Шариковая предохранительная муфта

 

Использование: в устройствах защиты от перегрузок, работающих на невысоких скоростях в переменных направлениях, например в станочных тисках. Сущность изобретения: шариковая предохранительная муфта состоит из ведомой полумуфты 1, установленной на валу 2 с возможностью свободного вращения и подпружиненной относительно нее ведущей полумуфты 3. Шарики 4 расположены между торцами полумуфт. Узел регулировки выоплнен в виде пружины 5 и контргаек 6. На торце полумуфты 1 выполнена круговая канавка 7 полукруглого профиля, а на торце полумуфты 3 выполнены прямолинейные пазы 8, имеющие такой же профиль, своей средней частью находящиеся напротив оси канавки 7 и заканчивающиеся за ее пределами по обе стороны. Причем глубина пазов больше глубины канавок 7. При вращении вала по часовой стрелке поворачивается полумуфта 3. Поверхность паза 8 набегает на шарики 4 и прижимает их к поверхности канавки 7, шарик закатывается в клин и передают окружное усилие от полумуфты 3 к полумуфте 1. В случае превышения момента сопротивления шарик выдавливается из канавки 7 на торец ведомой полумуфты 1, передача окружного усилия прекращается. Для возвращения муфты в исходное состояние необходимо вал повернуть в обратную сторону, при этом наклонная поверхность паза вытолкнет шарик в канавку. При реверсировании работа муфты аналогична. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам защиты от перегрузок, работающим на невысоких скоростях в переменных направлениях, например, в статочных тисках.

Известна муфта, на торце одной из полумуфт которой выполнен зубчатый венец, а во второй полумуфте напротив этого зубчатого венца имеются гнезда с помещенными в них подпружиненными элементами сцепления (1).

Наряду с преимуществами у данной муфты можно отметить некоторую сложность конструкции, обусловленную технологией изготовления зубчатого венца и необходимостью поджатия каждого элемента сцепления индивидуальной пружиной; различную нагруженность этих элементов сцепления, так как в передаче крутящего момента участвует лишь часть из них; а также значительные динамические нагрузки при пробуксовке полумуфт из-за проскакивания элементов сцепления по зубчатому венцу.

Известна предохранительная шариковая муфта, содержащая подпружиненные друг относительно друга ведущую и ведомую полумуфты, имеющие на взаимообращенных торцах криволинейные канавки, и находящийся между ними сепаратор с радиальными пазами, в которые помещены шарики (2).

Сложность конструкции муфты определяется наличием сепаратора с упругими элементами в его пазах, выполнением на торце каждой полумуфты кольцевой канавки и дугообразных пазов, а также трудностью возвращения устройства в рабочее состояние после срабатывания. Кроме того, данная муфта не позволяет реверсировать нагрузку, так как при указанном расположении криволинейных пазов расчетный крутящий момент передается только в одну сторону.

Наиболее близкой по достигаемому эффекту к изобретению является шариковая предохранительная муфта, содержащая ведущую полумуфту, на фланце которой выполнены две выемки различного заглубления, соединенные наклонным выступом, ведомую полумуфту, имеющую на своем фланце спиралевидные канавки и соединенные с ними наружную и внутреннюю кольцевую канавки, а также находящийся между полумуфтами сепаратор, в пазах которого помещены шарики (3).

Однако при явных преимуществах данная муфта имеет сложную конструкцию, обусловленную наличием сепаратора и нетехнологичностью пазов на торцах ведомой и ведущей полумуфт; в случае реверсирования она срабатывает при различных значениях крутящего момента, что определяется формой канавок на полумуфтах и положением шариков относительно оси муфты; а также при возвращении муфты в исходное рабочее состояние возможен значительный проворот полумуфт, зависящий от спиралевидных канавок, увеличение числа которых при уменьшении угла поворота ведет к повышению потерь на трение.

Задачей данного изобретения является повышение надежности работы, что обеспечивается благодаря упрощению конструкции муфты и установлению одинакового момента срабатывания при ее реверсе.

