Фрикционная центробежная муфта Советский патент 1986 года по МПК F16D43/10 F16D25/63 

Изобретение относится к маишно- строению и может быть использовано (В качестве предохранительной муфты в механических передачах.

to

15

20

25

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности конструкции за счёт плавного увеличения нагрузочной способности и автоматичес-- кого отключения от привода ведомой полумуфты через определенньш промежуток времени после ее заклинивания.

На фиг. 1 изображена фрикционная центробежная муфта в исходном положении; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - муфта в момент включения (подачи текучей среды), продольный разрез; на фиг. 4 - то же, при рабочем положении.

Муфта состоит из полой ведущей полумуфты 1 и ведомой полумуфты 2, соединенных между собой фрики юн- ными дисками 3 и 4. Нажимной центробежный механизм .муфты содержит выполненный со ступицей полый нажимной диск 5, установленный на ведущей полумуфте 1 с возможностью осевого перемещения и зафиксированный от поворота шлицами 6. Внутри ступичной части нажимного диска 5 размещен поршень 7, хвостовик которого, имеющий канал 8, открывающийся в полость 9 между нажимным диском 5 и поршнем 7, неподвижно закреплен по оси ведущей муфты 1. Канал 8 является продолже-. нием канала ведущей полумуфты 1, свя- 35 занного с источником подачи рабочей среды под давлением. С торца поршня 7 установлена отжимная пружина 10, упирающаяся в крышку 11 нажимного диска 5.

На нажимном диске 5 установлена с возможностью вращения втулка 12, зафиксированная в осевом направлении крышкой 11. Втулка 12 снабжена расходящимися и установленными в ней с натягом и наклонно плоскости, перпендикулярной к оси вращения муфты, направляющими элементами 13, образую- пр1ми совместно со втулкой 12 сепара40

(фиг. 2). Эти кулачки взаимодействуют с торцами 18 и 19 упоров 20 ведо- 5 мой полумуфты 2, причем кулачки 17 со скосом установлены на расстоянии от упоров 20 в направлении, противоположном направлению вращения ведомой полумуфты 2. Центробежные грузы 14 имеют подпружиненные шариковые опоры 21, взаимодействуюш ие с корпусом 22 ведомой полумуфты 2, охватывающем на}кимной центробежньш механизм. Центробежные грузы. 14 снабжены флажком 23, который свободно установлен на оси 24 крьш1ки 25 и взаимодействует с последней пружиной 26 кручения, поджимая прямые кулачки 16 к упорам 20. На муфте закреплен элемент 27 привода рабочего органа, который может быть установлен на ступичной части ведомой полумуфты 2 (фиг. О, но по необходимости может монтироваться либо на корпусной части 22, либо с торца - со стороны крышки 25 (не показано).

Муфта работает следующим образом.

В исходном положении (фиг, 1) муфта отключена, отжимная пружина 10 перемещает нажимной диск 5 сустановленным на нем центробежным механизмом влево до упора центробежных грузов 14 в опорный диск 15, создавая зазор 5 между торцом нажимного диска 5 и ведущим фрикщ окным диском 3. Ведущие 3 и ведомые 4 фрикционные диски, не поджатые в осевом направлении , при вращении ведущей полумуфты 1 свободно проскальзывают одни относительно других, и вращение ведомой

30

полумуфте 2 не передается,

Для включения муфты в нее подают под давлением текучую рабочую среду, например сжатый воздух, которая по каналу в ведущей полумз/фре 1 и каналу 8 поршня 7 поступает в полость 9, что приводит к сдвигу вправо нажимного диска 5, который, преодолевая

сопротивление пружины 10, сжимает тор для свободно установленных на них SO в осевом направлении фрикционные дис- центробежных грузов 14.ки 3 и 4. При этом центробежные груОбращенная в сторону, противополож- зы 14 совместно с втулкой 12 и на- ную фрикционным дискам 3 и 4, поверх- правляющими элементами 13 перемещают- ность центробежных грузов 14 находится в подвижном контакте с опорным 55 диском 15. Периферийная часть кададого

