Управляемая фрикционная муфта Советский патент 1985 года по МПК F16D13/72 

пые осевые отверстия под охлаждающую среду, равномерно распределенные по окружности, причем отверстия одно го сателлита соосны с отверстиями другого сателлита, расположенного в соседним с ним ряду, а по всей дли не пакета фрикционных дисков отверстия очерчивают единые каналы бзшаящения.

6, Муфта по. п. 1, .отличающ а я с я .тем, что, в центральной части указанных сателлитоввьшолнено осевое отверстие под охлаждающую среду с равномерно распределенными по его диаметру и направленными к оси выступами в зубьев.

1. УПРАВЛЯЕМАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содержащая концентрично установленные ведущую и ведомую полумуфты, нажимное гидравлическое устройство и установленный с возможностью осевого перемещения пакет чередующихся фрикционных дисков с ншицевыми зубчатыми выступами, причем полумуфты связаны одна с другой при помощи пакета фрикционных , а каждый ведомый диск ука:занного пакета вьтолнен в виде группы сателлитов, равномерно установленных по окружности между соседними ведущими фрикдаонными дисками с возможностью углового перемещения относительно собственных осей и относительно оси всего устройства отличающаяся тем, что, с целью/повьшения величины передавае.мой мощности путем улучшения интенсивности отвода тепла от зон трения фрикционных дисков, ведомая полумуфта снабжена жестко закрепленными на ней пальцами, расположенными в месте размещения осей сателлитов, причем последние установлены на пальцах, а оси этих пальцев размещены над внешним диаметром ведущих фрикционньк дисков. 2.Муфта по п. 1, о т л и ч а я с я тем, что каждая группа сателлитов ведомых фрикционньк дисков снабжена дополнительными сателлитами с зубчатыми венцами, установленными на дополнительных пальцах, причем дополнительные са- теллиты размещены между основными са(Л .теллитами, а суммарная площадь перекрытия основными сателлитами площади ведущих фрикционных дисков соотносится с суммарной площадью перекрытия дополнительными сателлитами, как 4;1. 3.Муфта по п. 1, отлича ющ а я с я тем, что каждый дополнительньй сателлит установлен с возможностью зацепления своим зубчатым венцом с каждым из двух.зубчатых венцов основных сателлитов. - 4. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что ведомая полумуфта снабжена концентрично установленным относительно нее поворотным элементом в виде диска с периферийными, равномерно размещенными по окружности выступами, на которьк закреплены пальцы с основными са.теллитами. 5. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, в центральной части сателлитов выполнены сквоз

