Фрикционный узел

 

Использование: передача крутящего момента или осуществление торможения с автоматической компенсацией износа. Сущность изобретения: дополнительный фрикционный элемент подпружинен упорной поверхностью к аналогичной поверхности одного из двух основных фрикционных элементов. Последний вместе с дополнительным фрикционным элементом расположен с возможностью взаимодействия с вторым основным фрикционным элементом. Дополнительный фрикционный элемент выполнен по меньшей мере с одной дополнительной упорной поверхностью, расположенной с зазором относительно дополнительной упорной поверхности первого фрикционного элемента. Упорные поверхности последнего расположены в его изнашиваемой зоне. 3 з.п, ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ (;ОВЕ1(,"КИХ социдлистичкских .. - 1 742я» 1 А 1 (51) 5 F 16 D 13/40, 55/02, 65/092// 27/07

ГОСУДАРСТВЕННОЕ l l;":," НТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) Ф1 И1 ИОИИ 1й Z3Ea (57) Использование: передача крутящего момента или осуществление тор можения с автоматической компенсаци"

Изобретение относится к машиностроению и,может быть использовано в механизмах типа фрикционных тормозов и муфт.

Известны фрикционные узлы, содержащие установленные с возможностью взаимодействия Фрикционные элементы, на одном иэ которых жестко закреплен дополнительный Фрикционный элемент, установленный с возможностью взаимодействия с вторыч Фрикционным элементом.

Недостатком данных фрикционных уз" лов является их низкие эксплуатационные качества, а именно — малый срок службы, низкая стабильность выходных параметров, резкие удары при (21) 4766748/27 (22) 08.12.89 (46) 23.06.92. Бюл. 1 " 23 (71) Бишкекский политехнический институт (72) И.В. Бочкарев (53) 621.825.5(088.8) (56) Патент CUIA. N 3899061, кл. F 16 D 27/01. 1975.

Патент ФРГ И 2747465, кл. F 16 D 59/02, 1982.

Патент США 1 3473631, кл. F 16 D 55/00, l969. ей износа. Сущность изобретения: дополнительный фрикционный элемент подпружинен упорной поверхностью к аналогичной поверхности одного иэ двух основных Фрикционных элементов °

Последний вместе с дополнительным фрикционным элементом расположен с возможностью взаимодействия с вторым основным фрикционным элементом. Дополнительный фрикционный элемент выполнен по меньшей мере с одной дополнительной упорной поверхностью, располо>кенной с зазором относительно дополнительной упорной поверхности первого фрикционного элемента. Ynopwe поверхности последнего располо»вЂ” жены в его изнашиваемой зоне. 3 з,п. ф-лы, 1 ил. замыкании. При замыкании фрикционного узла фрикционные элементы прижимаются один к другому и за счет сил трения происходит интенсйвное стирание их контактируемых поверхностей.

Следовательно, по мере из наыива ния последних зазор между фрикционными элементами при разомкнутом положении фрикционного узла будет увеличиваться. Это обуславливает ухудшение быстродействия замыкания фрикционного узла и требует частых регулировок зазора между фрикционными элементами. При замыкании фрикционного узла Фрикционные элементы со значительной силой ударяются один об другой, что вызывает сильный шум и вибрацию, 1742551 г1

Известен также фрикционный узел, содержащий установленные с возможностью взаимодействия фрикционные элементы, установленный с возможностью взаимодействия с одним из фрикционных элементов v, подпружиненный относительно второго фрикционного элемента до упора своей упорной поверхностью к упорной поверхности послед- gp не го дополнител ь ный фри кцио нный элемент, причем рабочая поверхность дополнительного фрикционного элемента в разомкнутом положении фрикционного узла выступает над поверхностью второго фрикционного элемента.

Недостатком данного фрикционного узла являются его низкие эксплуатационные качества. По мере износа выступающей части дополнительного фрик- 20 ционного элемента начинают стираться основные фрикционные элементы.

Таким образом, по мере изнашивания последних зазор между ними, как и в предыдущих конструкциях, будет уве- 25 личиваться, что и приводит к ухудшеwe вксплуатационных качеств. Кроме того, после износа выступакщей части дополнительного фрикционного элемента изменяются условия работы фрикционно- ЗО

ro узла, в частности изменя4тся коэффициент трения, что обуславливает из-:

t менение выходных показателей данного фрикционного узла.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств путем автоматической компенсации износа.