ся вправо от опорного диска 15, образуя с ним зазор 5 (фиг. ,

Под действием сил трения, возни- каюпщх при осевом сжатии фрикционных дисков 3 и 4, вращение ведущей полуцентробежного груза 14 имеет два ку- ачка, передний 16 - прямой и задto

15

20

25

35

40

17 (по направлению муф- i, указанному стрелкой) - со скосом

32869

НИИ

ты,

(фиг. 2). Эти кулачки взаимодействуют с торцами 18 и 19 упоров 20 ведо- 5 мой полумуфты 2, причем кулачки 17 со скосом установлены на расстоянии от упоров 20 в направлении, противоположном направлению вращения ведомой полумуфты 2. Центробежные грузы 14 имеют подпружиненные шариковые опоры 21, взаимодействуюш ие с корпусом 22 ведомой полумуфты 2, охватывающем на}кимной центробежньш механизм. Центробежные грузы. 14 снабжены флажком 23, который свободно установлен на оси 24 крьш1ки 25 и взаимодействует с последней пружиной 26 кручения, поджимая прямые кулачки 16 к упорам 20. На муфте закреплен элемент 27 привода рабочего органа, который может быть установлен на ступичной части ведомой полумуфты 2 (фиг. О, но по необходимости может монтироваться либо на корпусной части 22, либо с торца - со стороны крышки 25 (не показано).

Муфта работает следующим образом.

В исходном положении (фиг, 1) муфта отключена, отжимная пружина 10 перемещает нажимной диск 5 сустановленным на нем центробежным механизмом влево до упора центробежных грузов 14 в опорный диск 15, создавая зазор 5 между торцом нажимного диска 5 и ведущим фрикщ окным диском 3. Ведущие 3 и ведомые 4 фрикционные диски, не поджатые в осевом направлении , при вращении ведущей полумуфты 1 свободно проскальзывают одни относительно других, и вращение ведомой

30

полумуфте 2 не передается,

Для включения муфты в нее подают под давлением текучую рабочую среду, например сжатый воздух, которая по каналу в ведущей полумз/фре 1 и каналу 8 поршня 7 поступает в полость 9, что приводит к сдвигу вправо нажимного диска 5, который, преодолевая

зы 14 совместно с втулкой 12 и на- правляющими элементами 13 перемещают-

ся вправо от опорного диска 15, образуя с ним зазор 5 (фиг. ,

Под действием сил трения, возни- каюпщх при осевом сжатии фрикционных дисков 3 и 4, вращение ведущей полумуфты 1 передается ведомой полумуфте 2 и закрепленному на ней элементу 27 привода рабочего органа. Это обеспечивает начало рабочего процесса машины, что применительно к шнеко роторному снегоочистителю, на пример которого иллюстрируется использование изобретения, означает начало разработки снега его активными рабочими органами. При этом упоры 20 ведомой полумуфты 2 начинают воздействовать на прямые кулачки 16 центробежных грузов 14, приводя их-во вращение (фиг. 2).

Под действием центробежных сил центробежные грузы 14 расходятся вдоль наклонно установленных направляющих элементов 13. Это приводит jK тому, Что центробежные грузы 14 при своем вращении одновременно пере мещаются в двух направлениях - в радиальном к корпусной части 22 ведомой полумуфты 2 и влево к диску 15 (фиг. 4). В момент касания торцом каждого центробежного груза 14 опорного диска 15 (при этом между периферической частью центробежных грузов 14 и корпусом 22 еще имеется зазор) нажимной центробежный механизм в составе центробежных гру- зов 14, направляющих элементов 13 и втулки 12 с нажимным диском 5 оказывается в распоре между опорным диском 15 и фрикционными дисками 3 и 4.

