Предохранительная фрикционная муфта Советский патент 1989 года по МПК F16D7/02 

СП

о

00

00

11

Изобретение относится к мущ и построению, а именно к устройствам для передачи моментов вращения ограниченной величины.

Цель изобретения - обеспечение лизации передаваемого момента н условиях износа поверхностей фрикии()нн111х :)лемен- тов.

На фиг. 1 изображена центробежная муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - расчетная схема нажимного устройства муфты; на фиг. 3,4 - схемы сил для расчета параметров муфты.

Центробежная муфта содержит ведущую { и ведомую 2 пЬлумуфты, ycTaiiOB- ленные соосно одна другой и связанные между собой пакетом ведущих 3 и ведомых 4 фрикционных дисков. Диски 3 связаны с полумуфтой 1 посредством щлицевого соединения и имеют возможность перемещения в осевом наг1равле)1ии. Диски 4 связаны аналогичным образом с полумуфтой 2. Нажимной диск 5 установлен свободно и находится в контакте с фрикционным диском 3. В качестве одного из вариантов нажимной диск может быть связан с полумуфтой 1 при помощи направляющей Ц1понки. Стакан 6 жестко закреплен на полу- муфте 1 при помощи гайки 7 и несет закрепленный на нем опорный элемент 8. В элементе 8 установлены толкатели 9, имеющие возможность радиального перемеп ения. В сферических углублениях толкателе расположены шарики 10, причем толкатели 9 одновременно выполняют функцию сепаратора. Толкатели 9 упираются сферическими концами в конусную втулку 11, свободно установленную на полу.муфте 1 и подпружиненную к толкателям рабочей пружиной 12 сжатия. Регулирование усилия сжатия пружины, а следовательно, настройка муфты на необходимый номинальный крутящий момент, производится винтами ,} через опорную шайбу 14. Поверхность нажимного диски 5, смежная с шариками 10, вьщо,ч- нена конической таким образом, что образует расширяющуюся к оси вращения муфты кольцевую полость, причем коническая поверхность может быть выполнена и на опорном элементе 8 или то.:1ько на диске 5, или элементе 8.

Муфта работает следуюп1им образом.

Пружина 12, воздействуя на конусную втулку 11, создает радиальные уси.шя на толкателях 9 и шариках 10. Шарики воздействуют на нажимной диск 5, благодаря чему осуществляется предварительное си.ю- вое замыкание пакета фрикционных дисков 3 и 4. При работе муфты дополнительное силовое замыкание создается центробежными силами шариков 10.

В отсутствие износа фрикци() дисков 3 и 4 щарики 10 занимают постоянное радиальное положение. При износе фрикционных дисков нажимной диск о сме

0

5

0

щается влево (фиг. 1,2) под действием пружины 12 на величину, равную суммарному изрюсу. Это сопровождается ради- альн)1м перемещением шариков 10 с толкателями 9 за счет осевого перемещения влево втулки 1 1 и приводит к уменьшению начального усилия пружины 12. Одновременно с этим увеличивается центробежная сила шариков 10.

Для определения условий, при которых исключается влияние износа фрикционных дисков на величину предельного крутящего момента, передаваемого муфтой, необходимо получить уравнение, определяющее осевую силу нажатия пакета фрикционных дисков. Для этого используются расчетной схемой, приведенной на фиг. 2, исходя из чего определяют:

, ctga,(1)

F,, (F. + Fi.)tgp,(2)

где F, радиальная составляющая от действия пружины на толкатели через втулку;

Flip., - сила пружины при наличии износа;FU - центробежная сила грузов (1иариков) 10.

Исходя из обозначений фиг. 2, можно определить высоту перемещения толкателей (h) и величину перемещения по горизонтали втулки (1) при износе фрикционных дисков на величину 6:

,(.3)

l h-ctga 6ctgatRfi(4)

Учитывая, что:

F,.p, Fnp -Z| FMP-Zfictgtxtgp

35

F,,-6 :

§ 900

).

получим:

40

F,, l(Fnr (r+fitgp lgp.

