Фрикционная муфта
(72) Авторы
1 изобретения
N. М, Жедь, Г. В. Маринин и М. А. Шиманович (71) Заявитель (54) ФРИКЦИОННАЯ МУФТА
Изобретение,относится к машиностроенийг и может быть использовано в станкостроении.
Известна фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, взаимодействующие через коническую поверхность (1).
Однако известная муфта не обеспечивает
S необходимой точности.
Известна фрикционная муфта, содержащая две полумуфты с коническими фрикционными поверхностями и привод относительного осевого перемещения полумуфт (2).
Однако известная муфта имеет сложную конструкцию, завышенные габариты и ограниченные эксплуатационные свойства.
Цель изобретения — упрощение конструкции,уменьшение габаритов и повышение эксплуатационных свойств.
Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена двумя упорными дисками, закрепленными по обе стороны от конических поверхностей на внутренней полумуфте, а в ней вы- . полнены каналы для подвода между коническими поверхностями рабочей среды, образующей совместно с последними и упорными днсками гидростатический подшипник при отключении полумуфт, при этом привод относительного их перемещения выполнен в виде пары поршень-цилиндр и связан с одной из полумуфт.
На фиг. 1 показана предлагаемая фрикционная муфта; на фиг, 2 — вариант исполнения устройства с полумуфтами, расположенными в опоре шпинделя токарного станка.
Устройство состоит иэ конической полумуфты 1, расположенной на внутренней конической полумуфте 2. Сопряженные конические поверхности полумуфт 1 и 2 образуют гидростатический ступенчатый конический подшипник, кольцевая канавка 3 подвода смазки которого соединена каналом 4 с золотником 5 и с источником давления системы смазки Рн. На торце полумуфты 2 закреплен упорный диск 6, торец которого образует с торцом полумуфты
1 упорный гидростатический подшипник, поддерживающий между указанными торцами некоторый зазор, например 30 мкм, отделяющий от окружакицего пространства полость 7, образованную выступом 8 и впадиной 9 и соединен7430 4 де втулки 15, на одном конце которой закрепдавлению на сливе. Полумуфта 1 под действием
40 тическом йодшипнике, В этом положении полос55
3 71 ную каналом 10 через золотник 5 с источником давления Рн. С другой стороны на полумуфте 2 установлен упорный диск 11, образу-. ющий с сопряженной выточкой полумуфты 1 некоторый малый, например 30 мкм, зазор, отделяющий от окружающего пространства полость 12, соединенную, каналом 13 с золотником 5. Таким образом, полумуфты 1 и 2, несущие диски 6 и 11, образуют осевой привод относительного перемещения полумуфт типа поршень — цилиндр, где полумуфта 1 выполняет роль цилиндра, а полумуфта 2 — поршня.
Устройство работает следующим образом.
В положении "муфта выключена" с помощью золотника 5 канал 4 соединяется с источником давления Рн, à каналы 10 и 13— со сливом. При этом смазка течет по трактам
5-4-3-7-10-5 и 5-4-3-12-13-5 на слив.
Полумуфты 1 и 2, разделенные тонким слоем смазки гидростатических подшипников, беспрепятственно врашаютсн относитейьио друг друга.
В положении "муфта включена";<анал 10 соединяется с источником давления Рн при помощи золотника 5, а каналы 4 и 13 — со. слмвом . Давление в полости 7 увеличивается, а давление в полости 12 и в конусных гидростатических подшипниках полумуфты 1 равно разности давлений в полостях 7 и 12 перемещается, соединяясь своей конической поверхностью с конической поверхностью полумуфты 2, и муфта может передавать крутящий момент, Гидравлическая коммутация в данном положении остается прежней, однако давление в полости 7 можно понизить до уровня, необходимого для поддержания натяга, В случае самотормозящего" угла конуса, например конуса Морзе, полость 7 через канал 10 можно соединить со сливом или вообще отключить муфту от источника давления Рн.
В положении "муфта выключена" полость 7 через канал 10 соединяется с помощью золотника 5 со сливом, а каналы 4 и 13 — с источником давления Рн. За счет разности давлений . между полостями 7 и 12 шкив йеремещается, и муфта выключается. Полумуфта 1 отделяется от конической поверхности полумуфты 2 тонким слоем смазки в ступенчатом гидростати 7 и 12 соединяются со сливом, а гидростатические подшипники — с источником давления Рн. Осевой привод смещения полумуфт может быть любым, например магнитным или механическим.
В случае размещения устройства в опоре шпинделя токарного станка коническая опорная шейка шпинделя 14, являющаяся одной иэ полумуфт, расположена в коническом отверстии другой полумуфты, выполненной в ви10
35 лен шкив 16 поликлиновой передачи, а на дру-. гом выполнено ведущее зубчатое колесо 17 перебора шпиндельной бабки станка. Втулка 15 расположена во фланце 18, в отверстии которого выполнены несущие карманы 19 радиальных и карманы 20 упорных гидростатических подшипников втулки 15. Эти подшипники на входе в карманы соединены через дроссели каналами 21 с источником давления Рн, Кроме того, втулка 15 со шкивом 16 выполняет роль поршня, а фланец 18 — роль цилиндра, совместно образующих привод относительного осевого перемещения полумуфт. Рабочие полости 22 и 23 этого привода каналами 24 и 25 с помощью устройства 26 управления могут быть соединены с источником давления Рн или со сливом. В коническом отверстии втулки 15 выполнены несущие карманы 27 радиальных, а на торце — несущие карманы 28 упорных гидростатических подшипников, соединенных через дроссели на входе в карманы, канал 29, коллектор 30, канал 31 с устройством 26 управления.
