RU217857U1

RU217857U1 - LOCOMOTIVE TRACTION DRIVE COMPENSATION CLUTCH

Info

Publication number: RU217857U1
Application number: RU2023103413U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воробьев; Дмитрий Владимирович Воробьев; Сергей Николаевич Злобин; Олег Васильевич Измеров; Андрей Сергеевич Космодамианский
Filing date: 2023-02-14
Publication date: 2023-04-21

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к муфтам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре. Компенсационная муфта тягового привода локомотива, содержащая две фланцевые полумуфты, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец и болтов резинотканевой диафрагмой, выполненной в виде плоского диска с кольцевыми выступами, имеющими фаски в зонах крепления, фланцы полумуфт и нажимные кольца снабжены буртами со скосами, сопрягающимися с фасками выступов диафрагмы, муфта содержит втулки, установленные на болтах между фланцами полумуфт и нажимными кольцами, отличающаяся тем, что резинотканевая диафрагма имеет в кольцевых выступах металлическую арматуру, выполненную в виде кольцевых пластин и соединенную с резиной с обеих сторон с помощью вулканизации, бурты со скосами имеют высоту, меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления до поверхности металлической арматуры, а между втулками и резинотканевой диафрагмой имеются зазоры. Технический результат заключается в том, что благодаря наличию в кольцевых выступах металлической арматуры в виде кольцевых пластин, позволяющих увеличить высоту кольцевых выступов и снизить их жесткость на сдвиг, а также наличию зазора между втулками и резинотканевой диафрагмой и того, что бурты имеют высоту, меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления до поверхности металлической арматуры, радиальная жесткость компенсационной муфты снижена, что позволяет расширить область использования компенсационной муфты и применять ее в приводе, где требуется компенсация поперечных смещений валов относительно друг друга.

The utility model relates to railway transport, namely to couplings for transmitting torque from a traction motor to a wheel set. Compensating clutch of the locomotive traction drive, containing two flange half-couplings connected by a rubber-fabric diaphragm fixed to them with pressure rings and bolts, made in the form of a flat disk with annular protrusions having chamfers in the attachment areas, half-coupling flanges and pressure rings are equipped with collars with bevels mating with chamfered projections of the diaphragm, the coupling contains bushings mounted on bolts between the flanges of the half-couplings and pressure rings, characterized in that the rubber-fabric diaphragm has metal reinforcement in the annular projections, made in the form of annular plates and connected to the rubber on both sides by vulcanization, collars with bevels have a height less than the distance from the surface of the attachment zone to the surface of the metal reinforcement, and there are gaps between the bushings and the rubber-fabric diaphragm. The technical result consists in the fact that due to the presence of metal reinforcement in the annular protrusions in the form of annular plates, which make it possible to increase the height of the annular protrusions and reduce their shear rigidity, as well as the presence of a gap between the bushings and the rubber-fabric diaphragm and the fact that the collars have a height less than than the distance from the surface of the attachment zone to the surface of the metal reinforcement, the radial rigidity of the compensation clutch is reduced, which allows expanding the area of use of the compensation clutch and using it in a drive where compensation of transverse shaft displacements relative to each other is required.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно, к муфтам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.The utility model relates to railway transport, namely, to couplings for transmitting torque from a traction motor to a wheelset.

Известна компенсационная муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, во фланце одной из полумуфт коническими хвостовиками укрепляются пальцы, на которые надеваются упругие резиновые втулки, входящие в отверстия фланца другой полумуфты (Справочник по муфтам / B.C. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский; под ред. B.C. Полякова. - 2-е изд. испр. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - С. 127-131, рис. 111.64).A compensating coupling is known, containing two flange half-couplings, in the flange of one of the half-couplings, fingers are strengthened with tapered shanks, on which elastic rubber bushings are put on, which are included in the holes of the flange of the other half-coupling (Handbook of couplings / B.C. Polyakov, I.D. Barbash, O.A. Ryakhovsky, edited by V. S. Polyakov, 2nd ed., corrected and supplemented, L.: Mashinostroyeniye, Leningrad branch, 1979, pp. 127-131, fig. 111.64).

