Компенсационная муфта

)9) .Ъ 51)5 Г 16 1.) 3/5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ ТЕН ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ л. 28научно-исслитутв и В. Н. Тк8.8)В. и др.вижного состпорт, 1986, сАЦИОННАЯотносится кти к привопорта. Цель ижности и нагсодержит соо довательский чен(21) 4429507/25- (22) 19.05.88 (46) 30.07.90. Бю (71) Всесоюзный тепловозный инст (72) А. И, Беляе (53) 62 .825.5(08 (56) Бирюков И дачи электропод дорог. М.: Транс (54) КОМПЕНС (57) Изобретение нию, в частнос дорожного транс повышение наде собности. Муфта Тяговые переава железных76, рис. 4.10, МУФТА .машиностроедам железнозобретения - рузочной споные фланцы 1 и 46 с тремя равномерно расположенными вилками на концах, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов 14 - 16 с концентрично установленными опорами 17, 23 и 30 с расположенными между ними телами 18 и 25 качения и дополнительной опорой 24, дополнительными телами качения в виде подшипника 20 и упорным подшипником 3. При перекосах фланцев подшипники воспринимают нагрузку и совершают колебательные движения. При износе какого-либо подшипника дополнительные опора и подшипник воспринимают нагрузку, а упорный подшипник разгружает частично подшипники между опорами от осевой нагрузки. 2 ил.50 55 Изобретение относится к машиностроеНию, в частности к приводам железнодорожного транспорта, и касается конструкции узлов тягового привода локомотивов, а именно устройств для передачи Крутящего момента от закрепленного на раме тележки электродвигателя ведущему валу осевого тягового редуктора.Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и надежности муфты в работе.На фиг. 1 изображена компенсационная муфта тягового привода, общий вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1.Компенсационная муфта содержит веду-ий фланец 1, на котором имеются три авноудаленные по окружности вилки 2 - 4,также торцовые шлицы 5 и центральиое резьбовое отверстие, посредством которых этот фланец присоединяется к флангу тягового электродвигателя (не показан).11 альцы 6, установленные в вилках ведущ его фланца, при помощи резинометаллических блоков 7 и поводков 8 - 10 соединены с пальцами, установленными в ведущих вилках 11 - 13 двуплечих рычагов 14 - 16, об)азучощих промежуточное звено.Соединение между собой трех двуплечих рычагов в узел, имеющий общую точку опоры, обеспечивающее при минимальных Осевых размерах муфты, кроме основного дополнительное их взаимное опирание, осуществлено следующим образом. Рычаг 15 наружной опорой 17 посредством тел 18 качения (роликов) двух конических подшипников9 и 20 опирается на внешние опорные поверхности 21 средней опоры 22 рычага 14 и поверхность 23 дополнительной опоры 24, выполненные в виде кольцевого рычага 16. В то же время крайние рычаги 14 и6 в вертикальной плоскости связаны посредством роликов 25 двух игольчатых подшипников 26 и 27, установленных между внутренней поверхностью 28 опоры 23 рычага 14 и наружной поверхностью 29 опоры 30 рычага 16, а вдоль горизонтальной оси муфты связь между рычагами 14 и 16 выполнена при помощи роликового упорного подшипника 31. С целью уменьшения осевых размеров муфты подшипник 31 установлен в полости крайнего рычага 16 концентрично игольчатым подшипникам 26 и 27 и зафиксирован между его торцом 32 и шайбой 33 при помощи гайки 34 и стопорного устройства 35, навинченных на резьбовую часть выступа 36 рычага 14. При наличии зазора между наружной поверхностью высгупа 36 и внутренней поверхностью торцов подшипника 31 последний полностью разгружен от восприятия радиальной силы. Для предотвращения попадания в шарнирное соединение рычагов пыли и влаги установлены манжетные кольца 37 и 38, а также заглушка 39,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Ведомые вилки 40, 41 и 42 двуплечих рычагов аналогично ведущим посредством пальцев, резинометаллических блоков и ведомых поводков 43, 44 и 45 соединены с пальцами ведомого фланца 46 компенсационной муфты, на хвостовике которого смонтированы подшипниковые устройства и ведущая шестерня тягового привода локомотива (условно не показаны).