Гидромеханическая муфта

 

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ МУФТА, содержащая установленный на валу корпус в виде барабана, частично заполненного рабочей жидкостью, внутри которого установлены на осях зубчатых сателлитов лопастные планетарные роторы с равномерно расположенными по окружности плоскими радиальными лопатками,причем зубчатые сателлиты кинематически связаны с жёстко установленным на валу центральным зубчатым колесом, отличающаяся тем,что, с целью повышения энергоемкости, планетарные роторы снабжены крепежными элементами,концентрично установленными друг в друге и связанными между собой с возможностью ограниченного перемещения в окружном направлении внешними обечайками с пазами под крепежные эле-гменты и сквозными отверстиями, расположенными по обе стороны от лопаток , равномерно установленных по окружности на внешней поверхности упомянутой обечайки,и внутренними обечайками со сквозНЫ№1 отверстиями, причем количество сквозных отверстий на внутренней обечайке вдвое боль- SS ше, чем на внешней, все сквозные (П отверстия на внешней обечайке связаны с соответствуюпщми им сквозными отверстиями на внутренней обечайке, межосевое расстояние между сквозными отверстиями внутренней обечайки равно межосевому расстоянию паза на внешней обечайке, а плоские ради- . альные лопатки ротора жестко связаны с внутренней обечайкой и установлены симметрично относительно ее сквозных отверстий.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 СЮ

А 1511 F 16 П 33/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 34498?4/25-27 (22) 16.04.82 (46) 15.04. 84.Бюл. Р 14 (72 ) Г, С . Стесин, А. В. Крутик, Н.И. 3авьялов и В.И.Нузов (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного ?намени институт горного дела им. А.А.Скочинского (53) 621. 825 (088. 8) (56) 1. Яременко О. В. Ограничивающие гидродинамические муфты. М., "Машиностроение", 1970, с. 70-73.

2." Авторское свидетельство СССР

9 729393, кл. F 16 D 33/00, 1978 (прототип) . (54) (57) ГИДРОМКХАНИЧЕСКАЯ МУФТА, содержащая установленный на валу корпус в виде барабана, частично заполненного рабочей жидкостью, внутри которого установлены на осях зубчатых сателлитов лопастные планетарные роторы с равномерно расположенными по окружности плоскими радиальными лопатками, причем зубчатые сателлиты кинематически связаны с жестко установленным на валу центральным зубчатым колесом, о т л и ч а ю щ а— я с я тем,что, с целью повышения энергоемкости, планетарные роторы снабжены крепежными элементами,концентрично установленными друг в друге и связанными между собой с возможностью ограниченного перемещения в окружном направлении внешними обечайками с пазаьж под крепежные зле= менты и сквозными отверстиями, расположенными по обе стороны от лопаток, равномерно установленных по окружностй на внешней поверхности упомянутой обечайки,и внутренними обечайками со сквознымю отверстиями, причем количество сквозных отверстий на внутренней обечайке вдвое боль- Е ше, чем на внешней, все сквозные отверстия на внешней обечайке связаны с соответствующими им сквозными С отверстиями на внутренней обечайке, ФС межосевое расстояние между сквозными отверстиями внутренней обечайки равно межосевому расстоянию паза на внешней обечайке, а плоские ради- . альные лопатки ротора жестко связаны с внутренней обечайкой и установлены симметрично относительно ее сквозных отверстий.

1086253

Изобретение относи гся к машиностроению,в частности к гидравличес-. ким муфтам, применяемым з приводах машин в угольной, химической, машиностроительной отраслях промышленности.

Известна гидромеханическая муфта, в которой в качестве водила планетарной передачи используется цилиндрический барабан, внутри которого на валах зубчатых сателлитов размещены планетарные лопастные роторы, Барабан соединен с ведущим валом, приводимым от двигателя, а зубчатйе сателлиты входят в . зацепление с 15 центральным (солнечным) коле сом, смонтированным на ведомом валу муфты. Цилиндрический барабан частично заливается рабочей жидкостью, с которой взаимодействуют при работе планетарные лопастные роторы,, формирующие при этом вращающий момент, передаваемый к ведомому механизму flj.

Однако в этой гидромеханической муфте лопасти планетарных роторов имеют ковшеобразную форму, что ие обеспечивает реверсивности передачи.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является гидромеханическая муфта, в которой цилиндрический барабан также является водилом планетарной передачи, На валах зубча"- юх сателлитов этой муфты установлены герметичные планетарные ло35 пастные роторы с ковшеобразными лопатками внутри ротора и плоскими упругими лопатками снаружи. Зубчатые сателлиты входят в зацепление с центральным колесом f2) .

