Предохранительная муфта Советский патент 1985 года по МПК F16D43/20 

Изобретение относится к машиностроению, и преимущественно может быть использовано в тихоходных механизмах, передающих значительные крутящие моменты.

Целью изобретения является повышение точности срабатывания при одновременном повышении нагрузочной способности муфты.

На фиг. 1 схематически показана муфта во включенном положении, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - муфта в выключенном положении, поперечный разрез.

Предохранительная муфта состоит из концентрично расположенных ведущей полумуфты 1, выполненной в виде звездочки цепной передачи, ведомой полумуфты 2 в виде вала, на котором с возможностью вращения установлена втулка 3. В направляюiJieM отверстии 4 втулки размешен сухарь 5, заходная часть которого во включенном состоянии расположена в пазу 6 ведомой полумуфты 2. Контактные поверхности сухаря и паза ведомой полумуфты выполнены под углом, обеспечивающим их самоторможение, т.е. исключающим выталкивание сухаря из паза при передаче крутящего момента. Ведущая полумуфта 1 и втулка 3 соединены посредством двухзвенного щарнирно-рычажпого механизма 7, концы которого шарнирно закреплены соответственно на осях 8 и 9 на ведуп1ей полумуфте I и хвостовике 10, которым снабжена втулка 3. Средний шарнир 1 1 шарнирно-рычажного механизма 7 разме1цен в окне 12, выполненном в средней части сухаря 5, между регулируемым упором 13, закрепленным на сухаре, и подпружиненным тарельчатым толкателем 14, связанным с сухарем. Регулируемый упор 13 прс;и1азначен для задания первоначального угла между звеньями шарнирно-рычажного механизма посредством взаимодействия со средним шарниром 11. Толкатель размещен в осевом отверстии 15 сухаря 5 с возможностью перемещения относительно сухаря в радиальном направлении до упора тарелки 16 толкателя в стенку 17 окна 12 сухаря и подпружинен к среднему шарниру 11 шариирно-рычажного механизма пружиной 18, усилие сжатия которой регулируется резьбовой втулкой 19, установленной в кронштейне 20, который жестко закреплен на втулке 3. Свободный конец толкателя может быть размещен в осевом отверстии, выполненном в резьбовом регулировочном элементе (втулке) 19, и снабжен кулачком 21, установленным с возможностью взаимодействия с конечным выключателем 22, отключающим привод при срабатывании муфты.

Муфта работает следующим образом.

Регулируемым упором 13 и резьбовой втулкой 19 производится регулировка момента срабатывания муфты: упором 13 задается начальный угол между звеньями шарнирно-рычажного механизма 7 посредством

перемещения среднего щарнира 11 в радиальном направлении, т.е. в направлении выхода сухаря 5 из паза 6 ведомой полумуфты 2, а втулкой 19 регулируется необходимое усилие сжатия пружины 18.

При включении привода крутящий момент с ведущей полумуфты 1 через двухзвенный щарнирно-рычажный механизм 7 передается на втулку 3 и через сухарь 5 на ведомую полумуфту 2. Пружина 18, воздействуя через тарелку 16 толкателя 14 на средний щарнир 1 шарнирно-рычажного механизма 7 и через него на регулируемый упор 13, удерживает сухарь 5 в пазу 6 ведомой полумуфты 2 и обеспечивает устойчивость шарнирно-рычажного механизма при передаче заданного момента.

При возникновении перегрузок на ведомой полумуфте 2 она и втулка 3 останавливаются, а ведушая полумуфта 1 продолжает вращение. Двухзвенный щарнирно-рычаж0 ный механизм 7 теряет устойчивость и начинает «переламываться угол между звеньями механизма уменьшается. Средний шарнир 11 при этом, перемешаясь в окне 12 сухаря 5, воздействует на толкатель 14.

г сжимая пружину 18.

Вначале толкатель 14 перемещается, не воздействуя своей тарелкой 16 на сухарь 5. При контакте тарелки 16 толкателя со стенкой 17 окна 12 шарнир 11 воздействует через

0 толкатель на сухарь, начинает перемещать его и выводит из паза 6 ведомой полумуфты. К этому моменту угол между звеньями шарнирно-рычажного механизма уменьшается, изменяется соотношение плеч реакций шарнира 11 относительно осей 8 и 9,

5 в результате чего возрастает составляющая силы, направленная на выталкивание сухаря 5 из паза 6. После вывода сухаря из паза происходит расцепление втулки 3 с ведомой полумуфтой 2 и она получает воз„ можность поворота относительно ведомой полумуфты. Кулачок 21, расположенный на торце толкателя 14, поворачиваясь вместе со втулкой 3, воздействует на конечный выключатель 22 и отключает привод. После устранения причин перегрузки муфта приводится в рабочее положение следующим образом.

