Устройство для монтажа крыльчатки вентилятора на валу - RU2038514C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к устройствам для монтажа крыльчатки вентилятора на валу.

Вращающий момент, создаваемый приводными двигателями, весьма редко бывает постоянным, чаще всего наблюдаются более или менее сильные его колебания. Если в привод для крыльчатки вводится система регулирования скорости, то вариации или пульсации вращающего момента проявляются в еще большей степени.

В состав привода могут, например, входить электродвигатели с преобразователями частоты или электронными регуляторами скорости либо дизельные двигатели.

Пульсация вращающего момента часто приводит к усилению резонансных колебаний в различных частях устройства, например в лопастях крыльчатки, следствием чего является усталостное разрушение деталей машины.

Известно устройство для защиты вентилятора от пульсации вращающего момента, в котором между ведущим валом двигателя и валом вентилятора с установленной на нем крыльчаткой размещается упругая муфта. Вал вентилятора установлен в отдельных подшипниках.

Однако такое решение системы защиты вентилятора от пульсаций вращающего момента двигателя является дорогим и требует много места, из-за чего в ряде случаев ими нельзя пользоваться.

С целью устранения указанных недостатков, связанных с пульсацией вращающего момента, в предлагаемом устройстве крыльчатка напрямую посажена на ведущий вал двигателя. В результате отпадает необходимость в упругой или эластичной муфте между разделенными валами приводного двигателя и крыльчатки, что позволяет упростить конструкцию при ее удешевлении, т.е. получается компактная конструкция, занимающая значительно меньше пространства, что особенно важно в некоторых типах вентиляторов.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации данного изобретения предлагаемое устройство размещается внутри ступицы крыльчатки.

На фиг. 1 показана компактная сборка из приводного двигателя и вентилятора, где может применяться предлагаемое устройство; на фиг. 2 вариант исполнения предлагаемого устройства; на фиг. 3 вариант исполнения упругой или эластичной муфты, применяемой в предлагаемом устройстве.

На фиг. 2 изображен один из вариантов исполнения устройства, установленного в сборку, как показано на фиг. 2, для защиты вентилятора от пульсации вращающего момента приводного двигателя за счет демпфирования и фильтрации этих пульсаций с тем, чтобы предотвратить возбуждение крыльчатки или, например, вала на резонансных частотах.

Устройство для монтажа крыльчатки вентилятора на валу содержит крыльчатку 1 вентилятора, скрепленную с кольцевой пластиной 2 болтовым соединением 14-16. С этой пластиной элементом 5 скреплена крышка 4, фиксирующая шарикоподшипник 3 на ведущем валу 18 в аксиальном направлении. Внутри крышки 4 находится распорное кольцо, размещенное между подшипником 3 и заплечиком 19 на ведущем валу 18.

С пластиной 2 также скреплен упругий кольцевой элемент 8 (муфта). Элемент 8 (муфта) прижат к центрирующему кольцу 7 винтами 10 и зажимным кольцом 9. Кольцо 7 зафиксировано в радиальном направлении между зажимным кольцом 9 и заплечиком 20 на пластине 2. При таком размещении вращающий момент передается от упругого элемента 8 (муфты) к пластине 2 через контактные поверхности центрирующего кольца 7 в направлении упругого элемента 8 (муфты) и пластины 2.

Упругий элемент 8 (муфта) также крепится к участку ступицы 6 вторым зажимным кольцом 11 и винтами 12. В свою очередь участок ступицы 6 посажен на шпонке на ведущем валу 18 и в аксиальном направлении привинчен с помощью элементов 13 и 17. Соединение сконструировано таким образом, что вращающий момент передается через ведущий вал 18 к упругому элементу 8 (муфте) через контактные поверхности между упругим элементом 8 (муфтой) с одной стороны и участком ступицы 6 и зажимным кольцом 11 с другой.

Как сказано выше, для передачи вращающего момента между валом 18 и ступицей 6 использована шпонка (не показана). Участок ступицы 6 аксиально привинчен к ведущему валу 18 болтом 17 и шайбой 13. Таким образом, болт 17 притягивает ступицу вместе с устройством к ведущему валу 18 в направлении заплечика 19.

Следовательно, передача вращающего момента от ведущего вала 18 к крыльчатке 1 происходит через упругий элемент 8 (муфту). В результате наличия упругого элемента 8 (муфты) происходит демпфирование или фильтрация пульсаций или колебаний вращающего момента на ведущем валу 18, так как элемент 8 (муфта) поглощает пульсации и колебания, допуская некоторое вращательное перемещение между крыльчаткой 1 и ведущим валом 18 за счет подшипника 3, центрирующего крыльчатку 1 на ведущем валу 18 в радиальном направлении с небольшим люфтом.

Упругий элемент, представляющий один из вариантов реализации упругой муфты, желательно изготавливать из резины, а подшипник может быть любого подходящего типа, например шариковый или роликовый подшипник, подшипник скольжения либо по подшипник с вкладышем, где вращается приводной вал.

Упругая или эластичная муфта (фиг. 3) между приводным валом и крыльчаткой состоит из зубчатого колеса 21, помещенного внутри цилиндра 22, где имеются обращенные внутрь зубцы или выступы 23.

В пространствах между смежными зубцами 23 цилиндра 22 и зубцами 24 колеса 21 предусмотрены прокладки 25 из эластичного материала, например резины. За счет скрепления ведущего вала 18 с зубчатым колесом 21 и крыльчатки 1 с цилиндром 22 получается упругая связь, демпфирующая или фильтрующая пульсации и колебания вращающего момента на ведущем валу 18.

Эластичное или упругое соединение между ведущим валом и крыльчаткой также можно осуществить с помощью пружин.

Устройство по данному изобретению может применяться в вентиляторах различных размеров. В очень крупногабаритных вентиляторах крыльчатку обычно не насаживают на ведущий вал из-за ее большого размера и веса. В таких случаях приходится использовать известную конструкцию.

Предлагаемое устройство прошло испытания при установке в осевой вентилятор, когда на конец вала двигателя была напрямую посажена крыльчатка вентилятора.

Испытания проводились с приводом на 75 кВт с регулированием скорости вращения. При жестком монтаже крыльчатки на ведущем валу при высоком уровне пульсаций вращающего момента у лопастей возбуждалась первая собственная гармоника колебаний. При использовании сборки, содержащей предлагаемое устройство, амплитуда колебаний при резонансной скорости уменьшилась приблизительно в 40 раз.

Другим достоинством устройства является более мягкий запуск вентилятора, что весьма важно для некоторых применений.

Предлагаемое устройство полезно применять в осевых и центробежных вентиляторах, а также в других турбомеханизмах.

Реферат

Использование: в вентиляторостроении, в частности в устройствах для монтажа крыльчатки вентилятора на валу. Сущность изобретения: устройство содержит расположенную на валу ступицу и закрепленную на ней крыльчатку, установленную на валу с возможностью относительного вращения при помощи радиального подшипника. Устройство снабжено по крайней мере одной эластичной или упругой муфтой, расположенной между ступицей и крыльчаткой, для передачи вращающего момента от вала к крыльчатке. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула