Предохранительная фрикционная муфтаповышенной точности срабатывания

 

+ П И С А Н И Е (1821802

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Сотоэ Советскив

Социалистмческкк

Республик

-а (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 2 2.02.79 (21)2729849/25-27 (Q1

}М. Кл.

F 16 D 7/02 с присоединением заявки М— (23) П риоритет

Гесудврстввниий кеиитет

СССР

Опубликовано 15.04.81. Бюллетень J% 14

Дата опубликования описания 15.04.81 во делам изобретений и вткрытий (53 ) УД К 62 1.825. .5(088.8) С. С. Сазыкин, С. А. Франкштейн, Л. П. Ескевич (72) Авторы (54) Г1РЕ11ОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА ПОВЫШЕННОЙ

ТОЧНОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в меха; ниэмах станков.и различных механизмах систем автоматического управления, в частности в механизмах, где необходимо использовать муфты трения в ка5 честве предохранительных и нагрузочных.

В известных быстродействующих системах автоматического управления повы-. шенной точности регулирования возникает необходимость использования укаэанных муфт в очень жестких режимах работы в частности в режимах частого реверса при больших ускорениях. При этом предьIS являются повышенные требования к точности поддержания рабочего момента, исключению больших люфтов при реверсе в случае предохранительных муфт и исключению больших провалов нагрузочного момента в момент реверса дпя нагрузочных муфт. Одновременно с этим, особенно для механизмов систем автоматического уп равпения летальных аппарачов, предъявпя ются жесткие требования к габаритно-весовым показателям конструкции.

Известна предохранительная функционная муфта, содержащая две полумуфты со смонтированными на них фрикционными дисками, поджатыми через нажимной диск с помощью пружины. Между фпатщем ведомой полумуфты и нажимным диском в их торцовых лунках расположены отжимные элементы в виде шариков (1 ).

Недостатками этой муфты являются необходимость фиксации нажимного диска в осевом направлении для устранения полного выхода шариков иэ торцовых лунок, а также высокая точность обработки фрикционных поверхно",тей трения дисков и полумуфт, соблюдение их параллельности.

Несоблюдение этих условий ведет к неполному контакту поверхностей трения, заклиниванию отжимных элементов.

Кроме того, на точность срабатывания муфты. отрицательно сказывается малейший износ шариков и контактирующих с ними поверхностей полумуфт, неравномер3 8218 ность разжима полумуфт из-зя невозможности осуществления геометрической идентичности всех сопряженных с шариками поверхностей попумуфт. Это приводит к значительному окружному люфту, который особенно велик в муфтах с малым рабочим моментом. В связи с этим невозможно добиться одновременной работы всех отжим- ных элементов, поэтому точность срабаты» вания муфты невелика.

Наиболее, близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является фрикционная предохранительная муфта повышенной точности срабатывания, содержащая установленные в корпусе ведущей попумуфты ведомый и ведущий диски, расположенные между нажимными дисками, поджатыми пружинами, и отжимные элементы в виде стержней, связанных шарнирно с корпусом ведущей полумуфты и нажимными дисками, соединенными штырями, помещенными в дугообразных пазах ведущего диска, и несущими пружинами (2 ).

Недостатком данной муфты является отсутствие компенсации износа фрикционных поверхностей из еа невозможности перемещения нажимных дисков вдоль оси вращения муфты, так кяк они связаны жесткими стержнями с корпусом ведущей so полумуфты. В связи с этим даже при крат» ковременной работе муфты ослабляется усилие пружин на поверхности трения, что приводит к изменению передаваемого крутящего момента. Следовательно, срок з5 службы данной муфты незначителен.

Кроме того, в данной муфте сраба тывание отжимных элементов происходит при неполном передаваемом моменте, что снижает точность срабатывания. Муфта 4о нереверсивна, конструкция ее нетехнологична. Осевые габариты муфты значительны, так как отжимные стержни закреплеНы на торцах нажимных дисков с наклоном к корпусу, пространство, занимаемое фрик-45 ционными дисками, не используется.

