Инерционная предохранительная муфта Советский патент 1983 года по МПК F16D43/20 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения.

Известна инерционная предохранительная муфта, содержащая водило, сателлиты с. барабанами , имеющими перегородки на внутренней поверхности и частично заполненными рабочим телом, и центральное колесо } j-Недостатками являются повышенные пусковые и тормозные моменты из-за того, что рабочее тело тормозится перегородками,

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является инерционная предохранительная .муфта , содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде водила, установленные на нем сателлиты со сту-. пицами в виде барабанов с сыпучими телами и ведомую полумуфту с зубчатым венцом, входящим в зацепление с сателлитами 2 .

Недостатками являются низкая долговечность и плавность включения.,

Цель изобретения - повышение долговечности и плавности включения.

Поставленная цель достигается тем, что в инерционной предохранител нои муфте, содержащей ведущую юлумуфту, выполненную в виде водила, ус тановленные на нем сателлиты со ступицами в виде барабанов с сыпучими телами и ведомую полумуфты с зубчатым венцом, входящим в зацепление с сателлитами, барабаны выполнены с радиально расположенными лопастями на наружной поверхности, ведомая полумуфта выполнена в виде герметичного частично заполненного смазывающей жидкостью цилиндрического корпуса с зубчатым венцом на внутренней поверхности , охватывающего сателлиты, а соотношение радиусов зубчатых колес венцов и сателлитов составляет 2,1-2,6. На фиг. 1 схематически представлена инерционная предохранительная муфта, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиГ.1. Инерционная предохранительная муф та содержит водило 1, являющееся ведущим звеном, свободно установленные на его осях 2 сателлиты 3 и жестко соединенные с ними барабаны k с гладкой внутренней поверхностью, частично заполненные сыпучим материалом 5 и снабженные радиальными лопастями 6,

расположенными на наружной цилиндрической поверхности барабанов 4 и жестко закрепленные на нем, а также центральный зубчатый венец 7 в виде венца с внутренними зубьями, кестко соединенного с герметичным корпусом 8,являющимся ведомым (выходным) звеном муфты. Внутренняя полость кожуха заполнена не более, чем на 50-60% жидкрстью, являющейся смазкой, например, в виде минерального масла.В качестве рабочего тела используется сыпучий материал в виде стальной или чугунной дроби или порошка из этих материалов. Для уменьшения износа внутренних поверхностей барабанов и частичек рабочего тела в него добавлена смазка.

Предлагаемая муфта работает следующим образом.

