Предохранительная муфта

 

Использование, в области машиностроения для передачи крутящего момента при высокой нагрузочной способности и плавность работы муфты Сущность изобретения: ведущая 3 и ведомая 4 полумуфты установлены на цилиндрическом валу 1 и подпружинены одна к другой посредством пружины 5 переменной жесткости. Правым концом пружина 5 опирается на диск 9, к которому прикреплен постоянный магнит 10 Постоянный магнит 6 закреплен на валу , а магнит 7 - на диске 8, закрепленном на вачу Постоянные магниты 6 и 10 обращены один к другому полюсами одноименной полярности, а магниты 7 и 10 - полюсами разноименной полярности При наступлении перегрузки полумуфты 3 смещаются вправо, при этом пружина 5. воздействуя на диск 9, перемещает его вместе с магнитом 10 в направлении магнита 6, поэтому срабатывание муфты не сопровождается увеличением силы сжатия пружины 5 Отсутствие действия магнитных сил на полумуфту 3 позволяет повысить нагрузочную СПОСОбнОСТЬ МУФТЫ 1 ЗП.Ф-ЛЫ, 1 ИЛ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

<ю) RU (1ц 2О03885 t I (Я) 1

Р1) 50а565/27

{22) 19.05.92 (48) 30.11.93 Бюл. Ия 43-44 (76) Шишкарев Михаил Павлович (Щ ЙРЕДОХРАНИ1ЕБЬНАЯ NP©N (57) Использование: в области мащиностроения дпя передачи кру1ящего момента при высокой нагрузочной способности и плавность работы муфты.

Сущность изобретения: ведущая 3 и ведомая 4 попумуфты установлены на цилиндрическом валу 1 и . подпружинены одна к другой посредством пружины

5 переменной жесткости Правым концом пружина

5 опирается нз диск 9, к которому прикреплен постоянный магнит 10. Постоянный магнит 6 закреплен на валу 1, а магнит 7 — на диске 8, закрепленном на валу Постоянные магниты 6 и 10 обращены один к другому полюсами одноименной полярности, а магниты 7 и 10 — полюсами разноименной полярнопи. При наступлении перегрузки полумуфты 3 смещаются вправо, при.этом пружина 5, воздействуя на диск 9, перемещает его вместе с магнитом

10 в направлении магнита 6, поэтому срабатывание муфты не сопровождается увеличением силы сжатия пружины 5. Отсутствие действия магнитных сил на полумуфту 3 позволяет повысить нагрузочную способность муфты 1 зл.ф-лы, 1 ил.

2003885 жины 5 и нарушением равновесия магнита

10. При этом левая часть уравнения (1) превысит правую часть, в соответствии с чем магнит 10 с диском 9 переместится вправо под воздействием возрастающей силы пружины; 3то приводит к увеличению силы отталкивания между магнитами 6 и 10, а также к уменьшению силы притягивания между магнитами 7 и 10. причем изменение указанных сил происходит обратно пропорционально квадрату расстояния между полюсами магнитов.

Таким образом, с одной стороны, перемещение вправо полумуфты 3 при срабатывании приводит к увеличению сжатия пружины 5. с другой стороны, перемещение правого конца пружины способствует уменьшению ее сжатия. Поэтому срабатывание муфты не сопровождается увеличением сжатия пружины 5, причем ее усилие в процессе выхода иэ зацепления кулачков полумуфт 3 и 4 уменьшается, что не требует дополнительного усилия на кулачках и повышает точность срабатывания муфты.

Для периода времени; соответствующего моменту выхода кулачков полумуфт 3 и 4 из зацепления друг с другом, когда диск 9 с магнитам 10 занимают крайнее правое положение, уравнение равновесия магнита 10 с дискам 9 имеет вид;

= Рм1 + м2 Ри. (2)

f где Fn — сила сжатия пружины 5 в указанный период времени;

Рм1 — сила взаимодействия между магнитами 6 и 10 в указанный период времени;

Ри — сила инерции движения диска 9, магнита 10 и пружины 5;

FM< — сила взаимодействия между магнитами 6 и 10 в указанный период времени.

