Предохранительная фрикционная муфта

 

Сущнос с, изобретения1 фрикционные диски расположены между упорной втулкой ч передающим осевое усилие узлом, который выполнен в виде последовательно установленных грех деталей i ервая из этих де талей выполнена с клиновой поверхностью сопряженной с рабочей поверхностью нажимного элемента, установленного с возможностью радиального перемещения Вторая и третья детали выполнены с сопряженными сферическими поверхностями и расположены между фрикционными диска ми и первой деталью В пазах второй детали расположены шайбы с цилиндрическими боковыми поверхностей Одна часть фрикционных дисков связана с возможностью продольного перемещения с шайбами г вторая - с одним из валов. Другой вал свя зан с второй деталью передающего осевое усилие узла. 3 з п ф-лм 3 чл. г / U .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ф Е (5н. F 16 0 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4774453/27 22) 28.12,89 (46) 15.09.92. Бюл. М 34 (71) Научно-производственное объединение по технологии механосборочного производства и специального оборудования (72) С.С.Смирнов, С.П,Лекомцев, Н.А.Прокудин и К,Д,Львович (56) Авторское свидетельство СССР

М 1439311, кл. F 16 D 7/00. 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1I649210, кл. F 16 P 5/00, 1989, (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА

;57) Сущное:: изобретения: фрикционные дvlcKI расположены междуупорной втулкой и передаю.цим осевое усилие узлом, котоПредполагаемое изобретение относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для передачи вращения к предохранительным фрикционным муфтам, и может быть использовано для передачи крутяшего момен-.а определенной величины. в пределах диапазона типоразмера муфты, компенсации несоосностей соединяемых валов и автоматического отключения ведущего звена при перегрузках.

Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, фрикционные прокладкл, выполненные в виде запрессованных в полумуфты вкладышей со сферической внутренней поверхностью, зажимнай элемент, выполненный в виде двух пальцев со сферическими головками, входящими во вкладыши. На цилиндрической поверхности рый выполнен в виде последовательно установленных трех деталей. Первая из этих деталей выполнена с клиновой поверхностью. сопряженной с рабочей псверхностью нажимного элемента, установленного = возможностью радиального перемещения.

Вторая и третья детали выполнены с сопряженными сферическими поверхностями и расположены между фрикцианными дисками и первой деталью. В пазах второй детали расположены шайбы с циilè÷äðè÷ескими боковыми поверхностями. Одна часть фрикционных дисков связана с возможностью продольного перемещения с шайбами. г вторая — с одним лз BBIIQp.. Другей вал Связан с второй деталью передающего осевое усилие узла. 3 з.п ф-лы Э ил. пальцев выполнены винтовые канавки, в которые входят опорные витки пружины крученля, соединяющле палумуфты. Муфт"-. содержит узел регулирования величину крутящего момента, выполненный в виде струи. закрепленных одним концом ка кольце осевого шарикоподшипника, смонтированного на ведущей полумуфте. а другим — в конических отверстиях втулок. свободно посаженных во фланце ведомой полумуфты и перемещаемых относительно нее регулировочными винтами.

К недостаткам этой муфты относится. во-первых, сложность регулирования величины крутящего момента из-за наличия большого числа струн и регулировочных влнтов; во-вторых, ненадежность установки заданной величины крутящего момента изза необходимости i:îñëåäoâàòåëüíîé регу1762018 лировки натяжения каждой струны и отсутствия средств фиксирования производимой регулировки; в-третьих невозможность осуществления регулировки непосредственно в процессе работы муфты из-за размещения ретулировочных элементов на фланце полумуфты; в-четвертых, ненадежность отключения полумуфт при перегрузке из-за отсутствия сигнального устройства, дающего команду на отключение привода при пробуксовке одной полумуфты относительно другой; в-пятых, небольшие пределы компенсируемой несоосности валов, ограниченные упругой деформацией струн, из-за недопустимого для струн ни провисания, ни пластической деформации, Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, фрикционные прокладки в виде дисков, узел регулирования величины крутящего момента, установленный на ступице одной из полумуфт диск с возможностью поворота относительно нее и имеющем на наружном торце клиновую поверхность, при этом узел регулирования величины крутящего момента выполнен в виде неподвижного корпуса со ступицей, установленной на валу, размещенной в корпусе с возможностью относительного поворота планшайбой с нарезкой в виде гайки, связанного с планшайбой, входящего с ней в зацепление резьбового элемента в виде винта с приводом, смон ированного в корпусе, а также кулачков, размещенных между опорным элементом и диском, причем кулачки выполнены в виде размещенных на плечах рычагов тел качения, а рычаги выполнены с зубчатыми секторами, размещенными с возможностью взаимодействия с зубчатым венцом планшайбы.