При разгоне водила 1 вследствие момента от сил инерции массы сателлитов 3, барабанов , момента от сил трения сыпучего материала 5 о внутренние стенки барабанов, обусловленных силой инерции его массы в переносном и относительном движениях соответственно относительно оси враще- ния водила и сателлита, а также гидравлического момента от взаимодеиствия радиальных лопастей 6 барабанов k с жидкостькз во внутренней полости муфты, в зацепление сателлита 3 с центральным венцом 7 действует плавно возрастающая тангенциальная сила, создающая крутящий момент на выходном валу муфты. Под действием этого момента ведомый центральный венец 7 и жестко соединенный с ним корпус 8 приводится в движение, начиная с мгновения, когда названный момент станет равным моменту сил сопротивления. По мере уменьшения разниць в скоростях ведущего 1 и ведомого 7 звеньев муфты уменьшается относительная скорость вращения сателлитов 3 относительно их собственных осей вращения и становится равной нулю при равенстве скоростей ведущего и ведомого звеньев муфты. Гидравлический.момент сопротивления -вращению сателлитов от взаимодействия лопастей барабанов с жидкостью уменьшается с уменьшением относительной скорости сателлитов и становится равным нулю при равенстве скоростей ведущего и ведомого зве: ньев муфты. После разгона водила становится равным нулю и момент от сил инерции масс сателлитов 3 и бара банов ; нескблько уменьшается при этом вследствие уменьшения силы инерции, прижимающей сыпучий материал 5 к внутренней поверхности барабана, . момен.т от силы трения этого материала о стенку барабана.При относительной скорости сателлитов, равной нулю, момент от сил трения сыпучего матери ла о стенки барабанов вновь несколько возрастает, так как коэффициент трения покоя больше коэффициента трения движения и сь1пучий материал не перемещается относительно стенки барабана.-С этого мгновения барабан с сыпучим материалом представляют единый элемент со смещенным от носительно вси вращения сателлита центром массы, положение которого определяется равенством моментов, приложенных к сателлиту; от силы в зацеплении сателлита с центральным колесом и от центробежной силы этой массы в переносном (относительно оси вращения водила) движения, т.е. муфта начинает работать в установив режиме. Изменение момента сил сопротивления на ведомом звене муфты в этот период при водит к соот вет ствующему (из названного выше условия равенства моментов, приложенных к сателлиту) изменению положения центра массы барабана с. сыпучим материалом за счет некоторого поворо та сателлита относительно своей оси вращения. При перегрузках муфта работает ка предохранительная, так как при увели чении момента сил сопротивления на домом звене муфты возрастает крутящий момент на сателлите от силы в з цеплении с центральным колесом, что приводит к првороту сателлита с бар баном, частично заполненным сыпучим материалом, в положение, при котором возрастает момент на сателлите от центробежных сил массы сыпучего материала в переносном (относительно оси вращения водила) движении. .Этот поворот сателлита вместе с сыпучим материалом происходит до тех пор; пока момент от центробежных сил не станет равным моменту от сил трения о стенки барабана сыпучего материала, после чего начинается скольжение последнего относительно 10 514 стенок барабана;частота вращения ведомого элемента муфты -центрального колеса муфты -снижается и при чрезмерной перегрузке становится равной нулю. При этом муфта создает оерегрузку, обусловленную принятым допустимым значением коэффициента перегрузки. Проведенные исследования показали, что для обеспечения нормальной работы муфты - для формирования из рабочего тела в барабанах дисбаланса, занимающего положение, необходимое для создания при пуске требуемой величины передаваемого муфтой момента, соотношение между радиусом.центрального колеса с внутренними зубьями и радиусом сателлита должно составлять 2,1-2,6. Процесс разрона привода при нормальной расчетной нагрузке с предлагаемой муфтой происходит более плавно: продолжительность его 1,5-1,6 раза больше,а максимальный пусковой момент,передаваемый муфтой,примерно на 10% меньшеtчем в случае использования известной муфты. Аналогичная картина наблюдалась и при стопорении ведомого вала муф- . ты. Так, при стопорении ведомого вала предлагаемой муфты за 1,7 с максимальный динамический момент не превышал статического, в то время как у известной муфты при времени стопорения в А с максимальный динамический момент был на 10 больше аналогичного момента предлагаемой муфты. Кроме того, у известной муфты эти проЦессы сопровождались ударами сыпучего материала .(рабочего тела) о перегородку внутри барабана, шумом повышенной интенсивности. В упомянутых экспериментах в качестве рабочего тала служили стальные шарики диаметром 4-5 мм, смазанные минеральным маслом, а внутренняя полость муфты была выполнена на 0 турбинным Маслом Т22ГОСТ 32-7. В качестве рабочего тела у предлагаемой муфты успешно может служить также и чугунная дробь, в то время как у известной конструкции (это показали иcпыtaния) чугунные шарики после нескольких пусков и то| можений привода с муфтой раскалываются от ударов о перегородку во внутренней полости барабанов. Так,например, после 5 рускови торможений число разрушившихся чугунных шариков у известной муфты составило свыше 80%,

заметно деформировалась при этом и упомянутая перегородка.

Таким образом, предлагаемая муфта имеет меньшие габариты, меньший вес, большие надежность и долговечность, лучшие пусковые и динамические характеристики, более спокойна работа и меньший шум на неустановившихся режимах . К тому же она обладает всеми свойствами предохранительных муфт,в том числе и гидродинамических, имея КПД, равным 100% на ус: тановившихся режимах.

ИНЕРЦИОННАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде водила, установленные на нем сателлиты со ступицами в виде барабанов с сыпучими телами, ведомую полумуфту с зубчатым венцом входящим в зацепление с сателлитами, о т л и чающаяся тем, что,с целью повышения долговечности и плавности включения, барабаны выполнены с радиально расположенными лопастями на наружной поверхности, ведомая полумуфта выполнена в виде герметичного, частично заполненного смазывающей жидкостью цилиндрического корпуса с зубчатым венцом,на внутренней поверхности, охватывающего сателлиты, а соотношение радиусов зуба .«g чатых колес венца-и сателлитов составляет ,6. (Л со эо 9 :л