Предохранительная фрикционная муфта

 

Комитет Российекой Федерации ио патентам и товарным знакам (Rf)5042582f27 . (22) 19.65.92 (46}39.И93 Бюл. Йй 43-44

P8j Шишкарев Михаил Павлович (84} ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ

МУФТА (57) Сущность изобретения: ведущая 1 и ведомая

2 аолумуфты связаны фрикционньм диском 3, зажатым между упорным диском полумуфты 1 и нажймным диском 4 посредством нажимного узла.

Последний состоит из пружины 9 и упорной втулки

М с. размещенными в ее гнездах шариками 12.

Отжимной узел состоит иэ отжимной втулки 5, подпружиненной пружиной 7 к ограничителю 13 осевого перемещения, и шариков 8, размещенных в гнездах переменной глубины между диском 4 и втулкой 5. При перегрузке происходит поворот диска 4 относительно упорного диска попумуфты 1, в результате чего шарики 12, скользя по торцовой поверхности диска 4, попадают в выполненные на . ней гнезда переменной глубины. Вращающий момент, действующий на диск 4 от нажимного узла, создает на шариках 8 распорную силу, отжимающую диск 4 вправо, чем обеспечивается разъединение фрикционных пар упорного диска, фрищионнаго диска 3 и нажимного диска 4. 2 ил.

2ОО388 .

Изобретение относится к машиностроения, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов ограниченной величин ь}, Известна .предохранительная фрикциОнная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные фрикционным диском, отжимной:и нажимной узлы, а также нажимную и отжимную пружины (авт, свид. М 1448140, кл, F 16 }".} 7/02, 1.988).

Однако ввиду наличия отжимной пружины муфта обладает ограниченной нагрузочной способностью, Наиболее близкой к изобретению является предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полу}чуфты, .Связанные фрикционным диском, отжимной стабилизирующий узел, выполненный в. виде тел качения, размещенных в гнездах пвременной глуби. Ны между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным диском и связанной в . Окружном направлении с нажимным диском отжимной втулкой; подпружиненной к упорному диску отжимной пружиной, нажимной узел, Включающий установленную между нажимной пружиной и нажимным диском упорную Втулку, связанну}О с упорным диском 8 Окружном направлении и yc78HOf}_#_eff

}у.о с Возможностью оссВОГО перемещен-,я отнес,.тельно ведущей палумуфты, на>кимIfve тела каче}33}я, размещенные В гнездах

y} ООН(>и ВГулки» Ответ}3ь}е им 3}}езда полненные наобраще}}ной купорнОй втулке торцовой поверхности нажимного диска и смещен}3ые относительно гнезд отжимной

Втулки на величину1 Равную половине Окружнога шага размещения этих гнезд, а также ограничитель осевого перемещения упорной Втулки (12.

Недостатками известной муфты явля" ются невысокая нагрузочная способность и низкая надежность работы. }"}ервый недостаток обусловлен действием на нажимной диск силы сжатия отжимной пружины во всех Режимах Работы, второй тем, что отжатие нажимного диска при срабатывании муфты осуществляется за счет отжимной пружины, имеющей меньшую, чем нажимная пружина, силу сжатия. что и приводит к снижению надежности разьединеиия фрикц}}онных поверхностей при срабатывании.

Цель изобретения — увеличение нагрузочной способности и надежности работы муфты.

Это достигается тем, что в предохранительной фрикционной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, пбджатым посредством упругого зле" мента к жестко закрепленчому нь -".:eäyùåé полумуфт:;. УГ}орному диску через усгановленный с nnsf 0>KHOcl} IO вращения и осевоГО ОТНОСИТ6ЛЬНО ВЕДУЩЕЙ ПОЛУМУфтЫ перемещения нажимной диск, отжимной узел,, Вклк>ча}0 ций отжимные тела качения, размещенные В гнездах переменной глубины, первая часть которых Выполнена на Отжимной втулке, и нажимной узел, включак}щий }28сположенную между нажимным диском и упругим элементом и свя38HHyf0 с уг}0р}3ым диском В Окр!>кном направлении упорнук2 Втулку„установленНУЮ С ВозможНОСТЬЮ ОСЕВОГО ОТНОСИТЕЛЬНО

15 Ведуще}1 Г}олумуфты перемещения, и нажимные тела ка 3ен}}я, размещенные в п}ездах упорной Вт, Äl:и, и Ответные им гнезда, Выполненные Н8 (2(}рзшеннои к yll0pHOA втулке торцовой пове}зхности нажимного

2" диска и смещенные Огносительно гнезд отжимной Втулки на Величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд, ВтОр8я часть Гнезд переменной Глубины выполнена Н8 }38>}(иы}3037 диске, Отжимная

Втулка сБяззна В 03(ружном нйпраВлении с

Ведущей Г}олумуфтой., размещена между упорнь}м диском i! Отжимными телам}3 качения и подпружи}3:;}38 к Отжимным телам ка чен}:я !, Ограни .и }-елю ее осевогО г,1

flepei :е}}}е}3и}3, рзсп!(2!30. 3(енно!}у между ОтЖИМНОЙ BTyfIKÎÉ И Нз>КИ 4}3Ь!33 pl ICKOM, Н8 фиг, из0бра>Kef!8 принципиал ная

