Предохранительная фрикционная муфта

 

Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам (ю) RU (и) (51) 5 F1607 И (21) 5047073/27 (22) 11;06.92 (46) 30.11.93 Бюл Йв 43-44

«76) Шишкарев Михаил Павлович (64)ПРЕДОХРАНИПЛЬНАЯ©РИКЦИОННАЯ

МУФТА (57} Сущность изобретения: ведущая 1 и ведомая

2 полумуфты связаны фрикционным диском 3, зажатие которого осуществляется посредством пружины 5 сжатия через установленный с возможностьюо осевого и окружного перемещения относительно полуиуфты 1 нажимной диск 4. Шарики 7 размещены в гнездах переменной глубины, выполненных в жестко закрепленном на полумуфте 1 упорном диске и нажимном диске 4, Подбором соответствующего сочетания материалов величины среднего коэффициента трения в парах упорный диск и фрикционный диск 3 выбраны неодинаковыми, причем коэффициент трения первой пары меньше. При передаче нагрузки в условиях изменения коэффициента трения муфта обеспечивает повышение точности срабатывания в более широком интервале изменения коэффициента трения. 2 ил.

2003883

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов ограниченной величины.

Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, связанные пакетом фрикционных дисков, сжатых нажимной пружиной (Ряховский

О.А., Иванов С.С, Справочник по муфтам;

Л.: Политехника, 1991, с. 302, рис, 6.12)., Муфта обладает низкой точностью срабатывания.

Наиболее близкой к изобретению является предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, поджатым к жестко закрепленному.на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностъю осевого и окружного перемещений относительно ведущей полумуфты нажимной диск посредством упругого элемента, и отжимной. Стабилизирующий узел, выполненный в аиде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубины, выполненных в упорном и нажимном дисках.

Недостатком известной муфты является ограниченная точность срабатывания.

Цель изобретении — повышение точности срабатывания предохранительной фрикцианной муфты.

Это достигается тем, что в предохранительной фрикционной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшеймере одйим фрикционным дискам, поджатым посредством упругого злемен га к жестко закрепленному на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностью осевого и окружного перемещения нажииной диск, и отжимной стабилизирующий узел в виде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубины, выполненных в упорном и нажимном дисках, величина отношения . Среднего коэффициента трения между упорным и фрикционным дисками к среднему коэффициенту трения между нажимным и фрикционным дисками выбирается из соотношения. где r — радиус окружности, на которой расположены t9R8 качения; и — число пар поверхностей трения фрикционных дисков; р —,. величина паложительнога отклонения среднего коэффициента трения f между на>кимным и фрикционным дисками;

Rap. — средний радиус трения фрикционных дисков; а — угол между боковой поверхностью гнезда переменной глубины и осевой плоскостью, проходящей через центр тела качения.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предохранительной фрикцианной муфты; на фиг,2 — разрез А-A на фиг.1.

Предохранительная фрикцианная муфта содержит соасные ведущую 1 и ведомую

"5 2 полумуфты, Фрикцианный диск 3, посредством которого осуществляется связь между палумуфтами 1 и 2, зажат между упорным диском, жестка закрепленным на палумуфте 1, и нажимным диском 4, установленным

2О с возможностью осевого и окружного перемещения относительна палумуфты 1. Прижатие фрикцианных поверхностей друг к другу осуществляется посредством упругоro элемента B BH+G пружины 5 сжатия, усилие которой мажет быть отрегулировано l 5 регулиравочным элементам 6. Для уменьшения трения между нажимным дискам 4 и пру>кинай 5 установлен упорный подшипник качения.

Отжимнай стабилизирующий узел состоит из тел качения в виде париков 7, размещенных в гнездах .-временной глубины (фиг.2), Выполненных 8 упарнам и нажимнам 4 дисках, 35 Па" b трения /пОанч>Й диск — фрикцианный диск 3 и нажимнай диск 4 — фрикцианный диск 3 выполнены с различными сочетаниями материалов. абеспечива>ащими неодинаковые коэффициенты трения в

"О указанных парах, Таковыми могут быть, например, пары порошковая металлическая обкладка — закаленная сталь (коэффициент трения 0,35...О,55) и чугун-сталь (коэффициент трения 0,15...0,18). Пары трения подбираются с таким j÷81roM, чтОбы направление и величина отклонения коэффициентов трения ат среднего значения в парах пад действием удельного давления, температуры, скорости приложения нагрузки и др. были

5О примерна одинаковыми.

Предохранительная фрикционная муфта работает следующим образом. При рабатс часть ггалнага крутящего момента муфты передается на фрикцианный диск 3 и ведомую полумуфту 2 or ведущей полумуфты 1 непосредственна упорным диском. Другая часть крутящего момента передается от упорнага диска на нажимнай диск 4 посредствам шариков 7, вследствие чего на них

2003883

f1= Kf, где К вЂ” коэффициент соотношения средних коэффициентов трения указанных пар.

Можно записать:.Т =Т1+ Т2, где Т1. T2 — крутящие моменты, передаваемые соответственно парами упорный диск— фрикционный диск 3 и нажимной диск 4— фрикционный диск 3.

Но

Р) (4}

Т1 (п — Fp}Rcp К f

Т2 =- (Fn Гр)асср. f(< "} возникает распорная сила, направленная противоположно силе сжатия пружины 5.

