Устройство для соединения валов Советский патент 1990 года по МПК F16D11/00 

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано в приводе различных многосекционных машин в режиме торможения, в частности, в многосекционных изолировочных машинах кабельного производства, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1332090.

11ель изобретения - повышение эф- фекта снижения динамических нагрузок при торможении и точности фиксации участков разомкнутых валов в строго исходном положении при расширении эксплуатационных .возможностей функ- шокирования.

На фиг. 1 показано устройство для соединения приводных валов двух механизмов, содержащее один (п I) вкладыш; на фиг. 2 - то же, в расцеплен- ном состоянии; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вкладыш, фронтальная проекция; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - вкладыш, вид сверху; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 6; на Лиг. 8 - конструктивная схема устройства; на Лиг. 9 и 10 - сечения Г-Г на фиг. 8 (в крайних положениях неподвижной муфты с вкладышем); на фиг. 11 и 12 - сечения Д-Д на фиг. 8 (подвижной полумуфты с вкладышем); на фиг. 13 - диаграммы, характеризующие работу устройства; на фиг. 14 - кинематическая схема устройства.

Устройство для соединения приводных валов двух механизмов содержит два тормозящихся механизма с приводными валами, кинематически связанных муйтой, выполненной с неподвижной по- лумуЛтой 1, подвижным подпружиненным вкладышем 2 и ограниченно подвижной в осевом направлении подпружиненной полумуфтой 3, связанной с поршнем 4 пневмодалиндра 5 следящего силового пневмопривода. Подвижная полумуфта 3 подпружинена пружиной 6 и установлена на шлицевом валу 7, конец которого для самоцентрирования и удобства сборки всей конструкции через ради- альный подшипник 8 и два упорных подшипника 9 введен в неподвижную полумуфту 1 и зафиксирован болтом 10. Неподвижная полумуфта 1 закреплена в корпусе фланцевой полумуфты 11 , рас- положенной на валу 12. Подвижный вкладыш 2 расположен на шлицевом валу 7 и установлен между неподвижной полумуфтой 1 и подвижной 3 и подпружинен пружиной 13. Каждая из полумуфт I и 2, а также обе торцовые поверхности вкладыша (фиг. 2-7) выполнены с расположенными на одинаковом расстоянии от оси и находящимися в зацеплении торцовыми кулачками 14. Каждый из торцовых кулачков состоит из трех сопрягаемых между собой участков, боковые стороны среднего участка 15 образованы двумя противоположно направленными винтовьми поверхностями, а боковые стороны крайних участков 16 и J7 образованы парами пересекающихся на оси муфты плоскостей 18.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на торможение двух механизмов, связанных между собой пред лаг ае,мь)м устройством под воздействием порщня 4 следящего силового привода начинается размыкание подвижной полумуфты 3 и вкладыша 2. Одновременно с этим под действием пружины 13 вкладыш выходит из зацепления с неподвижной полумуфтой. При этом максимальное значение углового люфта с/ между неподвижной 1 и подвижной 3 полумуфтами определяется взаимным расположением участков 17 кулачков 14 подвижной полумуфты 3, вкладыша 2 и неподвижной полумуфты 1 (фиг. 8-12)

J + c/V,

2S

где с/1, 1Г - -максимальный угловой люЪт между подвижной полу- муфтой 3 и вкладышем 2; 2 с

tfj f - тГ- максимальный угловой люфт между неподвижной полумуфтой 1 и вкладышем 2;

S - ширина выступа торцового кулачка;

R - радиус наружной поверхности торцового кулачка.

Под влиянием различных возмущений например, когда один тормоз по отношению к другому тормозу включается позже на время и при разных величинах тормозных моментов Мт и V тл появляется угловое рассогласование меж515

ДУ вращающимися массами, за счет которого в случае соединительного устройства с глухой муЛтой возникает динамический крутящий момент, передающийся через приводные валы от одного механизма к другому. В случае, когда полумуфты и вкладыш разомкнуты (фиг. 8), передаваемый от одного механизма к другому крутящий момент pa вен нулю.