Недостатком известной муфты являются низкая компенсирующая, амортизирующая и нагрузочная способность, вследствие ограниченных размеров упругих резиновых втулок и их износа при работе муфты.A disadvantage of the known clutch is the low compensating, shock-absorbing and load capacity, due to the limited size of the elastic rubber bushings and their wear during operation of the clutch.

Известна компенсационная муфта, содержащая две фланцевые полумуфты с гнездами, в которых располагаются неметаллические упругие элементы (Справочник по муфтам / B.C. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский; под ред. B.C. Полякова. - 2-е изд. испр. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - С.123-126, рис. 111.63).Known compensatory coupling containing two flange half-couplings with sockets, which are non-metallic elastic elements (Handbook couplings / B.C. Polyakov, I.D. Barbash, O.A. Ryakhovsky; edited by B.C. Polyakov. - 2nd ed. corrected and additional - L .: Mashinostroyeniye, Leningrad branch, 1979. - P. 123-126, Fig. 111.63).

Недостаток данной муфты, состоит в том, что упругие элементы, деформируясь при работе муфты, перемещаются в гнездах и их поверхности изнашиваются, что сокращает срок службы муфты.The disadvantage of this clutch is that the elastic elements, deformed during the operation of the clutch, move in the sockets and their surfaces wear out, which reduces the service life of the clutch.

Известна компенсационная муфта, содержащая ступицы, соединенные через фланец спаренными резино-металлическими элементами, состоящими из внутреннего и внешнего колец, соединенных вулканизацией с резиновым диском переменного сечения (Справочник по муфтам /B.C. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский; под ред. B.C. Полякова. - 2-е изд. испр. и доп.- Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - С.101-102, рис. 111.43).Known compensatory coupling containing hubs connected through a flange paired rubber-metal elements, consisting of inner and outer rings, connected by vulcanization with a rubber disc of variable cross section (Handbook couplings /B.C. Polyakov, I.D. Barbash, O.A. Ryakhovsky; under the editorship of V. S. Polyakov, 2nd ed., corrected and supplemented, L.: Mashinostroyeniye, Leningrad branch, 1979. - P.101-102, Fig. 111.43).

Недостаток этой муфты заключается в невысокой несущей способности неармированного резинового диска, работающего на сдвиг и имеющего значительную толщину.The disadvantage of this clutch is the low bearing capacity of the unreinforced rubber disk, working in shear and having a significant thickness.

Известна компенсационная муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец и болтов резинотканевой оболочкой переменного сечения (Справочник по муфтам / B.C. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский; под ред. B.C. Полякова. - 2-е изд. испр. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1979. - С. 114-115, 117, рис. 111.57).Known compensatory coupling containing two flange half-couplings connected fixed to them with the help of pressure rings and bolts rubber-fabric sheath of variable cross section (Handbook of couplings / B.C. Polyakov, I.D. Barbash, O.A. Ryakhovsky; edited by B.C. Polyakov. - 2nd ed., corrected and supplemented - L .: Mashinostroenie, Leningrad branch, 1979. - S. 114-115, 117, Fig. 111.57).

Недостатком муфты является то, что на гофры упругих элементов при вращении муфты воздействует центробежная сила, что ограничивает применение муфты в быстроходной части тяговых приводов локомотивов, где частота вращения вала может достигать 4000 мин^-1.The disadvantage of the clutch is that the corrugations of the elastic elements during the rotation of the clutch are affected by centrifugal force, which limits the use of the clutch in the high-speed part of the traction drives of locomotives, where the shaft speed can reach 4000 min ^-1 .

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана компенсационная муфта тягового привода локомотива, содержащая две фланцевые полумуфты, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец и болтов резинотканевой диафрагмой, выполненной в виде плоского диска с кольцевыми выступами, имеющими фаски в зонах крепления, фланцы полумуфт и нажимные кольца снабжены буртами со скосами, сопрягающимися с фасками выступов диафрагмы, муфта содержит втулки, установленные на болтах между фланцами и нажимными кольцами (А.С. СССР №625069, МПК F16D 3/68; публ. 1978).As a prototype of the proposed utility model, a locomotive traction drive compensation clutch is selected, containing two flange half-couplings connected by a rubber-fabric diaphragm fixed to them with pressure rings and bolts, made in the form of a flat disk with annular protrusions having chamfers in the attachment areas, flanges of the half-couplings and pressure the rings are provided with beveled collars mating with the chamfers of the diaphragm protrusions, the coupling contains bushings mounted on bolts between the flanges and pressure rings (AS USSR No. 625069, IPC F16D 3/68; publ. 1978).