Компенсационная муфта работает следующим образом.Компенсация относительных радиальных смещений валов тяговых электродвигателя и редуктора осуществляется путем одновременных относительных поворотов всех рычагов и поводков муфты, При этом геометрический центр. сочленения рычагов муфты перемещается по линии относительного перемещения геометрических центров ведущего и ведомого фланцев на величину, равную половине этого смешения, ведущие и ведомые поводки отклоняются относительно пальцев фланцев и рычагов на попарно равные углы, а угловое положение ведомого фланца муфты остается неизменным.При вращении муфты с расцентрированными фланцами координаты геометрического центра сочленения рычагов остаются неизменными, т. е, промежуточное звено муфты вращается вокруг своего неподвижного центра, что определяет естественную уравновешенность механизма. Сооответствующие углы отклонения поводков при любом угловом повороте ведущего фланца остаются попарно равными, а ведомый фланец поворачивается на точно такой же угол, как и ведущий, что указывает на обеспечение механизмом постоянства передаточного отношения,При смещении тягового редуктора относительно электродвигателя вдоль осей соединяемых муфтой валов, что возможно за счет деформации перекоса резиновых эле. ментов в шарнирах, промежуточное звено механизма займет среднее положение, т. е. переместится на расстояние, равное половине величины этого смещения. Это приводит к повороту всех рычагов относительно ведущего фланца, если последний считать неподвижным, на небольшой угол, при этом угловое положение ведомого фланца относительно ведущего останется неизменным. Компенсация угла излома соединяемых муфтой валов осуществляется путем совместных поперечных угловых отклонений поводков и промежуточного звена, приводящих к некоторому нарушению естественной уравновешенности механизма и постоянства его передаточного отношения. Однако вследствие малости возникновения этих углов, что определено условиями сборки и эксплуатации тягового привода, это отрицательное свойство механизма не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на уровень его качества.Передача вращающего момента от тягового электродвигателя к тяговому редуктору осуществляется следующим образом.Посредством пальцев 6, установленных на ведущем фланце муфты через 120, вращающий момент, создаваемый тяговым электродвигателем, преобразуется в окружное усилие, складывающееся из трех сил, направленных по касательной к окружности в местах установки пальцев. Каждая из слагаемых суммарного окружного усилия оказывает воздействие на звенья механизма по двум направлениям: вдоль оси ведущих поводков 8 - 10 на ведущие пальцы двуплечих рычагов 14 - 16, а также вдоль линий, соединяющих геометрический центр ведущего фланца с центрами его пальцев. Последние три силы, модуль каждой из которых меняется с оборотной частотой, суммируясь, создают на. опорных подшипниках вала электродвигателя незначительное дополнительное усилие и производный от нее изгибающий момент, зависимые от величин расцентровок, передаваемого момента, геометрических размеров муфты и жест- костных характеристик резинометаллических шарниров, Как показали проведенные расчеты, для муфты, компенсирующей радиальную расцентровку, составляющую5 Я от длины поводка, дополнительное усилие, возникающее на подшипниках валов, не превышает 2 О" от окружного усилия, передаваемого муфтой. Однако с уменьшением расцентровок происходит также уменьшение дополнительного усилия, а в случае отцентрированных валов это суммарное усилие вследствие равенства трех сил, направленных в разные стороны под углом20, не возникает.