На фиг. 13 представлены диаграммы действующих тормозных моментов К г и WT9 и относительного движения полумуфт. В течение интервала времени t угловая скорость Ц полумуфты I уменьшается под воздействием тормозного момента, после чего под воздействием тормозного момента Мт начинает уменьшаться угловая скорость tf полумуфты 3. Из-за разности угловых скоростей происходит увеличение углового рассогласования до величины сГ, или г, когда кулачки одной из полумуфт замыкаются своими участками 17 с участками 17 кулачков 14 вкладыша. Так как масса вкладыша значительно меньше вращающихся маховых масс двух механизмов, то он увлекается во вращение с той полумуфтой, которая зам- кнулась с ним первой. Затем за счет оставшегося углового рассогласования выбирается люфт сР или J1, и происходит замыкание кулачков 14 участками 17 кулачков J4 вкладыша 2.

Таким образом, из-за разности угловых скоростей Д$ - q( угловое рассогласование увеличивается до %

личины -г- -j- + -„-. Происходит

опосредственное замыкание полумуфт через вкладыш, знак , 6q изменяется, вследствие чего происходит новое размыкание участков 17 кулачков 14 полумуфт и вкладыша до момента времени

Ц, когда участки 11 кулачков полу- муфт и вкладыша замыкаются в другом крайнем положении (фиг. 9-13) и . процесс повторяется.

Выбирая время торможения и движения в зоне всего люфта так, чтобы последнее составляло большую часть времени торможения, можно исключить частые удары кулачков. Наличие вкладыша - 2 между полумуфтами 1 и 3 позволяет значительно уменьшить количество замыканий полумуфт за счет увеличенного люфта по сравнению с устройством

без вкладыша, следовательно, повышается плавность и надежность функционирования предлагаемого устройства, что усиливает эфЛект снижения динамических нагрузок при торможении. Кроме того, увеличенный люфт за счет вкладыша позволяет работать устройству при больших тормозных моментах Мг

и F-. и больших временах Ј запаздывания включения одного тормоза по отношению к другому, что расширяет эксплуатационные возможности устройства.

Таким образом, к моменту времени t происходит в основном выравнивание

5 0 5 0

5

0

5

0

угловых скоростей приводных валов двух механизмов, связанных предлагаемым устройством и при dip близкой к нулю, отключается силовой пневмопривод и под действием возвратной пружины 6 подвижная полумусЬта 3 и вкладыга 2 возвращаются в исходное положение. При этом в процессе поступательного движения полумуфты 3 и под действием возвратной пружины 6 кулачки 14 подвижной полумуфты и вкладыша скользят по соответствующим винтовым поверхностям участков 15, ас другой стороны кулачки 14 другой торцовой поверхности вкладыша и кулачки 14 неподвижной полумубты также скользят по соответствующим винтовым поверхностям участков 15, обеспечивая плавное соединение полумуфт в исходном положении с незначительным крутящим -моментом. При завершении поступательного движения полумуфты 3 под действием возвратной пружины 6 участки J7 торцовых кулачков входят в участки J6 вкладыша 2, а участки 17 торцовых кулачков вкладыша входят в зацепление с участками 16 полумуфты 1, при этом участки 17 кулачков другой торцовой поверхности вкладыша и его пазы входят соответственно в участки

16и замыкаются с участками кулачков

17неподвижной полумуфты (фиг. 8). Так как осевое перемещение полумуфты 3 ограничено упором и размеры кулачков выбраны такими, что в разомкнутом состоянии относительный поворот

полумуфты 2 и вкладыша ограничен ве2 с

ЛИЧИНОЙ (/, Г - -LJ-

к

сительный поворот полумусЪты 3 дыша ограничен величиной

2S

- меньше к

Ј 180 , а отнои вкла- 4 V180° (фиг. 9-12), то тем самым обеспечивается точное вое

становление исходной угловой ориентации вкладыша 2 отдельно с каждой по- лумубтой 3 и 1, и, следовательно, обеспечивается точное восстановление исходной угловой ориентации участков разомкнутых валов, что позволяет обеспечить строго точную фиксацию участков валов в исходном положении. При полном соединении полумуфт с I вкладышем (участки 17 введены в участки 16) муфта становится жесткой. При числе вкладышей большем чем один (п 1) устройство работает аналогично.