Теперь увеличение частоты вращения муфты приводит к радиальному смещению центробежных грузов 14 только при условии дополните 1 ьного. сжатия пакета фрикционных дисков 3 и 4. Тем самым нажимной диск 5 оказывается под силовым воздействием центробежны грузов 14, которые, отталкиваясь от диска 15, через направляющие элементы 13 и втулку 12 создают доста- точное осевое сжатие фрикционных дисков 3 и 4, позволяющее при дальнейшей работе муфты обойтись без давления в ней рабочей среды, а поддерживать осевое сжатие фрикционных дисков 3 и 4 (зазор S,) за счет центробежных сил в нажимном центробежном механизме.

После эт ого прекращают подачу ра- бочей среды в полость 9, и передача крутящего момента от привода рабочему органу происходит за счет осевьк

5 0

5 0 5 0

0

5

сил, передаваемых на фрикционные диски 3 и 4 центробежным грузами 14.

Муфта работает в рабочем режиме, обеспечивая разработку снега снегоочистителем. При этом изменения плотности снега и мелкие включения твердых предметов не сказываются на работе системы, так как центробежный механизм смонтирован внутри ведомой полумуфты 2 на втулке 12, установленной с возможностью вращения на нажимном диске 5, что позволяет элементам менять свое положение один относитель- .но другого в пределах, ограниченньгх возможностью кругового смещения упоров 20 между кулачками 16 и 17. Поэтому определенное отставание при вращении связанной с рабочим органом ведомой полумуфты 2 от скорости вращения центробежного нажимного механизма не нарушает работы, так как в этом случае последний вращается по инерции и под действием сил трения также в состоянии несколько замедлить свое вращение, пока торцы 18 упоров 20 вновь не войдут в зацепление с прямыми кулачками 16 центробежных грузов 14.

Даже резкое замедление вращения рабочего органа, вызванное попаданием в Herd более крупного предмета, не вызывает расцепления муфты, если преодоление этого препятствия произошло за время, не превышающее времени относительного поворота этих узлов по отношению один к другом и необходимого для набегания кулачков 17 со скосами центробежных грузов 14 на наклонные торцы 19 упоров 20 ведомой полумуфты 2,

Когда происходит перегрузка муфты, на некоторый момент времени прекращается вращение ведомой полумуфты 2. Центробежные грузы 14, вращаясь по инерции, чер.ез флажок 23. закручивают пружину 26, что придает допол- нительный упругий силовой и fflyльc ведомой полумуфте 2, а через нее и рабочему органу, и только если это плавное возрастание момента в приводе, использующее инерционные силы центробежного механизма, действующего в данном случае с расширением своей основной нажимной функции, не приводит к преодолению препятствия перед рабочим органом, происходит остановка рабочего органа и связанных с ним элемента 27 привода и ведомой полумуфты 2.

При этом происходит автоматическое отключение муфты за счет принудительного воздействия скосов 19 упоров 20 ведомой полумуфты 2 на скосы кулачков 17 центробежных грузов 14 и сдвига последних в направлении оси муфты. Пружина 26, упоры 20 и шариковые опоры 21 гасят скорость центробежных грузов, которые под дей- ствием подпружиненных шариковых опор 21 перемещаются до упора во втулку 12, а нажимной диск 5 под действием отжимной пружины 10 перемещается влево, освобождая фрикционные дис- ки 3 и 4. Муфта автоматически отключается, при этом центробежный нажимной механизм также останавливается , несмотря на вращающийся внутри него

нажимной диск 5, будучи заторможен пружиной 26, которая плавно тормозит центробежньй нажимной механизм, а после его остановки вновь подводит к соприкосновению поверхности 18 упоров 20 и кулачки 16, воздействуя флажком 23 на один из центробежных грузов 14. Одновременность поворота всех центробежных грузов 14 обеспечена радиальной установкой направляющих элементов 13,, которые совместно с втулкой 12 играют роль сепаратора. Муфта подготовлена к новым циклам работ. Ее повторное включение осуществляется ПОР1ГИОННОЙ подачей в муфту под давлением текучей рабочей средь (сжатого воздуха).

15

27

20

24 26 23

/

22

17

22 /2 2/ Щ

1,,-ДЛ1

2Ц