Фрикционная предохранительная муфта

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты приводов машины от перегрузок. Цель - повьпиение точности и надежности срабатьшания. Муфта содержит водило 1, барабан 2 и связывающую их гибкую ленту 4 с фрикционной накладкой 3. На водиле 1 установлены два диска 5 и 6 с упорами 7 и 8, а также штырь 9. Симметрично относительно штыря закреплена под углом к оси муфты пара пружин 11 и 12. Вторые концы пружин-связаны с упорами 7 и 8 Дисков . При вращении водила в любом направлении пружины 11 и 12 сжимаются или растягиваются, обеспечивая перераспределение усилий, действующих на концы ленты 4. Это приводит к повышению точности срабатывания . 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ((9(SU(IiI (51) 4 1 16 0 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,„г, 1 п(у

4-4

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4054486/25-27 (22) 10.04.86 (46) 07.10.88. Бюп. У 37 (75) N.Ï. Шишкарев (53) 621.825.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1п 295916, кл. F 16 D 7/02, 1967. (54) ФРИКЦИОННАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ

МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты приводов машины от перегрузок.

Цель - повьппение точности и надежности срабатывания. Муфта содержит водило 1, барабан 2 и связывающую их гибкую ленту 4 с фрикционной накладкой 3. На водиле 1 установлены два диска 5 и 6 с упорами 7 и 8, а также штырь 9. Симметрично относительно штыря закреплена под углом к оси муфты пара пружин 11 и 12. Вторые концы пружин-связаны с упорами 7 и 8 дисков. При вращении водила в любом направлении пружины 11 и 12 сжимаются или растягиваются, обеспечивая перераспределение усилий, действующих на концы ленты 4. Это приводит к повышению точности срабатывания. 5 ил.

1428862

Ы () 1 (2) 1 т = Q R(1 —.— ). пр (3) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в приводах различных машин, работающих в режимах перегрузки.

Целью изобретения является повышение точности и надежности срабатывания за счет уменьшения влияния коэффициента трения, лимитирующего подаваемый крутящий момент без увеличения габаритов.

На фиг. 1 изображена предохранительная фрикционная муфта„ общий- вид, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-Л на фиг, 1; на фиг. 3-5 — рас-15 четные схемы муфты.

Предохранительная фрикционная муфта содержит ведущее водило 1 и охватывающий его ведомый барабан 2, которые соединены между собой фрикционной20 накладкой 3, прикрепленной к гибкой ленте «. Соосные друг относительно друга диски 5 и 6 установлены свободно в окружном направлении на водиле I и несут закрепленные на них на равном25 расстоянии от оси муфты сферические упоры. "упор 7 закреплен на диске 6, упор. 8 — на диске 5, Один конец ленты 4 закреплен на диске 5, второй — на дис. å 6 (фиг „2),, Водило 1 снабжено жестко закрепленным на нем штырем 9, в котором установлены сферические упоры 10. Последние могут быть выполнены регулируемыми, перемещаемыми вдоль своей оси, Между упорами 8 и 10 установлена пружина 1 сжатия под углом к оси муфты, а между упорами 7 и 10 — пружина 12 -жатия под тем же углом к оси муфты. Начальные усилия затяжки пружин равны между собой. 40

Усилия пружин 11 и 12 воспринимаются упорами через сферические самоустанав. ливающиеся шайбы 13. Ограничение от осевого смещения диска 5 осуществляется стопорными кольцами 1«.

Предлагаемая муфта работает следующим образом.

Под действием пружин 11 и 12 диски 5 и 6 стремятся повернуться в противоположные стороны бтносительно оси

50 вращения муфты и разжимая гибкую ленту «„прижимают ее вместе с фрикционной накладкой 3 к внутренней.поверхности барабана 2.

При вращении муфты, например, в направлении против часовой стрелки (фиг. ?), набегающий конец гибкой ленты 4 соединен с диском 6, сбегающий — с диском 5. Вследствие этого при Передаче крутящего момента пружина 1 1 (под действием окр ужной силы от крутящего момента) дополнительно сжимается, пружина 12 растягивается, в результате чего происходит перераспределение усилий, действующих на концы ленты 4: на набегающем конце ленты усилие уменьшается с увеличением передаваемого крутящего, момента, на сбегающем конце увеличивается.

Это приводит к повышению точности срабатывания муфты, что подтверждаьт" ся приведенными ниже расчетами, Для определения эксплуатационных характеристик муфты, таких как, например, предельный крутящий момент, передаваемый муфтой, и коэффициент точности срабатывания, воспользуемся расчетными схемами, приведенными на фиг. 3-5. На фиг. 3 изображена схема сил, действующих на штырь 9 водила

1 при статическом состоянии муфты; на фиг. 4 — схема сил, действующих на поводок ведущей полумуфты при передаче крутящего момента; на фиг. 5 схема сил, действующих на диск б при передаче крутящего момента по направлению против часовой стрелки (по фиг. 2) .

