Гидродинамическая предохранительная блокируемая муфта Советский патент 1984 года по МПК F16D39/00 

01

N3 1 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства в приводах различных машин с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем, в том числе и в приводах грузоподъемных и транспортирующих устройств - грузоподъемных кранах и конвейерах различного типа, особенно в машинах большой мош,ности, для обеспечения заш,иты двигателя, исполнительного и передаточного механизмов от чрезмерных перегрузок на всех режимах работы. Известна гидродинамическая блокируемая муфта, которая может быть использована в качестве предохранительной, содержаш,ая корпус, насосное и турбинное колеса и блокирующее устройство, обеспечивающее передачу муфтой момента на установившемся режиме без скольжения /. Недостатком гидродинамической предохранительной блокируемой муфты является сложность конструкции, больщие нагрузки на детали блокирующего механизма от сил инерции и малая вследствие этого надежность и долговечность. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является гидромуфта, содержащая насосное и турбинное колеса и блокирующее устройство, выполненное в виде фрикционной центробежной муфты, состоящей из диска с фрикционной накладкой, установленногО на насосном колесе, и ответной опорной поверхности на турбинном колесе, на ступице которого жестко закреплен сепаратор с щариками, взаимодействующими с клиновыми поверхностями насосного колеса и диска 2. Известная блокируемая гидромуфта создает большие дина.мические нагрузки в приводе при стопоренИИ турбинного колеса вследствие жесткого присоединения сепаратора с шаровыми грузами со ступицей турбинного колеса. Эти нагрузки, приводят к быстрому разрушению деталей муфты, привода и исполнительного механизма. Как показывают расчеты, блокирующее устройство этой муфты имеет невысокую нагрузочную способность (может передавать небольшой крутящий момент) вследствие чего муфта имеет увеличенные размеры в осевом направлении, повыщенную массу, что усложняет конструкцию и понижает надежность идолговечность. Целью изобретения является повышение надежности путем улучшения динамических и пусковых характеристик муфты. Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамической предохранительной блокируемой муфте, содержащей корпус, установленный на ведомом валу, насосное колесо, установленное на ведущем валу, турбинное колесо и блокирующий механизм, установленный между насосным и турбинным колесом, блокирующий механизм выполнен в виде центробежной муфты с дробью и с гофрированным диском, на конце ведущего вала выполнен фланец, в центральных частях фланца и насосного колеса выполнены обращенное одна к другой осевые полуовальные выемки, фланец ведущего вала и насосного колеса жестко связаны между собой, а в их выемках расположена центробежная муфта блокирующего механизма, причем гофрированный диск центробежной муфты жестко закреплен на ведомом валу турбинного колеса. Кроме того, гофрированный диск выполнен с равномерно расположенными между гофрами отверстиями, размеры которых не меньше максимальных размеров дробинок. На фиг. 1 представлена гидродинамическая предохранительная блокируемая муфта (ГПМ); на фиг. 2 - гофрированный диск; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. ГПМ содержит насосное колесо 1, турбинное колесо 2 и блокирующее устройство в виде гофрированного жестко соединенного с ведомым валом 3 турбинного колеса 2 диска 4 с равномерно расположенными между гофрами отверстиями, помещенного в полость 5, образованную полуовальными выемками в насосном колесе 2 и фланце ведущего вала, с гладкой внутренней поверхностью, принадлежащую насосному колесу, выполненной во вспомогательной полости ГПМ, имеющей центральное расположение в муфте (что снижает осевые размеры муфты) и заполненную сьшучи.м материало.