Предохранительная фрикционная муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D7/02 

СО

с

Использование: ограничение передаваемого крутящего момента. Сущность изобретения: полумуфты связаны фрикционным диском, зажатым пружиной между упорным и нажимным дисками. Отжимной узел содержит шарики, размещенные в гнездах переменной глубины между упорным диском и подпружиненной относительно нажимного диска отжимной втулкой. Шарики нажимного узла размещены в гнездах нажимной втулки и опираются на упорную втулку, имеющую гнезда с отверстиями под этим шарики, через которые они контактируют с опорным диском. Последний связан в осевом направлении с нажимным диском. Нажимная втулка расположена между упорной втулкой и нажимным диском и подпружинена указанной пружиной относительно последнего. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов ограниченной величины.

Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, связанные фрикционными дисками, отжимной узел, упорную втулку, связанную в окружном направлении с упорным диском, и нажимные тела качения, расположенные в гнездах упорной втулки и в ответных гнездах, выполненных на обращенной к упорной втулке торцовой поверхности нажимного диска.

Муфта имеет невысокую долговечность вследствие интенсивного износа фрикционных поверхностей дисков при буксовании.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является предохранительная фрикционная муфта, содержащая соосные ведущую и ведомую полумуфты, связанные

фрикционным диском, размещенным между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным и установленным с возможностью относительно нее вращения и осевого перемещения нажимным дисками, нажимную втулку, установленную с возможностью осевого относительно ведущей полумуфты перемещения, подпружиненные относительно нажимного диска и установленные с возможностью осевого относительно него перемещения отжимную и упорную втулки, нажимной узел, включающий нажимные тела качения, расположенные в выполненных с равным по окружности шагом гнездах нажимной втулки с возможностью взаимодействия с аналогично расположенными гнездами упор ной зтулки, отжимной узел, включающий отжимные элементы в виде тел качения, размещенные в выполненных также с равным по окружности шагом гнездах переменной глубины, выполненных на упорном диске и отжимной втулке, при этом

XI

Јь Ю О1 N х|

гнезда последней смещены относительно (незд упорной втулки на величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд.

Недостатком муфты является невысокая долговечность вследствие износа фрикционных пар в процессе их взаимного проскальзывания.

Цель изобретения - повышение долговечности муфты путем уменьшения износа фрикционных пар в процессе их взаимного проскальзывания.

Поставленная цель достигается тем, что предохранительная фрикционная муфта, содержащая соосные ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, размещенным между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным и установленным с возможностью относительно нее вращения и осевого перемещения нажимным дисками, нажимную втулку, установленную с возможностью осевого относительно ведущей полумуфты перемещения, подпружиненные относительно нажимного диска и установленные с возможностью осевого относительно него перемещения отжимную и упорную втулки, нажимной узел, включающий нажимные тела качения, расположенные в выполненных с равным по окружности шагом гнездах нажимной втулки с возможностью взаимодействия с аналогично расположенными гнездами упорной втулки, отжимной узел, включающий отжимные элементы в виде тел качения, размещенные в выполненных также с равным по окружности шагом гнездах переменной глубины, выполненных на упорном диске и отжимной втулке, при этом гнезда последней смещены относительно гнезд упорной втулки на величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд, снабжена опорным диском, который связан в осевом направлении с нажимным диском, гнезда упорной втулки выполнены с отверстиями с возможностью взаимодействия нажимных тел качения с опорным диском, нажимная втулка расположена между упорной втулкой и нажимным диском, причем нажимные тела качения расположены с учетом следующего соотношения:

R r -ctga tg/,

где R - радиус окружности, на которой расположены нажимные тела качения;

г - радиус окружности, на которой расположены отжимные элементы;

a, ft- величины углов соответственно между боковыми поверхностями гнезд отжимной и упорной втулок и осевой плоскостью, проходящей через-центр соответствующего отжимного элемента и нажимного тела качения.

На фиг. 1 изображена принципиальная

схема, предохранительной фрикционной муфты; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Предохранительная фрикционная муфта содержит соосные ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, связанные фрикционным дис0 ком 3, который расположен между жестко закрепленным на полумуфте 1 упорным и установленным с возможностью вращения и осевого относительно полумуфты 1 перемещения нажимным 4 диском. Последний

5 связан посредством шпонки 5 с отжимной втулкой 6, подпружиненной относительно нажимного диска пружиной 7. Отжимная втулка б имеет возможность вращения относительно полумуфты 1 и перемещения отно0 сительно последней и нажимного диска 4 в осевом направлении.

Отжимные тела качения в виде шариков 8 размещены в гнездах переменной глубины, выполненных на упорном диске и от5 жимной втулке б (фиг. 2). Отжимная втулка 6, пружина 7 и шарики 8 образуют отжимной узел.

Прижатие фрикционного диска 3 к упорному и нажимному 4 дискам осуществляется

0 посредством пружины 9, расположенной между нажимным диском 4 и связанной посредством шпонки 10 с полумуфтой 1 нажимной втулкой 11, имеющей возможность осевого перемещения относительно полу5 муфты 1. В аксиальных цилиндрических гнездах нажимной втулки 11 размещены нажимные тела качения в виде шариков 12, зафиксированные от выкатывания из гнезд. Шарики 12 опираются на связанную по0 средством шпонки 13 с нажимным диском 4 упорную втулку 14, имеющую возможность вращения относительно полумуфты 1 и осевого относительно нажимного диска перемещения. Кроме того, упорная втулка 14

5 имеет возможность осевого перемещения относительно полумуфты 1.

На торцовой поверхности нажимного диска 4 закреплена крышка 15, в которую ввернуты регулировочные винты 16. Концы

0 винтов 16 упираются в опорный диск 17, имеющий возможность осевого относительно нажимного диска 4 и полумуфты 1 перемещения.