При расчетах делается допущение— не учитываются центробежные силы, действующие на ленту 4, и ее упругость. Момент, передаваемый муфтой

Tnp = (, — <,р = (, — Q<) R, (1) где Q,— усилие на набегающем конце ленты 4;

Q q — усилие на сбегающем конце ленты 4;

R — внутренний радиус барабана 2

Согласно формуле Эйлера где f — коэффициент трения между накладкой 3 и барабаном 2; угол обхвата лентой 4 внутренней поверхности барабана

2;

1 — основание натурального логарифма.

Тогда (1) с учетом (2) запишется:

14 2886?

Рассматривая равновесие ведущего водила 1 со штырем 9, (фиг. 4) получим: а) уравнение моментов сил относи5 тельно оси вращения водила 1: (F + F ) rcos(oL — pr,) Твр га (4) 10 г, о(, I5 — по фиг. 3;

à — величина приращения угла при повороте штыря 9 между направлением действия силы

F пружины 12 и касательной к дуге окружности, описываемой центром опоры 10;

P, — величина уменьшения аналогичного угла для пружины 11.

Решая совместно (4) и (5), получим: (5) В уравнениях (4) и (5) приняты 20 следующие обозначения:

Тв соя(Ы +8+/) Тор

r cos(oL + P ) Гсоя(М + + () r cos(e-p,) ° (6) соя(М вЂ” 1 ) cos(k — )э + ) cos(o(. + P) F m

r cos(oL+ P) 30

Условие равновесия диска 6 (фиг. 5) дает:

Подставляя (7) в (3) с учетом (6) и решая последнее относительно T

35 получим: откуда

Г(! - cos(» +Р + ()) cos(aC -P )rsin(» + /))) (1 - -у) аа

t сов(» +6 )

1 — — — — — — cos(» —,)

cos(+Pg в го(» + ) (1 — -Г ) (8)

) + 1

Гсов(» . — P ) сов(ас -P,+ g ) (— — (— — --) (1 - — ) сов(ай+ P) + 46 (9) (< — ) сов(» + (3)

fse (F — F, ) rcos(oL + P) 0> б) уравнение равновесия сил, спроектированных на осьа совпадающую с линией действия силы F3 (фиг. 4): (F — F,)cos(nL +P + ) + F>— (F + F<)cos(oL -P, + g ) = О. (F — F< ) rsin(o(+ P) — Q,R = 0, Г cos(oL - Я,)

cos(» -Г1,+ ) — - — - - - - 1 cos(d +p) + (сов(» +P,) Выражение для определения коэффициента точности срабатывания муф—

Анализ выражения (9) показывает, что величина коэффициента точности

F — начальное усилие пружин 11 и 12;

F — величина уменьшения сипы пру1 жины 12 вследствие уменьшения ее осадки;

F — окружная сила от крутящего моэ мента; (7)

I R ты выглядит следующим обра зом:,)

+ 1 в 1п (в(+ P ) (f — « ) fâe

-p)

+ 1 S 1п (», + II) ) (1

2,)

) е" срабатывания муфты зависит в основном, от величин углов o(. и ГЬ . Так, при 8

1428862

350; f — "0,4; fÄ = 0,2; оС 60 ; (6 К = 1,032, а при оС = 73 К

° * 1,014.

Таким образом, при данных соотношениях муфта становится практически нечувствительной к изменениям коэффициента трения.

Муфта может иметь большее число пар пружин. 10

Муфта передает одинаковые крутящие моменты при реверсе вращения и срабатывает с одинаковой точностью, обладает одинаковыми упругими свойствами при Реверсе вращения, IIpH этом 15

Не требуется увеличивать ее габариты. о

При достижении о + P 90 в формуле (8) первые слагаемые в квадратных скобках числителя и знаменателя, т.к. величина cos(eL + p), обращаются 20 в. ноль и коэффициент точности при этом становится равным единице, т.е, муфта становится абсолютно нечувствительной к изменению коэффициента трения. Причем это достигается без . 25 сколько-нибудь значительного увеличения радиальных и осевых габаритов муфты.

Предлагаемая фрикционная предохранительная муфта обладает высокой точ- 30 ностью срабатывания, достаточной надежностью, простотой конструкции за счет установки соединительных эвеньевпружин не только под углом к осн муфты, а парами, симметрично расположенными в обоих направлениях вращения.

Формула изобретения

Фрикционная предохранительная муфта, содержащая барабан и водило, связанные посредством фрикционной ленты, и механизм стабилизации крутящего момента, выполненный в виде двух подпружиненных дисков, связанных с фрикционной лентой, упоров, размещенньп на дисках, штыря, закрепленного на водиле, и пружин, установленных под углом к оси муфты между упорами дисков и штырем водила, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности срабатывания за счет уменьшения влияния коэффициента трения, диски установлены на ступице водила, упоры размещены на обращенных друг к другу поверхностях дисков на равном расстоянии от оси муфты, а пружины распбложены попарно, закреплены каждая одним концом на штыре водила симметрично относительно него и под равными углами к оси муфты, а другим — на упорах дисков.

1428862

1428862

Составитель М. Косьминова

Техред М.Дидык Корректор Н ° Король

Редактор А. Ворович

Заказ 5106/33

Тирая 784

Под пис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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