м 6. например в виде дроби. Для предотвращения попадания сыпучего материала из полости 5 во вспомогательную полость 7 и рабочую полость 8 гидромуфты, а также в ее подшипники 9, предусмотрены контактные уплотнения 10 и 11. Для уменьшения износа стенок юлости 5, гофрированного диска 4 и самого сыпучего материала 6 в последний добавлена смазка. Отверстия в гофрированном диске 4 имеют диаметр превышающий наибольший размер (диаметр) частицы дроби с целью увеличения нагрузочной способности муфты и для равномерного заполнения частей полости 5, расположенных по разные стороны этого диска. Муфта работает следующим образом. При разгоне насосного колеса 1 и особенно после достижения и.м частоты вращения близкой к номинальной под действием в основном только гидравлического момента, передаваемого от него турбинно.му колесу 2, последнее также начинает вращаться, после того как приложенный к не.му .мо.мент. станет превышать момент сил сопротивления. По мере увеличения частоты вращения турбинного колеса 2, жесткосоединенный с пим гофрированный диск 4 начинает постепенно сообщать (за счет сил трения и воздействия стенок его отверстий и гофров на сыпучий материал) окружную скорость сыпучему материалу, что приводит к плавному увеличению центробежной силы, действующей на его частицы и прижимающей к стенкам полости 5 и гофрированному диску 4, и в итоге к плавному возрастанию момента, передаваемого блокирующим устройством. При скорости турбинного колеса 2, близкой к номинальной, момент, передаваемый в процессе разгона блокирующим устройством, становится равным расчетному моменту и происходит блокирование гидрюдинамичес- 10 кой муфты. С этого мгновения момент от насосного колеса 1 к турбинному колесу 2 передается только за счет сил трения между гладкими стенками полости 5 и сыпучим материалом 6 с зажатым в нем гофрированным диском 4 и муфта работает без скольжения. При недопустимых перегрузках происходит проскальзывание сыпучего материала 6 совместно с зажатым в нем гофрированным диском 4 относительно стенок полости 5, 20 частота вращения гофрированного диска 4, а вместе с ним и окружная скорость сыцучего материала 6, уменьшается, что, еетественно, уменьшает центробежные силы, действующие на частицы сыпучего материала и приводит к существенному уменьшению 25 момента, передаваемого блокирующим устройством. При этом от насосного колеса на турбинное передается в основном только гидравлический момент. При резком стопорении турбинного колеса дополнительная динамическая нагрузка от массы сыпучего материала практически не передается на гофрированный диск 4, вследствие возможности . проскальзывания этого материала относительно названного диска и вследствие проскальзывания частичек (щариков) сыпучего материала одна относительно другой. Использование предлагаемой муфты по сравнению с предохранительными гидродинамическими муфтами ГПВ-360, ГПЭ-400 с нерегулируемым заполнением, работающими со скольжением 5% на установившемся режиме позволяет полностью ликвидировать скольжение на установившемся режиме. Особенности конструкции предлагаемой муфты обеспечивают меньшую массу, размеры, стоимость и большую энергоемкость, а также повышенную надежность и долговечность, что дает преимущества по сравнению с гидродинамическими предохранительными неблокируемыми муфтами и по сравнению с известными блокируемыми гидромуфтами.

Фиг.г

K-k

«г.5

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ БЛОКИРУЕМАЯ МУФТА, содержащая корпус, установленный на ведомом валу, насосное колесо, установленное на ведущем валу, турбинное колесо и блокирующий механизм, установленный между насосным и турбинным колесами, отличающаяся тем, что, с Целью повыщения надежности путем улучшения динамических и пусковых характеристик муфты, блокирующий механизм выполнен в виде центробежной муфты с дробью и с гофрированным диском, на конце ведущего вала выполнен фланец, в центральных частях фланца и насосного колеса выполнены обращенные одна к другой осевые полуовальные выемки, фланец ведущего вала и насосного колеса жестко связаны между собой, а в их выемках расположена центробежная муфта блокирующего механизма, причем гофрированный диск центробежной муфты жестко закреплен на ведомом валу турбинного колеса. 2. Гидромуфта по п. 1, отличающаяся с S тем, что гофрированный диск выполнен с равномерно расположенными между гофра(Л ми отверстиями, размеры которых не меньще максимальных размеров дробинок.