Передача с предохранительным выключателем

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пружинно-зубчатым предохранительным выключателям. Выключатель содержит платформу (1), с неподвижно закрепленными выключателем (2) и опорами (3, 4), в которых с возможностью вращения установлена ось (5), на которой размещен вал (6), имеющий больший диаметр, чем ось. На валу закреплена и охватывает его одна витая пружина (7), концы (8) которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения и выключателем, имеющая возможность зацепления с колесом (9), закрепленным на оси (10) муфты. Причем вал (6) может иметь возможность перемещения вдоль оси (5), которая должна быть выполнена со шлицами, или сделан заодно с осью (5). В этом случае ось должна иметь возможность осевого перемещения в опорах, при этом двигатель должен быть соединен с осью так, чтобы не препятствовать указанному перемещению, т.е. соединен, например, посредством шлицов. На валу между витками первой пружины (7) может быть закреплена вторая пружина (11). Опора может быть выполнена в виде радиального или радиально-упорного подшипника (12), внутреннее кольцо которого неподвижно соединено с осью (5) и имеет возможность взаимодействия с концом пружины. Достигается упрощение конструкции и повышение надежности. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным муфтам.

Известна фрикционная предохранительная муфта, состоящая из ступицы трения, жестко закрепленной на приводимом валу, шкива и нажимного диска, фрикционных колец, пружин сжатия с болтами и защитного кожуха и кронштейна, имеющий прямую прорезь и возможность проскальзывания вместе со шкивом относительно ступицы трения приводимого вала, а также содержится устройство сигнализации срабатывания, выполненное в виде герконового выключателя, который замыкает электрическую цепь сигнализации от воздействия двух магнитов с противоположной друг другу полярностью, при этом один магнит зафиксирован на диске приводимого вала, а другой магнит соединен с прямой прорезью кронштейна через спиральную прорезь диска и имеет возможность сближения с первым магнитом при проскальзывании муфты [Пат. РФ 2268415, МПК F16D 7/02, 2006].

Недостатками этого устройства являются:

- сложность конструкции, обусловленная большим количеством деталей;

- низкая надежность, вызванная применением фрикционных дисков;

- неоднозначная информативность сигнализации, связанная с тем, что нельзя понять, из-за чего произошло проскальзывание муфты - вследствие превышения момента сопротивления или в результате уменьшения фрикционного момента.

Прототипом является предохранительная муфта, содержащая ведущий и ведомый валы, сопряженные между собой через червячную пару, червяк которой имеет возможность перемещения вдоль оси и взаимодействия своим концом с упругим элементом, неподвижно закрепленным относительно оси [Пат. РФ 2495288, МПК F16D 7/02, F16H 1/16, F16H 55/22, 2013].

Недостатком прототипа является относительная сложность конструкции, обусловленная наличием червячной передачи.

Задача изобретения - упрощение конструкции и повышение ее надежности.

Задача решается тем, что в предохранительной муфте, содержащей, по крайней мере, один выключатель электродвигателя, пружину и червячную пару, червяк которой имеет возможность перемещения вдоль геометрической оси вращения, червяк выполнен в виде цилиндрического вала с закрепленной на нем и охватывающей его, по крайней мере, одной витой пружиной, концы которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения.

Между витками первой пружины размещены витки второй витой пружины, концы которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения. Шаг пружины на валу отличен от ее шага вне вала. Диаметр пружины на валу отличен от ее диаметра вне вала. Ось и вал сопряжены посредством шлицевого соединения. Ось и вал выполнены заодно. Ограничитель осевого перемещения выполнен в виде внутреннего кольца радиального подшипника. На валу витки пружин соприкасаются.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Выполнение червяка в виде цилиндрического вала с закрепленной на нем и охватывающей его, по крайней мере, одной витой пружиной, концы которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения, дает возможность упростить конструкцию и применять муфту в механизмах, которые не требуют точного перемещения при работе, например в механизмах автоподзавода.

Размещение между витками первой пружины витков второй витой пружины, концы которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения, дает возможность увеличить диапазон изменения усилия осевого перемещения вала, что упрощает конструкцию.

Отличие шага и диаметра пружины на валу от ее шага и диаметра вне вала позволяет изменять силовую характеристику пружины, что упрощает конструкцию привода.

Сопряжение оси и вала посредством шлицевого соединения упрощает конструкцию и повышает ее надежность.

Выполнение оси и вала заодно упрощает конструкцию.

Выполнение ограничителя осевого перемещения в виде внутреннего кольца радиального подшипника снижает трение при вращении пружины, что повышает надежность срабатывания муфты при заданном предельном моменте.

Соприкосновение на валу витков пружин повышает их сопротивляемость осевому перемещению вдоль вала под нагрузкой, что повышает надежность.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема предохранительной муфты. На фиг. 2 изображен фрагмент предохранительной муфты. На фиг. 3 изображена опора муфты.