Усилия, действующие на ведущие пальцы каждого из рычагов, передаются на их ведомые пальцы по известному правилу двуплечего рычага, имеющего равные плечи и опирающегося на опорный подшипник. При передаче этих усилий тела рычагов в зависимости от направления вращающего момента и углов отклонения поводков нагружаются пульсирующими с оборотной частотой растягивающими или сжимающими усилиями, а конические 19 и 20 и игольчатые 26 и 27 подшипники - силами, проходящими через центр сочленения рычагов и равными по модулям суммам окружных усилий на ведомых и ведущих пальцах рычагов. Очевидно, что суммарное усилие от взаимодействия друг на друга трех сочлененных рычагов, имеющих общую точку опоры, равно О,Г 1 ри отцентрированном положении фланцев, т. е. в том случае, когда поводки не совершают относительных отклонений, а величины усилий как на ведущих, так и на ведомых поводках муфты не изменяются в течение оборота муфты, усилия, нагружающие опорные элементы узла сочлене 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния, направляются по линиям, перпендикулярным осям симметрии рычагов, проходящих через отверстия их вилок. Каждое из двух нагружающих опоры рычагов сосредоточенных усилий, равных по модулю двум третьим от суммарного окружного усилия, реализуемого муфтой, перераспределяется между образующими основную и дополнительную опоры рычагов подшипниками в пропорциях, зависящих от ряда технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов, например точности изготовления и монтажа, жесткости опор, степени износа и др.При передаче вращающего момента муфтой с расцентрованными фланцами на ее ведомых, так же как и на ведущих поводках возникают равные по амплитуде усилия, пульсирующие с оборотной частотой, но разнящиеся между собой фазами. Вследствие этого опорные элементы сочленения рычагов также воспринимают пульсирующую нагрузку. Однако так как амплитуда этих пульсаций невелика и не превышает значений величин дополнительных усилий на подшипниках валов, то эта динамическая добавка не оказывает существенного влияния на долговечность подвижных элементов опорного узла сочленения рыча гов.Усилия, переданные при помощи рычагов с ведущих поводков муфты ес ведомым поводкам, посредством валиков, установленных на ведомом фланце, проходят в обратном порядке такой же процесс преобразований, как и в элементах ведущего фланца. В результате этого на ведомом фланце муфты возникает выходной вращающий момент, равный по величине и направлению входному моменту, а на подшипниках ведущего вала редуктора - дополнительные усилия, равные усилиям, дейст вующим на опорные подшипники вала электродвигателя.В процессе работы муфты на надежность ее элементов, кроме радиальных усилий, возникающих при передаче механизмам вращающего момента, существенное влияние оказывают также осевые усилия. Эти усилия возникают в основном при компенсации муфтой относительных осевых смещений и угловых перекосов валов редуктора и электродвигателя и воспринимаются торцами колец коническихподшипников 19 и 20 и упорного подшипника 31.Таким образом, в предлагаемой конструкции муфты вследствие наличия дополнительной связи между рычагами и возможности раздельного восприятия опорами двуплечих рычагов осевых и радиальных сил улучшены условия работы узла сочленения рычагов. Кроме того, предлагаемый способ размещения тел качения позволяет распределить действующуюагрузку между двумя и более их комплектами.1581906 еав И. Кавнук Состанива Текред А. КрТираж 54венного ком итета но изоб035, Москва, Ж -35,здательский комбинат ;П кин Редактор М. ГЗаказ 2075НИИПИ ГосудареПроизводственно тро Корректор Т. МазепПодписноеоткрытиям при ГКНТ ГСаб., д. 4/5Ужгород, Глн Гаг арина, О ретсниям амнская а 1 сз,Формула изобретенияКомпенсационная муфта, содержащая установленные на соединяемых валах фланцы с тремя равномерно расположенными по окружности вилками, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов с вилками на концах и цилиндрическими опорами в середине; установленными концентрично друг другу, тела-качения, расположенные между внутреЛней и средней опорами и между средней и наружной опорами, и поводки, соединяющие шарнирно вилки фланцев с вилками рычагов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, она снабжена упорным подшипником и дополнительными телами качения, а рычаг с внутренней опорой выполнен с расположенной концентрично основной опоре дополнительной опорой, дополнительные тела качения расположены между дополнительной и наружной опорами, а упорный подшипник установлен по оси муфты между рычагом с внутренней опорой и рычагом со средней опорой.