Недостатком указанной муфты является то, что она плохо компенсирует поперечные смещения валов друг относительно друга, вследствие высокой радиальной жесткости, поскольку плоская резинотканевая диафрагма при сборке муфты растянута скосами буртов полумуфт и нажимных колец, вследствие чего не может деформироваться в радиальном направлении, а толщина кольцевых выступов невелика, что не позволяет компенсировать поперечные смещения валов друг относительно друга только за счет деформации сдвига кольцевых выступов. Увеличить высоту кольцевых выступов, чтобы снизить их жесткость при сдвиге, невозможно, так как одновременно снижается их жесткость на сжатие, уменьшается сила давления полумуфт и нажимных колец на кольцевые выступы, уменьшается сила трения между полумуфтами или нажимными кольцами и кольцевыми выступами, что приводит к проскальзыванию полумуфт и нажимных колец по кольцевым выступам при передаче муфтой крутящего момента. Это обстоятельство препятствует использованию данной муфты в тяговых приводах, где требуется компенсация поперечных смещений валов.The disadvantage of this coupling is that it poorly compensates for the transverse displacements of the shafts relative to each other, due to high radial rigidity, since the flat rubber-fabric diaphragm during assembly of the coupling is stretched by the bevels of the collars of the coupling halves and pressure rings, as a result of which it cannot be deformed in the radial direction, and the thickness of the annular protrusions is small, which does not allow to compensate for the transverse displacement of the shafts relative to each other only due to the deformation of the shear of the annular protrusions. It is impossible to increase the height of the annular protrusions in order to reduce their shear rigidity, since at the same time their compressive rigidity decreases, the pressure force of the coupling halves and pressure rings on the annular protrusions decreases, the friction force between the coupling halves or pressure rings and the annular protrusions decreases, which leads to slippage half-couplings and pressure rings along the annular protrusions when transmitting torque by the clutch. This circumstance prevents the use of this coupling in traction drives, where compensation of transverse shaft displacements is required.

Техническая проблема состоит в снижении радиальной жесткости муфты, благодаря увеличению высоты кольцевых выступов резинотканевой диафрагмы и снижению их жесткости на сдвиг.The technical problem is to reduce the radial stiffness of the coupling by increasing the height of the annular protrusions of the rubber-fabric diaphragm and reducing their shear stiffness.

Техническая проблема достигается тем, что в компенсационной муфте тягового привода локомотива, содержащей две фланцевые полумуфты, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец и болтов резинотканевой диафрагмой, выполненной в виде плоского диска с кольцевыми выступами, имеющими фаски в зонах крепления, фланцы полумуфт и нажимные кольца снабжены буртами со скосами, сопрягающимися с фасками выступов диафрагмы, муфта содержит втулки, установленные на болтах между фланцами полумуфт и нажимными кольцами, резинотканевая диафрагма имеет в кольцевых выступах металлическую арматуру, выполненную в виде кольцевых пластин и соединенную с резиной с обоих сторон с помощью вулканизации, бурты со скосами имеют высоту, меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления до поверхности металлической арматуры, а между втулками и резинотканевой диафрагмой имеются зазоры.The technical problem is achieved by the fact that in the compensation clutch of the locomotive traction drive, containing two flange half-couplings connected by a rubber-fabric diaphragm fixed to them with pressure rings and bolts, made in the form of a flat disk with annular protrusions having chamfers in the attachment areas, half-coupling flanges and pressure the rings are provided with beveled collars mating with the bevels of the diaphragm protrusions, the coupling contains bushings mounted on bolts between the flanges of the coupling halves and pressure rings, the rubber-fabric diaphragm has metal reinforcement in the annular protrusions, made in the form of annular plates and connected to the rubber on both sides by vulcanization , beveled collars have a height less than the distance from the surface of the attachment zone to the surface of the metal reinforcement, and there are gaps between the bushings and the rubber-fabric diaphragm.