Предохранительная муфта содержит платформу 1 с неподвижно закрепленными выключателем 2 и опорами 3, 4, в которых с возможностью вращения установлена ось 5, на которой размещен вал 6, имеющий больший диаметр, чем ось. На валу закреплена и охватывает его, по крайней мере, одна витая пружина 7, концы 8 которой могут контактировать с ограничителями осевого перемещения (опорами) и выключателем, имеющая возможность зацепления с колесом 9, закрепленным на оси 10 муфты. Причем вал 6 может иметь возможность перемещения вдоль оси 5, которая должна быть выполнена, например со шлицами, или сделан заодно с осью 5. В этом случае ось должна иметь возможность осевого перемещения в опорах, при этом двигатель должен быть соединен с осью так, чтобы не препятствовать указанному перемещению, т.е. соединен, например, посредством шлицов. На валу между витками первой пружины 7 может быть закреплена вторая пружина 11, концы которой могут быть больше, меньше или равны длине концам первой пружины 7, при этом между крайними витками пружин и опорой может быть зазор. Опора может быть выполнена в виде радиального или радиально-упорного подшипника 12, внутреннее кольцо которого неподвижно соединено с осью 5 и имеет возможность взаимодействия с концом пружины.

Работает муфта следующим образом.

Предположим, что вал 6 выполнен отдельно от оси 5, имеющей шлицы. При включении электродвигателя (на чертеже не показан) ось 5 заодно с валом 6 и пружиной 7 начинают вращаться. Для поворота колеса 9, кинематически связанного с каким-то исполнительным механизмом, требуется определенное усилие, а пружина 7, конец 8 которой не касается (или слегка касается) опоры 3, не воздействует с нужным усилием на зуб колеса, поэтому вал 6 начнет передвигаться вдоль шлицов оси 5, одновременно вращаясь (фиг. 1, 2). При этом колесо 9 остается неподвижным, т.е. работа двигателя происходит вхолостую.

Предположим, что вал 6 смещается по оси 5 влево. После касания концом 8 торца опоры 3 пружина 7 начнет сжиматься, при этом усилие воздействия ее в зоне вала 6 на зуб колеса 9 будет плавно возрастать и, в конце концов, оно достигнет величины, достаточной для вращения колеса 9 с осью 10, т.е. необходимой для работы исполнительного механизма.

Возрастание момента сопротивления вращению оси 10 будет вызывать еще большее сжатие пружины 7 и большее перемещение влево вала 6 с ее правым концом. Как только этот момент достигнет предельно допустимой величины, пружина сожмется настолько, что ее отогнутый конец коснется контакта выключателя 2. При этом будет получена информация о появлении недопустимого значения момента сопротивления или выключен электродвигатель. Аналогичным образом происходит работа муфты при вращении оси 5 в другую сторону, а также при выполнении вала 6 заодно с осью 5.

На вал 6 может быть насажена пружина 11, концы которой в зависимости от требований, предъявляемых к характеристике обеих пружин, могут занимать различное положение, относительно концов пружины 7, т.е. сначала, например, может сжиматься пружина 11, а потом - обе вместе. Заметим, что если витки пружины 11 сделать соприкасающимися с витками пружины 7 (показано пунктирной окружностью на фиг. 2), то при силовой нагрузке уменьшается поворот сечения пружины относительно точки (линии) ее контакта с валом в зоне соприкосновения с зубом колеса, а также увеличивается сопротивление пружин осевому перемещению. Для стабилизации величины момента срабатывания муфты перемещение конца пружины 7 (или обеих пружин) ограничивают внутренним кольцом подшипника 12 (фиг. 3).

Внедрение изобретения позволит создать простую по конструкции и надежную предохранительную муфту.

1. Передача с предохранительным выключателем, содержащая кинематически связанные между собой скрещивающиеся ведущую и ведомую оси, с закрепленным на последней зубчатым колесом, отличающаяся тем, что на ведущей оси с возможностью осевого перемещения установлен вал с закрепленной на нем и охватывающей его, по крайней мере, одной витой пружиной, витки которой имеют возможность взаимодействия с зубьями зубчатого колеса, а концы могут контактировать с ограничителями осевого перемещения.

2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что между витками первой пружины размещены витки второй витой пружины.

3. Передача по п.1, отличающаяся тем, что шаг пружины на валу отличен от ее шага вне вала.

4. Передача по п.1, отличающаяся тем, что диаметр пружины на валу отличен от ее диаметра вне вала.

5. Передача по п.1, отличающаяся тем, что ось и вал сопряжены посредством шлицевого соединения.

6. Передача по п.1, отличающаяся тем, что ось и вал выполнены заодно.

7. Передача по п.1, отличающаяся тем, что ограничитель осевого перемещения выполнен в виде внутреннего кольца радиального подшипника.

8. Передача по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что на валу витки пружин соприкасаются.