Фрикционная предохранительная муфта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1244412

А1 (50 4 > 16 0 7/02 Ц ьКЬЛИ0 5gA

Ъ(:(;4 Я,-1".! Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9 Ю <9 19 17

1 9

27 фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3717712/25-27 (22) 02.04.84 (46) 15.07.86. Бюл. № 26 (72) В. П. Сипейкин, В. П. Жавыркин, Е. Н. Гарусов и А. М. Угольков (53) 62-825.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 271965, кл. F 16 D 13/52, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1065635, кл. F 16 D 43/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 991080, кл. F 16 D 43/20. (54) (57) 1. ФРИКЦИОННАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, предохранительные узлы, подвижный в окружном направлении опорный диск, подпружиненный к опорному нажимной и фрикционный диски, причем опорный, нажимной диски и пг vpaнительные узлы установлены на ведущей полумуфте, а фрикционный диск — на ведомой полумуфте и расположен между опорным и нажимным дис: ми, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности ограничения предельной нагрузки при сокращении габаритов муфты, каждый предохранительный узел выполнен в виде закрепленных на ведущей полумуфте поводка, упора и расположенных по обе стороны от последних и подпружиненных друг к другу упру гимн элементами двуплечих рычагов, шарнирно установленных на опорном диске с возможностью взаимодействия одним плечом с поводком и упором, а другим — с предварительно напряженным упругим элементом причем последний попарно соединяет двуплечие рычаги соседних предохранительных узлов.

1244412

Р Н1га-Г

2. Муфт:; I:u . 1, отличающаяся тем, то жесткость упругих элементов выбирают из соотношения где 7 -- жесткость упругого элемента;

P — усилие предварительного напряжения упругого элемента;

Н вЂ” плечо действия илы упругого элемента на двуплечий рычаг;

L — длина упругого элемента по местам подсоединения последнего к двуплечим рычагам; а — угол, определяющий относительное положение мест подсоединения упругого элемента, измеренный из центра поворота двуплечего рычага.

3. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что предохранительные узлы снабжены

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в приводах различных устройств, например в приводе вертикально-замкнутого грузоведущего конвейера.

Цель изобретения — повышение точности ограничения нагрузки при сокращении габаритов муфты.

На фиг. 1 изображена фрикционная предохранительная муфта, разрез по оси; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1, до срабатывания муфты; на фиг. 3 — то же, в момент срабатывания муфты; на фиг. 4— сечение Б — Б на фиг. 3 (повернуто); на фиг. 5 — сечение  — В на фиг. 2; на фиг. 6 — график зависимости крутящего момента, передаваемого муфтой (М p) от угла относительного закручивания ведущей полумуфты и нажимного диска!р! .

Муфта состоит из ведущей полумуфты 1 и ведомой полумуфты 2, центрирующейся относительно нее посредством бронзовой втулки 3. Ведовая полумуфта 2 вместе с крышкой 4, закрепленной винтами 5, образует корпус муфты. Войлочный сальник 6 предохраняет муфту от попадания пыли. На внутренних шлицах ведомой полумуфты 2 сидит ведомый диск 7 с фрикционными накладками 8. На ведущей полумуфте 1 свободно посажены фрикционлые диски — опорный 9 и нажимной 10. Опорный диск 9 установлен подвижно на ведущей полумуфте 1 в окружном направ ении и зафинсирован от осевого перемег,ения пружинным кольцом 11. Штыри 12 и ключают относительный поворот дисков 9 и 10. На штырях 12 установлен опорный диск 13, за5

1О

Зо стержневыми элементами с тороидальной и центрирующими сферическими поверхностями, на ведущей полумуфте выполнен фланец, в нем и в опорном диске равномерно по окружности выполнены соосные друг другу сквозные отверстия под сферические поверхности стержневых элементов, а тороидальная поверхность размещена на конце стержневого элемента и установлена между нажимным и опорным дисками.

4. Муфта по и. 1, отличающаяся тем, что она снабжена защитными разъемными кожухами с направляющими пальцами.

5. Муфта по и. 1, отличающаяся тем, что каждый предохранительный узел снабжен резьбовым пальцем и установленной на последнем регулировочной контргайкой, причем поводок предохранительного узла размещен на резьбовом пальце и закреплен контргайкой.

