Гидромуфта Советский патент 1992 года по МПК F16D33/00 F16D33/20 

Изобретение относится к машиностроению, Р частности к устройствам для передачи крутящего момента между ортогонально установленными валами.

Известны пусковая гидродинамическая муфта по авт. св. СССР № 377574, кл. F 16 D 33/08, упруго-центробежная предохранительная гидромуфта по авт.св. СССР № 585342, кл. F 16 D 37/00, гидродинамическая муфта с вертикальной осью вращения ГИДИМЗА-2 по авт.св. СССР № 804930, кл. F 16 D 33/08, гидродинамическая муфта по авт.св. СССР № 1532747,кл. F 16 D 33/08, вертикальная центробежная предохранительная гидромуфта по авт.св. СССР № 1278520, кл. F 16 D 33/08. турбомуфта по авт.св, СССР № 150336, кл. F 16 D 33/00.

Пусковая гидродинамическая муфта 1 содержит насосное колесо с пусковой камерой, сообщающейся с рабочей полостью, выполненными в насосном колесе отверстиями, и турбинное колесо, расположенное над насосным В насосном колесе у тыльных сторон лопаток выполнены каналы для отвода жидкости из пусковой камеры, расположенные на выходе потока насосного колеса, и каналы для подвода жидкости к пусковой камере, расположенные на входе потока насосного колеса. Площадь каналов, отводящих жидкость из пусковой камеры, превышают площадь каналов, подводящих жидкость s пусковую камеру, и площадь упомянутых отверстий в насосном колесе.

Упруго-центробежная предохранительная гидромуфта 2 содержит ведомый бараКЗ

бан, ведущую крыльчатку, принудительно перемещаемую в осевом направлении, и соединительную среду, передающую вращение от крыльчатки на барабан. Она имеет вертикальную ось вращения. В качестве соединительной среды использована жидкость, распространяющаяся под действием центробежных сил по всей периферии внутренней части барабана, Крыльчатка установлена в верхней части барабана выше уровня, занимаемого жидкостью в нерабочем режиме.

Гидродинамическая муфта с вертикальной осью вращения ГЙД1/1МЗА-2 3 содержит корпус с питающей камерой, расположенные в нем насосное и турбинное колеса с лопатками. Муфта снабжена гидроцилиндром, соединенным с питающей камерой. Проточная часть насосного колеса и его лопатки выполнены переменного сечения. Турбинное колесо выполнено в виде выпуклого обода с лопатками, расположенного на его внутренней поверхности.

Гидродинамическая муфта 4 содержит насосное и турбинное колеса с неподвижными и подпружиненными поворотными попытками, установленными на радиально расположенных осях и кинематически связанными через поворотную втулку с центральной пружиной кручения, а также регулировочную втулку. Муфта снабжена дополнительными поворотными подпружиненными лопатками, установленными на осях с возможностью вращения относительно них в сторону, противоположную направлению поворота основных поворотных лопаток, и кинематически связанных через поворотную втулку с центральной пружиной кручения.

Вертикальная центробежная предохранительная гидромуфта 5 содержит насосный барабан с лопастями, частично заполненных рабочей жидкостью , расположенный в нем турбинный барабан с лопастями, всасывающие отверстия, расположенные под уровнем рабочей жидкости, и сливные отверстия, расположенные под уровнем рабочей жидкости. Барабаны выполнены в виде параболоидов вращения. Всасывающие и сливные отверстия расположены на турбинном барабане. Всасывающие отверстия выполнены круглым сечением и расположены по спирали. Сливные отверстия выполнены прямоугольной формы суммарной площадью большей, чем суммарная площадь всасывающих отверстий.

Турбомуфта 6 содержит насосное колесо, закрепленное на ведущем валу, турбинное колесо, закрепленное на ведомом

валу, Насосное и турбинное колеса помещены в кожух, который не связан ни с ведомым, ни с ведущим валами и при работе свободно вращается вследствие действия

вращающего момента от сил жидкостного тоения.

Гидромуфта 1; 2; 3; 4 не обеспечивают передачу крутящего момента между ортогонально установленными валами, сложны по

0 конструкции, ненадежны в работе, дорогостоящие.

Вертикальная центробежная предохранительная гидромуфта 5, предназначена для передачи крутящего момента верти5 кально и соосно расположенных валов, т.е. не обеспечивает передачу крутящего момента между ортогонально установленными валами.

Наиболее близкой к заявляемой явля0 ется турбомуфта 6.

Недостаток прототипа: не обеспечивается передача крутящего момента между ор- тогонапьно установленными валами.

Целью заявляемого технического реше5 ния является повышение эксплуатационных качеств путем обеспечения передачи крутящего момента между ортогонально установленными взлами,

Цель достигается тем, что в гидромуфте,

0 содержащей корпус с заполненной жидкостью полостью, установленные в последней турбинное колесо и роторный насосный узел, выполненные с радиально расположенными лопастями, причем торцовые по5 верхности лопастей роторного насосного узла сопряжены с зазором с торцовыми поверхностями лопастей турбинного колеса, роторный насосный узел выполнен с двумя кинематически связанными с возможно0 стью вращения с одинаковой скоростью роторами, рабочие поверхности лопастей которых образованы построенными вокруг . их осей винтовыми поверхностями с равным у обоих роторов шагом, турбинное колесо

5 расположено между упомянутыми роторами, а его ось вращения расположена ортогонально осям вращения последних, при этом торцовые поверхности лопастей турбинного колеса выполнены с описанным ок0 ружностью с центром на оси одного из роторов участком. Роторы насосного узла выполнены в виде шнеков.