Указанная задача достигается тем, что в шариковой предохранительной муфте, содержащей вал, установленные на нем неподвижную в осевом направлении ведомую полумуфту и подпружиненную к ней ведущую полумуфту, на взаимообращенных торцевых поверхностях полумуфт выполнены канавки в поперечном сечении полукруглой формы, одна из которых выполнена круговой и концентричной оси муфты, а другая - в виде пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а также шарики, помещенные в местах совмещения канавки с пазами, пазы ведущей полумуфты выполнены прямолинейными, расположены своей средней частью напротив круговой канавки на ведомой полумуфте, концы пазов расположены за пределами круговой канавки по обе стороны от нее, при этом глубина пазов больше глубины круговой канавки.

На фиг.1 изображен общий вид шариковой предохранительной муфты; на фиг. 2 - взаимное положение шариков и канавок полумуфт; на фиг.3 - разрез А-А, по шарику в момент передачи муфтой нагрузки; на фиг.4 - разрез А-А после срабатывания муфты.

Шариковая предохранительная муфта состоит из ведомой полумуфты 1, посаженной на вал 2 с возможностью свободного вращения, но с ограничением осевого перемещения, подпружиненной относительно нее ведущей полумуфты 3, которая установлена на шлицах вала 2 и может перемещаться вдоль его оси. Шарики 4 расположены между торцами обеих полумуфт. Узел регулировки силы сжатия пружины 5, поджимающей полумуфту 3 к полумуфте 1, выполнен в виде двух контргаек 6. Ведомая полумуфта 1 на своем обращенном к ведущей полумуфте торце имеет круговую канавку 7 полукруглого профиля, а на торце ведущей полумуфты 3 выполнены с таким же профилем прямолинейные пазы 8, своей cредней частью находящиеся напротив круговой канавки 7. Концы пазов расположены за пределами канавки. Причем глубина круговой канавки 7 меньше, чем глубина прямолинейных пазов 8, а шарики находятся в зоне их совмещения. На фиг.3 шарик 4 расположен в контакте с поверхностями 9 и 10 канавки и паза. В данном случае нерабочими являются поверхности 11 и 12.

При вращении вала 2 по часовой стрелке, фиг.2 и фиг.3, вместе с ним поворачивается и полумуфта 3. Поверхность 9 ее прямолинейного паза 8 набегает на шарик 4 и прижимает его к поверхности 10 круговой канавки 7. Перемещаясь вместе с ведущей полумуфтой 3, шарик 4 закатывается в клин между поверхностями канавок и прочно там удерживается, передавая окружное усилие от ведущей полумуфты 3 к ведомой 1.

Если же момент сопротивления на полумуфте 1 превышает величину, определенную действием сжатой пружины, то поверхность 9 прямолинейного паза 8 выдавливает шарик 4 из круговой канавки 7 на торец ведомой полумуфты 1, так как глубина канавки 7 меньше глубины прямолинейного паза 8. При этом полумуфта 3 отходит от полумуфты 1 (фиг.4). И хотя осевая деформация пружины 5 увеличивается, передача крутящего момента прекращается, так как шарик 4 начинает проскальзывать по ровному торцу ведомой полумуфты 1 и в прямолинейном пазу 8.

Для возвращения муфты в исходное рабочее состояние необходимо провернуть вал 2 в противоположную сторону. В результате чего наклонная поверхность 11 паза 8, воздействуя на шарик 4, вытолкнет его из своего конца в круговую канавку 7.

Работа шариковой предохранительной муфты при вращении вала против часовой стрелки аналогична.

Формула изобретения

ШАРИКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая вал, установленные на нем неподвижную в осевом направлении ведомую полумуфту и подпружиненную к ней ведущую полумуфту, на взаимообращенных торцевых поверхностях полумуфт выполнены канавки полукруглой формы в поперечном сечении, на одной из полумуфт канавка выполнена круговой и концентричной оси муфты, а на другой - в виде пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а также шарики, помещенные в места совмещения канавки с пазами, отличающаяся тем, что пазы на ведущей полумуфте выполнены прямолинейными, расположены своей средней частью напротив круговой канавки на ведомой полумуфте, концы пазов расположены за пределами круговой канавки по обе стороны от нее, при этом глубина пазов больше глубины круговой канавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4