Известная муфта не обеспечивает компенсацию несоосности валов, а также автоматического выключения при перегрузках.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств путем обеспечения компенсации угловых погрешностей установки соединяемых деталей, повышение точности регулирования величины крутящего момента, а также обеспечение автоматического отключения приводного устройства.

Эта цель обеспечивается тем, что предохранительная фрикционная муфта, содержащая корпус, два вала, фрикционные диски с наружными и расположенными в их концентрических отверстиях внутренними боковыми поверхностями, размещенные между упорными поверхностями связанных с корпусом зафиксированной от осевого перемещения упором втулки и установленно5

ro подвижно передающего осевое усилие узла, нажимной узел с приводом радиального перемещения в виде нажимного элемента. связанного с корпусом с возможностью вращения управляемого вручную приводного звена и установленного в корпусе с возможностью вращения промежуточного звена, которое сопряжено посредством винтовой пары с приводным звеном и связано с нажимным элементом возможностью преобразования своего вращения в радиальное перемещение нажимного элемента посредством преобразующих элементов. при этом передающий осевое усилие узел выполнен с обращенной в радиальном направлении клиновой поверхностью, которая сопряжена с рабочей поверхностью нажимного элемента, снабжена жестко установленными на упорной втулке, расположенными тангенциально шайбами с боковой цилиндрической поверхностью и двумя группами сопряженных с чередов-:,нием с наружными и внутренними боковыми поверхностями фрикционных дисков с возможностью продольно о перемещения последних фиксирующих от относи гельного вращения элементов, передающий осевое усилие узел выполнен в виде последовательно установленных трех деталей, на перВой из котоpûх Вы пол нена упомя натая клиновая поверхность, вторая дегаль связана с первой с возможностью вращения и выполнена с продольнь;ми пазами и сферической торцовой поверхностью. обращенной в продольном направлении противоположном продольному направлению в котором обращена клиновая поверхность первой детали, третья деталь выполнена также со сферической поверхностью, сопряженной со сферической поверхностью второй детали, упорная поверхность этого узла расположена на его третьей детали со стороны противоположной в продольном направлении ее сферической поверхности, шайбы размещены в продольных пазах второй детали, одна из групп фиксирующих от относительного вращения элементов выполнена в шайбах, а вторая расположена на одном из валов, при этом вторая. детал ь передающего осевое ус ил ие узла связана с возможностью осевого перемещения со вторым валом, нажимной элемент выполнен в виде клина, сопряженного скошенной поверхностью с клиhoBoA поверхностью первой детали передающего осевое усилие узла, преобразующие элементы выполнены в виде винтовых развивающихся к периферии муфты по cïèðàëè

Архимеда collpsl>KeHHb!x нарезок, расположенных на нажимном элементе и промежу1 62018 точном звене, приводное звено выполнено в виде червячного колеса, а промежуточное звено в виде сопряженного с червячным колесом зубчатого колеса, муфта снабжена также расположенными на корпусе градуированным лимбом и смонтированным на промежуточном звене указателем, при этом муфта содержит командный узел в виде ус.тановленной концентрично второму валу нажимной втулки с направляющими продольными пальцами, связанными с этим валом, концевого выключателя, установленного с возможностью контакта с нажимной втулкой и электрически связанного с системой управления приводного устройства машины и шариками, упорная втулка выполнена с выемками переменной глубины, шарики расположены в упомянутых выемках с контактом с торцами напоавляющих пальцев, а нажимная втулка подпружинена в направлении выемок, На фиг.1 изображен общий вид муфты; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3— сечение Б-Б на фиг.1.

Муфта содержит ведущую вторую деталь 1 со ступицей, установленную на шпонке 2 на валу 3 электродвигателя 4, диск 5, установленный на ступице второй детали 1 с возможностью относительного поворота.

Между торцами второй детали 1 и диска 4 размещен упорный подшипник 6. На наружном торце первой детали 5 выполнена клиновая поверхность, а на наружном торце второй детали 1 выполнена сферическая выемка, в которой установлена сферическая третья деталь 7, выполненная, например из фторопласта. На наружной поверхности второй детали 1 закреплена обойма 8 с равномерно расположенными по окружности выемками 9, в которых размещены шайбы 10, контактирующие при передаче вращения своей боковой цилиндрической поверхностью со стенками выемок 9. В шайбах 10 выполнены продольные прорези 11, в которое входят лепестки 12, имеющиеся на периферии ведущих фрикционных прокладок, выполненных в виде дисков.

Муфта содержит ведомую полумуфту

14, установленную на валу ",5, В ступице полумуфты 14 выполнены пазы 16, в которые заходят лепестки 17 ведомой группы фрикционных прокладок 18. размещенных между прокладками 13.