2 фик=ированный от осевого перемещения пружичными кольцами 14. Нажимная силовач пружина 15 упирается в опорный 13 и нажимной 10 диски так, что фрикционный диск 7 становится подпружиненным к диску 9. На опорном диске 9 закреплены предохранительные узлы. К основанию 16 этих узлов приварены упоры 17. Двуплечие рычаги 18 этих узлов установлены попарно на осях 19, закрепленных в основании 16 и упорах 17. Оси 19 от выпадения крепятся пластинами 20 и винтами 2! . Одно из плеч каждого двуплечего рычага 18 связано шарнирным соединением с защитными, разъемными кожухами 22 упругих элементов, выполненных в виде тарированной пружины 23 сжатия. Указанные детали связаны друг с другом осью 24 указанного шарнира, Кожух 22 каждой тарированной пружины 23 состоит из двух одинаковых частей с направляющими пальцами, причем палец 25 одной части входит в ответное отверстие сопряженной части, пересекая продолжение оси 24 соединения указанных частей кожуха 22 с двуплечим рычагом 18. Последние размещены по обе стороны от упора 17 и поводка 26 так, что второе плечо двуплечего рычага !8 контактипует с упором 17 и поводком 26, расположенным с возможностью перемещения на резьбовых пальцах 27, запрессованных в отверстиях ведущей полумуфты 1. Положение поводков 26 на пальцах 27 регулируется контргайками 28. Предохранительные узлы снабжены также стержневыми элементами 29 с тороидальной и сферическими центрирующими поверхностями, в опорном диске 9 выполнены сквозные отверстия

1244412

3 под стержневые элементы 29, а на ведущей полумуфте 1 выполнен фланец со сквозными отверстиями, равномерно распределенными по окружности. Стержневые элементы

29 установлены в отверстиях, причем отверстия во фланце и в опорном диске соосны друг другу, концевая тороидальная поверхность стержневых элементов 29 располагается между опорным 9 и нажимным 10 дисками с некоторым зазором 6, а сферические поверхности указанных элементов рас- 10 полагаются в соосных отверстиях.

Двуплечие рычаги соседних предохранительных узлов попарно соединены через пружины 23, причем жесткость пружин выбирают из соотношения

Е= P .tgZ (, где Š— жесткость пружин;

P — усилие предварительного сжатия

/ пружин равное P= ;

RH 20

Н вЂ” плечо действия силы пружины на двуплечий рычаг;

R, г — геометрические параметры предохранительного. узла;

Mcp — расчетный момент срабатывания муфты;

L — длина пружины по осям шарниров, подсоединения упряжи к двуплечим рычагам; а — угол, определяющий относительное положение мест подсоединения упруго элемента, измеренный из центра поворота двуплечего рычага.

Предохранительная фрикционная муфта работает следующим образом.

Пусть на ведущую полумуфту 1 передается крутящий момент (М.p), направленный по часовой стрелке. Поводки 26 передают усилие на три двуплечих рыча "a 18, стремясь развернуть каждый из них против часовой стрелки. Развороту двуплечих рычагов 18 препятствует момент создаваемый усилием предварительного сжатия (P) 40 тарированных пружин 23 на плече Н (фиг. 2).

При передаваемом муфтой крутящем моменте (Мкp), меньшим момента срабатывания (М.р (Ccp), усилия поводков 26 недостаточно для поворота рычагов 18 и сис- 4 тема остается в положении, изображенном на фиг. 2, т.е. все двуплечие рычаги 18 прижаты к упорам 17. Момент (М.р) передается далее на опорный 9 и нажимной 10 диски. Нажимная силовая пружина 15 сжата усилием (Р- .), выбранным таким, чтобы обеспечить исключение проскальзывания дисков при величинах передаваемого момента, меньших расчетного (Mcp.) ..

В случае, когда передаваемый момент (Мкр.) превышает момент срабатывания (Ncp.), усилия тарированных пружин 23 недостаточно для удержания двуплечих рычагов 18, происходит их поворот против часовой стрелки. При этом пальцы 25 кожухов 22 вдвигаются в отверстия сопряженной части кожухов и пружина 23 сжимается. Усилие, с которым тарированная пружина 23 действует на рычаг 18, возрастает.

Р = Р+дР = Р+ Z aL> где Р— усилие пружины после поворота рычага на некоторый угол ь (фиг. 3), AP — приращение усилия тарированной пружины;

Z — жесткость тарированной пружины; — величина соответствующего укорочения тарированной пружины.

При повороте двуплечего рычага 18 одновременно с возрастанием усилия пружины происходит уменьшение плеча Н. Момент, создаваемый тарированной пружиной 23 на рычаге 18, равен

M= (P+ ZnL) - (Н вЂ” дН), гдейН вЂ” уменьшение плеча действия усилия тарированной пружины 23 на рычаг 18;

ЫиьН-функции угла Ас - поворота рычага 18.