Недостатками таких муфт являются их низкая энергоемкость вследствие нереверсивности, большие габариты, а также ограниченные возможности при,ема лопатками рабочей жидкости.

Цель из обр етения — повьппение энергоемкости гидромеханиче ской муфты °

Поставленная цепь достигается тем, что в гидромеханической муфте, содержащей установленный на валу корпус в виде барабана,- частично заполненного рабочей жидкостью, внутри которого установлены на осях зубчатых сателлитов лопастные планетарю ные роторы с равномерно расположенными по окружности плоскими радиальными лопатками, причем зубчатые сателлиты кинематически связаны с жестко установленным на валу центральным зубчатым колесом, планетарные роторы снабжены крепежными элементами, концентрично установленными друг в друге и связанными между собой с возможностью ограниченного перемещения в окружном направлении внешними обечайками с пазами под крепежные элементы и сквозными отверстиями, расположенными по обе стороны от лопаток, равномерно установленных по окружности на внешней поверхности упомянутой обечайки, и внутренними обечайками со сквозными отверстиями,причем количество сквозных отверстий на внутренней обечайке вдвое болыпе, чем на внешней, все сквозные отверстия на внешней обечайке связаны с соответствующими им сквозгымн отверстиями на внутренней обечайке, межосевое расстояние между сквозными отве р сти ями в ну тр енней об е чайки р авно межосевому расстоянию паза на внешней обечайке, а плоские радиальные лопатки ротора жестко связаны с внутренней обечайкой и установлены симметрично относительно ее сквозных отверстий.

На 4иг.1 изображена конструктивная схема предлагаемой гидромеханической муфты; на фиг,2 — узел 1 на фиг.1 (фиксирующее устройство); на юг.3 — разрез А-А на фиг. 1; на иг.4 — вид Б на фиг.Э.

Гйдромеханическая муфта состоит из частично заполненного рабочей жидкостью корпуса в виде барабана 1, внутри которого на осях 2 смонтированы планетарные лопастные роторы 3 с плоскими радиальными лопатками 4, закрепленными одним концом на внутренней неподвижной (относительно планетарного лопастного ротора 3) обечайке 5, а другим — на ступице б ва-ла 2 планетарного лопастного ротора

3. Внутренняя обечайка 5 имеет сквозные отверстия 7 по обе стороны лопаток А для наполнения планетарных роторов 3 рабочей жидкостью и слива ее в барабан 1 при определенных режимах работы.

На внутренней обечайке 5 установлена внешняя обечайка 8, подвижная относительно первой (обечайкн 5) .

Внепняя обечайка 8 имеет сквозные отверстия 9, подобные отверстиям 7 в обечайке 5,и лопатки 10. Отверстия 9 в два раза меньше, чем от10 86 нер стия 7. Совмещени е отвер стий 7 с отверстиями 9 осуществляется при повороте внешней обечайки 8 посредством фиксирующе го устройства,выполненного в виде штифтов l l,зак5 репленных на внутренней обечайке 5.

Штифты 11 занимают крайние положения в сквозных пазах 12,выполненных во внешней обечайке 8.Причем геометрическая ось паза 12 перпендику- 10 лярна оси вращения планетарного лопастного ротора 3, а межосевое расстояние между сквозными отверст.иями внутренней обечайки равно межосевому расстоянию паза на внешней обе- 15 чайке,а плоские радиальные лопатки ротора жестко связаны по всему контуру с внутренней обечайкой и установлены симметрично относительно ее сквозных отверстий, 20

На ведомом валу 13 гидромеханической муфты установлено центральное зубчатое (солнечное) коле со 14, входящее в зацепление с зубчатыми сателлитами 15.

При включении привода начинают вращаться планетарные лопастные рото" ры 3. Направление их вращения зависит от направления вращения приводного двигателя. На лопатки 10 зо действует скоростной напор жидкости, находящейся в барабане 1, и поворачивает внешнюю обечайку 8.в направле.нии, противоположном направлению вращения планетарного лопастного ротора 3 до положения, определяемого штифтами 11.