Включается привод, при этом втулка 3 вместе с ведущей полумуфтой 1 начинает вращаться относительно ведомой полумуфты 2. Рабочий торец сухаря 5 скользит по цилиндрической поверхности ведомой полумуфты 2. При совпадении направляющего отверстия 4 во втулке 3 с пазом 6 ведомого звена 2 сухарь 5 пружиной 18, воздействующей на толкатель 14, средний шарнир 11

5 двухзвенного шарнирно-рычажного механизма и регулируемый упор 13, вталкивается в паз 6 ведомой полумуфты 2. Шарнирно-рычажный механизм 7 занимает исходное положение, фиксируемое регулируемым упором 13, и продолжается передача крутящего момента.

При возникновении кратковременных перегрузок в допустимых пределах двухзвенный шарнирно-рычажный механизм 7 и толкатель 14 с пружиной 18 играют роль демпфирующего звена, исключающего срабатывание муфты. При этом средний шарнир 11 щарнирно-рычажного механизма 7 и толкатель 14 перемещаются относительно сухаря 5 в пределах свободного хода толкателя и сжимают пружину 18.

Тарелка 16 толкателя при этом не вступает в контакт со стенкой 17 сухаря и не воздействует на сухарь. После исчезновения кратковременной перегрузки пружина 18 через толкатель 14 воздействует на средний щарнир 11 щарнирно-рычажного механизма и воссанавливает его первоначальную устойчивость.

Предлагаемая муфта имеет повыщенную точность срабатывания, которая обеспечивается наличием двух регулировочных устройств: резьбовой втулки, регулирующей усилие воздействия пружины на средний щарнир двухзвенного щарнирно-рычажного механизма, и регулируемого упора, задающего начальный угол между звеньями щарнирно-рычажного механизма. Применяя эти две регулировки, обеспечивают возможность в щироких пределах менять передаваемый крутящий момент.

Повыщение точности срабатывания муфты достигается также за счет того, что значительно снижается влияние силы трения, возникающей между сухарем и пазом ведомого звена. Это обеспечивается за счет того, что подпружиненный толкатель установлен с возможностью ограниченного перемещения относительно сухаря. Благодаря свободному перемещению толкателя момент срабатывания муфты зависит только от начального угла между звеньями щарнирно-рычажного механизма, усилия настройки пружины и трения в щарнирах шарнирно-рычажного механизма.

Когда же средний щарнир шарнирнорычажного механизма через тарелку толкателя начинает воздействовать на сухарь и выталкивать его из паза ведомой полумуфты, угол между звеньями шарнирно-рычажного механизма достигает такой величины,

0 что усилие, передаваемое средним щарниром в направлении вывода сухаря из зацепления, возрастает в несколько раз и легко выводит сухарь из паза ведомого звена. Повышение нагрузочной способности

, муфты обеспечивается выполнением контактных поверхностей сухаря и паза ведомого звена под углом, обеспечивающим их самоторможение, что позволяет исключить выталкивание сухаря вследствие взаимодействия с пазом ведомой полумуфты, т.е. сухарь в данном случае работает как обычная шпонка.

Нагрузочная способность муфты повышается также за счет того, что усилие с ведущего звена на ведомое передается посредством толкающего двухзвенного шарнирнорычажного механизма. Задавая определенный начальный угол между его звеньями и создавая на его среднем шарнире сравнительно небольшое усилие пружиной, можно

Q обеспечить достаточно большой передаваемый момент.

При необходимости муфту можно использовать как жесткую, лишив ее предохранительных свойств. Для этого достаточно регулируемым упором задать обратный начальный угол между звеньями шарнирнорычажного механизма, т.е. в направлении включения сухаря, при этом средний шарнир рычажного .механизма постоянно поджимает сухарь -к пазу ведомого звена.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая концентрично расположенные ведущую и ведомую полумуфты, соединенные посредством радиально расположенного в ведущей полумуфте подпружиненного сухаря с клиновидной заходной частью, размещенной в пазу аналогичного профиля, выполненном в ведомой полумуфте, и регулировочный резьбовой элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности срабатывания и нагрузочной способности, она снабжена промежуточным элементом в виде установленной на ведомой полу муфте с возможностью вращения втулки с радиальным сквозным отверстием под рабочий конец сухаря и с радиально направленными, расположенными под углом друг к другу кронштейном и ХВОСТОЕШКОМ и отключающим узло.м, состоящим из двухзвенного ЦЕарнирчо-рычажного механизма, оси крайних шарниров которого закреплены на ведущей полумуфте и хвостовике, подпружиненного тарельчатого толкателя, связанного с сухарем и закрепленного на сухаре регулируемого упора, средний шарнир рычажного механизма расположен между толкателем и регулируемым упором, регулировочный резьбовой элемент расположен на кронштейне, ведущая полумуфта установлена на промежуточном элементе с возможностью ограниченного поворота, а контактные поверхности сухаря и паза ведомой полумуфты выполнены под углом, меньшим угла трения. 2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что толкатель установлен с возможностью ограниченного перемещения в радиальном насл правлении относительно сухаря. 3.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена конечным выключателем, а регулировочный резьбовой элемент выполнен со сквозным центральным отверстием под свободный конец толкателя, на торце которого с возможностью взаимодействия с конечным выключателем установлен кулачок. N3 о а