СХЕМВ ПРЕДО>(28}3ИТЕЛЬНОЙ )Oi4Y!ff tOHffOA муфты на Ф}3Г - — Гз ".к- 3 lл-Р нл Фиг 1

35 Ц Р ДОхра;-; ител }»-,8«фри кцион ная муфта сО/1832>3(и !ВД1гщу}0 1! и: Ведому !О 2 Г}ОЛУм,- фты, связанные фрикц}(0нны}:! Диском 3, количестВО i(0lep}. у. уста}38вливае}ся в зависимОсти От КОнк}>етных условий эксплуата

4Î ции фр}3кци0н}}ый !1иск 3 88>K8-, между жестк0 закре}}лсн}3ы}3 })а Веду}цей полумуф1 уг}ОР}}ым и у(! 8}30вле}3ным с возможно стью Врз}ценил vf Оссвого Относительно полумуф i ы fle}leuc!! eнv р <ж}}мным 4 pHO . кэми, Отх(имной узел выполнен В виде разме32}е}}ных В г}!езда;. переменной глубины

Me>Kpv }38жимным D!!0! 0 w 4 A ОтжимноЙ втулкой 5, связанной с полумуфтой 1 по50 средство". 38ПРВВГ}яющей шпонки б и под жатой в направлении нажимно-0 диска пружино, =; 7, Отх(имных тел качения в Виде шаоикОВ 8, Зажэтие ч>p!}кциОИИОГО диска 3 Осу}це ствляется упругим элементом В Виде пружины сжатия 9 посредстeoi связаннОЙ В окружном направле}3}}и с полумуфтой 1 при помОщи нап3)авля}оь}3ей шпОнки 10 упорнОЙ втулки 11 с разме}це}3ным В ее гнездах (фи«.2) нажимным.." телами качения в виде

2003882 опорной поверхности нажимного диска 4, попадают в его гнезда переменной глубины, при этом опорная втулка 11 перемещается влево под действием силы пружины 9.

Отжимная втулка 5упирается в упорный диск, а действующий на нажимнай диск 4 крутящий момент от нажимного узла (за счет взаимодействия шариков 12 с боковыми поверхностями гнезд переменной глубины) стремится, преодолевая момент трения скольжения фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 (при буксовании), повернуть на-. жимной диск 4 в направлении. противоположном вращению палумуфты 1, В результате этого осевая составляющая силы нормального давления на шариках 8, направленная навстречу силе сжатия пружины 9, отжимает нажимной диск 4 вправо, разьединяя фрикционные поверхности, чта уменьшает их износ при срабатывании.

Геометрическое соотношение между параметрами элементов муфты, обеспечивающее указанный процесс, устанавливается на основе следующих рассуждений.

Крутящий момент на нажимном диске 4, создаваемый нажим, -ы и узлом, равен:

Т1 = (Fn — Етр.) r стс)(а +р), 30 где F« — сила сжатия пружины 9 для соответствующего осевого положения упорной втулки l l;

Е<р, — сила трения на шпанке 10;

r — радиус окружности, на которой распало>кены шарики 12; а — угол наклона боковой поверхности ответного гнезда нажимнога диска 4 к осевой плоскости, проходящей через центр соответствующего шарика 12; р — угол трения.

Момент силы трения скольжения между фрикцианным 3 и нажимным 4 дисками составляет:

Т2 = (п трфср fñ, (2) где Яср, — Средний радиус трения фрикционных дисков;

f<: — коэффициент трения скольжения.

Следовательно, результирующий крутящий момент на нажимном диске 4 равен с учетом выра>кений {l) и (2):

Т вЂ” Fn< (3) атжимной втулки 5 и сжатию пружины 7. чта.

Одновременна с этим шарики 12. скользя па шариков 12, образующими в совокупности с перечисленными элементами нажимной узел.

На обращенной к упорной втулке 11 торцовой поверхности нажимного диска 4 выполнены ответные гнезда переменной глубины (фиг.2) под шарики 12. смещенные относительно гнезд отжимной втулки 5 и соответствующих им гнезд нажимного диска 4 на величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд.

Отжимная втулка 5 размещена между упорным диском и шариками 8 и подпружинена пружиной 7 к ограничителю 13 осевого перемещения, жестко закрепленному на полумуфте 1 и расположенному между нажимным диском 4 и отжимной втулкой.

В .статическом состоянии атжимная втулка 5 поджата к ограничителю 13. а шарики 8 размещены в гнездах переменной глубины с небольшим зазором (не показан).

Настройка муфты на необходимый номинальный крутящий момент производится регулировочным элементом 14. Одновременно с этим должна осуществляться регулировка силы сжатия пружины 7 (средства регулировки не показаны).

Муфта работает следующим образом.

При работе, когда передаваемая нагрузка не превышает величину. которую без буксо.вания может передать пара упорный диск— фрикционный диск 3, распарная сила на шариках 8 не возникает и муфта способна передать более высокий крутящий момент па сравнению с прототипом. Усилие пружины

7 в данном случае замыкается на ограничителе 13.