Ilemü изобретения — повышение точнос.тй срабатывания, надежности, долговечности и нагрузочной способности.

Цель достигается тем, что предохрани- so тельная фрикционная муфта повышенной точности срабатывания, содержащая корпус, охватывающий ведущие и ведомые фрикционные диски, поджатые пружинами и расположенные между нажимными дисками, 55 связанными с отжимными элементами, снабжена двумя стаканами с продольными выступами, сопряженными торцами с на02 4 жимными дисками, и выступами одного стакана направлены навстречу выступам другого и установлены между ними с возможностью выхода за наружный торец днища, а отжимные элементы выполнены в виде рястяжек, закрепленных концами ня няжимных дисках и установленных попарно вдоль наружной поверхности стаканов, в полости между которыми смонтирован пакет фрикционных дисков, прн этом ца корпусе выполнены упоры, каждый из которых помещен с зазором между растяж-, ками одной из пар, я пружины установлены между каждым из нажимных дисков и стаканом.

Кроме того, растяжка может быть выполнена в вице двух пластин, шарнирно соединенных между собой и установленных под углом одна относительно другой. Растяжка может быть выполнена в виде гибкой ленты или проволоки. Муфта может быть снабжена упругими элементами, каждый из которых соединен с двумя растяжками смежных пар, выполненными в вийе лент нли проволок. Кроме того, муфта может быть снабжена элементами крепления растяжек на няжимных дисках.

Элементы крепления растяжек, вытполненных в виде шарнирно связанных пластин, могут быть выполнены в вице эксцентриковых втулок, установленных ради яльно в няжимных фланцях и шарнирно закрепленных на концах растяжек.

Кроме того, элементы крепления рястяжек в виде лент или проволок могут быть выполнены в виде резьбовых втулок, установленных в нажимных фпанцах с возможностью продольного перемещения.

Ня фиг. 1 и 2 изображена кинемятическая схема муфты с двумя поверхностями трения; на фиг. 3 и 4 — то же, с шестью поверхностями трения;.на фиг. 5— муфта с четырьмя поверхностями трения, продольный разрез; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5, с гибкими растяжками; на фиг. 7 — то же, с жесткими растяжками.

Муфта содержит фрикционные ведомые диски 1, смонтированные на ведомом валу 2 и помещенные в полости 3 между стаканами 4 и 5, выполненными с пройопьными выступами. Выступы стакана 4 установлены навстречу выступам стакана

5 и помещены между ними .с возможностью выхода за наружный торец днишя ста.канов. Торцы выступов стаканов 4 и 5 со.пряжены с нажимными дисками 6 и 7, на которых закреплены отжимные элементы в виде рястяжек 8, установленных попар5 821 но вдоль наружной поверхности стаканов

4 и 5, Н, корпусе 9 выполнены упоры 10 каждый иэ которых установлен между растяжками 8 одной из пар. При м алых yr-.

nax g так же, как и в обгонных муфтах наблюдаются такие явления как отклонение размеров деталей от номинальных, малейшая выработка «а рабочих поверхносях разжимного устройства, неравномерность раэжима из-за невозможности осу- 1О ществпения геометрической идентичности во всех сопряженных раэжимных узлах. Все это отрицательно влияет на работоспособность муфты.

Муфты имеют значительный окружной,15 люфт, который является следствием принципиальных конструктивных особенностей разжимного устройства. Невозможно выполнить с большей точностью несколько сопряженных углублений дпя шарика (роли«п ка). В двух полумуфтах неизбежна неодновременная работа на разжим всех мест разжима, и расчетный предельный момент срабатывания муфты наступает на доволь-. но больших углах взаимного поворота опор-5 ной и нажимной полумуфт. Этот люфт возрастает в муфтах с малыми углами РВ ведомственном отраслевом стандарте на муфту по AC 193857. описывается люфт в муфте, который достигает 6 40 зо в муфте с моментом 4,5 кгм, и прослеживается тенденция к увеличению люфта по мере перехода от муфт с большим рабочим моментом к муфтам с малым рабоним моментом. Муфты с малым моментом сра-у батывания, которые находят большое применение в САУ ЛА, имеют люфт значительно больший, чем цопустимый дпя условия работы. Недостатки известных муфт в ряде случаев. не дают возможность про- 4а .ектировать муфты на этом принципе.

