Комар Роман Васильович. Обгрунтування параметрів з'єднувальних компенсуючих муфт з пружними гвинтовими елементами

Короткий опис

Комар Роман Васильович. Обгрунтування параметрів з'єднувальних компенсуючих муфт з пружними гвинтовими елементами: дис... канд. техн. наук: 05.02.02 / Хмельницький держ. ун-т. - Хмельницький, 2004.

Комар Р.В. Обґрунтування параметрів з’єднувальних компенсуючих муфт з пружними гвинтовими елементами. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 машинознавство. Хмельницький державний університет, м. Хмельницький, 2004.
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі підвищення надійності, технологічності і покращення функціональних характеристик пружно-компенсуючих муфт шляхом розробки нових багатофункціональних конструкцій з пружними гвинтовими елементами. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено компонувальні схеми компенсуючих муфт та методологію розрахунку комбінованих пружних гвинтових елементів. Теоретично обґрунтовано взаємозалежності конструктивно-силових параметрів радіально розміщених пар контакту пружина-кулька-паз від обертального моменту і величини неспіввісності. Проведено комплекс експериментальних досліджень для встановлення експлуатаційних характеристик розроблених компенсуючих муфт.

1. На основі аналізу науково-технічних і патентних джерел синтезним методом розроблено нові компонувальні схеми компенсуючих пристроїв та запропоновано їх класифікацію за типом робочих елементів. Встановлено, що для пружно-компенсуючої муфти оптимальна кількість спіралей комбінованого гвинтового елемента 2...3. Кількість радіальних пар контакту пружина-кулька-паз запобіжно-компенсучої муфти не менше 4 на одній півмуфті.
2. Вперше розроблено теоретичні аспекти методології розрахунку комбінованих гвинтових пружних елементів на основі чого встановлено, що діапазон зазоруdміж спіралями змінюється пропорційно до кута закручування муфти. Приd0= 0,005 м оптимальний кут закручування знаходиться в межахj= 40..43, дляd0= 0,01 м -j= 53..55 і дляd0= 0,015 м -j= 63..65. Встановлено, що при однакових параметрах навантаження і пружних характеристиках спіралей дане співвідношення справджується і для більших значень зазору.
3. Вперше теоретично обґрунтовано співвідношення конструктивно-силових параметрів радіально розміщених пар контакту пружина-кулька-паз від обертального моменту і величини неспіввісності на основі чого виявлено, що при куті зміщенняa= 0...8 значення обертального моменту змінюється в межах 0...4,1%; приa= 0...15 змінаТдосягає 14,4%; приa= 25 до 42%.
4. Проведено теоретичне моделювання динамічних процесів у приводі з пружно-компенсуючими пристроями. Встановлено, що вплив демпфуючого моменту при відсутності тертя між спіралями пружно-компенсуючої муфти незначний, динамічний момент зменшується лише в 1,09...1,23 рази. Наявність амортизуючої пружини незначно впливає на величину моменту, що сприймає запобіжно-компенсуюча муфта оскільки збільшення величини моменту не перевищує 4...5,2% для діапазону кутової швидкості 10...30 рад/с. Наростання навантаження при наявності зміщення валів знаходиться в межах 4,8...8,3%.
5. Спроектовано та виготовлено функціонально здатні моделі пружно-компенсуючих муфт з комбінованим гвинтовим елементом та радіальними парами контакту пружина-кулька-паз. Розроблено та виготовлено універсальне стендове обладнання для дослідження багатофункціональних компенсуючих муфт в діапазоні неспіввісності валівDamax= 45;Dr max= 250 мм;Dо max= 350 мм, а також запропонована методика проведення випробувань.
6. Експериментальними дослідженнями встановлено, що для пружно-компенсуючої муфти похибка між результатами теоретичних та експериментальних досліджень складає 9,9...14,4%. При комбінаційній варіації неспіввісностіDa35,Dr35 мм рекомендована лінійна довжина муфтиLс= 150...200 мм. Запропоноване конструктивне виконання пружного елемента підвищує навантажувальну здатність в 4,4...4,7 разів, порівняно з односпіральним пружним елементом, без погіршення компенсаційних властивостей муфти.
7. Експериментально встановлено, що для запобіжно-компенсуючої муфти похибка між експериментальними і теоретичними даними не перевищує 5,4...11,6%. При збільшені радіуса кулькиrкна 1 мм кут зміщення збільшується в межах 21...30%, навантажувальна здатність зменшується на 40,8%. При збільшені глибини пазаhпна 1 мм компенсуючі властивості муфти понижуються на 26...38%, навантажувальна здатність збільшується на 25..48%. Комбінаційний діапазон кутових та радіальних зміщеньDa= 26;Dr= 12 мм. Оптимальне співвідношення між глибиною пазаhпі радіусом кулькиrкповинно складатиhп/rк= 0,5...0,65.
8. Розвинуто прикладну теорію оптимізації конструктивних параметрів запобіжно-компенсуючих муфт за умовами технологічності щодо маси, габаритів та функціональної здатності, що дозволило скоротити матеріаломісткість дослідної моделі на 5...12%. Технічна новизна загальних розробок захищена 5-ма деклараційними патентами України на винаходи. Конструкції муфт впроваджені на ВАТ „ТеКЗ” і ТОВ „Універст ЛТД” (м. Тернопіль) з очікуваним сумарним річним економічним ефектом 106,82 грн. на один пристрій.