Предохранительная фрикционная муфта предельного момента вращения

 

Изобретение относится к машиностроению и является средством защиты механических трансмиссий от моментов вращения, превышающих допустимую величину. Устройство состоит из корпуса, входного и выходного валов, один из которых связан с корпусом с возможностью передачи момента вращения, фрикционного набора, нажимного и подпружиненного элементов, кулачкового механизма, подшипников качения и элементов регулировки. С целью повышения точности ограничения момента вращения, кулачковый механизм выполнен в виде кулачковой шайбы, размещенной между нажимным и подпружиненным элементами с возможностью перемещения независимо от нажимного элемента и связанной с последним для обеспечения возможности передачи момента вращения через элементы качения, и кулачков, выполненных на валу, не связанном с корпусом, и взаимодействующих с кулачковой шайбой также через элементы качения. Таким образом, при достижении момента вращения, превышающего допустимую величину, взаимодействие кулачков при относительном повороте выходного и входного валов и осевое перемещение нажимного элемента осуществляются по поверхностям, снабженным элементами качения, что повышает точность работы предохранительной муфты. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и является средством защиты механических трансмиссий от моментов вращения, превышающих допустимую величину.

Известны муфты повышенной точности, см., например, книгу: Есипенко Я.И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки. - Киев: Техника, 1972; а.с. 193857, М. кл. F 16 D 7/02; патенты RU 2003882, RU 2003883, RU 2003884, RU 2095656, RU 2003880, М. кл. 5 F 16 D 7/02.

Недостатком этих устройств является то, что нажимной и подпружиненный элементы, воздействующие на фрикционный пакет, перемещаются на направляющих с трением скольжения, которое под действием части передаваемого крутящего момента, является величиной переменной и трудноопределимой (статическое трение при страгивании больше трения скольжения, они существенно отличаются друг от друга), что понижает возможную точность срабатывания муфты.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.

Указанная задача решается за счет того, что в известной предохранительной фрикционной муфте предельного момента вращения, состоящей из корпуса, входного и выходного валов, один из которых связан с корпусом с возможностью передачи момента вращения, фрикционного набора, нажимного и подпружиненного элементов, кулачкового механизма, подшипников качения и элементов регулировки, кулачковый механизм выполнен в виде кулачковой шайбы, размещенной между нажимным и подпружиненным элементами с возможностью перемещения независимо от нажимного элемента и связанной с последним для обеспечения возможности передачи момента вращения через элементы качения, и кулачков, выполненных на валу, несвязанном с корпусом, и взаимодействующих с кулачковой шайбой, также через элементы качения.

Сущность предлагаемого устройства показана на чертежах:

- на фиг.1 показан общий вид устройства;

- на фиг.2 - поперечное сечение места взаимодействия кулачков и поводков, на контактирующих поверхностях деталей выполнены желоба, в которых расположены шарики;

- на фиг.3 - вид сверху кулачка 14 входного вала 3, кулачковая шайба 9 и нажимной элемент 7 с поводками 15.

Конструкция муфты состоит из корпуса 1, на внутренней поверхности которого в осевом направлении выполнены шлицы 2 для передачи момента вращения, входного (выходного) 3 и выходного (входного) 4 валов, фрикционного пакета, включающего в себя ведущие 5 и ведомые 6 диски, нажимного 7 и подпружиненного 8 элементов, между которыми расположена кулачковая шайба 9, пружин 10, шариков 11 в качестве элементов качения (все поворачивающиеся и смещающиеся детали, кроме дисков фрикционного пакета, взаимодействуют через посредство элементов качения - шариков, для размещения которых на контактирующих парах выполнены желоба) и промежуточного вала 12 со шлицами 13.

Фланец вала 3 включает в себя два кулачка 14 с боковыми поверхностями, выполненными по винтовой траектории под определенным расчетным углом, эквидистантно которым выполнены боковые поверхности кулачковой шайбы 9, которая включает в себя пазы, предназначенные для размещения поводков 15, расположенных на торце нажимного элемента 7, в центральном отверстии которого выполнены шлицы 16, и предназначенные для восприятия и передачи момента вращения.

Устройство работает следующим образом: момент вращения номинальной величины передается от вала 3 к валу 4 (или наоборот) как через жесткую конструкцию.

При превышении максимально допустимой величины крутящего момента осевая составляющая окружного усилия на кулачках 14 вала 3 превышает величину суммарного усилия пружин 10, вследствие чего кулачковая шайба 9, благодаря тому, что поводки 15 нажимного элемента 7 в пазах легко смещаются несмотря на передаваемое окружное усилие, прокатываясь на шариках, отжимается от нажимного элемента 7, уменьшая давление нажимного элемента 7 на фрикционный пакет дисков 5 и 6, которые начинают пробуксовывать между собой, ограничивая величину передаваемого крутящего момента (на дисках 5 выполнен шлицевой венец на периферии, который взаимодействует со шлицами 2 корпуса 1, а на дисках 6 шлицы выполнены в центральном отверстии и взаимодействуют со шлицами 13 промежуточного вала 12).

Таким образом, момент вращения передается статическим трением дисков прижатых друг к другу с помощью набора пружин, при превышении момента вращения допускаемой величины, кулачковый механизм отжимает пружины “включая сцепление”, точность срабатывания муфты обеспечивается точностью механизма выключения, которая обеспечивается, в свою очередь, наличием элементов качения между взаимодействующими поверхностями.

Формула изобретения

Предохранительная фрикционная муфта предельного момента вращения, состоящая из корпуса, входного и выходного валов, один из которых связан с корпусом с возможностью передачи момента вращения, фрикционного набора, нажимного и подпружиненного элементов, кулачкового механизма, подшипников качения и элементов регулировки, отличающаяся тем, что кулачковый механизм выполнен в виде кулачковой шайбы, размещенной между нажимным и подпружиненным элементами с возможностью перемещения независимо от нажимного элемента и связанной с последним для обеспечения возможности передачи момента вращения через элементы качения, и кулачков, выполненных на валу, не связанном с корпусом, и взаимодействующих с кулачковой шайбой также через элементы качения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3