При повторном сцеплении кулачков полумуфт 3 и 4 палумуфта 3 перемещается влево под действием силы пружины 5, что приводит к уменьшению Еп . B результате этога равновесие диска 9 с магнитом 10 нарушается, причем правая часть уравнения (2) превысит левую (в этот момент времени F = О) и диск 9 с магнитом 10 переместятся влево под действием силы

Fv> . Указанное перемещение сопровождается уменьшением FM1 и возрастанием FM2

Силовая характеристика пружины 5 должна обеспечивать изменение силы ее сжатия, адекватное изменению силы взаимодействия между магнитами 7 и 10. Для установления закономерности изменения осевой жесткости пружины 5 запишем уравнение равновесия диска 9 с магнитом 10 (без учета силы взаимодействия между магнитами 6 и 10) при произвольном осевом положении последних и начальном условии:

FnO= FMO, (3) где F

FMo — сила взаимодействия между маг5 нитами 7 и 10.

Рмо = (4) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц размерности; в, M — магнитные массы магнитов 7 и

10;

r — расстояние между полюсами магнитов, Тогда уравнение равновесия элементов

9 и 10 при их произвольном осевом положении имеет вид:

KmM +KmM (5) (Р )2 ™ где Z — осевая жесткость пружины 5;

Х вЂ” текущая величина сжатия пружины.

Решая уравнение {5), получим;

Km M(1 1

2 „2 — — )

{6)

При повторном сцеплении кулачков полумуфт 3 и 4 диск 9 с магнитом 10 занимают промежуточное асевас положение, при котором сила сжатия пружины 5 уравновешивается суммарной силой взаимодействия магнитов 6 и 10, " и 10. Параметры магнита

6 и ега осевое перемещение на валу 1 выбираются такими, чтобы сила взаимодействия между магнитами б и 10 была незначительна при F< = Fo, тогда повторное срабатывание муфты (процесс расцепления кулачков полумуфт 3 и 4) происходит при начальном усилии пружины Fno = 3„.5 кг, что резко уменьшает динамические нагрузки и износ

40 кулачков.

После остановки вращения муфты пер.воначальная сила сжатия пружины 5 устанавливается перемещением влево диска 9 с магнитом 10 на необходимое для настройки расстояние, которое может контролироваться, например. при помощи отградуированной в единицах крутящего момента шкалы, нанесенной на вал 1 или.прикрепленной к нему. При этом в соответствии с

50 силовой характеристикой пружины сила ее сжатия уравновешивается соответствующей силой взаимодействия между магнитами7и10, Максимальный момент настройки муфты обеспечивается при положении магнитов

7 и 10. показанном на чертеже, Использование изобретения позволит повысить нагруэочную способность муфты вследствие отсутствия действия магнитных сил непосредственно на ведущую полумуф2003886 ту, а также плавность работы вследствие {66) Авторское свидетельство СССР гашения действующих на ведущую полу- М 3603ОИ, кл. F 16 О 7/04, Щ90, муфту колебаний пружиной и магнитами, Составитель М.Шишкарев

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

Тираж Подписное

НПЮ "Поиск" Роспатента

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 проиааодстаенно-иадателаскиа комбинат "Патент", r. Уинтрод, ул.Гагарина. 101

Формула изобретения

1. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая размещенные на общем цилиндрическом элементе подвижную s окружном направленйи ведомую полумуфту и подпружиненную в осевом направлении . ведущую полумуфту, связанные посредством профильных кулачков, и выполненные в виде втулок постоянные магниты, один из которых установлен с возможностью ре улировочного перемещения, отличающаяся тем, что она снабжена упорной шайбой, второй магнит установnåè между пружиной и первым магнитом с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упорной шайбой, установленной с возможностью регулировочного перемещения между ведущей полумуфтой и вторым магнитом, при этом магниты расположены один к другому одноименными полюсами, а пружина выполнена переменной жесткости.

2, Муфта по п.1, отличающаяся тем, что упорная шайба выполнена в виде постоянного магнита, обращенного к второму магниту разноименным полюсом.