяемые упругими элементами 3. Муфты допускают смещение соединяемых валов в осевом направлении до 12 мм, в радиальном -до 15 мм и угловое смещение до 6°, в зависимости от размеров муфты и количества упругих элементов в муфте.The operation of the coupling consists of transmitting torque from one shaft to another (not shown in the figure) through half couplings 1 and 2, connected by elastic elements 3. The couplings allow displacement of the connected shafts in the axial direction of up to 12 mm, in the radial direction - up to 15 mm and angular displacement of up to 6°, depending on the size of the coupling and the number of elastic elements in the coupling.

Муфты заявляемой конструкции обладают высокой надежностью (сохраняют работоспособность даже при разрушении отдельных упругих элементов), имеют высокую ремонтопригодность (достаточно вырезать из листа резины новый упругий элемент и заменить разрушившийся) и, что немаловажно, не требуют тщательной выверки валов и высококвалифицированного персонала при монтаже и обслуживании. При использовании муфт с упругими элементами уменьшается уровень передаваемых вибраций от привода к механизму и наоборот.Couplings of this design are highly reliable (they remain operational even if individual elastic elements fail), are easily repairable (simply cutting a new elastic element from a sheet of rubber and replacing the damaged one), and, importantly, do not require careful shaft alignment or highly qualified personnel during installation and maintenance. Using couplings with elastic elements reduces the level of vibration transmitted from the drive to the mechanism and vice versa.

Claims

A coupling comprising two flanged half couplings connected to each other by elastic elements made of rubber reinforced on one side with cord threads, which are pressed against the surface of the flanges of the half couplings with the cord facing outwards by means of pressure rings and bolts and have a U-shape, taking it after the coupling is assembled, characterized in that the elastic elements are made of sheet rubber, the pressure rings have a flat shape, and the bolts pass through openings in the elastic elements and in the pressure rings.