Предохранительная гидромуфта

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в приводах машин для предохранения их от перегрузок. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик. Для этого в ступице насосного колеса 1 гидромуфты выполнена кольцевая полость (КП) 7. КП закрыта крьш1кой 8 и заполнена легкоплавким сплавом 6. В КП с зазором размеш;ен дисковьй элемент (ДЭ) 9, выполненный заодно с ведущим валом 5. Возможно выполнение КП в ступице турбинного колеса 3 и крепление ДЭ на ведомом валу 4. Возможно выполнение ДЭ в виде диска с отверстиями или перфорацией. При перегрузке температура рабочей жидкости во зрастает. Легкоплавкий сплав 6 расплавляется и рабочее колесо начинает независимо вращаться. 4 ил. с S (О к ;о СП СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 F 16 D 33/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3856394/25 — 27 (22) 03.12.84 (46) 23.02.87. Бюл. № 7 (71) Томский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) А.В.Мурин, В.А.Осипов, Е.М.Волчков, Г.И.Сивчиков, M.Â.ÅðM0ëåíêo и П.В.Шабалин (53) 621.825.5(088.8) (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ГИДРОМУФТА (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть приме.— нено в приводах машин для предохранения их от перегрузок. Целью изобретения является улучшение эксплуа„,Я0„„1291755 А 1 тационных характеристик. Для этого в ступице насосного колеса 1 гидромуфты выполнена кольцевая полость (КП) 7. КП закрыта крышкой 8 и заполнена легкоплавким сплавом 6. В КП с зазором размещен дисковый элемент (ДЭ) 9, выполненный заодно с ведущим валом 5. Возможно выполнение КП в ступице турбинного колеса 3 и крепление ДЭ на ведомом валу 4. Возможно выполнение ДЭ в виде диска с отверстиями или перфорацией. При перегрузке температура рабочей жидкости возрастает. Легкоплавкий сплав 6 расплавляется и рабочее колесо начинает независимо вращаться. 4 ил.

1291755

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин для защиты на всех режимах элементов привода и исполнительного устройства от черезмерных перегрузок, а также в приводах машин, работающих в пожароопасной и взрывоопасной среде.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей за счет введения легкоплавкого сплава между ведущим валом и насосным колесом в кольцевой полости, выне— сенной за пределы вспомогательной полости гидромуфты, и установки лопастного вентилятора на ведущем валу муфты.

На фиг. 1 изображена предохранительная гидромуфта; на фиг. 2 — раз20 рез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант выполнения дискового элемента; на фиг. 4 — предохранительная гидромуфта с тепловой защитой в виде легкоплавкого элемента, расположенного во вспомогательной полости гидромуфты.

Гидромуфта содержит насосное колесо 1, соединенное с корпусом 2 муфты, турбинное колесо 3, соединенное с ведомым валом 4 муфты. Ведущий вал

5 муфты соединяется с насосным колесом 1 через легкоплавкий сплав 6, расположенный в кольцевой полости 7, образованной крышкой 8 и насосным колесом 1. Дисковый элемент 9 выполнен заодно с валом 5. Уплотнение 10 предотвращает утечку сплава из кольцевой полости 7. При расплавлении легкоплавкого сплава 6 вал 5 вращается вместе с дисковым элементом 9 и лопастным вентилятором 11, жестко закрепленным на валу 5 в подшипниках

12 качения. Пробка 13 предназначена для заливки легкоплавкого сплава в кольцевую полость 7. Отверстия 14, выполненные на ступице турбинного колеса 3, предназначены для перепускания рабочей жидкости из рабочей полости во вспомогательную.

Резервная емкость 15 служит для пополнения рабочей камеры тепловой защиты сплавом до полного ее заполне— ния, что увеличивает долговечность тепловой защиты, стабилизирует величину, характеризующую прочность связи турбинного колеса 3 с валом 4 посредством сплава 6.

Вентилятор 11 установлен на валу насосного колеса 1, являющегося ведущим, для улучшения условий остывания гидромуфты после срабатывания тепловой защиты.

Выполнение дискового элемента 9 в виде диска с отверстиями 16 или с радиальной перфорацией 17 увеличивает момент, передаваемый от дискового элемента 9 к насосному колесу 1 через легкоплавкий сплав 6.

