Электромагнитная фрикционная муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D27/04 

Изобретение онссится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для передачи вращения

Известна фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, нажим- ный диск, связанный с механизмом включения через винтовую пару, при этом механизм включения выполнен в виде диска включения, подпружиненного в тангенциальном направлении относительно ведомой полумуфты, индуктора с магнитопроводом, имеющего возможность взаимодействия с диском включения

Известна электромагнитная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, установленные с возможностью фрикционного взаимодействия между собой, диск включения, связанный с ведущей полумуфтой нагружающими дорожками с рабочим телом и установленный с возможностью осевого перемещения и индуктор с магнитопроводом, установленный неподвижно, при этом ведущая полумуфта установлена С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ОСЬоП-0 Ч j

щения

Эффективность и CWIOBI e coo . усилительного звена механизма .« i -, муфты определяются углом aKioi-d , жающих дорожек раоче и опррдо/еин , тимального значения KOTO-OIU производится по минимально неоочс, му значению момента о с нитной пары трения

Величина момента трения при ;. -.и, равных условиях определяете гьтлчи гч силы трения, величина и ста5«/.т но i ь i о i рой находится в прямой зависимое/i от ко зффициента трения т о расчетное значение fa ( z: |-Ю) печивает расчетное соотношение сип и о г ментов как при включении v nj, отключении муфты определяя ее Ьчстрс действие и улучшение экоплу тади свойств В элек-тромагии ной муз. f -з i зуомая пара электромггнитього utn f выбирается и условия мичим s

Со

t. ь

1(Л

у -Ј ч

х..

нитных потерь в магнитопроводе, а не оптимальности фрикционных свойств. Для повы- шения стабильности f3 ±A fs, в разработанных по данной схеме муфтах, устанавливают более мощные (по сравнению с расчетом) индукторы, что значительно увеличивает габариты муфты, снижает ее быстродействие, снижает эффективность использования данных муфты в приводах транспортных средств.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышения быстродействия включения муфты путем стабилизации момента трения.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитной фрикционной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, установленные с возможностью фрикционного взаимодействия между собой, диск включения, связанный с ведущей полумуф- той нагружающими дорожками с рабочим телом и установленный с возможностью осевого перемещения, и индуктор с магни- топроводом, установленный неподвижно, при этом ведущая полумуфта установлена с возможностью осевого перемещения, она снабжена пакетом плавающих магнитопро- водящих фрикционных дисков, расположенных между диском включения и индуктором. Индуктор расположен между ведомой полумуфтой и диском включения, установленным с возможностью магнитного взаимодействия с индуктором. Ведомая полумуфта зафиксирована от осевого перемещения, при этом диск включения и веду- щая полумуфта подпружинены радиально.

На фиг. 1 изображена фрикционная муфта с электромагнитным управлением, разрез; на фиг. 2 - соотношения сил на нагружающих дорожках усилительного зве- на.

Фрикционная муфта имеет ведомую полумуфту 1, ведущую полумуфту 2 и диск 3 включения, между нагружающих дорожек которых расположено рабочее тело, т.е. шарики 4. Пружина 5 радиально подпружини- вает и связывает диск включения и ведущую полумуфту. Между ведомой полумуфтой и диском включения установлены не связанные с ними плавающие магнитопроводя- щие диски 6. Индуктор 7 установлен на ведомой полумуфте неподвижно с. подачей напряжения через токосъемные кольца 8. Ведомая полумуфта 1 имеет с валом 9 только осевую связь и расположена относительно его на подшипнике 10 скольжения и подшипнике 11 чер гз крышку 12. Ведущая полумуфта 2 расположена на валу 9, связана с ним шпонкой и имеет возможность осевого перемещения.

Включение муфты происходит при подаче напряжения на индуктор 7, силы электромагнитного сцепления связывают ведомую полумуфту 1, плавающие магни- топроводящие фрикционные диски 6 и диск 3 включения. В этом случае ведущая полумуфта 2 проворачивается по нагружающим дорожкам относительно диска 3 включения и, перемещаясь по шпонке 9 действует с осевым усилием включения на контактирующую с ним фрикционную часть ведомой полумуфты 1.

Улучшение эксплуатационных свойств муфты и повышение ее быстродействия связано в данной конструкции с оптимально высоким значением коэффициента усиления усилительного звена механизма включения муфты, т.е. чем больше коэффициент усиления, тем меньше значение силы электромагнитного сцепления требуется на включение муфты.