Технический результат заключается в том, что, благодаря наличию в кольцевых выступах металлической арматуры в виде кольцевых пластин, позволяющих увеличить высоту кольцевых выступов и снизить их жесткость на сдвиг, а также наличию зазора между втулками и резинотканевой диафрагмой и того, что бурты имеют высоту, меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления до поверхности металлической арматуры, радиальная жесткость компенсационной муфты снижена, что позволяет расширить область использования компенсационной муфты и применять ее в приводе, где требуется компенсация поперечных смещений валов друг относительно друга.The technical result consists in the fact that, due to the presence of metal reinforcement in the annular protrusions in the form of annular plates, which makes it possible to increase the height of the annular protrusions and reduce their shear rigidity, as well as the presence of a gap between the bushings and the rubber-fabric diaphragm and the fact that the collars have a height less than the distance from the surface of the attachment zone to the surface of the metal reinforcement, the radial stiffness of the compensation clutch is reduced, which allows expanding the area of use of the compensation clutch and using it in a drive where compensation of transverse shaft displacements relative to each other is required.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated by the drawing.

На рисунке изображен общий вид компенсационной муфты тягового привода локомотива.The figure shows a general view of the compensation clutch of the traction drive of the locomotive.

Компенсационная муфта тягового привода локомотива содержит две фланцевые полумуфты 1 и 2, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец 3 и 4 и болтов 5 резинотканевой диафрагмой 6, выполненной в виде плоского диска с кольцевыми выступами 7, имеющими фаски 8 в зонах крепления 9, фланцы полумуфт 1 и 2 и нажимные кольца 3 и 4 снабжены буртами 10 со скосами, сопрягающимися с фасками 8 выступов 7 диафрагмы 6, муфта содержит втулки 11, установленные на болтах 5 между фланцами полумуфт 1 и 2 и нажимными кольцами 3 и 4.The locomotive traction drive compensation clutch contains two flange half-couplings 1 and 2, connected by a rubber-fabric diaphragm 6 fixed to them by means of pressure rings 3 and 4 and bolts 5, made in the form of a flat disk with annular protrusions 7 having chamfers 8 in the attachment areas 9, flanges coupling halves 1 and 2 and pressure rings 3 and 4 are provided with collars 10 with bevels mating with chamfers 8 of projections 7 of diaphragm 6, the coupling contains bushings 11 mounted on bolts 5 between flanges of coupling halves 1 and 2 and pressure rings 3 and 4

Резинотканевая диафрагма 6 имеет в кольцевых выступах 7 металлическую арматуру 12, выполненную в виде кольцевых пластин и соединенную с резиной с обеих сторон с помощью вулканизации, бурты 10 со скосами имеют высоту, меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления 9 до поверхности металлической арматуры 12, а между втулками 11 и резинотканевой диафрагмой 6 имеются зазоры 13.The rubber-fabric diaphragm 6 has metal reinforcement 12 in the annular protrusions 7, made in the form of annular plates and connected to the rubber on both sides by vulcanization, the beveled collars 10 have a height less than the distance from the surface of the attachment zone 9 to the surface of the metal reinforcement 12, and between the bushings 11 and the rubber-fabric diaphragm 6 there are gaps 13.

Компенсационная муфта тягового привода локомотива работает следующим образом.The compensation clutch of the traction drive of the locomotive works as follows.

При нагружении муфты крутящим моментом, последний передается с ведущего вала (на рисунке не показан) через фланец полумуфты 2 и связанное с ним болтами 5 нажимное кольцо 4 на резинотканевую диафрагму 6, от нее к фланцу полумуфты 1 и связанное с ним болтами 5 нажимное кольцо 3. При сборке муфты бурты 10 со скосами, взаимодействуя с фасками 8 кольцевых выступов 7, обеспечивают радиальное растяжение резинотканевой диафрагмы 6, в результате чего нити корда резинотканевой диафрагмы 6 натягиваются, что обеспечивает устойчивость резинотканевой диафрагмы при высокой частоте вращения под действием центробежных сил.When the coupling is loaded with a torque, the latter is transmitted from the drive shaft (not shown in the figure) through the flange of the coupling half 2 and the pressure ring 4 connected with it with bolts 5 to the rubber-fabric diaphragm 6, from it to the flange of the coupling half 1 and the pressure ring 3 connected with it with bolts 5 When assembling the coupling, bevelled collars 10, interacting with chamfers 8 of annular protrusions 7, provide radial stretching of the rubber-fabric diaphragm 6, as a result of which the cord threads of the rubber-fabric diaphragm 6 are stretched, which ensures the stability of the rubber-fabric diaphragm at a high speed under the action of centrifugal forces.

