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

ю

СП

со --J СП

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для передачи предельного крутящего момента. Цель - повышение надежности и точности работы муфты в условиях колебания коэффициента трения. Ведомая 2 полумуфта соединена с ведущей 1 фрикционным диском (Д) 3. На ведущей 1 полумуфте, имеющей упорный Д 3, размещены втулка 13 и промежуточный Д 11, связанные щарика- ми 15. Нажимной Д 4 и внутреннее кольцо подпружинены относительно промежуточного Д 11. Шайба 8 контактирует с упорным Д посредством фрикционной накладки, а с кольцом 6 - посредством шариков 15. Втулка 13 соединена с ведущей 1 полумуфтой посредством шпонки,Д 4, кольцо 6 и Д 11 также связаны между собой шпонками. При стопорении ведомой 2 полумуфты шарики 15 выкатываются из канавок, перемещая Д 11. При дальнейшем взаимном движении полумуфт выкатываются шарики 9, перемещая шайбу 8, которая отводит Д 4. Работа шариков 15 в режиме самоторможения исключает возврат Д 11 в исходное положение и тем самым колебание усилия силового замыкания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

5 да

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам дл передачи предельных моментов вращения, обеспечивающим защиту от перегрузок элементов привода машины.

Целью изобретения является повышение надежности и точности работы ;муфты в условиях колебан 1Я коэффи- |циента трения во фрикционных парах.

На фиг.1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг . 1 .

Предохранительная фрикционная муфта содержит ведущую 1, имеющую упорный диск, и ведомую 2 полумуфты которые соединены мезвду собой при помощи фрикционного диска 3. Нажимной диск 4 ведущей полумуфты установ- 20 ных условиях фрикционная пара наклад

лен свободно и соединен посредством направляющей шпонки 5 с внутренним кольцом 6. На торце этого кольца закреплена фрикционная накладка |7, с помощью которой кольцо 6 взаимо действует с шайбой 8. Тела качения в виде шариков 9 размещены в про- |фкльных канавках, выполненных в шай- |бе В и упорном диске ведущей- полу- 1 муфты, который в данном примере вы- 1полнен за одно целое с самой полумуф |той„ Нажимной диск 4 соединен при по |мощи направляющей шпонки 10 с проме- 1жуточным диском 11, свободно установ 1ленным на ведущей полумуфте. Диски 4 и 11 имеют возможность только осе- Iвого перемещения друг относительно Iдруга. На ведущей полумуфте при помощи шпонки 12 установлена втулка 13, имеющая возможность осевого перемещения при перемещении регулировочной гайки 14, взаимодействующей с резьбовым участком ведущей псшумуф ты. В промежуточном диске 11 и втулке 13 вьшолнены профильные канавки, в которых размещены тела качения в виде щариков 15. Тарельчатая пружина 16 размещена между промежуточным 11 и нажимным 4 дисками, а между кольцо 1 6 и диском 11 размещена тарельчатая пружина 17.

Шайба 8 имеет больший диаметр,чем кольцо 6, и участком своего торца 8 может контактировать с выступом на диске 4 при выборе зазора, который имеется в случае работы муфты в режиме передачи момента.

Нажимной диск 4 и шайба 8 выполнены из одинакового материала, также

из одного материала выполнены фрикционный диск 3 (или его фрикционный слой) и накладки 7, что обеспечивает равенство коэффициентов трения в паре диск 3 - диск 4 и в паре шайба 8 - накладка 7.

Усилие сжатия пружины 16, создаваемое гайкой 14, передается на нажимной диск 4, благодаря чему осуществляется силовое замыкание муфты. Начальное усилие пружины 16 выбирается таким, чтобы обеспечить передачу без пробуксовки номинальнего крутящего момента при расчетном значении коэффициента трения между дисками 3 и 4 и упорньш диском 1.

Начальное усилие сжатия пружины 17 выбирается так, чтобы при указан30

5

25

j

0

5

0

ка 7 - шайба 8 передавала крутящий момент, равный крутящему моменту, передаваемому нажимньп диском 4, Начальное усилие пружины 17 может превышать начальное усилие пружины 16. Так как на величину силы сцепления фрикционных пар оказывает влияние величина удельного давления,то предпочтительнее в обоих фрикционных узлах муфты для выравнивания сил сцепления использовать многодисковые фрикционные связи, в частности в паре 8-7, и подбор соответственно начального усилия пружины 17.

Муфта работает следуюш им образом.

При вращении ведущей полумуфты. движение на ведомую полумуфту передается за счет сил трения в фрикционных дисках этих полумуфт. Поскольку муфта (фиг.1) имеет две поверхности трения (диск 3 один), то при работе муфт половина момента передается с ведущей полумуфты на диск 4 через шпонку 12, втулку 13, щарики 15, диск 11 и шпонку 10.

