ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МУФТА Российский патент 2002 года по МПК F16D43/14 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к центробежным муфтам, и может быть использовано на различных видах транспорта для плавного их разгона, а также в устройствах и механизмах для безударного включения ведомых валов.

Известна центробежная муфта, содержащая ведущую полумуфту и ведомую полумуфту (см., например, журнал "Изобретатель и рационализатор", 6, 1979 г., статья Н.В. Гулиа).

Ведущая полумуфта этой муфты состоит из двух скрепленных с валом дисков, между которыми шарнирно установлены водила с осями, пронизывающими массивные ролики.

Ведомая полумуфта выполнена в виде цилиндрического корпуса, внутренняя поверхность которого имеет эллипсоидную форму.

При вращении ведущей полумуфты ролики обкатываются внутри эллипсоида и создают на ведомой полумуфте плавно нарастающий крутящий момент в зависимости от нагрузки. Причем этот момент становится выше крутящего момента, приложенного к ведущей полумуфте, в несколько раз.

Основным недостатком известной конструкции муфты является низкая нагрузочная способность, т.к. передача крутящего момента на ведомую полумуфту осуществляется роликами, а, учитывая, что прирастание крутящего момента на ведомой полумуфте начинается только при очень большой частоте вращения ведущей полумуфты, то падает надежность элементов крепления роликов и, следовательно, всей муфты.

Известна также центробежная муфта /патент 2126501, МПК F 16 D 43/18, выдан 20.02.99 г. /. в которой ведущая полумуфта выполнена в виде установленных на шлицевой вал как минимум двух пар дисков с зеркально отображенными в каждой из пар тангенциальными пазами, в которых расположены плунжеры, изготовленные в виде впрессованных в массивные ролики пластин, а ведомая полумуфта выполнена в виде цилиндрического корпуса, внутри которого закреплены постоянные магниты и направляющие, сочлененные с кольцами с возможностью их диаметрально противоположного сдвижения. Установочно кольца немного смещены от истинно центрального положения в направлениях их сдвижения.

Известная муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты на холостых оборотах постоянные магниты удерживают кольца у центрального положения. При превышении порогового значения холостых оборотов, определяемых силой притяжения магнитов, кольца под действием массивных плунжеров сдвигаются в диаметрально противоположных направлениях и прижимаются к корпусу. При этом плунжеры воздействуют на кольца гидродинамическими и центробежными импульсами, создавая на ведомой полумуфте крутящий момент в зависимости от нагрузки. Суммарное действие импульсов повышает нагрузочную способность центробежной муфты. При снижении оборотов ведущей полумуфты до холостых и ниже кольца притягиваются магнитами и занимают исходное положение.

Недостатками известной центробежной муфты являются сложность конструкции и низкая ее надежность.

Эти недостатки объясняются тем, что для обеспечения уравновешенности цилиндрического корпуса ведомой полумуфты, в котором кольца сдвигаются по направляющим диаметрально противоположно от оси муфты, необходимо ставить четное число колец (не менее двух), а это приводит к удвоению пар дисков и количества плунжеров в ведущей полумуфте, что снижает надежность муфты в целом.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности центробежной муфты.

Поставленная цель достигается тем, что центробежная муфта, в которой ведущая полумуфта выполнена в виде установленных на шлицевой вал как минимум двух пар дисков с зеркально отображенными в каждой из пар тангенциальными пазами, в которых расположены плунжеры, изготовленные в виде впрессованных в массивные ролики пластин, а ведомая полумуфта выполнена в виде цилиндрического корпуса, внутри которого закреплены постоянные магниты и направляющие, сочлененные с кольцами с возможностью их диаметрально противоположного сдвижения, на шлицевом валу ведущей полумуфты установлена одна пара дисков с радиальными пазами, в которых расположены пластины, а в цилиндрическом корпусе ведомой полумуфты поверхность скольжения для пластин имеет эллипсоидную форму.

На валу между дисками установлен кольцевой постоянный магнит.

Поверхность скольжения для пластин образована сменной эллипсоидной обоймой, запрессованной в цилиндрический корпус.

Внутренняя полость муфты на 90-95% объема заполнена смазывающей жидкостью.