Изобретение относится к ма.шиностроению и может быть применено в коробках скоростей тяжелых транспор ных средств; например в большегрузных автомобилях, тягачах с дизель- нын приводом, в коробках .скоростей металлорежущих станков, в приводах металлургических машин. .., Цельизобретения- повышение величины передаваемой мощности путем интенсификации тёплоотвода от зон трения фрикционных дисков. На фиг. 1 изображена управляемая фрикционная муфта-, продольный разре на фиг. 2 - 4 - разрез А-А на фиг.1 варианты исполнения муфты; на фиг. 5 - вариант исполнения муфты, продольный разрез,на фиг.6 - разрез Б на фиг.. 5, на фиг. 7 - вариант исполнения муфты, продольньш разрез; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 7, на фиг. 9 - вариант исполнения муфты, на фиг; 10 - разрез Г-Г на фиг.9 Муфта состоит из полумуфт 1 и 2, между которыми установлены ведзтще фрикционные диски 3 - 5 и ведомые фрикционные диски 6 и 7. Последний взаимодействует с зецущямк дисками в зоне 8 перекрытия. Гидравлическое устройство 9 сост ит из гидроцилнндра с поршнем 10. Каждый ведомый фрикционный диск вьшолнен в виде группы сателлитов, собранных на паль.цах 11 в пакеты ,. 12 и.13 ведомых фрик1щонных дисков. Фрикционные сателлиты могут быть выполнены как сплошными, так и с зубчатыми венцами. Зубчатые фрикдаонные сателлиты 14 равномерно раз мещень по окружности и могут находиться в зацепления один с другим через дополнительные фрикционные зубчатые сателлиты 15. Зубчатые дис ки. 16 могут устанавливаться по оси между ведущими дисками 3 - 5 и связывать основные сателлиты, соб ранные.в :Пакеты 12 и 13. Дополнительные фрикционные сател.л;иты 15 . так же собраны в пакеты на дополни тельных пальцах 17. Ведущие фрикционные диски 3 - 5- связаны с ведущей прлумуфтой 1 через пшицевые Соединения . В варианте исполнения (фиг. .5), помимо выполненного ранее, ведомая. полумуфта 2 выполнена с ншиЦевым венцом 1.8. с которым сопряжены сателлиты 14 ведомых фрикционных дисков. Пальцы 11 на которых установлены- сателлиты 14, закреплены на поBOpoTrtoM элементе 19, концентрично уста1новленном относительно взаимодействующих одна с другой.полумуфт.. В торцовой части 20 ведомой полумуфты 2 выполнены сквозные осевые отверстия 21 под охлаждающую среду. Поворотный элемент выполнен в виде диска с .периферийными выступами 22,, равномерно размещенными по окружное .ти. На выступах закреплены пальцы 11с сателлитами 1.4. В других вариантах исполнения (фиг..7 и 9), помимо выполненного ранее в центральной части сателлитов 14 выполняется или ряд сквозных осевьк отверстий 23 под охлаждающую среду или одно центральное сквозное осевое отверстие 24 так же под охлаждающую среду; Сквозные, осевые отверстия 23 равномерно распределены по окружностям, причем отверстия одного сателлита соосно сквозные отверстиям другого сателлита, расположенного в соседним с 3 ним ряду, а по всей длине пакетов 12 и 13 ведомых фрикционных дисков сквозные отверстия 23 очерчивают ед ные каналы 25 охлаждения. При выпол нении в центральной части . одного осевого, сквозного отверстия 24 его диаметр больше, чем сквозное отверстие 23. Однако эти сквозные отверстия 24 могут быть вьшолнены с направленными к оси выступами 26 в виде зубьев. Сателлиты 14 вращаются вокруг собственных осей 27 и вокруг оси всего устройства. Управляемая фрикционная муфта работает следующим образом. , В начальный момент включения ведущая полумуфта 1 с ведущими дисками 3-5 вращаются, а ведомая полумуфта 2 неподвижна. По мере срабатывания нажимного гидравлического устройства 9 усилие сжатия пакета ведущих и ведомых дисков в зоне 8 перекрытия нарастает и ведомые диски 6 и 7, выполненные в виде основных сателлитов 14 и дополнительных сателлитов 15, увлекаются силами трения во вращательное движение относительно пальцев и дополнительных пальцев 17. Силы трени возникающие на площади перекрытия 8 ведущих и ведомых дисков, создают крутящий.момент,воздействующий на ведомую полумуфту 2 и .приводящий ее во вращение со скоростью, возрастаю щей по мере роста усилия сжатия пакета дисков. Собственная частота вращения сателлитов 14 и 15 относительно пальцев 11 и 17 замедляется по мере увеличения частоты вращения ведомой полумуфты. По окончании про цесса включения муфты собственное вращение дисков 6 и 7 относительно пальцев 11 прекращается и ведущая и ведомая муфты вращаются как одно целое. Таким образом, во время вклю чения тепло, генерируемое на поверхностях трения ведущих и ведомых дисков, выносится из зоны трения ведомыми дисками (сателлитами) и отдается среде, охлаждающей муфту. Это достигается за счет того, что пальцы 11 и 17 размещены над внещ.ним диаметром ведущих фрикционньк дисков 3 - 5. . Выполнение сателлитов, установленных на пальцах зубчатыми (12 - 1 способствует повьшению турбулизации р ргранччных слоев среды., охлаждающе 234 муфту, что приводит к повышению теп|поотдачи муфты.