При этом происходит совмещение соответствующих отверстий 7 внутренней обечайки 5 с отверстиями 9 внешней обечайки 8, обеспечивая сквозной проход для заполнения жидкостью планетарных роторов 3, а именно их межлопаточного пространства. Накопленная жидкость создает дебаланс, максималь-4 ное значение которого для данной лопастной системы планетарных роторов

3 обеспечивается предлагаемым расположением отверстий 7 и 9 соответственно внутренней 5 и внешней 8 обеча- о ек. Воздействие центробежной силы переносного вращения на дебаланс передается через сателлиты 15 и центральное колесо 14 на ведом4й вал 13, уравновешивая внешнню нагрузку.При увеличении внешней нагрузки планетарные роторы 3 приходят во вращение, частота которого тем больше, чем

253 4 больше внешняя нагрузка. Это сопровождается опорожнением планетарных роторов 3, которые освобождаются от. жидкости практически полностью при стоповом моменте. В этом случае передаваемый момент определяется гидродинамическим сопротивлением, воздействующим на лопатки 10.

Совмещение отверстий внутренней 5 с внешней 8 обечаек происходит следующим образом.

При включении приводного двигателя начинают вращаться барабан 1 и планетарные лопастные роторы 3, При вращении барабана жидкость, находящаяся в нем, принимает форму кольца. В нее погружена часть лопаток 10 внешней обечайки 8, Скоростной напор жидкости, находящейся в барабане

1, действует на лопатки 10 и поворачивает внешнкю обечайку 8 относительно внутренней обечайки 5 в направлении, противоположном направлению вращения планетарного ротора 3 до положения, определяемого штифтаж 11. При этом происходит совмещение половины общего числа отверстий 7 во внутренней обечайке 5 с отверстиями 9 во внешней обечайке 8.

3а счет скоростного напора жидкости на лопатки 10 гидромеханическая муфта передает момент через сателлиты 15 и центральное колесо 14 на ведоиий вап 13, который начинает разгоняться . По мере разгона ведомого вапа 13 частота вращения планетарных лопастных роторов 3 относительно их собственной осн снижается и становится равной 0 при равенстве чисел оборотов ведущего и ведомого валов муфты. При этом происходит ааполнение жидкостью планетарных роторов. 3 из жидкостного кольца, а именно их межлопаточного пространства. Накопленная жидкость создает дебалансную массу,благодаря которой формируетея момент от центробежных сил переносного вращения. Этот момент уравновешивает внешний момент сил сопротивления и гидромеханическая муфта переходит в рабочий режим, который характеризуется равенством частот вращения ведущего и ведомого валов.При увеличении внешней нагрузки выше допустимой,на которую рассчитан привод машины, для предохранения от перегрузок которого предназначена муф!

086253 та, планетарные роторы 3 приводятся во вращение, а ведомый вал !3 затормаживается. Это сопровождается опорожнением планетарных роторов 3 через те же сквозные отверстия во 5 внутренней 5 и внешней 8 обечайках.

Момент, передаваемый гидр омеханиче,ской муфтой, при этрм опять определяется гидродинамическим напором на лопатки !О. то

Плоские радиальные лопатки, прикрепленные одним концом к ступице вала сателлита, а другим — к неподвижной относительно этого вала обечайке, образуют такую лопастную систему в планетарном лопастном роторе, которая позволяет накопить в нем одинаковое количество дебалансной жидкости при любом направлении вращения муфты.

Сквозные отверстия по обеим сторонам лопаток в неподвижной обечайке обеспечивают одинаковые условия для заполнения планетарных роторов при ре- . версе. Подвижная обечайка, имеющая вдвое меньше сквозных отверстий,чем во внутренней обечайке, служит для автоматического открытия и закрытия соответствующих отверстий в неподвИжной обечайке, для обеспечения прохода жидкости в планетарный лопаст- ЗО ной ротор в зависимости от направления вращения муфты. Лопатки на на— ружной поверхности подвижной обечайки обеспечивают ее поворот под действием гидродинамического напора в нужном направлении относительно . неподвижной обечайки. Прорези в подвижной обечайке и штифты, закрепленные !на внутренней обечайке, обеспечивают ограничение поворота подвижной обечайки под действием гидродинамического напора относительно внутренней для совпадения соответствующих отверстий в обечайках.

При изменении направления вращения приводного двигателя внешняя обечайка 8 поворачивается в противоположном направлении и обеспечивает равноценную характеристику гидродинамической муфты по сравнению с предыдущим случаем.

Использование гидромеханиче ской муфты позволяет более экономно расходовать электроэнергию, потребляемую,приводами машин, и рабочую жидкость, заливаемую в муфты,за счет более высокого КПД по сравнению с гидромуфтами типа ГПВ,выбранны— ми за базовый объект. (086253! 086253

Заказ 2222/37 Тираж 913

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель П.Колесников

Редактор Н. Кнштулинац Техред Л.Микеш Корректор Г.Orap