Z6ctga.tgp)ctga + --| - (

и;1И

F,,{F-.pctga + 5Г,1

9

/« 30

(1)- Zctga-|}tg i,

r + (5)

0

5

начальное усилие затяжки пружины;

жесткость пружины; суммарный износ фрикционных дисков;

G суммарный вес шариков И); - ускорение силы тяжести; пчастота вращения муфты;

a,(H,h,r пара.метры, изображенные на

фиг. 2.

Приведенные расчетные зависимости сделаны без учета действия сил трения во всех кинематических парах и без учета действия центробежных сил от веса толкателей

9. Приближенно (с учетом тог о, что вес го.1ка- телей меньше веса HiapnK(jB) можно предположить, что силы трения уравновешиваются действием центробежных сил от веса TO.IKH- телей 9. Для проведения точ}1ы. расчетов необходимо учесть ука;4анные силовые параметры во всех выа1е 1риведенных выражениях. Принимая во внимание допущения о возможном равенстве сил трения центробежным силам от веса толкателей и нроводя анали: выражения (о) можно заключить, то муфта нечувствительная к износу фрикционных дисков в том с.тучае. когда разность в квадратных скобках обращается в нуль. Из этого следует, что суммарный вес центробежных 1 рузов может быть оценен выражением

QZg 30ctgar (лн)

(ti)

Исходя из выражения (6), можно оценить суммарный нес шариков 10, при котором предельный крутящий момент не зависит от изп(са фрикционных дисков.

Использование изобретения позво.шт м,о- высить надежность работы муфты путем ста

билизации крутя1Ц1-го момента и чс..ошгнч фрикционных дискои.

Формула u:J(i:iH t Hij4

Предохранител1)Иая (|)1икцион11ая муфт а. содержащая ведущую и ведомчю (|)- П)|. взаимодействующие носре.кт( ijipnK- нионных днсков, la.nuMmMiHbiN KVK i;o))- ным и )1ажимным дисками вед uu it iio. муфты, пружину сжатия, цеп1робежныс г;) зы, расно.юженные в расши)ян)на нся к оси вращения кольцевоГ по.юстн. об|1азоваи11о(| поверхностью пажимнок диска и oiuipHofd :1.1емента, и средство регу . сп- .111Я пружины, от.тчанпца.чсч тем, чю, с целью обеспечения сгаби.тизании передавас-- мого момента в ус.ювиях износа фрикционных э.н ментов, она снабжена Konycnoii нту,1кой и то.ткателям и с iмчб.и ниями на торцах под грузы. установ,тен1Ц11ми с lun можностыо Г1е|)еме1цения в выпо.1пенш 1 па опорном элементе радиа.1ьны огиерсшях и контактирующих с наружно нак.имшо по верхностью копуcHoii Biy,iKii. внутренняя по верхность )й контакти 1 ет с п пжи- fidii сжатия.

Изобретение относится к машиностроению , в частности, к устройствам для передачи момента вращения ограниченной величины. Цель изобретения - повышение надежности работы муфты в условиях износа фрикционных поверхностей. Соосные одна другой ведущая 1 и ведомая 2 полумуфты связаны между собой пакетом фрикционных дисков 3 и 4. Нажимной диск 5 установлен свободно относительно полумуфты 1 и контактирует с фрикционным диском 3, а также с центробежными грузами в виде шариков 10. Смежная с шариками торцовая поверхность нажимного диска 5 выполнена конусной. Шарики установлены в углублениях толкателей 9, имеющих возможность радиального перемещения в направляющих отверстиях опорного элемента 8. Толкатели 9 взаимодействуют с конусной втулкой 11, поджатой пружиной 12. При износе фрикционных дисков 3 и 4 нажимной диск 5, а вместе с ним и втулка 11 перемещаются влево на величину суммарного износа. Одновременно с этим шарики 10 с толкателями 9 смещаются в радиальном направлении, в результате чего увеличивается центробежная сила шариков, а вместе с ней и осевая составляющая центробежной силы. Вследствие этого компенсируется уменьшение начального усилия сжатия пружины 12 и стабилизируется усилие силового замыкания пакета фрикционных дисков 3 и 4. 4 ил.

Фиег

S

Fr

р„

Фие.З

Fnp.l Фие.