Шпиццель 14 с установленным на нем упор ным диском 32 и упорным кольцом 33 выполняет роль поршня, а втулка 15 со шкивом 16роль цилиндра, образующих совместно осевой привод типа "поршень — цилиндр". Рабочие полости 34, 35, 36 этого привода соответствующими каналами 37, 38 и.39 соединены с устройством 40 управления, которое, в свою очередь, может соединять их либо с источником давления Рн, либо со сливом. Поршень и цилиндр отделены друг от друга небольшими зазорами порядка 30 мкм. Передний конец шпинделя 14 (на чертеже не показан) расположен в радиально-упорных подшипниках, например гидростатических.
Устройство работает следующим образом.
При включении привода вращения шпинделя 14 через перебор зубчатое колесо 17 соединяется с одним иэ зубчатых колес перебора (на чертеже не показаны). Поликлиновая передача вращает шкив 16, втулку 15, зубчатое колесо 17, перебор и шпиндель 14. Когда муфта выключена, то несущие карманы 27 и 28 с помощью устройств управления 26 и 40 соединены с источником давления Рн (по тракту 31-30 — 29), а полости 22, 23, 34, 35, 36— со сливом. При этом втулка 15 отделена от шпинделя 14 и фланца 18 слоем смазки в гидростатических подшипниках и беспрепятственно вращается относительно шпинделя 14 и фланца 18, не передавая возмущений на шпиндель 14.
Для йередачи вращения непосредственно со шкива 16 на шпиндель 14 разъединяют зубчатое колесо 17 or перебора и перебор от
717430
Формула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР И 183548, кл. F 16 0 13/30, 1965.
2. Поляков В. С, и Барабаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам.-Л.: Машиностроение, 1974, с, 156, рис, !Ч.12 (прототип). шпинделя 14 и включают муфту с помощью устройств управления 26 и 40, соединяя канал
31 со сливом, т,е. несущие карманы 27 и 28, и каналы 24, 38 и 39, т.е. полости 22, 35, 36, Каналы 25 и 37, т.е. полости 23 и 34 соединяют с источником давления Рн. В результате давление в полостях 23 и 34 смещает втулку 15 вправо, и конические рабочие поверхности полумуфт 14 и 15 с натягом сжимаются. После этого давление в полостях 23 и 34 можно по- !0 низить до уровня, необходимого для поддержания натяга, или даже снять давление при
"самотормозящемся" угле конуса, После включения муфты втулка 15 со шкивом 16 вращается вместе со шпинделем 14 в гидростатичес- rs ких подшипниках, образованных карманами 19 во фланце 18. Осевые нагрузки на шпиндель 14 воспринимает его передняя опора. Шпиндель вращается точно, без возмущений со сторойы муфты, разъединенной от зубчатых передач.
Для передачи вращения через перебор устройство выключают и соединяют колесо перебора со шпинделем 14 и втулкой 15, Для выключения устройства с помощью устройств управления 26 и 40 соединяют со сливом ка- 25 налы 25 и 37, т.е. полости 23 и 34, а каналы
22, 38, 39 и 31, или полости 22, 35 и 36 и карманы 27, 28 соединяют с источником давле- ния Рн, При этом давление в полостях 22,35 и 36 и в кармане 27 снимает втулку 20 с ко- 30 нуса. Полумуфта-втулка 15 отделяется от конической шейки полумуфты — шпинделя 14 слоем смазки в гидростатических подшипниках, который центрирует втулку 15 относительно шпинделя 14 в радиальных и осевом направлениях, 35
После выключения муфты с помощью устройств управления 26, 40 каналы 24, 25, 37, 38 и 39, т.е. полости 22, 23, 34, 35 и 36 соединяют со сливом„оставляя соединенными с источником давления Рн только каналами 21 и 31 пита- 40 ющие гидростатическне подшипники.
Следует иметь в виду, что осевой привод типа "поршень — цилиндр", образованный полумуфтой 15 и фланцем 18, дополняют друг друга, т.е, их можно использовать вместе, как бы- 45 ло описано выше, или один из них исключить.
Первый из них не нагружаег передний лодшипннк шпинделя, в то время как второй нагружает его. Карманы 20 и 28 также дбполняют друг друга, так что один из них можно не делать.
Карман 19 между втулкой 15 и фланцем 18, как и карман 27 между втулкой 15 н шпик. ! делем 14 выполнены в два ряда для уравновешивания опрокидывающего момента, дей ствующего со стороны шкива 16. Если вид нагрузки позволяет, то карманы 19 нли 27 можно выполнить в одном ряду. Вместо осевых приводов типа "поршень — цилиндр" можно применить любой пригодный для этой цели привод.
В качестве рабочих сред можно использовать жидкости, газы или их комбинации.
Фрикционная муфта, содержащая две полумуфты с коническими поверхностями и привод относительного осевого перемещения полумуфт, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и повышения эксплуатационных свойств, " она снабжена двумя упорными дисками, закрепленными по обе стороны от конических поверхностей на внутренней полумуфте, а в ней выполнены каналы для подвода между коническими поверхностями рабочей среды,образующей совместно с последними и упорными дисками гидростатический подшипник при отключении иолумуфт, при этом привод относительного их перемещения выполнен в виде пары поршень — цилиндр и связан с одной из полумуфт.
