Предохранительная муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D7/10 

Изобретение относится к машиностроению, предназначено для предохранения от перегрузок и синхронизации фазы движения нескольких исполнительных механизмов и может быть использовано в лесопильных рамах, металлорежущих станках и других устройствах.

Известна предохранительная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, между которыми установлен ряд подпружиненных фрикционных дисков.

Известна предохранительная муфта, содержащая ведущий диск и нажимное звено, размещенный между ними и поджатый к ведущему диску ведомый фрикционный диск с осевыми отверстиями, связанный с ведущим и нажимным дисками шариками, расположенными в отверстиях, причем нажимное звено состоит из двух дисков, один из которых выполнен с окном под шарики и подпружинен к ведущему диску через фрикционный диск, а шарики размещены между другим диском и ведущим диском без осевого зазора.

Хотя эти известные муфты и защищают приводные устройства от перегрузок, но при снятии перегрузки (при возвращении муфты в режим передачи заданного крутящего момента) ведущая и ведомая полумуфты могут устанавливаться одна относительно другой в произвольном положении, т.е. под любым фазовым углом. Кроме того, при частной перегрузке такие муфты относительно быстро изнашиваются.

Известна также предохранительная муфта, содержащая поджатые одна к другой две полумуфты с выполненными на разных радиальных расстояниях от оси вращения муфты отверстиями на одной из полумуфт и соосными этим отверстиям лунками под соединительные шарики на другой полумуфте.

Эта известная муфта может обеспечить сохранение фазового угла движения (поворота) ведущих и ведомых элементов муфты, но точность и, как следствие, надежность позиционирования ее полумуфт относительно одна другой очень низка, так как относительная скорость проскальзывания полумуфт при срабатывании (при перегрузках) может достигать больших значений, и полумуфты могут установиться в первоначальное (исходное) положение одна относи- тельно другой лишь через несколько оборотов ведущей полумуфты. Это приводит к снижению производительности машины, в которую встроена эта муфта, к падению КПД и возникновению дополнительных динамических нагрузок.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования полумуфт одна относительно другой путем снижения относительной скорости проскальзывания.

Поставленная цель достигается тем, что предохранительная муфта содержит поджатые одна к другой две полумуфты с выпол- ненными на разных радиальных расстояниях от оси вращения муфты отверстиями на одной из полумуфт и соосными этим отверстиям лунками под соединитель0 ные шарики на другой полумуфте, причем на обращенных один к другому торцах полумуфт закреплены фрикционные кольца, а соединительные шарики поджаты к лункам пружинами, размещенными в отверстиях

5 полумуфт.

На фиг. 1 изображена предохранительная муфта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Предохранительная муфта содержит ведущий вал 1, на который неповоротно отно0 сительно него надета ступица 2 с неподвижно закрепленным на ней диском 3. На ступице 2 установлен также диск 4, который имеет возможность осевого перемещения вдоль ступицы. Ступица 2 с дисками 3 и

5 4 выполняет функции ведущей полумуфты, между дисками 3 и 4 расположена ведомая полумуфта, изготовленная в виде поворотно установленного на ступице 2 зубчатого колеса 5 с жестко закрепленными на его тор0 цах фрикционными кольцами 6. В зубчатом колесе 5 параллельно относительно оси вращения ведущего вала 1 выполнены, например, два продольных отверстия, каждое из которых расположено на разном расстоя5 нии от оси вращения вала. В каждое продольное отверстие помещен стакан 7 цилиндрической формы, в котором расположена пара подпружиненных враспор шариков 8 с помощью пружины 9. Каждая пара

0 шариков 8 входит в углубления, изготовленные в виде лунок 10 на торцах дисков 3 и 4, причем каждая пара лунок расположена на таком же радиальном расстоянии от оси вращения ведущего вала, что и соответству5 ющее продольное отверстие в колесе 5.

Подвижный диск4 подпружинен пружиной 11, силу упругости которой можно регулировать с помощью упора 12. Зубчатое колесо 5 входит в зацепление с зубчатым

0 колесом 13, неподвижно установленным на ведомом валу (не показан).

Муфта работает следующим образом. Движение с ведущего вала 1 поступает на ступицу 2 с установленными на нем дис5 ками 3 и 4. Далее как с помощью сил трения, возникающих от прижатия дисков 3 и 4 к фрикционным кольцам 6, неподвижно смонтированным на торцах зубчатого колеса 5, так и с помощью сил, возникающих от взаимодействия подпружиненных шариков с

лунками дисков 3 и 4, движение передается на зубчатое колесо 5, а затем - на зубчатое колесо 13, связанное с ведомым валом.

