Муфта Советский патент 1987 года по МПК F16D3/16 

fO

20

25

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства ля соединения валов машин и механизов в условиях повьшенных перекосов, смещений осей, а также воздействия перегрузок и необходимости регулирования частоты вращения ведомого вала.

Цель изобретения - повышение на- ежности муфты.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой муфты; на фиг, 2 - вариант конструктивного выполнения муфты, вид сбоку; на фиг.З- то же, вид сверху.

Муфта состоит из жестко установленного на ведущем валу 1 кривошипа 2, шарнирно соединенного с ним шатуна 3, выполненного в виде вилки, и коромысла, выполненного в виде крестовины 4, соединенной также цилиндрическими шарнирами с вилкой 5, жестко закрепленной на ведомом валу 6. Оси вала 1, кривошипа 2, шатуна 3, .коромысла 4 и вилки 5, являющейся стойкой четырехзвенника, пересекается в одной точке, как и должно быть в сферическом механизме. Шатун 3, крестовина 4 и вилка.5 представляют собой шарнир Гука.

Плечи крестовины 4 посредством тяг 7 шарнирно соединены с подвижными вдоль ведомого вала 6 дисками - их внутренними обоймами 8, а наружные обоймы 9 дисков соединены с внутренними посредством двусторонних радиально-упорных подшипников 10 и присоединены каждая к двум силовым . гидроцилиндрам 11, Поршневые полости всех цилиндров 11 соединены между собой каналами 12, а штоковые - каналами 13. Каналы 12 и 13 изолированы друг от друга управляемым дроссельным клапаном 14 и двусторонним предохранительным клапаном 15, соединенными с закрытым гидробаком 16 для рабочей жидкости, который может быть заменен гидроаккумулятором. Оба канала 12 и 13 снабжены каждый обратным клапаном 17 на входе в дроссельный клапан 14 и обратным клапаном 18 на входе в гидробак 16,

Вариант конструктивного выполнения муфты (фиг. 2 и 3) принципиально с не отличается от описанной схемы (фиг. 1).

Кривошип 2 (фиг. 2 и З) муфты соединен с шатуном 3 посредством вали1281 77

j

Q

30

35

40

45

fO

20

25

.

-

с

81 7772

ка 19, застопоренного в щатуне 3 коническим штифтом 20. Валик 19 может свободно проворачиваться во втулке 21 кривошипа, по торцам которой установлены шайбы 22, благодаря чему обеспечивается нормальная работа ци- ли.ндрического шатуна, соединяющего звенья 2 и 3.

Каждое из двух плеч крестовины 4 снабжено сухарем 23, застопоренным кольцом 24 и шарнирно соединенным посредством тяг 7, застопоренных кольцами 25, с пальцами 26 внутренних j обойм 8 дисков. Одна из обойм 8 -диска подвижна на шлицах вала 6 и снабжена наружными шлицами, на которых установлена вторая обойма 8 диска. Такое соединение обеспечивает возможность перемещения обойм 8 диска как друг относительно друга, так и относительно вала 6 при воздействии на них тяг 7. Внутренние обоймы 8 диска соединены с наружными обоймами 9 диска подшипниками 10, застопоренными кольцами 27.

Штоки силовых цилиндров 11 шарнирно присоединены к наружным обоймам 9 дисков, а проушины из корпусов также шарнирно - к поперечным брусьям 28 рамы. Каналы 12 и 13 соединяют соот- . ветственно все поршневые и штоковые полости цилиндров 1 1 в распределительной коробке 29 и по поперечным 28 и продольным 30 брусьям рамы подведены к вьтолненным в одном блоке дроссельному клапану 14 и предохранительному клапану 15, а также паррал- лельно к закрытому гидробаку 16, закрепленным на площадке рамы. Каналы 12 и 13 присоединены к дросселю I4 и гидробаку 16 через обратные клапаны 17 и 18 соответственно.

Муфта работает следующим образом.

При использовании ее в качестве предохранительной муфты дроссельный клапан 14 полностью закрыт, а предохранительный клапан 15 отрегулирован на да.вление, создаваемое в полостях Q силовых цилиндров 11 при максимально допустимом крутящем моменте, передаваемом муфтой в конкретном приводе машины. Вращение ведущего вала 1 передается через шарнир Гука ведомому валу 6 до тех пор, пока момент на последнем не превысит допустимого, причем кривошип 2 вращается при этом вместе с шатуном 3 как одно целое благодаря тому, что крестовина 4 за30

35

40

45

блокирована от поворота вокруг вертикальной оси силовыми цилиндрами 1 1 удерживающими обоймы 8 дисков от поступательного перемещения вдоль вала 6.