Условие равновесия всех сил при включении муфты можно записать выражением (см. рис. 2)

FTPJJ. + Рэл FTpi + FCK, (1) где Ртр2 сила трения между диском включения и ведомой муфтой,

Ртр2 N f2, (f2 - коэффициент трения);

Ртр1 - сила трения качения шарика по нагружающей дорожке,

- FTpi Ncosafi(fi 0,001 -коэффициент трения качения шарика по нагружающей дорожке; а - угол наклона нагружающей дорожки);

Рэл - сила трения электромагнитной пары сцепления, т.е. между диском включения и ведомой полумуфтой при коммутации индуктора;

Рек - скатывающее усилие, действующее на шарик при движении его по наклонной поверхности нагружающей дорожки, Рек N-sin a .

Уменьшить необходимое на включение муфты электромагнитное усилие, т.е. , будет теоретически выполняться при РСк

Ртр2, ИЛИ

N-sin a cos a N f2 (2) с учетом sina cos и 1/2sin2« имеем

1/2sin2« f2 (3)

Таким образом, минимизация ЫЭл достигается выполнением нагружающих дорожек с углом а из выражения (3) и выполнением этого условия при эксплуатации муфты, а последнее достигается обеспе- чением стабильности величины fa, T,e.±Af2- 0. Вероятность появления f2 + Af2, равно как и f2 - Af2 равнозначно, поэтому

обеспечить стабильность f2 для одной поверхности трения невозможно.

Дяя решения этой задачи между ведомой полумуфтой и диском включения установлены не связанные с ними плавающие магнитопроводящие фрикционные диски.

Вероятность появления двух несовместных событий f2 + Af2 и f2 - Af2 в многоди- сковой конструкции равна сумме вероятности этих событий. Если вероятность f2 - Af2 на одну из поверхностей равна 0,1, то применив 10 поверхностей трения обеспечим P(f2 - Af2) 1. Следовательно, применив 10 поверхностей трения с вероятностью на одну из поверхностей трения будет реализована величина f2 - Af2 и проскальзывание ведомой полумуфты относительно диска включения пройдет по данной поверхности и расчет угла наклона а производим из выражения

1 /2sin2a f2 - Af2.

В реально разработанных по данной схеме конструкциях вместо теоретического выражения (2) при включении муфты реализуется соотношение (1), т.е. включение муфты осуществляется добавлением Рэл. При расчетном значении и величина потребного электромагнитного усилия МЭл номинальная, а стабильность f2 - Af2 обеспечивает стабильное значение момента трения.

Использование предлагаемой электромагнитной фрикционной муфты позволяет повысить стабильность момента трения

электромагнитной пары сцепления, так как в конструкции плавающих магнитопрово- дящих фрикционных дисков с вероятностью, равной 1, реализуется расчетное минимальное значение коэффициента трения. Это позволяет привести расчет силовых соотношений при включении муфты по оптимальному варианту.

Формула изобретения Электромагнитная фрикционная муфта,

содержащая ведущую и ведомую полумуфты, установленные с возможностью фрикционного взаимодействия между собой, диск включения, связанный с ведущей полумуфтой нагружающими дорожками с рабочим

телом и установленный с возможностью осевого перемещения, и индуктор с магнитол ро во дом, установленный неподвижно, при этом ведущая полумуфта установлена с возможностью осевого перемещения, о т личающаяся том, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств путем повышения быстродействия включения муфты путем стабилизации момента трения, она снабжена пакетом плавающих магнитопроводящих фрикционных дисков, индуктор расположен между ведомой полумуфтой и диском включения, установленным с возможностью магнитного взаимодействия с индуктором, а плавающие магнитопроводящие диски размещены между диском включения и индуктором, ведомая полумуфта зафиксирована от осевого перемещения, при этом диск включения и ведущая полумуфта подпружинены радиально.

/

i

55 %

Сущность изобретения: муфга содержит ведущую и ведомую полумуфты, диск вклю2 чения, связанный с ведущей пол/муфтой и--. гружающими дорожками с рабочий ге/.о также индуктор с магнитопроводом yen новленный неподвижно Ведущая та установлена с возможностью осевого перемещения Индуктор расположен межд ведомой полумуфтой и диском включения Плавающие магнитопроводящие размещены между диском включения и м дуктором. Ведомая полуг фг зафиксирована от осевого перемещен. Диск включения и ведущая noivM /q7 3 по/. пружинены радиальгШ 2 ил

РЭЛ Мэл fa/7 Frp2 фае. 2

э /У-/,