Величина распорной силы определяется величиной крутящего момента, передаваемого нажимным диском 4. Действйе на нажимной диск 4 распорной силы приводит к уменьшению усилия прижатия фрикционных поверхностей дисков и к повышению точности срабатывания муфты.

При самопроизвольном увеличении коэффициента трения между фрикционными парами муфты и постоянной нагрузке (Т = сопз, Т вЂ” крутящий момент муфты) возрастает крутящий момент, передаваемый нарой упорный диск — фрикционный диск 3.

Следовательно, уменьшается величина крутящего момента, передаваемого парой нажимной диск 4 — фрикционный диск 3, соответственно этому уменьшается и распорная сила на шариках 7. По достижении некоторой максимальной величины коэффициента трения момент трения пары упорный диск — фрикционный диск 3 станет равным Т и указанная пара будет передавать полный крутящий момент муфты, а распорная сила обратится в нуль.

Поскольку муфта может сработать (при случайной перегрузке) в интервале изменения коэффициента трения f...Гма«с = 1(1 + ус) (f — средний коэффициент трения, р — положительное отклонение f) точность срабатывания будет определяться величиной распорной силы, соответствующей текущему значению коэффициента трения.

Для оценки влияния соотношения коэффициентов трения между указанными парами в данный период работы муфты на точность ее срабатывания примем f — средний коэффициент трения в паре нажимной диск 4 — фри кционный диск 3. Тогда средний коэффициент трения в паре упорный диск— фрикционный диск 3 будет равен: а

Fp.- — tg а, Т2

5 где Рл — сила сжатия пружины 5;

Fp — распорная сила на шариках 7, соответствующая f;

Rcp. — средний радиус трения фрикционных пар(принят одинаковым для обеих пар);

10 и — число пар поверхностей трения фрикционных дисков;

r — радиус окружности. на которой расположены шарики 7;

Q — угол между боковой поверхностью

15 гнезда переменной глубины и осевой плоскостью, проходящей через центр шарика 7.

Подставив {4) s (5), полученное значение

Fр в(2), с учетом (3) и(4), находим выражение для определения полного крутящего момен20 та муфты:

Т = FnRcp.f(K + и 1) (6) Крутящий момент, передаваемый парой упорный диск — фрикционный диск 3 при

fvs«c = 1(1+,и), равен:

Т = FлRр. K f 1 +P ), (7) где Fp = О, так как Т = О.

Поскольку при f s«c полный крутящий момент муфта передает указанной парой

35 трения, имеем;

Т Т (8}

Подставив в (8} значения из (6) и (7), получаем:, (9) Принимая К =0,5. г = 0,05 м, и -2, Rcр, =

0,1 м, f = 0,3, tg l. получим:

45 — G.875.

Соответственно для муфты-прототипа:

2r

r+R fcga

Сравнивая полученные результаты, видим, что,и > р1 при 0 < К < 1. Это свидетельствует о том, что муфта-прототип в интервале О...,и1 будет работать с повышенной точностью срабатывания, à в интервале р1.,ф — с обычной точностью, т,е. как муфта без отжимного узла, тогда как предлагаемая

2003883 тервале О„. р, следовательно. в интервале

p> p обладает более высокой точностью срабатывания.

Кроме того, заявленная муфта в интер5 вале О.„p> будет иметь более высокую точность срабатывания в связи с тем, что К < 1 и нажимной диск 4 передает более высокий крутящий момент, чем в муфте-прототипе, поэтому распорная сила на шариках 7 будет

10 выше, Использование изобретения позволит повысить точность срабатывания муфты и уменьшить уровень крутильных колебаний в

15 период срабатывания.

Формула изобретения

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, сОдержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, поджатым посредством упругого элемента к жестко закрепленному на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностью осевого и окружного перемещения нажимной диск„и отжимной стабилизируаший узел в виде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубины, выполненных в упорном и на кимном 35 дисках, отличающаяся тем, что величина отношения среднего коэффициента трения между упорным и фрикционными дисками выбирается из соотношения

f .ВЮЯВЮЮВВВЮФ

Составитель M.éèøêàðeâ

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

Заказ 33 16

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 муфта будет работать с повышенной точностью срабатывания в интервале 0... р, т.е. обладает повышенной точностью s более широком интервале изменения коэффициента трения.

Следовательно, присрабатывании в интервале ц..„и муфта-прототип s начальный период будет передавать крутящий момент, прямо пропорциональный коэффициенту трения, и лишь при последующем буксовании дисков крутящий момент уменьшится вследствие действия возникающей распорной силы. Поэтому момент срабатывания будет значительно выше момента буксования и это приведет к возникновению больших крутильных колебаний в системе, Предлагаемая муфта обеспечивает срабатывание с повышенной точностью в ин(56) 1. Поляков B.Ñ., Барбаш И.Д. Муфты. Л.:

Машиностроение, 1973, с, 286, рис. 204.

К— г+ (1+p) . (n — 1) (и — 1) „ t суй где r - радиус окружное и, на которой расположены тела качения; и - число пар поверхностей трения фрикционных дисков;

p. - величина положительного отклонения среднего коэффициента трения 1 между нажимным и фрикционным дисками;

8<> - средний радиус трения фрикционных дисков;

a - угол между боковой поверхностью гнезда переменной глубины и осевой плоскостью, проходящей через центр тела качения.