Если момент на валу 6 превысит допустимый, клапан 15 открывается и рабочая жидкость начинает перетекать из поршневых полостей цилиндров 11 в штоковые через гидробак 16, а затем наоборот, и так до тех пор, пока момент на валу 6 не уменьшится ниже допустимого. В это время вал 6 стоит на месте, а работает сферический шарнирный кривощипно-коромысловый четы- рехзвенник. Кривошип 2 поворачивает шатун 3, а последний - соответственно крестовину 4, плечи которой посредством тяг 7 воздействует на обоймы 8 дисков, передвигая их вдоль вала 6, последние через подшипники 10 и обоймы 9 дисков воздействуют на штоки силовых цилиндров 11.

После снятия перегрузки ведомого вала 6 давление в полостях цилиндров 11 падает, клапан 15 закрывается и, тем самым, крестовина 4 блокируется снова от поворота вокруг вертикальной оси. Сферический четырех- звенник выключается, таким образом, из работы и начинает вьтолнять роль обычного шарнира Гука, передающего вращение от вала 1 валу 6.

При использовании муфты в качестве автоматической бесступенчатой пе- автоматической бесступенчатой переда- редачи предохранительный клапан 15 остается отрегулированным на давление, создаваемое в силовых цилиндрах 11 при предельно допустимом крутящем моменте, передаваемом муфтой, 40 а дроссельный клапан 14 устанавливается в положение, открытое на величину, соответствующую требуемому передаточному отношению, т.е. тречи.

Диски могут быть установлены и на ведущем валу 1 посредством дополнительного стакана,, который устанавливается с возможностью свободного вращения на валу 1, а уже на этом стакане устанавливаются с возможно стью движения вдоль него внутренние обоймы 8 дисков. Работа муфты в таком неполна-

буемой частоте вращения ведомого ва- 45 нии аналогична описанной, при этом

ла 6 при данном крутящем моменте (при данной нагрузке на валу 6). В этом случае одновременно вращаются валы 1 и 6, но при этом с разной частотой, и работает сферический шарнирный че- 50 тырехзвенник, так как рабочая жидкость продавливается через приоткрытый дроссельный клапан 14 из канала 12 в канал 13, а затем обратно. Вращение от вед ущего вала 1 передается ведомому валу 6 с установленной посредством дроссельного клапана 14 величиной пробуксовки муфты. Пробуксовка осуществляется при проворачивании

стакан, установленный на ведущем ва

лу 1, всегда имеет ту же частоту вр щения, что и ведовьй вал 6.

Предлагаемая муфта можетбыть ис пользована, например, в конструкции самоходной машины в качестве автома тической бесступенчатой передачи; В этом случае она ставится в промежут ке меясду двигателем и ходовой часть 55 машины. Вначале оператор устанавливает дроссельный клапан 14 в положе ние Полностью открыт, и поэтому после запуска двигателя момент от него передается ведущему валу 1 и

кривошипа 2, шатуна 3 и крестовины 4, преобразуемом посредством тяг 7 в поступательное движение внутренних обойм 8 дисков, подшипников 10, на- ружных обойм 9 и штоков с поршнями СИЛОВЫХ цилиндров 11. БлагЬдаря соединению внутреньшх обойм 8 дисков с наружными обоймами 9 дисков посредством подшипников 10 обеспечивается возможность передачи поступательного движения внутренних обойм 8 дисков, вращающихся на валу 6, на неподвижные, установленные на раме машины, в которой используется муфта, силовые цилиндры 11. Дроссельный клапан 14 также может быть установлен на раме непосредственно в зоне работы оператора и поэтому последний может управлять им постоянно, увеличивая или уменьшая

величину пробуксовки муфты по мере надобности соответственно увеличением или уменьшением открытия дроссельного клапана. При данном зафиксированном положении дроссельного клапана величина пробуксовки муфты зависит от нагрузки на ведомом валу 6: при увеличении нагрузки пробуксовка увеличивается и соответственно уменьшается частота вращения ведомого вала 6-и, наоборот, при уменьшении нагрузки пробуксовка муфты j-меньшается, а частота вращения ведомого вала 6 увеличивается автоматически. Следовательно, муфта в этом случае работает в режиме

автоматической бесступенчатой переда-

чи.

Диски могут быть установлены и на ведущем валу 1 посредством дополнительного стакана,, который устанавливается с возможностью свободного вращения на валу 1, а уже на этом стакане устанавливаются с возможно стью движения вдоль него внутренние обоймы 8 дисков. Работа муфты в таком неполна-

стакан, установленный на ведущем ва

лу 1, всегда имеет ту же частоту вращения, что и ведовьй вал 6.

Предлагаемая муфта можетбыть использована, например, в конструкции самоходной машины в качестве автоматической бесступенчатой передачи; В этом случае она ставится в промежутке меясду двигателем и ходовой частью машины. Вначале оператор устанавливает дроссельный клапан 14 в положение Полностью открыт, и поэтому после запуска двигателя момент от него передается ведущему валу 1 и

512

далее сферическому четырехзвеннику 2-3-4-5, который вхолостую перекачивает при этом жидкость из одной полости силовых цилиндров 11 в другую, а ведомый вал 6 стоит на месте, и поэтому машина не движется.

