Фрикционная муфта с пневмогидравлическим приводом преимущественно кривошипного пресса Советский патент 1985 года по МПК F16D13/72 

Изобретение.относится к области машиностроения, в частности к кузнечно-прессовому машиностроению и может найти применение при проектировании и изготовлении тяжело нагруженных фрикционных муфт кривошипных прессов. Известны фрикционные муфты кривошипных прессов, содержащие ведущи маховик, упорньй и нажимной диски, ведомый диск с фрикционными вставками, связанный с ведомым валом, и пневматический нажимной механизм Недостаток таких муфт - повышенн тепловая напряженность вследствие неудовлетворительных условий охлаждения. Для улучшения условий охлаждения фрикционные муфты снабжают ло патками и .ребрами, предназначенными для создания потоков воздуха и увел чения поверхности охлаждения. Известна фрикционная муфта, в которой маховик имеет ступицу и обод, жестко связанные между собой радиально расположенными ребрами, а последние выполнены в форме венти ляторных лопаток С23. Однако в данной муфте не исключа ется тепловая напряженность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является фрикционная муфта кривошипного пресса, имеющая пневмо- или гидравлический привод, содержащая нажимной диск, упорньй диск в виде маховикадля ременной передачи, установленного на подшипн ках на вращающемся валу, фрикционнь диск с фрикционными вставками, межд которыми имеет возможность проходит охлаждающая диск среда, и вентиляторный узел в виде жестко закреплен ного на маховике лопастью колеса, , причем вентиляторный узел расположе на выходе из рабочей полости и его ось перпендикулярна оси устройства В известном устройстве производи тельность вентиляторного узла больш чем в предыдущем, меньше гидравличе окне сопротивления. Однако их значе ния ограничены конструкцией отдельных узлов, отбором тепла только с рабочей поверхности, что не позволяет эффективно использовать охлаждение теплонагруженных деталей и повыпшть тем самым их долговечность (снижение интенсивности износа взаимодействующих деталей) и надежность (обеспечений коэффициента трения). Кроме того, муфта имеет большой осевой габарит, что существенно для кривошипного пресса, где она используется, так как это ухудшает эксплуатационные характеристики, в частности характеристики, связанные с надежной работой на всем устройстве в целом. Целью изобретения является повышение надежности при уменьшении осевого габарита муфты. Поставленная цель достигается тем, что во фрикционной муфте с пневмогидравлическим приводом, преимущественно кривошипного пресса, содержащей корпус с расположенным в нем цилиндром и порнгаем пневмогидравлического привода, нажимной диск, упорный диск в виде маховика, установленного на валу на подшипниках, фрикционный диск с равномерно распределенными по периферии окружности фрикционными вставками, толщина которых превьш1ает г6лщину названного диска, возвратно-нажимной узел и вентиляторный узел в виде жестко закрепленного на торце маховика колеса с радиальными лопастями, причем фрикционный диск установлен между упорным и нажимным дисками, последние установлены с возможностью образования рабочей полости с входными и выходными каналами под охлаждающую среду, вентиляторный узел соединен с упомянутым выходным каналом, входной канал размещен под фрикционными вставками фрикционного диска, нажимной диск установлен с возможностью перемещения по оси и взаимодействия рабочей поверхностью с упомянутыми фрикционными вставками, а противоположной поверхностью - с упомянутым поршнем пневмогидравлического привода, в маховике выполнены углубление под фрикционньй и нажимной диски и равномерно распределенные входные, осевые отверстия под охлаждающую среду на нерабочей поверхности нажимного диска выполнены радиальные ребра в виде равномерно размещенных по окружности торцовых лопастей, ось вентиляторного узла расположена параллельно оси устройства, колесо вентиляторного узла выполнено в виде двух концентрично установленных обечаек, на маховике закреплена внешняя обечайка с выполненными в ней радикальными лопастями, а на внешней поверхности корпуса пневмогидрав лического привода консольно с зазоро относительно нажимного диска закреплена