Результат интеллектуальной деятельности: КОНИЧЕСКАЯ ВТУЛКА

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области машиностроения для соединения совместно вращающихся частей.

Уровень техники

Известна цилиндрическая втулка, имеющая внутреннее осевое цилиндрическое отверстие, позволяющее надеть этот элемент на приводной вал (см., например, книгу Д.Н. Решетова «Детали машин», стр.84, рис.6.5. М.: Машиностроение, 1989 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является элемент, соединяющий, приводной вал со ступицей, включающий коническую втулку, разрезанную по направляющей с внутренним осевым цилиндрическим отверстием, позволяющим надеть этот элемент на приводной вал, и наружной конусной стенкой, на которую надевается ступица с фиксирующими ее положение крепежными болтами. Такие съемные ступицы поступают на рынок под товарным знаком SKF, см., например, (http://www.skf.com/portal/skf_ru/home/products?maincatalogue=l&lang=ru&newlink=1_16_2).

Раскрытие изобретения

Коническая втулка выполняется в форме усеченного конуса с цилиндрическим отверстием вдоль продольной оси и боковым разрезом по направляющей и выполнена из нескольких (минимум двух) состыкованных между собой соосных частей с регулярно разнесенными боковыми разрезами каждой части, заключенных между поперечными плоскостями, параллельными основанию конуса, с возможностью фиксации положения частей относительно друг друга, причем торцовые поверхности стыков частей могут иметь антифрикционные покрытия.

Коническая втулка используется в соединении приводного вала со ступицей для передачи крутящего момента за счет сил трения между валом втулкой и ступицей, возникающих при натяжении ступицы на втулку. При исполнении конической втулки из частей с фиксацией взаимного положения этих частей появляются следующие преимущества:

более равномерное распределение крутящего момента за счет взаимного смещения боковых разрезов каждой из ее частей;

учитывая неравномерность распределения крутящего момента по длине втулки и, как следствие, неравномерный износ конической втулки по длине, появляется возможность замены части, а не всего соединения.

Покрытие торцовых поверхностей стыков частей конической втулки облегчает развитие поперечных деформаций этой втулки, что приводит к повышению эффективности ее работы.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена фронтальная проекция конической втулки из двух состыкованных элементов.

На фиг.2 показана проекция конической втулки в плане.

На фиг.3 представлены элементы конической втулки с антифрикционным покрытием торцовых поверхностей стыков.

На фиг.4 представлено соединение приводного вала со шкивом конической втулкой.

Осуществление изобретения

Коническая втулка в форме усеченного конуса состоит из двух состыкованных между собой соосных частей 1 и 2, заключенных между поперечными плоскостями, параллельными основанию конуса, с цилиндрическим отверстием 3 вдоль продольной оси и боковым разрезом 4 по направляющей, выполненным в части 1 и повернутым относительно разреза 4 на 90° боковым разрезом 5, части 2, причем на каждой из состыкованных торцовых поверхностях выполнены фиксирующие пазы 6 (часть 1) и 7 (часть 2) с размещенным в них фиксатором 8 (фиг.1), (фиг.2).

Торцовые поверхности стыков частей могут иметь антифрикционные покрытия 9 (фиг.3).

На фиг.4 представлен вариант использования конической втулки, ее частей 1 и 2 при передаче крутящего момента, например, от приводного шкива 10 за счет сил трения на вал 11. Обжатие частей 1 и 2 конической втулки с помощью упорной шайбы 12 и зажимной гайки 13 из-за отсутствия возможности поперечного радиального расширения втулки приводит к возникновению неравномерно распределенных по длине втулки сил трения между втулкой, валом и шкивом, обеспечивающих совместную работу соединения. Причем в зоне боковых разрезов силы трения не возникают, что создает зону концентрации напряжений сдвига, ухудшающей работу соединения в динамическом режиме. Существенному уменьшению таких напряжений способствует исключение совпадения разрезов частей 1 и 2 втулки. Величина сил трения зависит, как известно, от качества обработки сопрягаемых поверхностей и степени закручивания зажимной гайки. Наибольшая величина сил трения и крутящего момента будет возникать у основания конической втулки, где наиболее вероятно возникновение отказа работы соединения. В случае отказа соединения ремонт сводится к замене только одной из двух частей втулки. Нанесение антифрикционного покрытия на торцы сопрягаемых элементов втулки уменьшает силы трения между ними, препятствующие радиальным перемещениям областей их сопряжения.