Поперечное смещение валов (на рисунке не показаны) компенсируется за счет деформации сдвига кольцевых выступов 7, в результате чего кордные нити резинотканевой диафрагмы 6 смещаются относительно фланцевых полумуфт 1 и 2 и нажимных колец 3 и 4, что становится возможным благодаря наличию зазоров 13 между втулками 11 и резинотканевой диафрагмой 6, а также благодаря тому, что бурты 10 со скосами выполнены с высотой, меньшей, чем расстояние от поверхности зоны крепления 9 до поверхности металлической арматуры 12, вследствие чего бурты 10 не препятствуют перемещению металлической арматуры 12 относительно кордных нитей резинотканевой диафрагмы 6.The transverse displacement of the shafts (not shown in the figure) is compensated due to the shear deformation of the annular protrusions 7, as a result of which the cord threads of the rubber-fabric diaphragm 6 are displaced relative to the flange halves 1 and 2 and pressure rings 3 and 4, which becomes possible due to the presence of gaps 13 between the bushings 11 and a rubber-fabric diaphragm 6, and also due to the fact that the collars 10 with bevels are made with a height less than the distance from the surface of the attachment zone 9 to the surface of the metal reinforcement 12, as a result of which the collars 10 do not prevent the movement of the metal reinforcement 12 relative to the cord threads of the rubber-fabric diaphragm 6 .

Благодаря наличию металлической арматуры 12, ограничивающей продольные перемещения резины кольцевых выступов 7 при сжатии кольцевых выступов 7 в процессе затяжки болтов 5, жесткость на сжатие кольцевых выступов 7 повышается, что позволяет увеличить высоту кольцевых выступов 7 при том же усилии нажатия фланцевых полумуфт 1 и 2 и нажимных колец 3 и 4 на поверхности зоны крепления 9, и тем самым увеличить возможное поперечное смещение валов друг относительно друга.Due to the presence of metal reinforcement 12, which limits the longitudinal movement of the rubber of the annular protrusions 7 when the annular protrusions 7 are compressed in the process of tightening the bolts 5, the compressive rigidity of the annular protrusions 7 increases, which makes it possible to increase the height of the annular protrusions 7 with the same pressing force of the flange couplings 1 and 2 and pressure rings 3 and 4 on the surface of the fastening zone 9, and thereby increase the possible transverse displacement of the shafts relative to each other.

Claims

Компенсационная муфта тягового привода локомотива, содержащая две фланцевые полумуфты, связанные закрепленной на них при помощи нажимных колец и болтов резинотканевой диафрагмой, выполненной в виде плоского диска с кольцевыми выступами, имеющими фаски в зонах крепления, фланцы полумуфт и нажимные кольца снабжены буртами со скосами, сопрягающимися с фасками выступов диафрагмы, муфта содержит втулки, установленные на болтах между фланцами полумуфт и нажимными кольцами, отличающаяся тем, что резинотканевая диафрагма имеет в кольцевых выступах металлическую арматуру, выполненную в виде кольцевых пластин и соединенную с резиной с обеих сторон с помощью вулканизации, бурты со скосами имеют высоту меньшую, чем расстояние от поверхности зоны крепления до поверхности металлической арматуры, а между втулками и резинотканевой диафрагмой имеются зазоры.Compensating clutch of the locomotive traction drive, containing two flange half-couplings connected by a rubber-fabric diaphragm fixed on them with pressure rings and bolts, made in the form of a flat disk with annular protrusions having chamfers in the attachment areas, half-coupling flanges and pressure rings are equipped with shoulders with bevels mating with chamfered projections of the diaphragm, the coupling contains bushings mounted on bolts between the flanges of the coupling halves and pressure rings, characterized in that the rubber-fabric diaphragm has metal reinforcement in the annular projections, made in the form of annular plates and connected to the rubber on both sides by means of vulcanization, collars with bevels have a height less than the distance from the surface of the attachment zone to the surface of the metal reinforcement, and there are gaps between the bushings and the rubber-fabric diaphragm.