Фрикционная предохранительная муфта Советский патент 1986 года по МПК F16D43/20 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным муфтам, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизмов, подвергаемых частым перегрузкам, а также в условиях повышенных перекосов и смещений осей валов.

Цель изобретения - повышение надежности, чувствительности, точности и плавности срабатывания муфты путем уменьшения коэффициента перегрузки и упрощения конструкции.

На фиг. 1 изображена фрикционная предохранительная муфта, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - 7 - варианты выполнения упругих звеньев муфты.

Муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, взаимосвязанные дисковым фрикционом 3, соединенные в виде шарнирного многозвенника звеньями 4. Фрикцион 3 состоит из свободно смонтированного на подшипниках 5 корпуса 6, к которому прикреплен при помашу пальцев 7 и болтов 8 с гайками 9 упорный диск 10, свободно установленный на пальцах 7 нажимного 11 и ведущих 12 фрикционных дисков и на шлицевом или профильном соединеьдаи, выполненном на правом конце ведомой полумуфты 2, ведомых фрикционных дисков 13 с фрикционными накладками 14, а также нажимных пружин 15, усилие которых может быть отрегулировано гайками 16.

Муфта снабжена отключающим механизмом, выполненным в виде свободно установленного на закрепленной в упорном диске 10 оси 17 двуплечего рычага 1 8 и подвижной вдоль оси муфты самоустанавливающейся планки 19, снабженной резьбовыми упорами 20, взаимодействующими с нажимным диском 11. Одно плечо 21 рычага 18 своей сферической поверхностью установлено с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой 1, а другое плечо 22 - при относительном повороте (закручивании) полумуфт 1 и 2 установлено с возможностью взаимодействия с планкой 19 при выборе зазора между ней и рычагом 18.

Связь фрикциона 3 с ведущей полумуфтой 1 осуществляется посредством упругих звеньев 4, выполненных в ви32871-2

де упругих тяг, концы которых свободно установлены на закрепленных в ведущей полумуфте 1 пальцах 23 и закрепленных во фрикционе 3 пальцах 7.

5 В целях повышения точности срабатывания муфты и уменьшения износа в местах контакта пальцев 23 и 7 с упругими звеньями 4, последние могут быть снабжены подшипниками 24 ка чения.

Вариант упругого соединительного звена 4 (упругой тяги) показан на фиг. 4„ где оно содержит тяги - реверсоры 25 и 26, штьфь 27, ограничи 5 тали 28 и 29 и расположенный между последними предварительно сжатый упругий элемент 30 (например, винтовую прдокину сжатия) .

Тяга 26 одним концом соединяется

20 посредством штыря 27 с ограничителем 28, а на другом конце она имеет проушину в виде цилиндрического отверстия под подшипник 24, устанавливаемый на пальце 7. Тяга 25 выполне на полой, имеет для прохождения штыря 27 пазы 31 и на свободном конце проушину, выполняемую обычно при одностороннем приложении нагрузки в виде цилиндрического отверстия, а при

30

реверсивном режиме - в виде сквозного продольного паза 32 под подшипник 24, насаживаемьй на палец 23, а на другом конце тяги 25 выполнена резьба, на которую навертывается резьбовой ограничитель 29, служащий для более точной регулировки усилия предварительного сжатия упругого элемента 30.

На фиг. 5 показан второй вариант

упругого соединительного звена 4,

содержащего также две тяги - реверсоры 33 и 34 и ограничители 35 и 36. При этом ограничитель 36 ввернут в тягу 33 и служит также для регулировки

усилия сжатия упругого элемента 30, а ог раничитель 35 навернут на резьбу тяги 34 или же может быть выполнен единым с ней. Аналогичный вариант упругого соединительного звена 4 показан на фиг. 6, где тяга 34 и ограничитель 35 такие же, как в варианте на фиг,, 5, а роль второй тяги выполняют зацеп 37 с болтами 38 и роль второго ограничителя - .шайба 39 с гайками 40.

Для менее нагруженных муфт возможен вариант выполнения упругого соединительного звена 4, показанный на

фиг. 7, где упругий элемент 41 растяжения (например, пружина растяжения с зацепами в виде отогнутых витков) находится в предварительно растянуто состоянии. Здесь в зацепы пружины 41 вводятся ограничители 42 и 43. При этом в ограничитель 42 ввернуты штоки 44, служащие для регулировки усилия предварительного растяжения пружины 41, а для обеспечения постоянст ва межосевого расстояния между пальцами 7 и 23 (независимо от величины деформации пружины 41) в ограничитель 43 вворачивается тяга 45. Муфта снабжена ограничителями 46 хода на- жимного .диска 11.

Муфта работает следующим образом.

При передаче крутящего момента, меньшего или равного его номинальному значению, на упругих элементах 3 (или 41) создается усилие, не превышающее величины их предварительного сжатия (или растяжения, фиг. 7). При этом крутящий момент от ведущей полумуфты 1 передается через пальцы 23 и упругие звенья 4 на пальцы 7 и через фрикцион 3 - на ведомую полумуфту 2. При этом фрикционные диски 12 и 13 поджаты пружинами 15 усилием, достаточным для передачи номинально- го крутящего момента при минимальном Ьозможном коэффициенте трения между их фрикционными поверхностями.

Аналогично осуществляется передача крутящего момента, имеющего значе ние несколько большее номинальной величины, но меньшее значения предельного крутящего момента, однако при этом на упругих элементах 30 (или 41 возникает усилие, которое превышает усилие их предварительного сжатия, и поэтому они дополнительно деформируются , а ведущая полумуфта 1 поворачивается относительно ведомой полумуфты и, воздействуя на рычаги 18, поворачивает.их на оси 17, приближая их свободные концы к планке 19 и уменьшая зазор 6 (фиг. 1).

