Фрикционная предохранительная муфта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 203259

А д1! 4 F 16 D 43/21

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Йь,,;;...

Ф (21) 3594932/25-27 (22) 24.05.83 (46) 07.01.86.Áþë. ¹ 1 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) В.Н.Ксендзов, В,В.Михайлов, С.П.Мурашко и Н.Л.Островерхов (53) 621.825.5 <.088.8) (56) Кожевников С.Н ° и др. Механизмы, М.: Машиностроение, 1976, с.427-428, рис,6.106. (54)(57) ФРИКЦИОННАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая ведущую и ведомую полумуфты с ведущим и ведомым валами, подпружиненный нажимной диск, установленный с возможностью совместного вращения с ведомой полумуф" той, винтовой механизм управления с винтом и гайкой, установленной с возможностью совместного вращения с ведомой полумуфтой и имеющей фланец, расположенный с возможностью взаимодействия в осевом направлении с нажимным диском,. планетарную передачу с двумя звеньями, одно из которых выполнено в виде солнечного колеса и кинетически связано с ведомым валом, а другое — в виде сателлитов с осями, соединенными с винтом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы путем полного выключения муфты при длительных перегрузках, она снабжена третьим звеном планетарной передачи, выполненным в виде коронного колеса и соединенным с ведущей полумуфтой, и муфтой свободного хода, установленной между . солнечным колесом и ведомым валом и имеющей направление заклинивания, одинаковое с направлением вращения ведущей полумуфты, винтовой меха.низм управления выполнен в виде шарикового винтового механизма, винт которого установлен свободно на ведомом валу концентрично ему, а гайка подпружинена к ведомой полумуфте и установлена с зазором между фланцем и нажимным диском, при этом сателлиты установлены с возможностью вращения на осях, ось последнего витка расположена перпендикулярно к оси вращения полумуфт, а ребро его рабочей поверхности расположено под углом, меньшим 90 .

1203259 2

Изобретение относится к машинотроению и может быть использовано в приводах машин, псдвергающихся

--..астым пульсациям крутящего момента, и в приводах, где требуется предохранение деталей привода от разрушения в зависимости от длительности приложения крутящего момента.

Целью изобретения является повышение надежности рабаты и срока служ- 10 бы путем полного выключения муфты при,цлительных перегрузках.

На фиг.l схематически изображена функциональная предохранительная муфта, разрез; на фиг.2 — шариковый

15 винтовой механизм муфты в процес< е длительного буксования.

Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, имеющих воэможность взаимодействия между соОой через пакет фрикционных дисков 3 и 4 соответственно ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт.Включение и выключение муфты производится нажимным диском 5, подпружиненным посредством упругих .элементов 6 относительно полумуфты

2. Ведущая и ведомая полумуфты 1 и 2 связаны между собой также посредством планетарного ряда, один элемент которого, например солнечное

30 колесо 7, установлено на ведомом валу 8 посредством односторонней муфты 9 свободного хода. Коронное колесо 10 смонтировано на ведущей полумуфте i соосно с ней, а водило 11 установлено на ведомом валу 8 с возможностью относительного вращения, На ведомой полумуфте 2 установлен с возможностью совместного вращения и осевого перемещения фланец 12, например посредством пальцев 13., запрессованных но окружности во фланце 12. Фланец 12 поцпружинен относительно ведомой полумуфты 2 с 45 помощью упругих элементов 14, предварительное сжатие которых осуществляется регулировочными винтами 15, и установлен с зазором и относительно нажимного диска 5. 50

Механизм управления муфтой выполнен в виде шарикового винтового механизма, винт 16 которого установлен свободно на ведомом валу 8 концентрично ему, а гайка 17 соединена 55 с фланцем 12. Между винтом 16 и гайкой 17 размещены шарики 18. Последний виток винта 16 имеет вертккальцую канавку 19,а ребро 20 рабочей поверхности расположено под углом, меньшим 90, для облегчения входа (7 шарика 18 при вращении механизма в исходное положение.

При работе муфта постоянно замкнута. При этом имеется два случая эксплуатации; режим кратковременного пробуксовывания дисков 3 и 4, когда угол относительного проворота дисков 3 и 4 меньше некоторой ранее выбранной величины, определяющей тепловую нагруженность фрикционных поверхностей и их износ, в пределах указанного угла сохраняются упруго цемпфирующие свойства фрикционных поверхностей; режим длительного пробуксовывания дисков 3 и 4, когда угол больше выбранной величины по причине резкого возрастания момента на ведомой полумуфте 2.

