Предохранительная фрикционная муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D7/02 

оо

00 to

Изобретение относится к машиностроению, а именно к предохранительной механике в силовых приводах, снабженных сигнализаторами срабатывания, и может быть использовано в шинно-пневматических муфтах, служащих для передачи крутящего мо- мента, например, в валопроводах судовых силовых установок с амортизированным и жестким креплением главных двигателей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационной надежности за счет дистанционного управления процессом включения и получения информации об этапах работы муфты.

На фиг. 1 изображена предохранительная фрикционная муфта, общий вид; на фиг. 2 - толкатель с экраном в исходном положении, т. е. при включенной муфте; на фиг. 3 - то же, при номинальном давлении воздуха в системе включенной муфты; на фиг. 4 - то же, при режиме перегрузки муфты; на фиг. 5 - временные диаграммы выходных сигналов блоков пульта сигнализации при различных режимах работы муфты; на фиг. 6 - шарнирное подключение толкателя к поршню пневмоцилиндра; на фиг. 7 - схема расположения толкателя с механизмом сигнализаций на муфте другого типа.

Предохранительная фрикционная муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, соединенные пневмобаллоном 3, экран - аксиально смещаемое черно-белое кольцо 4, чувствительный элемент - фотодатчик 5, установленный напротив экрана 4, кабель 6, соединяющий чувствительный элемент 5 с пультом 7 сигнализации, толкатель 8, одним концом жестко связанный с экраном 4, а другим (возможно и шарнирно) - с поршнем 9 пневмоцилиндра 10, соединенного с распределителем 11 воздуха, пружину 12, установленную внутри пневмоцилиндра 10 со стороны, противоположной его рабочему объему, т. е. со стороны механизма сигнализации. На конце толкателя 8 размещен кулачок-ролик 13, с которым взаимодействует упор 14, закрепленный на одной из полумуфт. Фотодатчик 5 содержит светоизлучатель 15 и светоприемник 16. Пульт 7 сигнализации выполнен, например, в виде формирователя 17 сигналов фотодатчика 5, одновибра- торов 18 и 19, схем ИЛИ 20 и 21, и инвертора 22. Пружина 12 толкателя 8 устанавливается с усилием срабатывания, равным произведению минимально допустимого давления воздуха в пневмобаллоне, обеспечивающего рабочий режим муфты, на диаметр порщня 9. Шарнирное соединение толкателя 8 с поршнем 9 позволяет резко уменьшить износ пневмоцилиндра при скольжении муфты. Для этого на поршне 9 предусмотрен кронштейн с отверстием, через которое продета серьга толкателя, а в корпусе пневмоцилиндра установлено резиновое амортизи

5

0

5

5

0

5

0

5

0

рующее уплотнение 23, смягчающее ударное взаимодействие ролика 13 с упором 14. Толкатель 8 может быть установлен с возможностью аксиального смещения во втулке 24, размещенной на одной из полумуфт, например на полумуфте 1 и подпружинен пружиной 12, амортизирующей ударное взаимодействие ролика 13 с упором 14.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии давления воздуха в системе муфта находится в выключенном положении, а сигнализирующий механизм - в исходном положении (фиг. 2).

При этом поршень 9 вместе с толкателем 8 отжаты пружиной 12 в крайнее левое положение рабочего хода. Связанное жестко с толкателем 8 черно-белое кольцо 4 расположено так, что напротив фотодатчика 5 находится окрашенная в черный цвет часть. Излучаемый светоизлучателем 15 фотодатчика 5 луч света поглощается черным экраном и не поступает в светоприемник 16. На выходе последнего отсутствует сигнал, что соответствует «О. На выходах формирователя 17, одновибраторов 18 и 19 и схем ИЛИ 20 и 21 также «О, а на выходе инвертора 22 - «1, что соответствует наличию сигнала «Нет давления (фиг. 5).

При включении муфты (фиг. 3), совмещенном с подачей питающего напряжения на элементы схемы, через распределитель 11 воздуха, в пневмобаллон 3 и пневмоцилиндр 10 поступает сжатый воздух, который преодолевает усилие пружины 12 и при достижении номинального давления переводит поршень 9, толкатель 8 и экран 4 в крайнее правое положение рабочего хода. Черно- белое кольцо 4 смещено вправо на величину рабочего хода порщня 9, и напротив фотодатчика 5 расположена его белая половина. Излучаемый светоизлучателем 15 фотодатчика 5 луч света, отражаясь от белой поверхности экрана, поступает на светоприемник 16. На выходе последнего появляется «1, которая повторяется на выходе формирователя 17. На выходах одновибраторов 18 и 19 и двухвходовой схемы ИЛИ 20 присутствует «О. На выходе трехвходовой схемы ИЛИ 21 появляется «1, так как на один из ее входов поступает «1 с выхода формирователя 17, что соответствует наличию сигнала «Давление в норме. На выходе инвертора 22 присутствует «О, т. е. сигнал «Нет давления отсутствует.