Затем оператор плавно прикрывает дроссельный клапан 14, и поэтому вал 6, а следовательноJ ходовая часть машины приводится в движение, В этот момент предлагаемая fyфтa работает в режиме муфты сцепления самоходных машин.

В процессе движения машины оператор, управляя дроссельным клапаном 14, регулирует скорость движения машины в пределах от.минимальной (при почти полностью открытом дросселе) до максимальной (при закрытом дросселе). Хар актерно, что на каждом установленном оператором ражиме работы муфты происходит и автоматическая регулировка частоты вращения ведомого вала 6, а следовательно, и скорости движения машины. С увеличением сопротивления движению машины автоматически уменьшается скорость ее движения, так как момент, действующий на четырехзвенник, увеличивается, а следовательноJ увеличивается и пробуксовка муфты из-за увеличения скорости продавливания рабочей жидкости через дроссель и более быстрого перетекания ее из одних полостей цилиндров 1 в другие.

При превьш1енин моментом, действующим на ведомый вал 6, величины, установленной предохранительным клапаном 15, последний открывается и муфта пробуксовывает, т.е. срабатывает также в режиме муфты сцепления, но при этой пробуксовке не изнашиваются конструктивные элементы муфты.

Для остановки машины оператор устанавливает дроссельный клапан 14 в положение Полностью открыт и тормозит ходовую систему машины. Вместе с тем следует отметить, что и при закрытом частично или даже полностью дроссельном клапане ходовая часть машины может быть полностью заторможена оператором, и муфта буксирует при этом без износа, а машина останавливается.

Предлагаемая муфта может быть использована и в приводе сельскохозяйственных машин, например, в качестве автоматического бесступенчатого привода ямокопателя. Кривошип 2 уста17776

навливается в этом случае на вал отбора мощности базовой машины, а вилка 5 соединяется с промежуточным валом, который посредством карданного

5 вала, соединяется с ведущим валом бурового редуктора ямокопателя. Цилиндры i1 закреппяются при этом непосредственно на базовой машине, а gpoc- сельный 14 и предохранительный 15

10 клапаны устанавливаются в зоне работы оператора.

Предлагаемая муфта является надежным в эксплуатации, конструктивно хорошо обработанным и не содержащим

5 быстроизнашивающихся деталей шарниром Гука, которьй дополнен кривошипом и, таким образом, представляет собой сферический шарнирный криво- шипно-коромысловый четырехзвенник,

20 удерживаемый с регулируемым усилием от проворачивания силовыми цилиндрами, которые также надежны в эксплуатации и отработаны конструктивно,

25 Формула изобретения

1.Муфта, содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде жестко закрепленного на ведущем валу криво30 шипа, соосно смонтированную на ведомом валу ведомую полумуфту, соединенные собой посредством шатуна, связанного с гидроцилирщрами, соединенными между собой и с источником

э давления каналами с расположенным в них управляемым распределительньм устройством, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения надежности, она снабжена крестовиной, шарнир40 но соединенной с выполненными в виде вилок концами ведомой полумуфты и шатуна, совместно образующими шарнир Гука, дисками, смонтированными на ведомом валу с возможностью осевого

45 перемещения и соединенными с гидроцилиндрами, и тягами, одним концом шарнирно соединенньми с лучами крестовины, связанными с вилкой шатуна, а другим - с дисками, при этом гид- 50 роцилиндры зафиксированы от смещения, а ось кривошипа пересекается с осями крестовины.

2.Муфта по п. ,отличаю щ а я с я TeMj что диски вьшолне- ны составными в виде наружной обоймы, связанной с гидроцилиндрами, внутренней обоймы, связанной с тягами, и расположенных между обоймами подшипников.

чающаяся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух последовательно соединенных между собой предохранительных клапана, включенного параллельно предохранительным клапанам, и связано с источником .давления и с цилиндрами посредством обратных клапанов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи вращения. Целью изобретения является повышение надежности муфты. Две полумуфты соединены между собой посредством шатуна, связанного с неподвижно закрепленными гидроцилиндрами, что исключает необходимость уравновешивания жидкости. Введение в состав муфты элементов шарнира Гука повьш1ает надежность муфты, работакяцей с перекосом осей полумуфт. Для передачи усилия от вращающе- гося ведущего вала на неподвижно закрепленные гидроцилиндры используются составные диски, части которых взаимодействуют между собой через подшипники. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. W С

//

Фиг.1

(риг.2

Фиг. 3

Редактор О. Юрковецкая

Составитель И. Яцунов Техред Л.Олейник

Заказ 7241/30Тираж 811

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Е. Сирохман

Подписное