МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F16D11/00 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для соединения валов машин.

Из уровня техники известна сцепная муфта, содержащая фланцевую полумуфту, полумуфту, выполненную в виде втулки с фланцем, и снабженная установленными между фланцами с осевым зазором относительно втулки кольцом с отверстиями под пальцы и диском с торцовыми кулачками, при этом в кольце выполнены пазы под кулачки, а между втулкой, кольцом и диском размещены упругие кольца.[1]
Указанное устройство не позволяет автоматизировать процесс сборки, поскольку отсутствует узел взаимной ориентации пальцев и гнезд в полумуфтах при сближении валов.

Наиболее близкой изобретению является муфта сцепления, включающая фланцевую полумуфту с поворотным диском, основные элементы сцепления, выполненные в виде размещенных на диске вдоль окружности параллельно оси цилиндрических пальцев, взаимодействующих с соответствующими гнездами во фланце, а также узел взаимной ориентации пальцев и гнезд в виде вспомогательных элементов сцепления, взаимодействующих с конусными отверстиями фланцевой полумуфты.[2]
Данная конструкция не обеспечивает необходимую надежность и долговечность при эксплуатации.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка устройства, позволяющего устранить отмеченные выше недостатки.

Технический результат от использования указанного изобретения заключается в уменьшении трения между пальцами и фланцевой полумуфтой при сближении невращающихся валов, а также усилия, необходимого для их сближения, что позволяет уменьшить массу и запасы прочности деталей конструкции.

Средство достижения указанного технического результата состоит в том, что известное устройство, включающее фланцевую полумуфту с гнездами во фланце и полумуфту, состоящую из ступицы и корпуса, связанного с последней посредством ходовой резьбы с возможностью вращения, элементы сцепления в виде цилиндрических пальцев, размещенных в корпусе в окружном направлении параллельно оси муфты с возможностью взаимодействия с гнездами во фланце, а также узел взаимной ориентации пальцев и гнезд, выполненный в виде вспомогательного элемента сцепления, расположенного с возможностью взаимодействия с заходными фасками на фланцевой полумуфте, снабжено приводом возвратно-поступательного перемещения корпуса относительно ступицы, состоящим из, по меньшей мере, двух направляющих штоков с центральным упором, размещенных в выполненных в корпусе сквозных осевых каналах и подпружиненных в осевом направлении посредством пружин, расположенных между корпусом и центральным упором, ступица выполнена с двумя буртами, расположенными по обе стороны корпуса, концы штоков связаны с буртами посредством кольцевых подпятников, смежные заходные фаски пересечены одна другой, вспомогательный элемент сцепления выполнен в виде пальца с коническим концом и длиной, большей длины цилиндрических пальцев, а корпус установлен с осевыми зазорами относительно буртов ступицы, определяемым соотношением:
,
где δ осевой зазор между корпусом и буртом ступицы;
S шаг ходовой резьбы;
Z число пальцев.

Сущность изобретения поясняется чертежом (продольный разрез, положение после сцепления полумуфт).