внутренняя обечайка, причем у внешнего торца внутренней обечайки равномерно по окружности выполнены сквозные отверстия, связьшающие с атмосферой полость, образованную порщнем пневмогидравлического привода и. нерабочей поверхностью нажимного диска. На фиг. 1 показана фрикционная муфта, продольный разрез; на фиг. 2развертка лопаточного венца по среднему диаметру; на фиг. 3 - частичный разрез цилиндра пневмогидравлическог привода осевой плоскостью, проходяще между двумя смежными направляющими пальцами; )на фиг. 4- - вариант испол нения фрикционной муфты. Фрикционная муфта с принудительнь охлаждением содержит ведущий маховик 1, установленньй на валу на подшипниках (полотно 2 маховика 1 является одновременно упорным диском), нажимной диск 3 с торцовьми радикальными ребрами 4 на нерабочей его поверхности, цилиндр 5 с поршнем 6, связанные с маховиком 1 при помощи паль цев 7 с возвратно-нажимными. пружин 1м на них, ведомый фрикционньй диск 8 с установленными на его периферии равномерно размещенными фрикционными вставками 9, жестко связанньй с ведомым валом 10. В маховике 1 равномерно по окружности выполнены входные каналы 11 подвода охлаждающей среды, а обод маховика в зоне расположения муфты ограничен торцовой поверхностью 12. В ведомом фрик- ционном диске 8 выполнены окна 13. Вентиляторный узел установлен на выходящем из рабочей полости канале и выполнен в виде двух концентрично установленных обечаек. Внутренняя обечайка 14 вентиляторного колеса жестко зафиксирована на наружной поверхности корпуса цилиндра 5 и установлена кон сольно с зазором 0,5-1 мм относитель но нажимного диска для обеспечения свободного осевого перемещения нажимного диска 3. Внешняя обечайка 15 вентиляторного колеса жестко закреплена на маховике и внутри нее вьтол- ненЫ радиальные лопасти 16, длина которых равна высоте внутренней обечайки 14, а их профиль выполнен по дуге окружности. Лопасти закреплены (например, сваркой) на внешней обечайке 15 под углом наклона хорды ;лопаток к плоскости вращения, равным 20-30 . С целью уменьшения осевогс габарита муфты фрикционный 8 и нажимной 3 диски заглублены в маховик 1, для чего в последнем вьтолнено соответствующее углубление. Из-за того, что в муфте уменьщен осевой габарит и вьтолнено углубление, выходной кольцевой канал 17 под охлажданщую среду вьшолнен с торцовой поверхностью 12, входные кромки радиальных лопастей 16 примыкают непосредственно к кольцевому каналу 17, а ось вентиляторного узла установлена параллельно оси устройства. У внешнего торца внутренней обечайки 14 в корпусе цилиндра 5 выполнены наклонные отверстия 18, связывающие с атмосферой полость, образованную поршнем 6 пневмогидравлического привода и нерабочей поверхностью налсимноГо диска 3. Отверстия 18 равномерно распределены по окружности и предназначены для создания тока воздуха в направлении, указанном стрелками на фиг. 3, благодаря использованию эжекции, что обеспечивает отбор тепла с тыльной стороны нажимного диска. Благодаря этому уменьшается интенсивность теплопередачи от диска к поршню 6 и это приводит к уменьшению температуры применяемого в приводе резинового уплотнителя. Устройство работает следующим образом. Маховик 1 кривошипного пресса вращается с постоянной угловой скоростью, получая движение от электро двигателя через ременную передачу. Для включения муфты в полость цилиндра 5 подается сжатьй воздух (или рабочая жидкость), под давлением которого поршень 6 перемещается влево, сжимая фрикционные вставки 9 между маховиком и нажимньм диском 3. При вращении муфты по часовой стрелке (если смотреть с правого конца вала 10) радиальные лопасти 16 перемещают воздух в осевом направлении. При этом в выходном кольцевом канале 17 и между поверхностями трения в рабочей.