Поставленная цель достигается тем, что в фрикционном узле, содержа- о щем установленные с возможностью вза» имодействия фрикционные элементы, установленный с возможностью взаимодействия с одним из фрикционных элементов и подпружиненный относительно второго фрикционного элемента до упо", ра своей упорной поверхностью в упор-, ную поверхность последнего дополнительный фрикционный элемент, второй и дополнительный фрикционные элемен- 50 ты выполнены каждый по меньшей мере с одной дополнительной упорной по" верхностью, которые расположены одна напротив другой с зазором, при этом расположение .упорных поверхностей 55 выбрано с учетом следукщего соотноше- ния:

hîа h3(R+hо где h и h> - расстояние между близ.лежащими в.продольном направлении упорными поверхностями соответственно второго и дополнительного фрикционных элементов, расположенны8 ми одна напротив другой;

- величина относительного перемещения основных фрикционных элементов.

В предлагаемом фрикционном узле после износа выступающей части дополнительного фрикционного элемента начинает стираться также и поверхность второго фрикционного элемента и, когда величина линейного износа последнего станет численно равна h,,дополнительный фрикционный элемент смещается до упора в дополнительную упорную поверхность; При этом за счет того, что hg> h, дополнительный фрикционный элемент вновь будет возвышаться над вторым фрикционным элементом, практически исключая износ последнего и восстанавливая условия работы фрикционного узла. Поскольку величина h выбирается минимально возможной по соображениям механической прочности, то величина указанного износа второго фрикционного элемента будет незначительна. Это обеспечивает повышение эксплуатационных качеств предлагаемого фрикционного узла вследствие незначительного изменения в процессе работы зазора между первым и вторым фрикционными элементами за счет автоматической компенсации изно» са дополнительного фрикционного элемента.

На чертеже изображен предлагаемый фрикционный узел в составе электромеханического фрикционного тормоза (в разомкнутом состоянии). фрикционный узел состоит из перво" го фрикционного элемента 1 в виде дискового якоря, закрепленного на приводном валу 2 при помощи цангового зажима 3 и упругой мембраны 4, второго фрикционного элемента 5 в виде магнитопровода растормаживающего электромагнита, имеацего наружное 6 и внутреннее 7 ферромагнитные кольца, и.дополнительного фрикционного элемента 8 в виде немагнитного кольца.

Последнее установлено с возможностью аксиального перемещения до упора своей упорной поверхностью 9 в упорную поверхность 10 второго фрикционного

5 !7 элемента 5, причем на сопрягаемых поверхностях @рикционных элементов

5 и 8 выполнены дополнительные упорны поверхности 11 и 12, которые расположены одна напротив другой с зазором, при этом расположение упорных поверхностей 9-12 выбрано с учетом следующего соотно .ения:

h,с h сE+h где h и h - расстояние между близлежащими в продольном направлении упорными поверхностями соответственно второга 5 и дополни гельного 8 фрикционных элементов, расположенными одна напротив

1другой; величина относительного перемещения основных фрикционных элементов l и 5. упорные поверхности 10 и 12 второго фрикционного элемента 5 выполнены на полюсном наконечнике 13, закрепленном на наружном кольце 6 магнитопровода. Дополнительный фрикционный элемент 8 подпружинен в сторону пер- . вого фрикционного элемента 1 упругим элементом 14, который может быть выполнен в виде витой цилиндрической пружины, в виде плоской пружины изгиба, в виде упругой мембраны, имеющей в сечении тарельчатую или гоф рированную форму, в виде кольца из эластичного материала и т.п. Иежду кольцами б и 7 расположены постоянный магнит 15 и обмотка 16, Фрикционный узел работает следующим образом.

В разомкнутом состоянии фрикцион" ного узла, т.е. при подаче напряжения на обмотку 16 электромагнита, дополнительный фрикционный элемент 8 смещен упругим элементом 14 в сторону первого фрикционного элемента 1 до упора своей упорной поверхностью 9 в упорную поверхность 10 второго фрикционного элемента 5. Поскольку

h ) h то торец элемента 8 выступа-. ет над плоскостью элемента 5, но не прикасается к элементу 1, так как

| ) h3-ho ° (1ри снятии напряжения с обмотки !

6 первый фрикционный элемент 1 (т.е. якорь электромагнита} начинает притягиваться к кольцам 6 и 7 магнит« ным потоком постоянного магнита 15.