Муфта содержит также узел регулирования величины крутящего момента, выполненный в виде корпуса 19 со ступицей. закрепленного на электродвигателе 4, в котором смонтирован червяк 20 с приводом 21 поворота в виде, например, рукоятки. На ступице корпуса 19 через подшипник 22

55 скольжения, например, фтороflëàстовую втулку, установлен нажимной элемент, на наружной поверхности которой закреплено промежуточное звено 24, входящее в зацепление с приводным звеном 20. На торце промежуточного звена 23 выполнена нарезка в виде архимедовой спирали. Между промежуточным звеном 23 и диском 5 с возможностью радиального перемещения, установлены кулачки 25. На одном из торцов каждого кулачка 25 (их может быть четыре) выполнена клиновая поверхность, контактирующая с клиновой поверхностью первой детали 5, а на втором — наоезка в виде архимедовой спирали, входящая в зацепление с нарезкой на торце нажимного элемента 23. На корпусе 19 закреплен градуированный лимб 26, показывающий величину крутящего момента, а на планшайбе 23 смонтирован указатель 27.

Муфта содержит также узел сигнализации, выполненный в виде упорной втулки

28, установленной через подшипник скольжения 29 на ступице ведомой полумуфты 14.

На наружной поверхности упорной втулки

?3 выполнены выступы, на которые своими прорезями 11 одеты шайбы 10. Шайбы 10 закреплены на упсрной втулке 28 консольно посредством винтов 30. Во фланце ведомой полумуфты 14 равномерно по окружности смонтированы гнезда 3". с подпружиненными посредством пружин 32 направляющими пальцами 33, имеющими возможность осевого.перемещения.

В гнездах 31 между торцами направляющих пальцев 33 и торцом втулки 28 размещены тела вращения 34, например, шарики, которые входят в углубления выполненной на торце упорной втулки 28 в выемки на профильной поверхности 35. На свободных концах направляющие пальцы 33 закреплена нажимная втулка 36, контактирующая " концевым выключателем 37, дающим команду на отключение двигателя 4.

Муфта работает следующим образом.

Для включения муфты оператор поворотом рукоятки 21 через приводное звено 20 и промежуточное звено 24 поворачивает промежуточное звено 23 до момента, когда указатель 27, поворачиваясь вместе с планшайбой, будет показывать на лимбе 26 требуемую величину передаваемсго крутящего момента. При этом, благодаря зацеплению промежуточное звено 23 с кулачками

25 по архимедовой спирали. последние равномерно и плавно перемещаются в радиальном направлении к оси вала 3 двигателя 4.

Своими клиновыми поверхностями кулачки

25 передают давление на первую деталь 5. который, перемещаясь вдоль оси. через

1762018

10 мых валов

25

50 упорный подшипник 6, передает давление на.вторую деталь 1, Вторая деталь 1 через третью деталь 7 воздействует на фрикционные диски 13 и 18 в результате чего они сближаются и сжимаются и san 15 плавно разгоняется до скорости вала 3.

В случае необходимости изменения величины передаваемого крутящего момента (MK) требуется повернуть рукоятку 21 в ту или иную сторону и установить на лимбе 26 указатель 27 на нужную величину МК. При этом изменение МК может осуществляться при работе двигателя 4, без его остановки, T.ê. рукоятка 21 и корпус 19 остаются неподвижными при вращении ведущего вала 3.

Изменение МК в процессе работы двигателя, благодаря зацеплению нажимного элемента 23 с кулачками 25 по архимедовой спирали, осуществляется плавно, не скачкообразно, При перегрузке, возникающей на валу

15, приводящей к уменьшению его скорости или внезапной остановке, упорная втулка

28, связанная со второй деталью 1 пакетом сжатых дисков 13 и 18, начинает проворачиваться на подшипнике 29 относительно ведомой полумуфты 14.

Выемки профильной поверхности 35 упорной втулки 28 наезжают на шарики 34 и отводят их вправо по чертежу (фиг.1), При этом направляющие пальцы 33 перемещаются вправо, сжимая пружины 32, и перемещают, в свою очередь, нажимную втулку 36, которая наезжает на ролик, концевой выключатель 37, который дает команду на выключение электродвигателя 4. Срабатывание узла сигнализации происходит практически мгновенно, т.к. шарики 34 постоянно находятся в контакте с выемками профильной поверхности 35.