Для существенного повышения точности поддержания рабочего момента муфты, существенного уменьшения люфта муфты, расширения частичного диапазона при ра- 4> боте в режиме реверса, повышения ре сурса работы, предлагаемая конструкция в отличии от известных имеет полную продольную симметрию относительно средl него фрикционного диска. Муфта не содер- о жит опорной попумуфты и состоит иэ одинаковых по назначению и конструкции нажимных полумуфт в виде стаканов 4 и 5, которые имеют симметричные выступы и впадины. В сборе выступы левой полумуф- ты входят во впадины правой полумуфты .и наоборот. Как видно из схем (фиг. 1 и 2) две полумуфты зажимают фрикцион-.

802 б ный циск (диски) за счет нажимных пружин 11. Диск 1 (диски) установпен на шлнцах на валу 2, который является we» ментом механизма, гцЕ разжимаклцее устройство (фиг. 3) выполнено в вице нескольких гибких растяжек 8. апина pflc» тяжек выбирается из такого расчета,чтобы они в оттянутом положении (посредстчом пружин l 2 ) обр аэовы вали расчетный угол наклона 9 В предлагаемой конструкции независимо от количества пар трения в муфте на разжимающее устройство действует полный рабочий момент муфты, что повышает точность поддержания рабочего момента, При вращении вала 2 (фиг. 1 и 2) вправо или влево система полумуфт останавливается за счет сопри.косновения тяг 13 (фиг. 3 и 4) при правом вращении и тяг 14 (при левом с упором 10. Возникает сила Р - реакции упора на тягу, которая определяется, как

М р о у т.е. разжимающее устройство реагирует на полный рабочий момент М. Кроме этос. го, эффективность работы разжимающего устройства (повышение коэффициента обратной связи находится в прямой связи с величиной угла 9. В предлагаемой конструкции разжимающее устройство практически может работать на малых углах V, вследствие чего достигается оптимальная точность поддерживания момента. Это обеспечивается тем, что предлагаемая конструкция разжимающего устройства в отличии от известных (на,шариках, роликах) не требует специальной прецезионной технопогии и предусматривает возможность точной регулировки мест сопряжения в разжимающем устройстве при сборке муфты эа счет простой операциии регулирования длины тяг 13 и 14 с таким расчетом, чтобы сопряжение тяг (фиг. 3 и

4) с упором 10 было с минимальным зазором К. Зазор К необходим дпя компенсации изменения исходного геометрического положения полумуфт 4 и 5 в связи с износом фрикционных поверхностей дисков в процессе эксплуатации. Поэтому ве» личина К зависит от фактического использования муфты в том или ином эксплуатационном.режиме. Если муфта будет использоваться в качестве предохранительной, где срабатывание муфты редкое, ипи при небольшом времени непрерывной работы, то

10 зазор К может быть очень ма- лым, и муфта не будет иметь ощутимого люфта.

7 8218

Предлагаемая конструкция в отличии от известных не содержит упорного подпщпника, который обеспечивает поворот нажимной полумуфты относительно опорной и снижает точность работы муфты.

Муфта (фиг. 5) имеет диски 1, в шпицы которых входит вал 2. Ведомый диск

15 на шпицах установлен в цилиндрическнх полумуфтах в виде стаканов 4 и 5, которые имеют на своей цилиндрической l0 поверхности несколько симметричных выступов и впадин. В сборе выступы одной лолумуфты входят во впадины другой. При этом

- внутрення поверхность донышек полумуфт прилегает к крайним дискам 1. Нажимные пружины 1 1 упираются в диски 6 и 7, соединенные с поиумуфтами. Между дисками 6 и 7 находится втулка 16„которая неподвижно закреплена в корпусе 9 штифтом 17.