На фиг.1 показан вид на центробежную муфту с торца без одного из дисков, в нерабочем положении;
на фиг.2 - то же, в рабочем положении;
на фиг.3 представлен вид на муфту сбоку, с частичным вырезом.

Ведущая полумуфта центробежной муфты содержит вал 1 со шлицами, два диска 2 с глухими радиальными пазами, кольцевой постоянный магнит 3, установленный на валу между дисками 2, пластины 4, шпильки 5, стягивающие диски 2 друг с другом.

Ведомая полумуфта содержит цилиндрический корпус 6 с внутренней поверхностью эллипсоидной формы, сменную эллипсоидную гильзу 7, впрессованную в корпус 6, торцевые крышки 8 и 9 с подшипниками 10 качения. В торцевой крышке 8 - со стороны ведущего вала 1 - установлена уплотнительная манжета 11 с заглушкой 12, к другой торцевой крышке 9 жестко присоединена цапфа 13 с ведомым валом 14.

Перед окончательной операцией сборки в муфту заливают смазывающую жидкость в количестве 90-95% внутреннего ее объема.

Центробежная муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты на холостых оборотах пластины 4 притянуты к постоянному кольцевому магниту 3 и не оказывают на эллипсоидную обойму 7 воздействия, т.е. в данном случае крутящий момент на ведомой полумуфте равен нулю.

При превышении порогового значения холостых оборотов ведущей полумуфты, определяемого силой притяжения к кольцевому магниту 3 пластин 4, последние отрываются от магнита 3 и начинают в активных зонах воздействовать на эллипсоидную обойму 7 сначала гидродинамическими (зоны а-с и с-а, на фиг.2), а затем и нарастающими центробежными силами (зоны в-с и d-a), создавая на ведомой полумуфте оптимально максимальный крутящий момент в зависимости от нагрузки.

При снижении числа оборотов ведущей полумуфты до холостых и ниже холостых пластины 4 притягиваются к постоянному кольцевому магниту 3 и занимают в междисковом пространстве исходное положение.

Таким образом, из описания работы предложенной центробежной муфты можно сделать вывод, что здесь сливаются воедино признаки работы короткозамкнутой гидродинамической и центробежной муфт.

Установленный между дисками 2 кольцевой постоянный магнит 3 позволяет четко и надежно разграничивать холостой и рабочий режимы, т.е. включение и выключение ведомой полумуфты.

Муфта конструктивно проста (14 деталей), технологична для серийного изготовления, наличие в ней пластин 4 вместо массивных плунжеров позволяет значительно снизить вес изделия.

Сменная эллипсоидная гильза 7 не только повышает долговечность муфты путем ее замены при износе, появляется возможность осуществлять подбор оптимальной пары скольжения гильза 7 - пластины 4.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано как на различных видах транспорта, так в устройствах и механизмах, где необходимо безударное включение валов. Центробежная муфта содержит ведущую полумуфту, выполненную в виде установленной на шлицевом валу пары дисков, и ведомую полумуфту, выполненную в виде цилиндрического корпуса. Внутренняя полость муфты на 90-95% объема заполнена смазывающей жидкостью. Новым является то, что упомянутые диски выполнены с глухими, радиальными, зеркально отображенными пазами, в которых расположены пластины, а между дисками на шлицевом валу установлен кольцевой постоянный магнит. При этом в цилиндрическом корпусе ведомой полумуфты поверхность для скольжения упомянутых пластин имеет эллипсоидную форму и образована сменной эллипсоидной гильзой, запрессованной в цилиндрический корпус. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности муфты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Центробежная муфта, содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде установленной на шлицевом валу пары дисков, и ведомую полумуфту, выполненную в виде цилиндрического корпуса, при этом внутренняя полость муфты на 90-95% объема заполнена смазывающей жидкостью, отличающаяся тем, что упомянутые диски выполнены с глухими, радиальными, зеркально отображенными пазами, в которых расположены пластины, между дисками на шлицевом валу установлен кольцевой постоянный магнит, а в цилиндрическом корпусе ведомой полумуфты поверхность для скольжения упомянутых пластин имеет эллипсоидную форму. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность скольжения для пластин образована сменной эллипсоидной гильзой, запрессованной в цилиндрический корпус.