Предохранительная гидромуфта с тепловой защитой, размещенной во вспомогательной полости гидромуфты (фиг. 4), содержит насосное колесо 1, соединенное с ведущим валом 5 и корпусом 2 муфты. Турбинное колесо 3 соединено с ведомым валом 4 муфты через легкоплавкий сплав 6, расположенный в кольцевой полости 7, образованной ступицей турбинного колеса

3 и крышкой 8. Манжетные уплотнения

10 предотвращают утечку сплава 6.

Турбинное колесо 3 и крышка 8 при срабатывании тепловой защиты (расплавлении легкоплавкого сплава 6) вра— щаются относительно ведомого вала 4 муфты, опираясь на подшипники 12 качения. Легкоплавкий сплав 6 имеет резервную емкость 15. Дисковый элемент 9 выполнен заодно с валом 4. На корпусе муфты выполнены ребра охлаждения. Отверстия 14, выполненные на ступице турбинного колеса 3, предназначены для перепускания рабочей жидкости из рабочей полости во вспомогательную.

Муфта (фиг. 1) работает следующим образом.

После разгона ведомого вала 4 гидромуфты до величины, соответствующей расчетному значению скольжения (обычно 3-57), температура рабочей жидкости начинает увеличиваться до какой-то определенной величины. После этого тепловой баланс выравнивается, и дальнейшее увеличение температуры рабочей жидкости не происходит. Легкоплавкий сплав 6 при этом также нагревается и происходит некоторое разупрочнение соединения вала 5 с насосным колесом 1. Легкоплавкий сплав 6 должен быть подобран таким образом, чтобы прочность его при температуре установившегося режима работы гидромуфты была достаточной для передачи крутящего момента с заданным коэффициентом перегрузки от вала 5 к насосному колесу 1.

1291755 полости.

В момент внезапной перегрузки, превышающей расчетный момент муфты, турбинное колесо 3 останавливается, а насосное колесо 1 продолжает вращаться. При этом наблюдается быстрое увеличение температуры рабочей жидкости. Разогретая рабочая жидкость из рабочей полости поступает во вспомогательную через отверстия 14, выполненные в ступице турбинного ко- 10 леса 3, и омывает внутреннюю поверхность насосного колеса 1, образующую вспомогательную полость гидромуфты, которая нагревается практически вместе с рабочей жидкостью. Легкоплавкий 15 сплав 6, расположенный в кольцевой полости 7, также нагревается с небольшим опозданием. Причем величина отставания нагрева сплава 6 от нагре— ва жидкости зависит от конструктив- 20 ных особенностей муфты и теплопроводности ее деталей. При достижении температурой сплава некоторой расчетной величины он расплавляется и разрывается связь между валом 5 и насосным колесом 1. Вращается только вал 5 с дисковым элементом 9 и лопаст-! ным вентилятором 11. Потребление мощности резко падает, так как отсутствует передача крутящего момента от двигателя к исполнительному механизму (не показаны). Температура рабочей жидкости начинает уменьшаться за счет обдувания корпуса 2 муфты вентилятором 11. Легкоплавкий сплав 6 35 находится в расплавленном состоянии, так как трение внутренних слоев сплава, возникающее при вращении дискового элемента 9 в кольцевой полости 7, влечет за собой возникновение тепла, 40 достаточного для поддержания сплава в расплавленном состоянии.

Работа муфты (фиг. 4) аналогична работе муфты (фиг. 1). При расплавлении легкоплавкого сплава турбинное колесо 3 вращается вместе с насосным колесом 1, не вращая ведомый вал 4. Сплав 6 при этом остается в жидком состоянии. Манжетные уплотнения 10 надежно предотвращают утечки сплава из рабочей камеры тепловой защиты. Потребление мощности резко падает, так как отсутствует передача крутящего момента от двигателя к исполнительному механизму, вся муфта (кроме ведомого вала 4) продолжает вращаться, и температура рабочей жидкости быстро уменьшается вследствие трения стенок муфты о воздух. После устранения перегрузки и выключения электродвигателя легкоплавкий сплав затвердевает и муфта снова восстанавливает свою работоспособность.

Формула изобретения

Предохранительная гидромуфта, содержащая насосное колесо, установленное на ведущем валу, турбинное колесо, установленное на ведомом валу, и элемент для тепловой защиты в виде легкоплавкого сплава, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных возможностей, она снабжена дисковым элементом, установленным на одном из валов, и крышкой, установленной в выполненной в ступице одного из колес кольцевой расточке с образова— нием кольцевой полости, при этом кольцевая полость заполнена легкоплавким сплавом, а дисковый элемент расположен с зазором в указанной

1291755

Составитель И.Лукина

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 218/37 Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно- полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4