При превышении заданного номинального крутящего момента на ведомом валу, а следовательно и на зубчатом колесе 5, выполняющем функции ведомой полумуфты, происходит проскальзывание (пробуксовывание) дисков 3 и 4 относительно колеса 5, т.е. происходит предохранение исполнительного механизма от перегрузок, и муфта в данном случае выполняет предохранительные функции.

После окончания воздействия перегрузки ведущие диски 3 и 4 перестают проскальзывать относительно колеса 5, и предлагаемая муфта начинает передавать номинальный крутящий момент. Причем диски 3 и 4 относительно колеса 5 займут прежнее положение, т.е. их относительный угол поворота (дисков и колеса) при проскальзывании составит величину, кратную 360°. Это объясняется тем, что каждая соответствующая пара лунок на торцах дисков 3 и 4 имеет свой, отличный от других пар лунок, радиус, определяющий ее положение относительно центра вращения ведущего вала 1, поэтому каждая пара шариков может входить только в одну и ту же пару лунок.Еси же шарики не вошли в свои лунки, момент

передаваемый фрикционной частью муфты, меньше номинального. Значит предлагаемая муфта выполняет еще и функции синхронизации фазы движения ведущего и ведомого валов.

Чтобы шарики в лунки входили более плавно после снятия перегрузки, для этого необходимо снизить относительную скорость проскальзывания, для чего и служат фрикционные кольца 6, к которым прижаты диски 3 и 4 с помощью пружины 11. Силы трения, возникающие между дисками и кольцами, берут на себя часть номинального крутящего момента. Остальная часть крутящего момента передается с помощью сил

от подпружиненных шариков в лунках, причем соотношение между этими частями момента можно регулировать с помощью изменения силы упругости пружины 11 посредством перемещения упора 12. Необходимо, чтобы сила подпружиненных шариков была несколько больше силы трения от фрикционных колец, но в сумме эти силы должны обеспечить передачу заданного

крутящего момента с учетом допустимой перегрузки.

Наличие одновременно двух элементов (фрикционных колец и шариков), создающих силы, идущие на передачу заданного

крутящего момента, приводит к существенному уменьшению износа фрикционных элементов, а также к повышению точности и надежности позиционирования полумуфт одна относительно другой после срабатывания.

В случае, если фазовый угол синхронизации полу муфт должен быть меньше 360° в целое число раз, то количество пар подпружиненных шариков, расположенных на одном радиусе (одной дорожке), может быть равно этому целому числу, т.е. фаза движения тогда равна 360°/п, где п - целое число.

Формула изобретения

Предохранительная муфта, содержащая поджатые одна к другой две полумуфты с выполненными на разных радиальных расстояниях от оси отверстиями на одной из полумуфт и соосными с отверстиями лунками под соединительные шарики на другой полумуфте, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности позицирования полумуфт одна относительно другой путем снижения относительной скорости проскальзывания, она снабжена фрикционными кольцами, закрепленными на обращенных один к другому торцах полумуфт, и пружинами, а соединительные шарики поджаты к лункам пружинами,

размещенными в отверстиях полумуфт.

Использование: для предохранения от перегрузок и синхронизации фазы движения нескольких исполнительных механизмов. Сущность изобретения: ведущая К 4 444444S5 W X N полумуфта в виде ступицы 2 с дисками 3, 4 соединена шариками 8 с ведомой полумуфтой в виде зубчатого колеса 5. Последнее смонтировано на ступице 2 между дисками 3,4. Шарики 8 попарно расположены в сквозных отверстиях колеса 5 и пружинами 9 поджаты к лункам 10 на торцах дисков 3, 4.Каждая пара шариков расположена на разных орбитах. Диски 3,4 подпружинены к колесу 5 посредством фрикционных колец 6, При срабатывании муфты во время перегрузки шарики 8 утапливаются в отверстиях, а затем, вновь перемещаясь по своим орбитам, попадают в лунки 10. Чтобы шарики в лунки входили более плавно после снятия перегрузки, снижают относительную скорость проскальзывания, для чего служат фрикционные кольца 6, к которым прижаты диски 3,4. 2 ил. сл с vj J hO СЛ СЛ О

Фиг.1