При возникновении перегрузок привода начинается проскальзывание полумуфт (фиг. 1 и 4). Кулачок-ролик 13 периодически взаимодействует с упором 14. При этом система порщень-толкатель-экран соверщает возвратно-поступательное движение относительно фотодатчика 5. Появление напротив фотодатчика то черной, то белой части кольца 4 вызывает на выходе фотодатчика 5 и формирователя 17 импульсную последовательность сигналов. Первый импульс запускает цепочку одновибраторов 18 и 19, которые поддерживают через схему ИЛИ 21 сигнал «Давление в норме, а через схему ИЛИ 20 формируют сигнал «Скольжение муфты. Запуск цепочки одновибраторов происходит до тех пор, пока на выходе фотодатчика присутствует импульсная последовательность, т. е. пока существует проскальзывание. Наличие двух одновибраторов позволяет при импульсном сигнале на входе пульта сигнализации получать на выходе его непрерывные сигналы. Так, одновибратор 19 включается по заднему фронту импульса одновибратора 18, а пока длится импульс одновибратора 19, одновибратор 18 вновь включается выходными импульсами форми- 15 рователя 17.

При аварийном падении давления воздуха пружина 12 возвращает поршень 9, толкатель 8 и экран-кольцо 4 - в исходное положение, кулачок 13 выходит за пределы взаимодействия с упором 14 и на пульте 7 сигнализации при отсутствии сигнала «Скольжение муфты появляется сигнал «Нет давления. Таким образом, в аварийной ситуации сочетание сигналов «Давление в норме, «Скольжение муфт и «Нет давления позволяет судить о причине возникновения проскальзывания муфты.

На временных диаграммах (фиг. 5) сигнал «Скольжение муфты возникает при включении муфты, при выключении муфты

(фиг. 4). Выходной сигнал - «Скольжение муфты. С увеличением числа упоров 14, а также с уменьшением ширины кольца 4 чувствительность сигнализирующего меха- f- низма возрастает.

Вследствие того, что пружина 12 толкателя выбрана в зависимости от рабочего давления воздуха в пневмобаллоне, умноженной на диаметр поршня, обеспечивается сигнализация о достижении рабочего усилия 10 полумуфт между собой благодаря тому, что перемещение сигнализирующего об этом фотодатчику черно-белого кольца в рабочее положение происходит только при сжатии пружин.

Установка пружин со стороны надпорш- невого пространства пневмоцилиндра позволяет при выключении муфты прокручивать ведущую полумуфту без взаимодействия упоров с толкателями, а выполнение сигнального устройства в виде черно-белого кольца, взаимодействую лего с дистанционным фотодатчиком, позволяет исключить механический контакт с чувствительным элементом и повысить надежность устройства. Надежность работы м) фты к условиях относительного перекоса осей полумуфт повышается также вследствие использования в качестве фрикционного элемента пнев- мобаллона.

Таким образом, изобретение позволяет расширить область применения сигнализа20

25

и при перегрузке. При включении и выклю- 30 тора на выключенные муфты и улучшить

условия эксплуатации благодаря дополнительным сигналам о сцеплении полумуфт и об отсутствии такого-сцепления.

чении муфты сигнал «Скольжение муфты носит кратковременный характер (длительность импульса одновибратора 18 выбирается заведомо большей, чем время включения и выключения муфты) и может быть использован для проверки работоспособности сигнализатора перед его эксплуатацией. При падении давления ниже нормы сигналы «Скольжение муфты и «Давление в норме исчезают и появляется сигнал . «Нет давления.

При использовании сигнализирующего механизма в выключенных муфтах других типов толкатель 8, размещенный во втулке 24 совместно с полумуфтой 1, смещается при включении, отключении или проскальзывании ее относительно другой полумуфты.