На фиг. 1 показана гидромуфта, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на

5 фиг. 1.

Гидромуфта (фиг. 1) содержит корпус 1, заполненный жидкостью 2. В корпусе 1 установлено турбинное колесо 3, снабженное лопастями 4, и роторный насосный узел 5 (фиг. 2), состоящий из роторов б и 7, выполпенных в виде шнеков. Роторы 6 и 7 имеют лопасти 8. Рабочие поверхности лопастей 8 образованы построенными вокруг их осей винтовыми поверхностями с равным у обоих роторов шагом. Роторы 6 и 7 кинематиче- ски связаны друг с другом зубчатыми колесами 9 и 10. Турбинное колесо 3 расположено между роторами 6 и 7, а его ось вращения расположена ортогонально осям вращения роторов 6 и 7. Торцовые поверх- ности ло пастей 4 турбинного колеса 3 выполнены с описанным окружностью с центром на оси одного из роторов участков. В корпусе 1 установлена предохранительная пробка 11. Турбинное колесо 3 и ротор- ный узел 5 кинематически не связаны друг с другом.

Гидромуфта работает следующим образом.

Включается электродвигатель (на фигу- pax не показан), который передает крутящий момент ротору 6. Крутящий момент через зубчатое колесо 9 передается зубчатому колесу 10, который приводит во вращение ротор 1. Роторы 6 и 7 вращаются в разные стороны с одинаковой угловой скоростью, так как зацепление внешнее, диаметры одинаковые и количество зубьев колес равное.

Жидкость 2 захватывается лопастями 8 роторов 6 и 7 и начинает перемещаться по кругу. Контактируя с лопастями 4, раскручивает турбинное колесо 3, установленное на ведомом валу. Происходит передача крутящего момента от ведущего вала к ведомому. Выполнение торцовых поверхностей лопастей турбинного колеса по части окружности с центром на оси одного из роторов обеспечивает большую площадь контакта, а следовательно, больший передаваемый мо- мент, т.е. КПД муфты повышается,

При перегрузке ведомого вала (рабочего органа машины) угловая скорость турбинного барабана резко уменьшается или становится равной нулю. Циркулирующая жидкость 2 ударяется о лопаст и 4 и вследствие этого нагревается. По достижении температуры 120...150°С расплавляется легкоплавкая пробка 11 и жидкость 2 выбрасывается из корпуса 1. Контакт между лопастями 4 турбинного колеса 3 и лопастями 8 роторного узла 5 прекращается. Происходит автоматическое отключение гидромуфты. После устранения перегрузок, вызвавших остановку турбинного колеса, установки новой пробки и заливки рабочей жидкости в корпус гидромуфты процесс запуска повторяется.

Гидромуфта предлагаемой конструкции, в которой роторный насосный узел выполнен с кинематически связанными с возможностью вращения с одинаковой скоростью роторами, рабочие поверхности лопастей которых образованы построенными вокруг их осей винтовыми поверхностями с равным у обоих роторов шагом, турбинное колесо расположено между роторами, у него ось вращения расположена ортогонально осям вращения роторов, при зтом торцовые поверхности лопастей турбинного колеса выполнены с описанным окружностью с центром на оси одного из роторов участком, роторы насосного узла выполнены в виде шнеков, позволяет осуществить передачу крутящего момента между ортогонально установленными валами, увеличить КПД, уменьшить время запуска, уменьшить время отключения .муфты, повысить ее эксплуатационные качества, что в конечном итоге повышает надежность работы всей системы.

Положительный эффект от использования изобретения состоит в том, что позволяет уменьшить габариты привода машины, повысить надежность работы всей системы, расширить область применения гидромуфты, повысить ее эксплуатационные качества.

Экономический эффект в денежном выражении подсчитать не представляется воз- можным из-за отсутствия гидромуфт, способных передавать крутящий момент от ведущего вала к ведомому, когда они установлены ортогонально.

Формула изобретения

1. Гидромуфта, содержащая корпус с за- полненной жидкостью полостью, установленные в последней турбинное колесо и роторный насосный узел, выполненные с радиально расположенными лопастями, причем торцовые поверхности лопастей роторного насосного узла сопряжены с зазором с торцовыми поверхностями лопастей турбинного колеса, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств путем обеспечения передачи крутящего момента между ортогонально установленными валами, роторный насосный узел выполнен с дву, я кинематически связанными с возможностью вращения .с одинаковой скоростью роторами, рабочие поверхности лопастей которых образованы построенными вокруг их осей винтовыми поверхностями с равным у обоих роторов шагом, турбинное колесо расположено между упомянутыми роторами, а его ось вращения расположена ортогонально осям вращения последних, при этом торцовые поверхности

лопастей турбинного колеса выполнены с описанным окружностью с центром на оси одного из роторов участком,

2, Гидромуфта по п. 1,отличающая- с я тем, что роторы насосного узла выполнены в виде шнеков,

Использование;передача крутящего момента между ортогонально установленными валами. Сущность изобретения: гидромуфта содержит корпус, заполненный жидкостью. В корпусе установлено турбинное колесо с лопастями и роторный насосный узел, состоящий из двух роторов, выполненных в виде шнеков. Рабочие поверхности лопастей роторов образованы построенными вокруг их осей винтовыми поверхностями с равным у обоих роторов шагом. Турбинное колесо расположено между роторами, и его ось вращения расположена ортогонально осям вращения роторов. Торцовые поверхности лопастей турбинного колеса выполнены в виде части окружности, центр которой расположен на оси роторов 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1