полости создается разрежение, благодаря чему воздух поступает через входные каналы 11 и, обтекая поверх-; g11 ности трения (фиг. 1,показано стрелками), подходит к лопаткам вентилято ра, а затем, пройдя через межлопаточные каналы, выходит наружу. Указанные потоки воздуха охлаждают рабо чие поверхности трения и зону размещения подшипников маховика. Поверхности трения охлаждаются из-за того, что фрикционные вставки на фрикционном диске 8 установлены с зазором один относительно другого и что толщина фрикционных вставок превышает толщину самого диска. Хорошее охлаждение поверхностей трения, сильно нагретых из-за частого включения муфты (специфика кузнечного пресса), обеспечивается большой производительностью вертиляторного узла, а последняя достигается за счет расположения вентиляторного узла на ЕПЫХОДНОМ канале 17 параллель но оси устройства. Кроме этого, данное расположение вентиляторного узла позволяет получить дополнительный положительный эффект, а именно повышение коэффициента теплоотдачи за счет изменения режима течения воздуха вдоль поверхностей трения муфты:. вместо ламинарного режима, как это имеет место например, в известном устройстве, получается турбулентный релсим, при котором коэффициент теплоотдачи существенно выше, чем при ламинарном. Указаг ньй переход от ламинарного режима к турбулентному режиму течения воздуха в муфте происходит благодаря увеличению расхода воздуха. В устройстве выполняется охлаждение и менее теплонагруженных деталей, что повышает их долговечность и надежность в работе. Разряжение, создаваемое вентиляторным узлом, распространяется и на зону расположения подшипников, обеспечивая .отбор тепла и от них. Кроме того, в конструкции устройства предотвращается перегрев доршня и его уплотнителей за счет прохождения охлаждающей среды между поршнем и аерабочей поверхностью нажимного диска 3. Благодаря эжекционному Действию струи воздуха, выходящей из вентилятора, небольшая часть воздуха, прошедшая через окно 13, проходит между радиальными ребрами 4 и выходит наружу через сквозное отверстие 18. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с известным позволит увеличить коэффициент теплоотдачи в пять раз, что приведет к пропорциональному снижению температуры особенно теплонагруженных деталей муфты кривошипного пресса, к увеличению их долговечности, а следовательно, к надежной работе всего устройства. При этом использование предлагаемого изобретения позволит зпиеньшить осевой габарит устройства, что является полезным для ei;o эксплуатации.

12

Ф(/г:4

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА С ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КРИВОШИПНОГО ПРЕССА, содержащая корпус с расположенным в нем цилиндром и поршнем пневмогидравлического привода, нажимной диск, упорный диск в виде маховика, установленного на валу на подшипниках, фрикционньй диск с равномерно распределенными по периферии окружности фрикционными вставками, толщина которых превышает толщину указанного диска, возвратно-нажимной узел и вентиляторный узел в виде жестко закрепленного на торце маховика колеса с радиальными лопастями, причем фрикционньй диск установлен между упорным и нажимным дисками, последние установлены с возможностью образования рабочей полости с выходньп и и входными каналами под охлаждаемую среду, вентиляторный узел соединен с упомянутым выходным каналом, входной канал размещен под фрикционными вставками фрикционного диска, нажимной диск установлен с возможностью перемещения по оси и взаимодействия рабочей поверхностью с упомянутыми фрикционными вставками, a противоположной поверхностью - с упомянутым поршнем пневмогидравлического привода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при уменьшении осевого габарита муфты, в маховике выполнены углубление под фрикционньй и нажимной диски и равномерно распределенные входные, (Л осевые отверстия под охлаждаемую среду, на нерабочей поверхности нажимного диска выполнены радиальные ребра в виде равномерно размещенных по окружности торцовых лопастей, ось г. вентиляторного узла расположена параллельно оси устройства, колесо вентиляторного узла выполнено в виде 4 концентрично установленных обе00 чаек, на маховике закреплена внешняя обечайка с выполненньми в ней раз- о дельными лопастями, a на внешней ел поверхности корпуса пневмогидравлического привода консольно с зазором относительно нажимного диска закреплена внутренняя обечайка, причем у внешнего торца внутренней обечайки равномерно по окружности выполнены сквозные отверстия, связывающие с атмосферой полость, образованную поршнем пневмогидравлического привода и нерабочей поверхностью нажимного диска.