Многодисковая фрикционная муфта преимущественно постоянно замкнутого типа Советский патент 1985 года по МПК F16D13/72 

О) О1

Изобретение относится к машиностроению, где может быть использовано в тяжело нагруженных машинах, транспортном оборудовании и т.д.

Цель изобретения - повышение надежности муфты путем уменьшения коробления дисков.

Коробление дисков в муфте появляется из-за того, что отдельные части дисков в процессе работы могут иметь высокие скорости скольжения, что приводит к неравномерному их нагреву. Неравномерный нагрев дисков может быть вызван также их плохим охлаждением рабочей жидкостью, например маслом.

В предлагаемой фрикционной муфте относительные скорости скольжения значительно снижены (в 2-3 раза) и улучшен теплоотвод благодаря постоянному выносу рабочих участков сателлитных дисков в нерабочую зону и охлаждению дисков в нерабочей зоне интенсивным перемеш,ением жидкости. Уменьшение относительных скоростей скольжения и однонаправленность относительного перемеш.ения во всех точках фрикционных поверхностей к периферии способствуют также стабильности коэффициента трения и его увеличению. Это стало возможно вследствие выполнения фрикционных дисков в виде отдельных рядов из зубчатых сателлитов, центры одного ряда которых смещены относительно центров сателлитов соседних, смежных рядов. При этом для работоспособности муфты достаточно такого смещения соседнего ряда, чтобы его диски вошли во фрикционный контакт с дисками другого ряда, однако для лучшего сцепления и более равномерного фрикционного контакта дисков желательно, чтобы диски одного ряда были бы смещены по окружности на половину расстояния между дисками соседнего ряда, т.е. на угол (/,/2, если - угол между центрами двух дисков в одном ряду.

Таким образом, благодаря уменьшению скорости скольжения и улучшению теплоотвода снижается коробление дисков и, тем самым, повышается надежность муфты.

Коробление дисков уменьшено также за счет того, что улучшено охлаждение дисков, так как фрикционная поверхность сателлитного диска за один оборот дважды входит в контакт с охлаждающей жидкостью, которая вымывает продукты износа и интенсивно охлаждает диск.

По сравнению с большими кольцевыми фрикционными дисками известного устройства сателлитные диски даже при их значительном нагреве изменяют форму (отклонения от плоскости) вследствие различных внутренних напряжений из-за различной формы, диски предлагаемой муфты гораздо

меньше изменяют форму, благодаря чему также повышается надежность муфты.

На фиг. 1 показана муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - схема работы муфты при буксовании с видом на сателлиты; на фиг. 3 - план относительных скоростей скольжения.

Муфта содержит две концентрично установленные полумуфты - наружную охватывающую 1 и внутреннюю охватываемую 2. На охватывающей полу.муфте 1 выполнены внутренние 3, а на охватываемой 2 - наружные 4 шлицы. Между полумуфтами расположен подвижный вдоль оси фрикционный пакет, фрикционные диски 5 и 6 которого выполнены одинаковыми в виде установленных в соответствующих рядах плоских сателлитов с зубьями, зацепляющимися со шлицами 3 и 4 охватывающей 1 и охватываемой 2 полумуфт, и постоянно сжаты между упорным и нажимным дисками нажимного механизма.

Фрикционные диски 5 расположены в одном ряду, а диски 6 - в другом параллельном ряду. Ряды дисков 5 чередуются с рядами дисков 6. В каждом ряду находится одинаковое количество дисков, размещенных равномерно по окружности и центры их расположены один от другого под углом li. При этом диски 6, располагаясь равномерно по окружности в своем ряду, все вместе смещены относительно дисков 5 на угол 12, т.е. на половину расстояния между центрами двух соседних рядов дисков.

Расстояние между окружностями наружных диаметров соседних дисков в каждом ряду должно быть меньше диаметров дисков с тем, чтобы каждый диск одного ряда находился во фрикционном взаимодействии его плоской поверхности с двумя диска.ми соседнего ряда. Наиболее эффективно выполнение указанного расстояния в виде щелевого зазора.

Муфта работает следующим образом.