Муфта позволяет передавать MK npu значительных угловых (порядка 8 — 10О), радиальных и осевых несоосностей соединяемых валов. Это осуществляется с одной стороны за счет наличия третьей детали 7 в ведущей полумуфте, а с другой стороны— размещения лепестков 12 дисков 13 в прорезях шайб 10, которые в процессе вращения упорной втулк% 28, установленной с перекосом или смещением относительно ведущей полумуфты, разворачиваются в выемках обоймы 8, скользя боковой цилиндрической поверхностью по их плоским стенкам, Для выключения муфты оператор поворотом рукоятки 21 через приводное звено

20 поворачивает промежуточное звено 23, кулачки 25 расходятся, снимая давление на фрикционных дисках, которые разжимаются и начинают проскальзывать друг относительно друга, При этом ведомый вал 15 совершает выбег до полной остановки.

Таким образом предлагаемая муфта решает одновременно комплекс проблем: точное надежное и плавное регулирование величины передаваемого крутящего момента, автоматическое отключение двигателя при перегрузках, компенсацию угловой радиальной и осевой несоосности соединяеФормула изобретения

1, Предохранительная фрикционная муфта, содержащая корпус, два вала, фрикционные диски с наружными и расположенными в их концентричных отверстиях внутренними боковыми поверхностями. расположенные между упорными поверхностями связанных с корпусом зафиксированной от осевого перемещения упорной втулки и установленного подвижно передающего осевое усилие узла, нажимной узел с приводом радиального перемещен.:ия В виде нажимного элемента, связанного с корпусом с возможностью вращения управляеМОГО Вручную приВОднОГО зВена и установленного в корпусе с возможностью вращения промежуточного звена, которое сопряжено посредством винтовой пары с приводным звеном и связано с нажимным элементом с возможностью преобразования своего вращения в радиальное перемещение нажимного элемента посредством преобразующих элементов. при этом передающий осевое усилие узел выполнен с обращенной в радиальном направлении клиновой поверхностью, которая сопряжена с рабочей поверхностью нажимного элемента, о т л и ч а ю ща я с я тем. что, с целью повышения эксплуатационных качеств путем обеспечения компенсации угловых погрешностей установки соединяемых деталей, она снабжена жестко установленными на упорной втулке, расположенными тангенциально шайбами с боковыми цилиндрическими поверхностями и двумя группами сопряженных с чередованием с наружными и внутренними боковыми поверхностями фрикционных дисков с возможностью продольного перемещения последних фиксирующих от относительного вращения элементов, передающий осевое усилие узел выполнен в виде последовательно установленных трех деталей, на первой из которых выполнены упомянутая клиновая поверхность, вторая деталь связана с первой с возможнос ью вращения и выполнены с продольными пазами и сферической торцевой поверхностью, обращенной в продол ьном направлении. противоположном продольному направле1762018

10 нию, в котором обращена клиновая поверхность первой детали, третья деталь выполнена также со сферической поверхностью, сопряженной со сферической поверхностью второй детали, упорная поверхность этого узла расположена на его третьей детали со стороны, противоположной в продольном направлении ее сферической поверхности, шайбы размещены в продольных пазах второй детали, одна из групп фиксирующих от относительного вращения элементов выполнена в шайбах. а другая расположена на одном из валов, при этом вторая деталь передающего осевое усилие узла связана с возможностью осевого перемещения с вторым валом, 2. Муфта по и 1, î — л и ч а ю щ а я с я тем, что нажимной элемент выполнен в виде клина, сопряженного скошенной поверхноcTi>io c KJii H B é поверхностью первой детали передающего осевое усилие узла, преобразующие элементы выполнены s виде винтовых развивающихся к перисрерии муфты по спирали Архимеда сопряженных нарезок, расположенных на нажимном элементе и промежуточном звене, приводное звено выполнено в виде червячного колеса. а промежуточное звено — s виде сопряженного с червячным колесом зубчатого колеса.

3. Муфта по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности

5 регулирования величины крутящего момента, она снабжена расположенным на корпусе градуированным лимбом и смонтированным на промежуточном звенеуказателем.

4. Муфта по пп.1 — 3. о т л и ч а ю щ а яс я тем, что. с целью обеспечения автомати.еского отключения приводного устройства. она снабжена командным узлом в виде ус15 тановленной концентрично второму валу нажимной втулки с направляющими продольными пальцами, связанными с этим валом, концевого выключателя, установленного с возможностью контакта с нажимной

20 втулкой и электрически связываемого с системой управления приводного устройства приводимой машины и шариков, упорная втулка выполнена с выемками переменной глубины, шарики расположены в упомяну25 тых выемках с KoHTBKTOM c торцами направляющих пальцев, - нажимная втулка подпружинена в íà",ðëâëåíèè выемок.

1762018

g4 л7 и ! /

Составитель Б.Ермилина

Техред М.Моргентал Корректор Н.Бучо;", Редактор Н.Сильнягина

Проиаводствен но-издательский Koi áéHéT "Патент", г. Ужгород, уа. Ãat apvHa, 101

Зак-""ç 324б Тираж Подг исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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