При передаче момента предельного значения полумуфты 1 и 2 разворачи- ваются относительно друг друга так, что зазор б становится равным нулю, а рычаг 28, воздействуя на планку 19 таким усилием, которое через резьбовые упоры 20 передается на нажимной диск 11, аннулирует запас сцепления фрикциона 3, что обеспечивает пробуксовку муфты. При прекращении действия перегрузки муфта снова будет передавать крутящий момент, не превышающий предельного значения. Следовательно, срабатывание муфты практически не зависит от значения коэффициента трения между ее фрикционными дисками 12 и 13, а зависит от характеристик упругих звеньев 4, которые практически не изменяются в процессе работы муфты что обеспечивает высокую точность срабатывания муфты.

Кроме того, при работе муфты обеспечивается высокая чувствительность за счет заложенного в ее конструкцию принципа практической независимости момента сил, требующегося для осуществления относительного поворота полумуфты 1 и 2 (момента закручивания полумуфты), а именно, несмотря на . увеличение усилия в упругих элементах 30 и 41 упругих звеньев 4 при увеличении угла закручивания (угла относительного поворота) полумуфт 1 и 2, их тяги 25, 26, 33 и 34 и зацеп 37 начинают приближаться к центру муфты, так что при этом момент закручивания полумуфт (при определенном соотношении жесткости указанных упругих элементов и их расстояния от оси муфты по перпендикуляру к оси упругого элемента) может оставаться практически неизменным или изменятьс весьма незначительно. Это обеспечивает высокую стабильность срабатьтания муфты, независимо от величины износа фрикционных дисков 12 и 13, так как хотя зазор S в процессе эксплуатации муфты из-за износа фрикционных дисков 12 и 13 и изменяется, н о это практически не отражается на характеристиках муфты, при практическом постоянстве момента закручивания полумуфт 1 и 2 значение зазора S не оказывает влияния на срабатывание муфты, так как на рычаг 18 от полумуфты 1 в этом случае будет передаваться практически одинаковое усилие при любом угле взаимного разворота , полумуфт 1 и 2, т.е. при любом зазоре. 8 , а это означает, что характеристики муфты практически не зависят от износа рабочих фрикционных поверхностей дисков 12 и 13 муфты.

Кроме того, при выключении муфты под каждым рычагом 18 создается одинаковое отжимное усилие. Это обеспечивается тем, что благодаря наличию планки 19, взаимного расположения

в ней резьбовых упоров 20, а также расположению относительно последних рычагов 18, обеспечивается автоматическое равенство создаваемых ими на планку 19 усилий. Это происходит потому, чтр расположение рычагов 18 и резьбовых упоров 20 (при рассмотрении в плоскости поперечного сечения муфты) вьшолнено таким образом, что рычаги 18 находятся вне площадки, образованной периметром меладу резьбовыми упорами 20, и расположе- Иы на радиусах, находящихся под, угло один к другому. Такое расположение рычагов 18 и резьбовых упоров 20 в муфте обуславливает .то, что пока все резьбовые упоры два или три не коснутся нажимного диска 11, а рычаги 18 не будут свободными плечами упираться в планку 19, це произойдет силовое замыкание рьмагов 18 на отжи нажимного диска 11.

Поскольку рычаги 18 при этом создают практически одинаковое силовое за1-1ыкание, то этим обеспечивается равномерность износа фрикционных поверхностей дисков и, следовательно, повышение их долговечности и точности срабатываний.

Муфта позволяет произвести замену изношенных фрикционных дисков 12 и 1 без снятия ее с соединяемых ею валов и без сложной ее разборки. Нажимной диск 11 имеет наибольший ход и на

величину допустимого износа фрикп юн- ных дисков, после чего ограничители 46 хода упираются в корпус б и замыкают на себя усилие нажимных пружин 15. При этом муфта-пробуксовывает , показывая, что нужно заменять фрикционные диски 12 и 13, чем страхуются от повреждений рабочих поверхностей металлических частей дисков 12 и 13 после того, как произойдет износ фрикционных накладок 14.

Для того, чтобы бьшо возможным производить замену изношенных дисков 12 и 13 достаточно отвернуть гайки 9 и отодвинуть упорный диск 10 вместе с упругими звеньями 4 в сторону ведущей полумуфты 1 на расстояние несколько большее толщины ведомого фрикционного диска 13, достаточное для осуществления его замены. Для этого в муфте между ведущей полумуф- той 1 и упругими звеньями 4 предусматривается необходимый зазор, а пальцы 23 имеют удлиненную форму. Кроме того, между торцами полумуфт 1 и 2 тоже предусматривается необходимый зазор, а торец корпуса 6 фрикциона, примыкающий к упорному диску 10, и торец ведомой полумуфты 2 находятся примерно в одной плоскостиi

Сборка муфты проста, так как упругие звенья 4 собираются отдельно в виде блоков, а затем монтируются в м.уфте.

« Т

У- Ю

гч 7-J

.гг.

23

19

18

Фиг.2

} .21

Фиг. д

is

26

i 2825

.

I

, 1

2

У5

35 78W 35

Фтг.§

Составитель И.Лукина Редактор Н.Яцола Техред И,Зерес Корректор И,Муска

Заказ 2752/36 . Тирак 880 Подписное ВНИИПИ Государственного СССР

по делам изобр тений и открьггий П3035, Москва, Ж-ЗЗ, Гаушская наб,, д, 4/5

Пройзводственно-полиграфиЕ, предприятиеj, г.Ужгород., ул,Г роектная, 4