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в эффективном снижении динамических нагрузок в процессе торможения, расширении эксплуа- тационных возможностей всего устройства и точном восстановлении исходного положения участков разомкнутых валов после окончания торможения двух механизмов, что позволяет повысить долговечность узлов привода не менее чем в 2 раза.

Формула изобретения

1. Устройство для соединения ва- 30 лоб по авт. св. К 1332090, о т л и- ч ающееся тем, что, с целью повышения эффекта снижения динамических нагрузок при торможении и точности фиксации участков разомкнутых 35 валов в строго исходном положении

Л « л мA Jf f

, 15 П 215 J17 15 УЛ . / // LJL / /У

Ч

ШигЈ

0

20

5

при расширении эксплуатационных возможностей функционирования, между неподвижной и ограниченно подвижной полумуфтой установлен по меньшей мере один подпружиненный подвижный вкладыш, торцовая поверхность которо- . го, взаимодействующая с неподвижной полумуфтой, идентична торцовой поверхности подвижной полумуфты, а торцэвая поверхность вкладыша, взаимодействующая с подвижной полумуфтой, идентична торцовой поверхности неподвижной полумуфты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что относительное угловое перемещение полумуфт при их размыкании посредством следящего силового привода ограничено величиной, определяемой зависимостью

f (п +

где

Ј О(Т--у-),

25

30 35

максимальное значение относительного углового перемещения (люфта) полумуфт; п - количество подвижных вкладышей;

S - ширина выступа торцового кулачка;R - радиус наружной поверхности

выступа торцового кулачка. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т - лич ающеес я тем, что обе торцовые поверхности вкладыша выполнены с двумя диаметрально противоположно расположенными кулачками.

Фиг

В-Б

Фиг.5

Фиг.

№ j JJ , ЈJ « llr

Ч г И # ,

rU, 4-/-W

n

77/-T-77/-ТГ; ,

CzcM И /J jti

фиг&

AT S

18

tZX

1548551

ЈJL

1B

tt t) Т t

At

6 J

tZX

M

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в приводе многосекционных машин, в частности в многосекционных изолировочных машинах кабельного производства. Цель изобретения - повышение эффекта снижения динамических нагрузок при торможении, повышение точности фиксации участков разомкнутых валов в строго исходном положении и расширение эксплуатационных возможностей функционирования устройства. Устройство содержит два тормозящихся механизма с приводными валами, кинематически связанных с муфтой, состоящей из неподвижной полумуфты (П) 1, подвижной П 3, связанной с поршнем, следящего силового привода и по меньшей мере одного подвижного вкладыша (ПВ) 2, установленного между П 1 и П 3. П 1, П 3 и ПВ 2 каждая выполнены с расположенными на одинаковом расстоянии от оси торцовыми кулачками 14, боковые поверхности которых образованы двумя противоположно направленными винтовыми поверхностями 15, переходящими в участки 16 и 17, образованные парами пересекающихся на оси муфты плоскостей. Торцовые поверхности ПВ 2 идентичны торцовой поверхности подвижной П 3 и неподвижной П 1. В период торможения механизмов П 1, П 3 и ПВ 2 размыкаются посредством поршня и пружины 13, а при завершении торможения силовой привод подвижной П 3 отключается и под действием пружины 6 выступы П 1, П 3 и ПВ 2 замыкаются с соответствующими пазами. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Фиг. П

I

-IT

Фиг. 13

Составитель А.Храмцов Редактор А.Шандор Техред М.Ходанич /Корректор С. Шекмар

Заказ 130

Тираж 540

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг.

Подписное