Муфта включает в себя фланцевую полумуфту 1 и полумуфту, состоящую из ступицы 2 и корпуса 3. Ступица 2 выполнена с двумя кольцевыми буртами 4 и 5, причем конструктивно бурты могут быть выполнены известными техническими приемами. Возможно выполнение бурта 5 в виде закрепленной на ступице 2 гайки. Корпус 3 размещен между буртами 4 и 5 и взаимодействует со ступицей 2 посредством ходовой резьбы 6. На корпусе 3 размещены вдоль окружности параллельно оси цилиндрические пальцы 7, один из которых, например, 8, являющийся вспомогательным элементом сцепления, длиннее остальных и выполнен с заостренным наконечником 9. Пальцы 7 и 8 взаимодействуют при сближении полумуфт (валы агрегатов, на которых установлены полумуфты, на фиг. 1 не показаны) с гнездами 10 по числу пальцев на полумуфте 1. В гнездах 10 с зазорами относительно пальцев 7 и 8 могут быть закреплены упругие втулки 11, например, из полимерного материала. На гнездах 10 со стороны полумуфты с поворотным элементом выполнены заходные фаски 12, причем смежные фаски 12 пересекаются между собой и соосны с гнездами 10. В корпусе 3 параллельно оси выполнены сквозные каналы 13 (не менее двух), в которых размещены штоки 14 с центральным направляющим упором 15. Штоки 14 подпружинены в обе стороны пружинами 16 и 17 относительно корпуса 3. Для удобства монтажа на штоке закреплена крышка 18, выполняющая функцию упора для пружин 17. Штоки 14 вне корпуса 3 и крышки 18 опираются на антифрикционные подпятники 19 и 20, размещенные в буртах 4 и 5 ступицы 2. Зазоры d между корпусом 3 (с крышкой 18) и буртами 4 и 5 выбираются из условия , где S шаг ходовой резьбы, а Z число пальцев. Предусмотрена установка регулировочного кольца 21.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении корпус 3 удерживается на ходовой резьбе 6 на ступице 2 в нейтральном среднем положении пружинами 16 и 17. При этом штоки 14 установлены в подпятниках 19 и 20 при помощи регулировочной прокладки 21 таким образом, чтобы трение между штоками 14 и подпятниками 19 и 20 было минимальным. Зазоры δ между корпусом 3 (с крышкой 18) и буртами 4 и 5 примерно одинаковы и удовлетворяют соотношению, указанному выше. Это означает, что даже в наиболее неблагоприятном случае стыковки пальца 8 с гнездом 10 в зоне пересекания смежных фасок 12 потребуется повернуть корпус 3 относительно ступицы 2 по ходовой резьбе 6 на угол p/Z, где Z число гнезд 10 и соответственно пальцев 7 и 8. Этому повороту не должны препятствовать бурты 4 и 5 при перемещении корпуса 3 влево или вправо, следовательно, он должен быть не менее, чем 2πδ/S, откуда δ ≥ S/2Z. При дальнейшем сближении валов палец 8 скользит вдоль окружности по конической поверхности фасок 12 и попадает в гнездо 10, увлекая остальные пальцы 7 в другие гнезда 10. Поворот корпуса 3 осуществляется без приложения большего усилия, поскольку при этом преодолевается незначительное трение по резьбе 6, в подпятниках 19 и 20 и усилие пружин 16 или 17 в зависимости от направления поворота пальца 8 от зоны пересечения фасок 12. После того как сработал узел ориентации, состоящий из удлиненного пальца 8 с наконечником 9 и фасок 12, работает узел сцепления: пальцы 7 и 8 входят в гнезда 10 (или во втулки 11). При этом при перемещении валов дополнительного усилия практически не требуется. В дальнейшем при начале вращения валов и передаче через муфту крутящего момента корпус 3 перемещается до упора в бурты 4 или 5 в зависимости от направления вращения, а пальцы 7 и 8 оказывают воздействие на гнезда 10 в тангенциальном направлении.

Таким образом устройство обеспечивает получение указанного выше положительного технического результата.

Изготовление устройства не представляет технических трудностей и осуществляется известными техническими приемами.

Использование: для соединения валов. Сущность изобретения: муфта сцепления содержит две полумуфты, в одной из которых выполнены гнезда, а в другой установлены элементы сцепления в виде пальцев. Вторая пулумуфта состоит из ступицы и связанного с ней ходовой резьбой корпуса. Имеется узел взаимной ориентации пальцев относительно гнезд в виде длинного вспомогательного пальца. Муфта снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения корпуса относительно ступицы. Привод состоит, по меньшей мере, из двух штоков, размещенных в корпусе и подпружиненных с двух сторон и упирающихся в бурты на ступице. Смежные заходные фаски гнезд пересекаются. Корпус установлен с осевым зазором относительно буртов ступицы, определяемым из соотношения. 1 ил.

Муфта сцепления, содержащая фланцевую полумуфту с гнездами во фланце и полумуфту, состоящую из ступицы и корпуса, связанного с последней посредством ходовой резьбы с возможностью вращения, элементы сцепления в виде цилиндрических пальцев, размещенных в корпусе в окружном направлении параллельно оси муфты с возможностью взаимодействия с гнездами во фланце, а также узел взаимной ориентации пальцев и гнезд, выполненный в виде вспомогательного элемента сцепления, расположенного с возможностью взаимодействия с выполненными на фланцевой полумуфте заходными фасками, отличающаяся тем, что она снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения корпуса относительно ступицы, состоящим из по меньшей мере двух направляющих штоков с центральным упором, размещенных в выполненных в корпусе сквозных осевых каналах и подпружиненных в осевом направлении посредством пружин, расположенных между корпусом и центральным упором, ступица выполнена с двумя буртами, расположенными по обе стороны корпуса, концы штоков связаны с буртами посредством кольцевых подпятников, смежные заходные фаски пересечены одна другой, вспомогательный элемент сцепления выполнен в виде пальца с коническим концом и длиной, большей длины цилиндрических пальцев, а корпус установлен с осевыми зазорами относительно буртов ступицы, определяемым соотношением

где δ - осевой зазор между корпусом и буртом ступицы;
Z число пальцев;
S шаг ходовой резьбы.