и ее ресурса. Совместное сцепление зубьев зубчатых венцов основных 14 и дополни- тельных 15 сателлитов позволяет стабилизировать их частоту вращения. Установка пакета фрикционных сателлитов с соблюдением соотношения, выражающегося в том, что суммарная площадь перекрытия дополнительными сателлитами 15 как четыре к одному (при этом вместо упомянутой цифры четыре допустим интервал от 4 до 17) позволяет стабилизировать соотношение частот вращения фрикционных сателлитов и обеспечить более равномерный их износ, что увеличивает ресурс муфты. При установке между ведущими фрикционными дисками 3-5 зубчатых дисков 16, сцепленных с сателлитами, выполненными с зубчаты- ми венцами, позволяет получать стабильные условия трения и интенсивности теплоотвода из зоны трения, что повьшает ресурс муфты. Управляемая фрикционная муфта ,. (фиг. 5) работает следующим образом. В начальньй момент включения муфты ведущая полумуфта 1 с ведущими фрикционными дисками (3 - 5) вращается, а поворотный элемент 19 и ведомая полумуфта 2 с ведомыми фрикционными дисками 6 и 7 неподвижны. При срабатывании нажимного гидравлического устройства 9 начинает нарао тать усилие сжатия пакета ведущих и ведомых фрикционньк дисков. В зоне их взаимного перекрытия 8 возникают силы трения, которые вовлекают во вращательное движение сателлиты 14 относительно пальцев 11 и далее ведомую полумуфту 2 через поворотный элемент 19. С ростом частоты вращенияВедомой полумуфты 2 соб- ственное вращение сателлитов 14 относительно пальцев 11 замбдляется. При синхронизации муфты ведущая и ведомая ее части вращаются как одно целое, а собственное вращение ведомых дисков относительно пальцев отсутствует. Таким образом, в процессе включения управляемой фрикционной муфты, когда на фрикционных поверхностях дисков генерируется тепло за счет трения, сателлиты 14 при собственном вращение относительно пальцев 11 обеспечивают вынос образующегося тепла из зоны 8 перекрытия за тгчгет непрерьшного перемещения нагретыми их частями зоны 8 перекрытия и отдачи избытка тепла в среду охлаждающую муфту. Поворотный элемент 19 приводится во вращение при пуске муфты и повышает интенсивность тепломассообмена охлаждающей среды, способствуя увеличению ресурса муфты. Этому также способствует наличие осевых сквозных отверстий 21 в торцовой части 20 ведомой полумуфты 2, так как через них струи охлаждающей среды, подаваемые в эти отверстия, интенсифицируют отдачу теапа от деталей муфты в охлаждающую среду. Наличие зубьев по наружному диаметру ведущих дисков улучшает турбулизацию охлаждающей среды, а следовательно и теплообмена, что ведет к увеличению ресурса работы муфты. Управляемая фрикционная муфта по другому варианту исполнения (фиг. 7 и 9) работает следующим образом,. В начальный момент времени ведущая полумуфта 1 и установленные на ней фрикционные ведущие диски 3 вращаются, ведомая полумуфта 2 непо вижиа, а сателлиты 14 свободно вращ ются, обкатывая неподвижный внутрен НИИ шлицевой венец 18 ведомой полумуфты 2, По мере срабатьшания налсимного устройства 9 возрастает усилие прижатия одного к другому фрикционных дисков. При этом в зоне 8 их взаимного перекрытия возникают силы трения, которые приводят к поя лению усилий, создающих постепенно увеличиваю{цийся крутящий момент. Этот крутящий момент вьшодит полуму ту 2 из состояния покоя и она переходит к состоянию вращения вокруг оси муфты в сторону вращения ведуще полумуфты 1. По мере роста угловой скорости полумуфты собственное вращательное движение зубчатых фрик ционных сателлитов 14 замедляется. Однако в зоне 8 перекрытия фрикциоН ных дисков продолжают действовать силы трения в условиях взаимного проскальзывания этих дисков под нагрузкой. Это приводит к дальнейшему разгону ведомой полумуфты 2 и замедлению собств« нного вращательного движения фрикционных зубчатых 0236 сателлитов 14 вплоть до выравниван, угловых скоростей ведущей 1, ведомой 2 полумуфт и прекращению вращательного движения сателлитов 14 вокруг собственных осей 27, При этом пакет фрикционных дисков и полумуфты вращаются вокруг оси муфты как единое целое. Муфта включена. Выключение муфты сопровождается процессами, очередность которых противоположна той, которая соответствует процедуре включения, Таким образом, включение муфты протекает с проскальзыванием под нагрузкой фрикционных ведущих дисков 3-5 при вращении сателлитов 14 вокруг собственных осей. Вслед-. . ствие этого.тепло, вьщеляющееся в зоне трения фрикционных дисков, быстрее отдаётся среде, окружающей муфту, поскольку нагретые участки сателлитов 14 непрерывно покидают зону трения - зону 8 перекрытия фрикционных дисков, Вьшолнение фрикционных сателлитов 14 со сквозными отверстиями 23 позволяет снизить коробление и увеличить поверхность участвующую в конвективном теплоотводе, что способствует повышению ресурса муфты при ее работе с частными включениями. Дальнейшая интенсификация теплоотвода от зоны трения и рост ресурса муфты имеют место, если эти сквозные отверстия вьшолнены соосно таким же отверстиями соседних сателлитов и в образовании сквозных для всего пакета дисков каналов 25 охлаждения, В этом случае повышается интенсивность массо- и теплообмена при подаче охлаждающей текучей среды на пакет так как струи этой среды пробивают по каналам весь пакет вдоль оси муфты. Вьтолнение сателлитов 14 по краю сквозных отверстий с выступами 26 усиливает турбулизацию среды, охлаждающей муфту, что способствует дальнейшему росту ее ресурса. Повьш1ение интенсивности отвода тепла от зон трения в муфте достигается при Наличии сухого трения, при работе муфты с частыми включениями либо продолжительной работе в ре жиме взаимного проскальзывания фрикционных дисков, находящихся под нагрузкой, Яоэтому применение предлагаемой муфты в тяжелых транспортных средствах с дизельным приводом большегрузных автомобилях, тягачах, тракторах позволяет повысить ресурс коробок передач этих транспортных средств -при их работе в режиме

маневрирования с частыьм переключениями скоростей. Кроме того, предлагаемая муфта может быть использована в приводе несущих винтов 5 вертолетов гребных валов судов .

3

Lri№Qr-- P У

Щ

Фаг.1

Л-Л

Фм

А-А

15

п

8-В

.18

h

,«

.Xl Z