Корпус 9 центрирует сборку попумуфты — 20, биски - пружины — фланцы относительно вала 2. Между втулкой 16 и цилиндрической поверхностью полумуфт имеется зазор.

Подвижность сборки полумуфты — диски— пружины - фпанцы обеспечивается за счет 2s .. подшипников скольжения (или качения) между.полумуфтами 4 и 5 и корпусом 9. Опоры скольжения 18 обеспечивают указанную подвижность (фиг. 5). Втулка 16 фиксирует сборку в осевом положннин от- 30 носительно корпуса 9, но не препятствует ее подвижности, так. как между дисками 6 и 7 и втулкой 16 имеется небольшой зазор. Режущее устройство(фиг. 7). имеет пару Гибких растяжек 8. в аиде тонкой 35 цружинной проволоки или ленты, жестко . закрепленной своими концами в дисках 6 и 7. Для точной регулировки сопряжения .. растажек с упором 10,"находщцимся на . втулке 16, имеются резьбовые втулки 4о

19. По окружности дисков 6 и 7 закреплено . самметрично несколько nap растижек (фиг. 7).

Формула нзобретения

1. Предохраннтельная фрикционная муф" 45 та повышенной точности срабатывания, со., держащая корпус, охватывающий ведущие и ведомые фрикционные диски, поджатые пружинами и расположенные между нажимными дисками, связанными с отжимными so элементами, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышении точности срабатывания, надежности, долговечности и нагрузочной способности, она снабжена двумя стаканами с продольными выступа- 55

8 ми, сопряженными торцами с нажимными дисками, и выступы одного стакана направлены навстречу выступам другого и установлены между ними с возможностью выхода за наружный торец дннща, а отжимные элементы выполнены в виде рас тяжек, закрепленных концами на нажимных дисках и установленных попарно вдоль наружной. поверхности стаканов, в полости между которыми смонтированы пакет фрикционных дисков, при этом на корпусе выполнены упоры, каждый из которых помещен с зазором между растяжками одной из пар, à пружины расположены между каждым из нажимных дисков и стаканов.

2. Муфта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с а тем, что растяжка выполнена в виде двух пластин, шарнирно соединенных между собой и установленных под углом одна относительно другой.

3. Муфта по п. 1, о т л и ч а юш.а я с я тем, что растяжка выполнена в виде гибкой ленты.

4. Муфта по п. 1, о т и и ч а ю -. ш а я с я тем, что растяжка выполнена в виде проволоки.

5. Муфта но пп. 1, 3 и 4, о т л и— ч а ю ш а я с я тем, что она снабжена упругими элементами, каждый из которых соединен. с. двумя растяжками смежных пар.

6. Муфта по пи. 1, 3-5, о т л ич а ю щ а я с я . тем,. что она снабжена элементами крепления растяжек на нажимных дисках.

7,Муфтапопп. 1,2и6 отлич а ю щ à я с я тем, что элементы крепления выполнены в виде эксцентриковых втулок, установленных радиально в нажимных фланцах и шарнирно закрепленных на концах растяжек.

8. Муфта по пп. 1, 3-6, о т л и ч аю щ а а с я тем,.что элементы крепления выполнены в виде разьбовых втулок, установленных в нажимных фпанцах с возможностью продольного перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дьяченко С. К.. и Киркач М. Ф.

Предохранительные муфты. Киев; Издательство технической литературы УССР, 1962, с. 54.

2. Авторское свидетельство СССР

34 624020, кл. Р 16 D 7/02, 1977, 82 1802 ди 4

Составитель О. Логвинова

Редактор Л. Повхан Техред 3. Фанта Корректор В.Бутяга

Закаа 2912 Тираж 1006 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4