Предохранительная фрикционная муфта

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для передачи предельного крутящего момента. Цель - повышение надежности и точности работы муфты в условиях колебания коэффициента трения. Ведомая 2 полумуфта соединена с ведущей 1 фрикционным диском (Д) 3. На ведущей 1 полумуфте, имеющей упорный Д 3, размещены втулка 13 и промежуточный Д 11, связанные щариками 15. Нажимной Д 4 и внутреннее кольцо подпружинены относительно промежуточного Д 11. Шайба 8 контактирует с упорным Д посредством фрикционной накладки, а с кольцом 6 - посредством шариков 15. Втулка 13 соединена с ведущей 1 полумуфтой посредством шпонки,Д 4, кольцо 6 и Д 11 также связаны между собой шпонками . При стопорении ведомой 2 полумуфты шарики 15 выкатываются из канавок , перемещая Д 11. При дальнейшем взаимном движении полумуфт выкатываются шарики 9, перемещая шайбу 8, которая отводит Д 4. Работа шариков 15 в режиме самоторможения исключает возврат Д 11 в исходное положение и тем самым колебание усилия силового замыкания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН д11 4 F 16 D 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ б б б

Фиг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4100240/25-27 (22) 25.07.86 (46) 23.09.88. Бюл. В 35 (75) М.П.Шишкарев (53) 621.825.54(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 284525, кл. F 16 D 7/02, 1967. (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ

МУФТА (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для передачи предельного крутящего момента. Цель — повышение надежности и точности работы муфты в условиях колебания коэффициента трения. Ведомая 2 полумуфта соединена с ведущей 1 фрикционным диском (Д)

3. На ведущей 1 полумуфте, имеющей упорный Д 3, размещены втулка 13 и

SU 1425375 А1 промежуточный Д 11, связанные шариками 15. Нажимной Д 4 и внутреннее кольцо подпружинены относительно промежуточного Jl, 11. Шайба 8 контактирует с упорным Д посредством фрикционной накладки, а с кольцом 6 посредством шариков 15. Втулка 13 соединена с ведущей 1 полумуфтой посредством шпонки,Д 4, кольцо 6 и

Д 11 также связаны между собой шпонками. При стопорении ведомой 2 полумуфты шарики 15 выкатываются из канавок, перемещая Д 11. При дальнейшем взаимном движении полумуфт выкатываются шарики 9, перемещая шайбу 8, которая отводит Д 4. Работа шариков

15 в режиме самоторможения исключает возврат Д 11 в исходное положение и тем самым колебание усилия силового замыкания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. С:

1425375

l0

30 с

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи предельных моментов вращения, обеспечивающим защиту от перегрузок элементов привода машины.

Целью изобретения является повышение надежности и точности работы муфты в условиях колебания коэффи циента трения во фрикционных парах.

На фиг.1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.1.

Предохранительная фрикционная муфта содержит ведущую 1, имеющую упорный диск, и ведомую 2 полумуфты, которые соединены между собой при помощи фрикцианного диска 3. Нажимной диск 4 ведущей полумуфты установлен свободно и соединен посредством направляющей шпонки 5 с внутрен1, ним кольцом 6. На торце этого коль ца закреплена фрикционная накладка !, 7, с помощью которой кольцо 6 взаимодействует с шайбой 8. Тела качения в виде шариков 9 размещены в про(;фильных канавках, выполненных в шай бе 8 и упорном диске ведущей- полу( муфты, который в данном примере выполнен за одно целое с самой полумуфтой. Нажимной диск 4 соединен при помощи направляющей шпонки 1О с проме,жуточным диском 11, свободно установ-! ,ленным на ведущей полумуфте, Диски 4 и 11 имеют возможность только осевого перемещения друг относительно друга, На ведущей полумуфте при помощи шпонки 12 установлена втулка

13, имеющая возможность осевого перемещения при перемещении регулировочной гайки 14, взаимодействующей с резьбовым участком ведущей полумуфты. В промежуточном диске 11 и втулке 13 выполнены профильные канавки, в которых размещены тела качения в виде шариков 15. Тарельчатая пружина 16 размещена между промежуточным

11 и нажимным 4 дисками, а между кольцоЬ 6 и диском 11 размещена тарельчатая пружина 17. !

