ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ МУФТА Российский патент 2003 года по МПК F16D13/66 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к узлам агрегатов, связывающим привод с исполнительной машиной. Оно может быть использовано в высокооборотных насосных установках, например в насосных установках, предназначенных для закачки воды в пласты при добыче нефти, а также там, где требуется плавное вхождение исполнительной машины в штатный режим работы.

Известна центробежная муфта, состоящая из ведущей звездочки, посаженной на вал электродвигателя на шпонке, полого цилиндра со ступицей, сидящего на ведомом валу, сегментов с пластинками феррадо и двух шайб, закрепленных винтами, на звездочке и удерживающих сегменты от [1].

К недостаткам конструкции относятся:
- ее непригодность для передачи крутящего момента от высокооборотного мощного электредвигателя к исполнительной машине, например к центробежному насосу;
- ограниченность применения по частоте ее вращения, обусловленная склонностью возникновения вибрации при повышенных скоростях из-за дисбаланса муфты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является центробежная многодисковая муфта, состоящая ведущей и ведомой частей, ведущих и ведомых дисков, рычагов с грузами, втулки, стержней с пружинами, поршня-замедлителя со штоком и пружины [2].

К недостаткам данного устройства относятся:
- сложность конструкции, обусловленная наличием в ней большого количества вспомогательных деталей;
- значительные габариты, обусловленные теми же причинами;
- ограниченность применения по частоте ее вращения, обусловленная тем, что при возрастании скорости вращения муфты имеет место ее дисбаланс вследствие большого количества соединений во вспомогательных деталях.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение габаритных размеров и повышение рабочей частоты вращения.

Указанная задача достигается описываемой центробежной высокоскоростной муфтой, включающей ведущую и ведомую полумуфты, ведущие и ведомые диски, установленные на шпонках, и пружину.

Новым является то, что ведущие и ведомые диски выполнены с трапецеидальным профилем, ведущие диски меньшим основанием трапеции обращены в сторону центра, а ведомые - в сторону периферии, причем последние выполнены в виде секторов, установленных между собой с зазором продольно-поперечной формы, который заполнен эластичным материалом.

На фиг.1 изображен продольный разрез муфты.

На фиг.2 - поперечный разрез по А-А фиг.1.

Муфта состоит (фиг.1) из ведущей полумуфты 1, представляющей собой полный цилиндр со ступицей, ведомой полумуфты 2, ведущих дисков 3, выполненных из фрикционного материала и размещенных свободно в цилиндрической части полумуфты 1 на шпонках 4, ведомых дисков 5, каждый из которых размещен между смежными дисками 3. Ведущие и ведомые диски выполнены конусными с трапецеидальным профилем, причем ведущие диски меньшим основанием трапеции обращены в сторону центра, а ведомые - в сторону периферии. Ведомые диски 5 состоят из отдельных секторов 6 (фиг.2), установленных между собой с зазором продольно-поперечной формы, который заполнен эластичным материалом 7, например вулканизированной резиной, и соединены через шпонки 8 с ведомой полумуфтой 2. Муфта также содержит гайку 9, два крайних диска 10 и 11 и тарельчатую пружину 12, поджимающую ведомые и ведущие диски. Гайка 9 зафиксирована в рабочем положении с помощью винта 13 и снабжена пылеулавливателем 14.

Муфта работает следующим образом.

С момента пуска электродвигателя ведущая полумуфта 1 получает вращательное движение, а вместе с ней и ведущие диски 3. Последние, находясь в силовом контакте с ведомыми дисками 5 благодаря тарельчатой пружине 12, начинают медленно их поворачивать. Вместе с ведомыми дисками начинает поворачиваться ведомая полумуфта 2. Вращение ведомых дисков 5 приводит к некоторому повышению центробежных сил, что, в свою очередь, способствует повышению сил трения между ведущими и ведомыми дисками и более лучшему сцеплению между ними, что вызывает увеличение скорости вращения ведомой полумуфты 2. Когда сила трения между ведущими 3 и ведомыми 5 дисками достигает значения, при котором момент трения будет равен моменту сопротивления движению, ведомая полумуфта 2 приобретает рабочую скорость вращения. Рост центробежной силы достигается в результате микросмещения секторов (фиг.2) в сторону периферии за счет деформации эластичности материала 7. После отключения электродвигателя валы последнего и исполнительной машины медленно снижают скорость вращения до полной остановки.

Применение предлагаемого технического решения позволит:
- упростить конструкцию благодаря исключению из нее вспомогательных узлов и деталей (рычагов с грузами, поршня- замедлителя и др.);
- уменьшить габаритные размеры благодаря использованию клинового эффекта, возникающего между ведущими и ведомыми дисками и способствующего возникновению значительных сил трения;
- повысить рабочую частоту вращения благодаря возможности получения значительных сил трения, не увеличивая габаритные размеры муфты, за счет использования клинового эффекта.

Источники информации
1. В. С. Поляков, И.Д. Барбаш. Муфты. - Л.: Машиностроение, 1993 г., стр.293 и 294, рис.209, 211 - аналог.

2. В. С. Поляков и др. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1974 г., стр.323, рис.УШ. 25 - прототип.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к узлам агрегатов, связывающих привод с исполнительной машиной. Муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты, ведущие и ведомые диски и пружину. Сущность заключается в том, что ведущие и ведомые диски выполнены конусными с трапецеидальным профилем в продольном сечении, причем ведущие диски меньшим основанием трапеции обращены в сторону центра, а ведомые - в сторону периферии. Ведомые диски выполнены из секторов, установленных между собой с зазором, который заполнен эластичным материалом. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение габаритных размеров и повышение рабочей частоты вращения. 2 ил.

Центробежная высокоскоростная муфта, включающая ведущую и ведомую полумуфты, ведущие и ведомые диски, установленные на шпонках, и пружину, отличающаяся тем, что ведущие и ведомые диски выполнены с трапецеидальным профилем, ведущие диски меньшим основанием трапеции обращены в сторону центра, а ведомые - в сторону периферии, причем последние выполнены из секторов, установленных между собой с зазором, который заполнен эластичным материалом.