Работа при первом режиме осуществляется следующим образом.

На ведомый вал 8 передается момент буксования фрикционных дисков

3 и 4. Угловая скорость ведомого вала 8 меньше, чем полумуфты 1 и соотве-;ственно коронного колеса 10.

Реактивный момент в планетарном ряду создается упругими элементами 14, которые давлением на водило 11 через винтовую поверхность заставляет последнее вращаться синхронно с ведомой полумуфтой 2 и валом 8. Но поскольку ведущий вал 21 вращается быстрее, то в относительном движении обоймы муфты 9 и вала 8 силовая цепь замыкается на ведомый вал 8, солнечное колесо 7 и вал 8 соединяется. При дальнейшем буксовании момент передается на водило 11„ поворачивая его относительно вала 8. Это движение преобразовывается винтовым механизмом 16-18 в поступа.тельное движение фланпа 12. При этом сжимаются упругие элементы 14 Если буксование прекратилось, то ход фланца 12 осуществляется в пределах максимального зазора 6 между ним и нажимным диском 5.

При прекращении буксования усилие сжатия упругих элементов 14 воздействует на винтовую пару 16-17 и действует на водило Il. Но поскольку угловые скорости ведомой 2 и ведущей 1 полумуфт уравнялись, то муфта 9 размыкается и вся система принимает первоначальное положение.

1203259 ношению. 4 (Ь(>

2 и (17+д}(ь 1) ск, Я ср cy, А C(Р,. jh

Z(Lêü-1) Если буксование не прекратилось (второй случай), фланец 12 полностью выбирает зазор а между ним и диском 5

t сжимая в дальнейшем упругие элементы 6.. При этом передаваемый муфтой момент начинает уменьшаться, а дальнейшее вращение водила 11 зависит от величины момента сопротивления на ведомом валу 8.

Если крутящий момент по-прежнему 10 высок (в пределах уменьшенного передаваемого фрикционного момента), то шарик 18 сбегает в вертикальную канавку 19 (случай непредвиденного заклинивания ведомого вала 8), 15

Если крутящий момент достаточен для преодоления сил сопротивления, то буксование прекращается (также случай полной остановки привоДа) и система приводится в первоначальное 20 положение усилием упругих элементов 6 и 14.

Установление величины зазора Ь должно решаться для каждого случая исходя из срока службы муфты и мо- 25 жет определяться для разных приводов по-разному,а именно: для улучшения предохранительных свойств муфты (быстрое срабатывание механизма управления) величина зазора Ь долж- 30 на стремиться к нулю. Для повышения ее упруго-демпфирующих свойств величина Л должна выбираться большей некоторой оптимальной величины, которая может быть подсчитана исходя из следующего соотношения.

40 где .а — зазор между фланцем 12 и нажимным диском 5; .1 еь

1 Ь = — — здесь и далее — отношение числа зубьев коронного колеса 10 к числу 45 зубьев солнечного колеса 7, знак (†) указывает, что при заторможен» ном водиле 11 вращение этих звеньев осуществ- 50 ляется в разные стороны для данного типа механизма; с(— угол наклона винтовой линии винта 16;

4- средний диаметр винтоР вой линии винта 16;

Y полный угол буксоваСК ния фрикционных дисков

Зи4.

Шаг винтовой линии винта 16 выбирается из условия полного срабатывания механизма управления по соотгде л — шаг винтовой поверхности винта 16;

6 — минимальный зазор начала выключения фрикционных дисков 3 и 4;

Л- зазор между фланцем 12 и нажимным диском 5;

У вЂ” полный угол буксования дисСК ков Зи4.

Жесткость упругих элементов 14 между фланцем 12 и нажимным диском 5 должна выбираться из соотно шения — р (-1)j g-с ь

8с1> (с (< с Ъ(— y(ь- } 11 где С вЂ” жесткость упругих элементов 14;

3 — средний диаметр фрикцион Ср ных поверхностей дисков 3 и 4;

)М вЂ” коэффициент трения дисков

3 и 4; .с - жесткость упругих элементов

6;

c(— угол наклона винтовой ли" нии винта 16, b — минимальный зазор начала выключения фрикционных дис" ков 3 и 4; средний диаметр винтовой линии винта 16.

1203259

Составитель И.Лукина

Техред Ж.Кастелевич Корректор Т.Колб

Редак тор А,. Ворович

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8400/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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