Шайба 8 имеет больший диаметр,чем кольцо 6,и участком своего торца шайба 8 может контактировать с выступом на диске 4 при выборе зазора, который имеется в случае работы муфты в режиме передачи момента.

Нажимной диск 4 и шайба 8 выполнены из одинакового материала, также иэ одного материала выполнены фрикционный диск 3 (или его фрикционный слой) и накладки 7, что обеспечивает равенство коэффициентов трения в паре диск 3 — диск 4 и в паре шайба 8 — накладка 7.

Усилие сжатия пружины 16, создаваемое гайкой 14, передается на нажимной диск 4, благодаря чему осуществляется силовое замыкание муфты. Начальное усилие пружины 16 выбирается таким, чтобы обеспечить передачу без пробуксовки номинального крутящего момента при расчетном значении коэффициента трения между дисками 3 и 4 и упорным диском 1.

Начальное усилие сжатия пружины

17 выбирается так, чтобы при указан " ных условиях фрикционная пара накладка 7 — шайба 8 передавала крутящий момент, равный крутящему моменту, передаваемому нажимным диском 4.

Начальное усилие пружины 17 может превышать начальное усилие пружины

16. Так как на величину силы сцепления фрикционных пар оказывает влияние величина удельного давления,то предпочтительнее в обоих фрикционных узлах муфты для выравнивания сил сцепления использовать многодисковые фрикционные связи, в частности в паре 8-7, и подбор соответственно начального усилия пружины 17.

Муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты движение на ведомую полумуфту передается за счет сил трения в фрикционных дисках этих полумуфт. Поскольку муфта (фиг.1) имеет две поверхности трения (диск 3 один), то при работе муфт половина момента передается с ведущей полумуфты на диск 4 через шпонку 12, втулку 13, шарики 15, диск 11 и шпонку 10.

Так как диск 4 вместе с диском 11 установлен свободна относительно ведущей полумуфты, то под действием момента сопротивления (момента стопорения), возникающего на ведомой полумуфте, начинающего, возникающего на ведомой полумуфте, нажимной диск 4 вместе с промежуточным диском

11 проворачивается на определенный угол относительно упорного диска в противоположном направлении. В результате этого шарики 15 перекатываются в канавках втулки 13 и диска 11 и перемещают диск 11 влево (фиг.1), 3

142 дополнительно сжимая пружины 16 и

17. Если в этот момент времени фактическая величина силы трения между дисками 3 и 4 равна расчетной, соответствующей передачи номинального крутящего момента, поворот диска 4 приводит одновременно к повороту шайбы 8 относительно упорного диска ведущей полумуфты, вследствие чего под действием шариков 9, перекатывающихся в своих канавках, шайба 8 перемещается вправо (фиг.1), что приводит к выбору зазора между шайбой 8 и диском 4. Вследствие этого на диск 4 со стороны шайбы 8 действует сила, направленная навстречу усилиям пружин 16 и 17, ослабляя нажатие на диск 3, что приводит к обеспечению более надежного и точного срабатывания муфты. Зазор между торцом шайбы 8 и выступом диска 4 выбирается таким, чтобы прирост усилия пружины 16 при его выборе был минимальным. По мере износа фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 торец шайбы 8 или выступ диска 4 должны подшлифовываться для сохранения указан— ного зазора, При увеличении фактического значения коэффициента трения сверх расчетного, а следовательно, и увеличении силы трения работа муфты осу5375

55 ществляется аналогично описанному.

При уменьшении фактического значения коэффициента трения, а следовательно, и силы трения, ниже расчетного, муфта работает следующим образом.