Упорная втулка 14 опирается на регули5 ровочный элемент 18. На упорной втулке 14 выполнены гнезда под шарики 12 в виде сквозных отверстий конической формы Толщина упорной втулки 14 в зоне гнезд и величина осевого зазора между упорной втулкой и опорным диском 17 в сумме должны быть меньше величины осевого зазора между нажимной 11 и упорной 14 втулками. Гнезда отжимной втулки 6 смещены относительно гнезд упорной втулки 14 на величину, равную половине окружного шага размещения последних.

Муфта работает следующим образом.

Параметры отжимного устройства выбираются такими, чтобы при передаче крутящего момента, не превышающего номинальный, поворот нажимного диска 4 относительно упорного диска не приводил к попаданию зриков 12 в гнезда упорной втулки 14.

При перегрузке нажимной диск 4 поворачивается относительно упорного диска, что приводит к перемещению вправо отжимной втулки 6 и сжатию пружины 7. В результате этого шарики 12 попадают в гнезда упорной втулки 14 и опираются на опорный диск 17. Вследствие этого нажимной диск 4 начинает воспринимать усилие пружины 9 справа. Сила прижатия нажимного диска 4 фрикционному диску 3 становится равной нулю и нажимной диск под воздействием пружины 7 перемещается вправо до тех пор, пока шарики 12 не начнут упираться в гнезда упорной втулки 14 либо нажимная втулка 11 - в упорную втулку 14, что зависит от соотношения величин осевых зазоров между этими элементами. Перемещение нажимного диска 4 прекращается и он под воздействием вращающего момента, создаваемого отжимным узлом, стремится возвратиться в исходное положение, чему препятствует вращающий момент, создаваемый нажимным узлом.

Таким образом, при срабатывании муфты происходит разьединение фрикционных поверхностей, что уменьшает их износ и повышает долговечность муфты.

Для удержания нажимного диска 4 в отведенном от фрикционного диска 3 положении должно выполняться условие

F Fg - Fi (1)

где F - сила сжатия пружины 7 для- указанного положения:

Fg - то же, для пружины 9;

FIT- сила давления между шариками 12 и опорным диском 17 в указанный период времени.

Величина FIT равна

Fi7 Fg - Fo(2)

Величина силы F0 определяется следующим образом

,

где Т - крутящий момент, действующий на нажимной диск со стороны отжимного узла;

R - радиус окружности, на которой расположены шарики 12;,

/ - угол между боковой поверхностью гнезда упорной втулки 14 и осевой плоско- 5 стью, проходящей через центр шарика 12 Но

Т FT Г Ctg a , .(4)

где г - радиус окружности на которой расположены шарики 8;

10а - угол между боковой поверхностью

гнезда переменной глубины отжимной втулки 6 и осевой плоскостью муфты, проходящей через центр шарика 8.

Решение неравенства (1) с учетом (2), (3) 15 и (4) дает

R r-ctga-tg/.(5)

Полученное неравенство отражает условие удержания нажимного диска 4 в выключенном положении, исключающем 20 износ фрикционных поверхностей.

После остановки муфты поворотом нажимного диска 4 в соответствующем направлении обеспечивается возврат элементов муфты в исходное положение. 25 При этом параметры элементов муфты, в частности соотношение усилий пружин 7 и 9, выбираются такими, чтобы для поворота нажимного диска вручную достаточно было бы приложить небольшое усилие (3-5 кг), 30 Это обеспечивается подбором соответствующих величин углов а И/, а также величин R и г, не выходя при этом за рамки условия

(5).

Настройка муфты производится путем

35 осевого перемещения упорной втулки 14 при помощи регулировочного элемента 18. Одновременно с этим осуществляется соответствующее осевое перемещение опорного диска 17 посредством регулировочных

40 винтов 16. Муфта может быть выполнена в многодисковом варианте.

Использование изобретения позволяет повысить долговечность муфты за счет снижения износа фрикционных поверхностей.

45 Формула изобретения

Предохранительная фрикционная муфта, содержащая соосные ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, разме50 щенным между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным и установленным с возможностью относительно нее вращения и осевого перемещения нажимным дисками, нажимную втулку, установленную

55 с возможностью осевого относительно ведущей полумуфты перемещения, подпружиненные относительно нажимного диска и установленные с возможностью осевого относительно него перемещения отжимную и

упорную втулки, нажимной узел, включающий нажимные тела качения, расположенные в выполненных с равным по окружности шагом гнездах нажимной втулки с возможностью взаимодействия с аналогично расположенными гнездами упорной втулки, отжимной узел, включающий отжимные элементы в виде тел качения, размещенные в выполненных также с равным по окружности шагом гнездах переменной глубины, вы- полненных на упорном диске и отжимной втулке, при этом гнезда последней смещены относительно гнезд упорной втулки на величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд, отличающая- с я тем, что, с целью повышения долговечности путем уменьшения износа фрикцион- ных пар в процессе их взаимного проскальзывания, она снабжена опорным

диском, который связан в осевом направлении с нажимным диском, гнезда упорной втулки выполнены с отверстиями с возможностью взаимодействия нажимных тел качения с опорным диском, нажимная втулка расположена между упорной втулкой и нажимным диском, причем нажимные тела качения расположены с учетом соотношения

R Јг ctga tg/ft,

где R - радиус окружности, на которой расположены нажимные тела качения;

г - радиус окружности, на которой расположены отжимные элементы;

СЕ,/ - величины углов соответственно между боковыми поверхностями гнезд отжимной и упорной втулок и осевой плоскостью, проходящей через центр соответствующего отжимного элемента и нажимного тела качения.