Диски 5 и 6 сжимаются с торцов муфты и находятся в сцепленном состоянии. При это.м каждый диск 5 зажат между двумя дисками 6 соседних рядов с одного края и двумя дисками 6 с другого края, т.е. каждый диск 5 зажат между четырьмя дисками 6 и, наоборот, каждый диск 6 зажат между четырьмя дисками .5. Крутящи момент передается между полумуфтами охватывающей 1 и охватываемой 2 с по.мощью шлицов 3 и 4, моментов трения между фрикционными торцовыми поверхностями дисков 5 и 6 и моментов заклинивания зубьев дисков в шлицах.

В расцепленном состоянии диски 5 и 6 разжаты, полумуфта 1 остановлена. Охватываемая полумуфта 2 врашается. диски о и 6, находясь в зубчато.м зацеплении со шлицами 3 и 4 полумуфты 2, вращаются

вокруг своей оси и одновременно обкатываются вокруг оси муфты, совершая планетарное движение и не взаимодействуя один с другим. При этом диски, вращаясь, увлекают за собой потоки масла, усиливают его перемешивание и тем самым улучшают отвод тепла.

При работе муфты в режиме буксования равномерность нагрева дисков в значительной степени зависит от относительных скоростей скольжения.

В предлагаемой конструкции относительная скорость скольжения во всех точках поверхностей трения имеет примерно, одинаковое значение, что можно видеть на плане скоростей (фиг. 3).

При вращении охватываемой полумуфты 2 и останове охватывающей полумуфты 1 точка В дисков и охватываемой полумуфты 2 имеет линейную скорость YB, а точки Л и А являются мгновенным центром скоростей вращающихся относительно нее ди1сков 5 и 6 и, следовательно, их скорость равна нулю. Линейной скорости VB соответствует угловая скорость а)э вращения дисков относительно точек Л и Л . Построив соответствующие этой угловой скорости планы линейных скоростей Vr Д/1Я дисков 5 и Урдля

диска 6 в точке F их совместного трения, и такие же планы в других точках К и , а также соединив векторы скоростей обоих дисков в каждой точке третьим вектором скорости, мы увидим, что этот третий вектор и по величине и по направлению практически постоянен, т.е. относительные скорости скольжения дисков в разных точках их поверхностей прицерно равны.

Благодаря такому выполнению достига ся равномерный нагрев дисков при буксовании, а за счет устранения неподвижных относительно полумуфт кольцевых дисков значительно усиливаются перемешивание масла в буксующей муфте, его подвод и

отвод к разогретым поверхностям и, тем самым, охлаждение дисков, а также отвод продуктов износа из области трения.

Использование изобретения по сравнению с многодисковой фрикционной муфтой, применяемой во фрикционных механиз.мах

поворота и демпферах подвески станка, позволит повысить надежность муфты за счет снижения в несколько раз относительных скоростей скольжения, более чем в два раза теплонапряженности дисков за

счет уменьшения неравномерности нагрева дисков, за счет повышения долговечности дисков.

МНОГОДИСКОВАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПОСТОЯННО ЗАМКНУТОГО ТИПА, содержащая концентрично установленные одна относительно другой наружную полумуфту с внутренними шлицевыми зубьями и внутреннюю полумуфту с наружными шлицевыми зубьями, нажимной механизм с упорным и нажимным дисками и подвижный вдоль оси пакет фрикционных дисков, размещенный между упомянутыми полумуфтами и нажимным и упорным дисками с возможностью взаимодействия с последними, причем отдельные диски упомянутого пакета выполнены в виде установленных в один ряд и равномерно расположенных по окружности с щелевым зазором один относительно другого зубчатых сателлитов с фрикционными поверхностями с обоих их торцов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения коробления дисков, все фрикционные диски выполнены в виде отдельных рядов из зубчатых сателлитов, причем в разных рядах установлено одинаковое количество сателлитов, центры каждого сателлита одного ряда расположены между двумя сателлитами соседних рядов и равноудалены от них, а фрикционные торцовые поверхности упомянутых сателлитов размещены с возможностью взаимодействия один с другим.

б. И f