При смещении полумуфты в крайнее левое положение черно-белый экран 4 занимает положение, показанное на фиг. 2. Выходной сигнал - «Нет давления или равнозначный ему «Муфта отключена. При

Формула изобретения

35

40

1. Предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты с фрикционным элементом между ними, механизм включения с подпружиненными толкателями, кулачками и упорами, установленными на полумуфта.х с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом механизма сигнализации, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повыше- 45 ния надежности, она снабжена экраном в виде черно-белого кольца, закрепленным на толкателе, чувствительный элемент выполнен в виде фотодатчика, включаюц его светоизлучатель и светоприемник, а экран расположен между фотодатчиком и полусмещении полумуфты 1 в крайнее правое 50 муфтами.

положение черно-белый экран занимает по- 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что

она снабжена закрепленным на одной из полумуфт силовым цилиндром, фрикционный элемент выполнен в виде пневмобаллона, поршневая полость цилиндра соединена с пневмобаллоном, а толкатель закреплен- на штоке силового цилиндра.

ложение, показанное на фиг. 3. Выходной сигнал - «Давление в норме или равнозначный ему «Сцепление полумуфт. При проскальзывании полумуфт черно-белый экран 4 совершает возвратно-поступательное движение относительно фотодатчика 5

55

5

(фиг. 4). Выходной сигнал - «Скольжение муфты. С увеличением числа упоров 14, а также с уменьшением ширины кольца 4 чувствительность сигнализирующего меха- - низма возрастает.

Вследствие того, что пружина 12 толкателя выбрана в зависимости от рабочего давления воздуха в пневмобаллоне, умноженной на диаметр поршня, обеспечивается сигнализация о достижении рабочего усилия полумуфт между собой благодаря тому, что перемещение сигнализирующего об этом фотодатчику черно-белого кольца в рабочее положение происходит только при сжатии пружин.

Установка пружин со стороны надпорш- невого пространства пневмоцилиндра позволяет при выключении муфты прокручивать ведущую полумуфту без взаимодействия упоров с толкателями, а выполнение сигнального устройства в виде черно-белого кольца, взаимодействую лего с дистанционным фотодатчиком, позволяет исключить механический контакт с чувствительным элементом и повысить надежность устройства. Надежность работы м) фты к условиях относительного перекоса осей полумуфт повышается также вследствие использования в качестве фрикционного элемента пнев- мобаллона.

Таким образом, изобретение позволяет расширить область применения сигнализа0

5

Формула изобретения

35

0

1. Предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты с фрикционным элементом между ними, механизм включения с подпружиненными толкателями, кулачками и упорами, установленными на полумуфта.х с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом механизма сигнализации, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повыше- 5 ния надежности, она снабжена экраном в виде черно-белого кольца, закрепленным на толкателе, чувствительный элемент выполнен в виде фотодатчика, включаюц его светоизлучатель и светоприемник, а экран расположен между фотодатчиком и полу55

I -f

9- ТУ

12 10 Q .

/З

Изобретение относится к машиностроению, а именно к предохранительной механике в силовых приводах, снабженных сигнализаторами срабатывания. Цель изобретения - расширение функциональных свойств и повышение эксплуатационной надежности муфты. Две полумуфты 1 и 2 соединены пневмобаллоном 3, связанным посредством распределителя воздуха 11 через пневмоцилиндр 10 с толкателем 8, на котором закреплен экран 4. Напротив экрана размещен чувствительный элемент - фотодатчик 5, соединенный с пультом сигнализации 7. При перегрузке в муфте толкатель 8 с экраном 4 совершают возвратно- поступательное движение относительно фотодатчика 5, который формирует импульсную последовательность сигналов до тех пор, пока существует проскальзывание в муфте. 1 3. п. ф-лы, 7 ил.

г

От паспределагпеля

doj jta„steBSSSSs

15 6

W

Фиг.1

0„Скопыкение Mj/cfjirit/

„Нет даб- f ления

Фиг. г

„ Да&ление 8 норне

От распределителя дозоуха155

fm rvfffffrfyr fy угя

12

„„1L. «

V Sxffiruaf fff ff i

WУ5От распределите

М

16

„О

д Сколь/кение муфть

J

,: Нет дад - JO ленця

„ Да1ление S норп

П

/3 //- /4

Вых.Г

Нет Вкп. Ш.П. пущты Hopn.paSoma Сыль/кение HopM.paSoma

Si//. 2

Ж

иЦЦ

Вых.З

b

Фиг.6

tSrflJ.

ууооуучУчччм

vVSXXXXXNJJ

24

Выхл. пуфты HemSaSn.

У////////////// i

Ш

23

73

72

/ Ч

X

///////////////

tpue.y