При передаче номинального крутящего момента нажимной диск 4 сместится в окружном направлении относительно упорного диска, что приведет к возникновению на шариках 8 распарнай силы. В результате этого отжимная втулка 5 сместится влево, поскольку распорная сила превысит силу сжатия пружины 7 и силу трения на шпанке б, Уменьшение силы прижатия фрикционных поверхностей определяет величину номинального крутящего момента.

Величина угла поворота нажимного диска 4 относительно упорного диска должка исключать возможность попадания шариков 12 в гнезда нажимнага диска и упора отжимнай втулки 5 в упорный диск при передаче номинального крутящего момента.

При перегрузке нажимнай диск 4 поворачивается под действием возрастающего крутящего момента, чта приводит к дапалнительному осевому перемещению влево

Выражение (3).получена с у <етом того.

2003882 га<ой(r ctg (а+р)- R, ), }

"1(ГCtg (CZ+P) Rcp, c) Но

1"-о = htaP = — ®Р

Т (5) где F< — тангенциальная сила на шариках 8;

P — угол между. боковой поверхностью гнезда переменной глубйны отжимной втулки 5 и осевой плоскость о, проходящей через центр соответствующего шарика 8; г2 — радиус Окружности, на которой расположены шарики 8.

Трением качения шариков 8 пренебрегаем. Подставив значение,(З) в выражение (5), получим условие (4) в развернутом виде . (56) Авторское свидетельство СССР

No 1553770, кл. F 16 О 7/02, 1990, 30

:. можностью осевого относительно ведущей

Формула изобретения полумуфты перемещения, нажимные тела

ПРЕДОХРАНИТЕЯЬНАЯ ФРИКЦИО - качения размещенные в Гнездах упорной

НАЯ МУФТА, соДеРжац Я..веДУЩУO " ве 5 втулки, и ответные им гнезда, выполнендомую полумуфты, связанные по меньшеи ные на обращенной к упорной втулке торМеРе ОДНим ФРикциоНнЬ™диСКОм ПОДжа цевОй пОверхности нажимнОгО диСка и тым посРеДством, УПРУ"Ого элемента к жес смещеннь1е От осительно гнезд отжимной тко закРепленномУ нэ ведущей.полУмУфте втулки на величину, равную половине акУПОРНОМУ ДИСКУ ЧЕРЕЗ УСТЭНОВЛЕННЫй С 40 ружного шага размещения этих Гнезд, ОтВОЭМОЖНОС ЬЕ ВРаЩЕНИЯ И ОСЕВОГО ОТНОСИ ЛЙчающаяся тем, что вторая часть гнезд

ТЕЛЬНО ВЕДУЩЕЙ ПОЛУМУф ПЕРЕМЕЩЕ"ИЯ переменной глубины выполнена на нажимНажИМИОй ДИСК ОтЖИМ бй УЗЕЛ ВКЛЮЧаЮ ном диске, отжимная в,лка связана в Окщий отжимные тейа каченйя, размещен- ру кном направлении с ведущей

НЫЕ В ГНЕЗДаХ ПЕРЕМЕННОЙ гЛУбИНЫ, .45 полумуфтой, разме ена между упорным

ПЕРВаЯ Чаотъ КОТОРЫХ ВЫПОЛНЕНа НЭ От - диском и Отжимнь1ми телами качения и подпружинена. к отжимным телам качения ющ"й РжположеннУе между йажимным и Огран,ителю ее осевого перемещения, диском и упругим элементом и связанную расположенному ме ду отжимной втулкой с Упорйым Диском.s ОкРУжном напРавле- и нажимным диском, е- 50 нии упорную втулку, уатвновленную с возТ .F p =-- f

r1 где f — коэффициент трения в шпоночном соединении;

r> — радиус поверхности сопряжении полумуфты 1 и упорной я улки 11.

Очевидно, что уаиеие отсутствия износа фрикционных поверхностей при буксовании имеет вид: го + Рп (4) где Fo — осевая составляющая силы нор. мального давления на шариках 8 от действия момента Т.

5 Условие (6) устанавливает соотношение между геометрическими параметрами элементов муфты, при котором в процессе буксования обеспечивается разъединение фрикционных поверхностей.

10: Поскольку, в отличие от прототипа, в рассматриваемой муфте размыкание фрик- . ционных поверхностей осуществляется пруI . жиной.9, имеющей большую, чем пружина 7, силу сжатия муфта обладает более высокой

15 надежностью работы при срабатывании.

После остановки Вращения муфты нажимной диск 4 возвращается в исходное положение поворотом его Вручную либо посредством рычага,:для чего на нажимном

20 диске должны быть предусмотрены соответ.ствующие отверстия, выступы, углубления и

ДР . Использование изобретения позволит повысить нагрузочную способность и на25 дежность работы муфты.

2003882

Составитель М.Шишкареа

Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор Л,Ливринц

Тираж Подписное

НПО Поиск Росоатента

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

Заказ 3318

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101