Следовательно, момент, создаваемый тарированной пружиной 23, также является функцией угла лА Исследуя указанную функцию, можно доказать. что максимальное значение момент имеет при жесткости пружины Z, отвечающей формуле

Z. = Р(/Н tg а -- /L).

График зависимости крутящего момента (М р ) от угла относительного поворота опорного диска 9 и ведомой полумуфты 2 (угол на фиг. 3) имеет форму кривой с максимальным значением M-р = Мрр при (1 = 0 и далее с полого спуск:;,ц ся характеристикой при возрастании угла р (фиг. 6, кривая а). Это означает, что поворот полумуфты 1 относительно -по ного диска 9 после достижения М р и, и . ит без увеличения крутящего момент, более того, мом нт плавно уменьшается.

Соосные отверстия в опорном диске 9 и в фланце ведущей полумуфты 1 при относительном повороте последних смещаются, в результате чего стержневые элементы 29 поворачиваются на угол (фиг. 4). При некотором значении угла р =,г зазор о между концевой тороидальной поверхностью стержневых элементов 29 и нажимным диском 10 выбирается, стержневой элемент 29 разжимает диски 9 и 10, освобождая фрикционный ведомый диск 7. Крутящий момент, который соответствует отрыву нажи много диска 10 от фрикционной накладки 8, изображен на графике кривой о (фиг. 6).

Практически проскальзывание дисков проис1244412

Z3 ходит раньше, на графике — в зоне, лежащей между кривыми в и г. Кривая в соответствует проскальзыванию при минимальном коэффициенте трения (f. ° ), кривая г — проскальзыванию при максимальном коэффициенте трения (1макс.) ..

Как видно из графика, если момент, при котором происходит проскальзывание, меньше Мср, то точность срабатывания муфты не зависит от колебаний коэффициента трения накладок. 10

Зазор 6 между нажимным диском 10 и торондальной поверхностью стержневого элемента 29 определяет наибольший износ накладок, при котором муфта остается работоспособной. По мере износа угол относитель15 ного закручивания Я, при котором происходит проскальзывание, уменьшается, но величина момента срабатывания (Мсp) остается постоянной. Из графика следует, что по мере износа фрикционных накладок 8 точность срабатывания муфты должна уменьшаться.

При выборе соответствующих значений 1, и D можно получить существенное увеличение коэффициента точности.

В случае изменения направления пере- 25

:I,ачи крутящего момента (момент приложен к ведущей полумуфте 1 и направлен против часовой стрелки) поводки 26 передают усилие на три других двуплечих рычага 18, которые воздействуют на те же тарированные пружины 23. Полная симмет30 рия и включение в работу одних и тех же пружин, а также независимость от коэффициента трения накладок обеспечивает срабатывание при том же моменте, что и при вращении по часовой стрелке.

Поскольку предохранительные муфты обычно ставятся на быстроходном валу редуктора, то на детали муфты, в том числе на двуплечие рычаги 18, тарированные пружины 23, кожух 22, действуют центробежные силы, влияние которых на работу муфты необходимо учитывать. Для этого в предлагаемой муфте кожух 22 относительно пружины 23 сделан симметричным, состоящим из двух одинаковых частей, причем каждая имеет пальцы 25, входящие в ответные отверстия сопряженной части, пересекая продолжение осей 24. Этим обеспечивается исключение влияния центробежных сил на точность срабатывания при разных направлениях вращения, а также уменьшение влияния этих сил на работу тарированных пружин 23. Регулирование момента срабатывания производится изменением радиуса расположения поводков 26 относительно ведущей полумуфты 1. Для этого, вращая регулировочную контргайку 28, перемещают поводки 26 по резьбовому пальцу 27.

Перемещая поводок 26 от оси полумуфты 1, увеличивают R и одновременно уменьшают г (фиг. 2) . При этом М. . возрастает. Если перемещают поводок 26 по направлению к оси полумуфты 1, то уменьшают R и увеличивают г, что обеспечивает уменьшение момента срабатывания. В обоих случаях величина предварительного сжатия P пружины 23 и плечо Н остаются постоянными.

1244412

Фиг.5

1244412 м„р

Ср

Г

Ng

Яср

Фиг. б

Составитель В. Роза>и>в

Текред И. Верее Коррект<>р В. Ьутяга

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

П3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Релактор Е. Конча

Заказ 3798/39