Поскольку усилие, с которым подпружи

425 1 6 нен дополнительный фрикционный элемент 0, обеспечено немного меньше, чем тяговое усилие, действующее на элемент 1 со стороны постоянного магнита 15, . то элемент 1, упираясь в элемент 8, смещает его и притягивается до упора во второй фрикционный элемент 5. Тем самым воздушный зазор в магнитной цепи электромагнита при замкнутом фрикционном узле отсутствует и величина магнитного потока постоянного магнита 15, а значит, и развиваемое им тяговое усилие, имеют максимально возможные значения. При этом силы трения и, соответственно, износ трущихся поверхностей, будут возникать в основном между элементами 1 и 8, а между элементами 1 и 5

20 будут практически отсутствовать. Это обеспечивает в течение длительного времени практически постоянный завар о между элементами 1 и 5 при разомкнутом фрикционном узле и, следователь25 но, постоянное тяговое усилие, действующее на элемент 1 при замыкании.

llo мере износа элемента 8 его торец перестает выступать над элементом 5 и при замыкании фрикционного узла

ЗО элемент 1 начинает стирать также и поверхности колец 6 и 7 и полюсного наконечника 13. Когда величина линейного износа последнего становится численно равной h, упругий элемент 14 вновь смещает элемент 8 в сторону элемента 1 до упора его дополнительной упорной поверхности 11 в дополнительную упорную поверхность 12 эле" мента 5. Так как h o h то элемент 8

gg,вновь будет возвышаться над поверх" ностью элемента 5 и силы трения опять будут возникать в основном между ним и элементом 1, а износ элемента 5 и полюсного наконечника 13 практически

q5 прекращается. Поскольку величина h выполняется минимально возможной по соображениям механической прочности полюсного наконечника t3 то величина линейного износа элемента 5, необБО ходимая для того, чтобы элемент 8 вновь возвышался над элементом 5, бу дет незначительна. Это обеспечивает незначительное изменение в процессе работы воздушного зазора между элементами 1 и 5 и, соответственно, небольшие изменения величины тягового усилия, действующего на элемент 1 при замыкании фрикционного узла, а также стабильность условий работы

17 !2551 фрикционного узла, в частности стабильность коэффициента трения.

Предлагаемый фрикционный узел имеет повышенные эксплуатационные качества, в частности, увеличивается срок его службы и повышается стабильность выходных параметров. Это достигается за счет незначительного изменения воздушного зазора между первым и вто-:10 рым фрикционными элементами за время работы вследствие автоматической ком". пенсации износа дополнительного фрикционного элемента.

Формула изобретения

1. фрикционный узел, содержащий установленные с возможностью взаимо" . действия основные фрикционные элементы, установленный с возможностью .. взаимодействия с одним из основных фрикционных элементов и подпружиненный относительно второго основного фрикционного элемента своей упорной 25 поверхностью к упорной поверхности последнего дополнительный фрикционный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплу".. атационных качеств путем автомати- .gg ческой компенсации износа, второй и дополнительный фрикционные элементы выполнены по меньшей мере с одной парой дополнительных упорных поверхностей, которые расположены одна относительно другой с зазором, при этом расположение упорных поверхностей выбрано с учетом следующего соот- ношения:

11о 1 (3+Ь

4О где hо и h — Расстояние между упорной и фрйкционной поверхностями, соответственно, : второго основного и дополнительного фрикционных элементов;

8 - величина относитеЛьного перемещения основных фрикционных элементов.

2. Узелпоп. 1, отличаюшийся тем, что пары упорных поверхностей выполнены в виде обращенных одна к другой ступенек, при этом ступеньки, соответствующие паре основных упорных поверхностей, расположены с контактом, а ступеньки, соответствующие каждой паре дополнительных упорных поверхностей, рас:положены с увеличивающимся от одной пары к другой на дискретную величину зазором.

3. Узел по пп. 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен управляемым источником магнитного поля BTopoM Основной фрикц ионный элемент выполнен в виде связанного с упомянутым источником магнитопровода, а первый - в виде якоря.

4. Узел по и. 3, о т л и ч а юшийся тем, ч!то якорь выполнен .в виде диска, магнитопровод — в виде расположенных концентрично якорю кольцевых наружного и внутреннего ферромагнитных колец, дополнительный фрикционный элемент - в виде .Расположенного между ферромагнитными ,кольцами немагнитного кольца, а упомянутый управляемый источник магнитного поля - в виде расположенных между ферромагнитными кольцами постоянного магнита и обмотки.

2 742$52

Составитель и. Бочкарев

Редактор Н. Яцола Техред t1.Иоргентал Корректор В.Петраш

ЮО ЮЮФ ФФВ ЮЮОЮЮ ЭЮЮЮФВЮФЮ

1 p . t?

Заказ 4299 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул Гагарина,10 l