Нажимной диск 4 под действием внешних нагрузок со стороны диска 3, поворачивается в соответствующем направлении вместе с- диском 11 и кольцом 6 (с частичной пробуксовкой фрикционных поверхностей в начальный период), при этом шарики 15, перекатываясь в канавках, работают в режиме самозатягивания. Диск 11 под действием шариков 15 перемещается влево, при этом пружины 16 и 17 сжимаются, увеличивая силы трения между диском 3, диском 4 и упорным диском 1, а также между шайбой 8 и накладкой

7 ° Вследствие того, что материалы пар трения имеют одинаковое значение коэффициента трения, самопроизвольное изменение этого коэффициента под действием внешних факторов носит одинаковый характер, поэтому момент

40 сил трения, возникающий на фрикционных поверхностях элементов 7 и 8, в период работы муфты, соответствующий началу самозатягивания шариков 15, недостаточен для создания распорной силы на шариках 9, т,е. пропроисходит пробуксовка элементов 7 и 8 ° В процессе самозатягивания шариков 15 нарастает усилие нажатия диска 4, вследствие чего повышается момент сил трения ° Одновременно с этим повышается момент сил трения между элементами 7 и 8. По достижении момента трения на фрикционных поверхностях элементов 1, 3, 4,равного номинальному моменту муфты, момент сил трения элементов 7 и 8 достигает величины, обеспечивающей поворот шайбы 8 вместе с диском 4, а это приводит к перемещению шайбы 8 вправо и ее воздействию на диск 4.

Усилие нажатия последнего уменьшается, муфта срабатывает.

Для осуществления самозатягивания шариков 15 необходима выполнить условие, при котором тангенс угла наклона стенок профильных канавок к поверхности торца диска 11 и втулки 13 меньше коэффициента трения между дисками 3 и 4, или, иными словами, угол наклона стенок профильных канавок должен быть меньше угла трения элементов 3 и 4.

При заклинивании шариков 15 диск !

1, по окончании работы привода, остается в крайнем левом положении.Для этого возврата может быть использован кратковременный режим реверсивного вращения муфты либо принудительный поворот нажимного диска 4 в нужном направлении.

Работа шариков 15 в режиме самоторможения исключает при срабатывании муфты возврат диска 11 в исходное положение и, тем самым, колебание усилия силового замыкания, повышает плавность и устойчивость рабаFb» муфты.

Применение предлагаемой муфты позволяет повысить надежность и точность ее срабатывания, также может обеспечивать увеличение долговечности и использование ее в условиях значительных колебаний коэффициента трения без снижения номинальной нагрузочной способности.

5 14 изобретения

25375

Формул а

Составитель Ю.Доможилов

Редактор О.Головач Техред А.Кравчук Корректор С.Чеони

Заказ 4753/32 Тираж 784 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

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

1 ° Предохранительная фрикционная муфта,. содержащая соосно размещенные ведомую и ведущую полумуфты, соединенные при помощи фрикционного диска, размещенного между нажимным и, упорным дисками, механизм стабилиз ции передаваемого момента, включаюй взаимодействующие через размещены е в профильных канавках тела качен я элементы, а также регулировочную гвйку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в условиях колебания коэффициента трення во фрикционных парах, она снабжена кольцом и шайбой, расположенным соосно между нажимным диском и вед щей полумуфтой, нажимной диск выполи н с кольцевым уступом на его торц вой поверхности, шайба расположена

ci осевым зазором относительно дна уст гпа и контактирует с кольцом посредством фрикционной накладки, а с упорным диском — посредством тел качения, расположенных в выполненных на смежных поверхностях профильных

5 канавках, элементы механизма стабилизации выполнены в виде установленных на ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещения промежуточного ,диска и втулки, контактирующей с регулировочной гайкой, нажимной диск и кольцо подпружинены относительно промежуточного диска, а кольцо и промежуточный диск зафиксированы от окружного смещения относительно нажимного диска.

2. Муфта по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что элемент фрикционных пар муфты выполнен из материала с одинаковым коэффициентом трения, а профильные канавки промежуточного диска и втулки выполнены с углом наклона стенок канавки с плоскости торца этих элементов, меньшим угла трения фрикционного диска и нажимного диска.