Так как диск 4 вместе с диском 11 установлен свободно относительно ведущей полумуфты, то под действием момента сопротивления (момента сто- порения), возникающего на ведомой полумуфте,.начинающего, возникающего на ведомой полумуфте, нажимной диск 4 вместе с промежуточным диском 1 1 проворачивается на определенный угол относительно упорного диска 1 в противоположном направлении. В результате этого шарики 15 перекатываются в канавках втулки 13 и диска 11 и перемещают диск 11 влево (фиг.1),

дополнительно сжимая пружины 16 и 17. Если в этот момент времени фактическая величина силы трения между дисками 3 и 4 равна расчетной, соответствующей передачи номинального крутящего момента, поворот диска 4 приводит одновременно к повороту шайбы 8 относительно упорного диска ведущей полумуфты, вследствие чего, под действием шариков 9, перекатывающихся в своих канавках, шайба 8 перемещается вправо (фиг.1), что приводит к выбору зазора между шайбой 8 и диском 4. Вследствие этого на диск 4 со стороны шайбы 8 действует сила, направленная навстречу усилиям пружин 16 и 17, ослабляя нажатие на диск 3, что приводит к обеспечению более надежного и точного срабатывания муфты. Зазор между торцом шайбы 8 и выступом диска 4 выбирается таким, чтобы прирост усилия пружины 16 при его выборе бьш минимальным. По мере износа фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 торец шайбы 8 или выступ диска 4 должны под- шлифовываться для сохранения указан ного зазора.

При увеличении фактического значения коэффициента трения сверх рас- четно-го, а следовательно, и увеличении силы трения работа муфты осуществляется аналогично описанному.

При уменьшении фактического зна- чения коэффициента трения, а следовательно, и силы трения, ниже расчетного, муфта работает следующим образом,о

Нажимной диск 4 под действием внешних нагрузок со стороны диска 3 поворачивается в соответствующем направлении вместе с диском 11 и кольцом 6 {с частичной пробуксовкой фрикционных поверхностей в начальный период) , при этом шарики 15, перекатываясь в канавках, работают в режим самозатягивания. Диск 11 под действием шариков 15 перемещается влево,- при этом пружины 16 и 17 сжимаются, увеличивая силы трения между диском 3, диском 4 и упорным диском 1, а также между шайбой 8 и накладкой 7. Вследствие того,- что материалы пар трения имеют одинаковое значение коэффициента трения, самопроизвольное изменение этого коэффициента под действием внешних факторов носит одинаковый характер, поэтому момент

-

-

акмеие т

10

15

20

425375

сил трения, возникающий на фрикционных поверхностях элементов 7 и 8, в период работы муфты, соответствующий началу самозатягивания шариков 15, недостаточен для создания распорной силы на шариках 9, т.е. про- происходит пробуксовка элементов 7 и 8. В процессе самозатягивания шариков 15 нарастает усилие нажатия диска 4, в следствие чего повьш ается момент сил трения. Одновременно с этим повышается момент сил трения между элементами 7 и 8. По достижении момента трения на фрикционных поверхностях элементов 1, 3, 4,равного номинальноьгу моменту муфты, момент сил трения элементов 7 и 8 достигает величины, обеспечивающей поворот шайбы 8 вместе с диском 4, а это приводит к перемещению шайбы 8 вправо и ее воздействию на диск 4, Усилие нажатия последнего уменьшается,муфта срабатывает.

Для осуществления самозатягивания шариков 15 необходимо выполнить условие, при котором танге нс угла наклона стенок профильных канавок к поверхности торца диска 11 и втулки 13 меньше коэффициента трения между дисками 3 и 4, или, иными ело- . вами, угол наклона стенок профильных канавок должен быть меньше угла трения элементов 3 и 4.

При заклинивании шариков 15 диск 11, по окончании работы привода, остается в крайнем левом положении.Для этого возврата может быть использован кратковременный режим реверсивного вращения муфты либо принудительный поворот нажимного диска 4 в нужном направлении.

25

30

35

40

Работа шариков 15 в режиме само- торможения исключает при срабатывании муфты возврат диска 11 в исходное положение и, тем самым, колебание усилия силового замыкания, повышает плавность и устойчивость работы муфты.

55

Применение предлагаемой муфты позволяет повысить надежность и точность ее срабатывания, также может обеспечивать увеличение долговечности и использование ее в условиях значительных колебаний коэффициента трения без снижения номинальной нагрузочной способности.

Формула изобретения

1, Предохранительная фрикционная муфта,, содержащая соосно размещенные ведомую и ведущую полумуфты, соединенные при помощи, фрикционного , размещенного меладу нажимным Hi упорным дисками, механизм стабили3ации передаваемого момента, включаю- Q лировочной гайкой, нажимной диск

щт взаимодействующие через размещенHi.ie в профильных канавках тела качен:г1я элементы, а также регулировочную

гайку, отличающаяся тем,

ч|го, с целью повьшекия надежности в 15

урловиях колебания коэффициента трен|ня во фрикционных парах, она снабж на кольцом и щайбой, расположенныM i соосно между нажимным диском и ведЦей полумуфтой, нажимной диск выпол-2о профильные канавки промежуи кольцо подпружинены относительно промежуточного диска, а коль цо и промежуточньй диск зафиксирова ны от окружного смещения относитель но нажимного диска.

HJBH с кольцевым уступом на его тор- црвой поверхности, щайба расположена С| осевым зазором относительно дна ус- Tjvma и контактирует с кольцом посредством фрикционной накладки, а с

Фиг

упорным диском - посредством тел качения, расположенных в выполненных на смежных поверхностях профильных канавках, элементы механизма стабилизации вьшолнены в виде установленных на ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещения промежуточного . диска и втулки,контактирующей с регуи кольцо подпружинены относительно промежуточного диска, а кольцо и промежуточньй диск зафиксированы от окружного смещения относительно нажимного диска.

/3

Фиг.З