Технические науки/2.Механика

Д.т.н. Червяков Л.М., к.т.н. Сергеев С.А., м.н.с. Дмитракова Т.В.

Юго-Западный государственный университет, Россия

Конструкция и эксплуатационные возможности цепной муфты

Муфты, используемые во многих машинах и механизмах, – ответственные узлы, часто определяющие надежность всего машинного агрегата. Стоимость муфты невелика по сравнению со стоимостью основного оборудования, однако выход из строя муфты увеличивает время простоя оборудования, что приводит к значительным материальным потерям [1].

В передаточных механизмах широко применяют цепные муфты, представляющие собой зубчатые муфты упрощенной конструкции и состоящие из двух одинаковых полумуфт, выполненных в виде цепных колес (звездочек) и охватывающего их бесконечного гибкого звена одно- и многорядной роликовой или зубчатой цепи. Эти муфты обладают рядом существенных достоинств – простотой конструкции, монтажа и обслуживания; малыми габаритами и массой; высокой компенсирующей способностью и, как показывает практика эксплуатации, достаточной надежностью при правильном выборе.

Результаты исследования работоспособности существующих цепных муфт показывают, что нагружение элементов цепи в них несимметричное [2]. Это существенно снижает нагрузочную способность муфт и, как следствие этого, уменьшает величину передаваемого муфтой момента и сокращает срок службы цепи.

С целью устранения этих недостатков предложена упрощенная конструкция цепной муфты (рис. 1) [3].

Цепная муфта содержит две полумуфты 1 и 2 в виде звездочек, замкнутую цепь 3, охватывающую зубчатые венцы звездочек, на фланцы полумуфт 1 и 2 под замкнутую цепь 3 помещены кольцевые упругие элементы 4 и 5, прижимаемые к цепи 3, регулируемым устройством, например в виде винтов 6 и металлических колец 7 и 8 для радиального воздействия на упругие элементы 4 и 5.

Рис. 1. Конструкция цепной муфты

Для повышения податливости и, как следствие, уменьшение нагрузки на соединяемые муфтой валы и их опоры, упругий элемент может быть выполнен пустотелым [3].

Цепная муфта работает следующим образом: при зацеплении звездочек-полумуфт 1 и 2 с цепью 3 в связи с радиальным и угловым смещениями осей соединяемых валов перемещение шарниров по зубьям будет осцилляционным [1]. При этом имеет место относительное колебательное перемещение звеньев цепи 3, обуславливающее износ деталей шарниров, а также перемещение цепи 3 относительно звездочек-полумуфт 1 и 2, изменяющее дисбаланс и вызывающее дополнительную динамическую нагрузку. Упругий элемент 4 и 5, облегая цепь 3 со стороны фланцев, способствует уменьшению относительных колебательных перемещений звеньев и снижению дисбаланса.

Фиксирование цепи упругим элементом приводит к тому, что будут снижены дисбаланс и динамические нагрузки, повышая тем самым допустимую частоту вращения. При этом одновременно обеспечивается повышение нагрузочной способности муфты и упрощение конструкции [3].

Благодаря выше указанной конструкции цепной муфты обеспечивается: упрощение конструкции, возможность повышения допустимой частоты вращения и нагрузочной способности по сравнению с прототипом.

Литература

1. Сергеев С.А. Цепные муфты: анализ и синтез / монография. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2010. 398 с.

2. Учаев П.Н. Основы машиноведения. Конструирование, производство и эксплуатация. Кн. 3. Муфты и тормоза приводов машин: атлас / П.Н.Учаев, С.Г.Емельянов, И.С. Захаров и др.; Под общ. ред. П.Н.Учаева: -М.: Высшая школа, 2006. с. 296.

3. Пат. №105384 Российская Федерация, МПК F16D 3/54. Цепная муфта / Сергеев С.А., Дмитракова Т.В., Москалёв Д.В.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Юго-Западный государственный университет». №2010149369; заявл. 02.12.2010; опубл. 10. 06.2011 Бюл. №16.