Магнитно-фрикционная муфта Советский патент 1992 года по МПК F16D7/02 F16D27/01 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к предохранительным муфтам.

Известна магнитная торцовая муфта, состоящая из ведущей и ведомой полумуфт, разделенных герметичной немагнитной перегородкой. Каждая полумуфта содержит постоянные магниты и магнитопроводы, причем ведомая полумуфта и корпус содержат винтообразные канавки и выступы.

Недостатком этого устройства является наличие постоянного зазора между магнитными системами, что значительно снижает величину передаваемого крутящего момента. Кроме того, в указанной конструкции не обеспечивается требуемый зазор между магнитными системами и немагнитной перегородкой, так как отсутствуют элементы, позволяющие устанавливать и регулировать этот зазор. Таким образом, при наличии погрешностей изготовления, влияющих на взаиморасположение магнитных систем ведущей и ведомой полумуфт, силы их магнитного взаимодействия могут колебаться в значительных пределах.

В качестве прототипа выбрана магнитная сцепная муфта, состоящая из двух полумуфт, одна из которых выполнена в виде диска, а другая - в виде двух дисковых маг- нитопроводов, заключенного между ними кольцевого магнита и пальцев, установленных с возможностью осевого перемещения на периферии полумуфты. При этом пальцы являются якорями электромагнитного направляющего устройства и своими торцами взаимодействуют с первой полумуфтой.

Недостатком этого устройства является влияние погрешностей установки валов на точность срабатывания муфты, т.е. невозможность обеспечения разрыва кинематической цепи при превышении крутящего моментом допустимой величины. Недостатком также является необходимость подвода электрической энергии для работы электромагнитного направляющего устройства, что

(Л

С

х|

сл оо со о

со

усложняет конструкцию муфты и снижает ее надежность.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств путем компенсации погрешностей установки валов и разрыва кинематической цепи при превышении крутящим моментом допустимой величины.

Это достигается тем. что магнитно- фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, первая из которых выполнена в виде ферромагнитного диска с торцовой фрикционной поверхностью, а вторая с равномерно расположенными по окружности параллельными ее оси отверстиями, магнитные блоки с индивидуальными источниками магнитного поля и маг н ито про во дам и, которые установлены в упомянутых отверстиях с возможностью осевого перемещения, причем магнитолроводы выполнены с фрикционными поверхностями, взаимодействующими с торцевой фрикционной поверхностью ферромагнитного диска, источник постоянного магнитного поля, а также обра- зующие винтовые пары промежуточные элементы, снабжена отжимным узлом в виде равномерно размещенных по окружности на второй полумуфте углублений с периферийными поверхностями, образующие которых расположены параллельно оси этой полумуфты, выполненных на торцовой фрикционной поверхности ферромагнитного диска напротив углублений гнезд гере- менной глубины, а также шариков, каждый из которых размещен в расположенных одно напротив другого углублениях и гнездах, индивидуальными для каждого шарика резьбовыми регулировочными элементами, которые связаны посредством винтовых пар с второй полумуфтой и расположены концентрично соответствующему шарику с возможностью контакта с его обращённой в направлении от торцовой фрикционной поверхности ферромагнитного диска поверхностью, а также связанными со второй полумуфтой посредством упругих элементов упорными элементами с упорными поверхностями, обращенными также в упомянутом направлении. При этом источник постоянного магнитного поля образован отдельными частями, каждая из которых выполнена за одной целое с индивидуальными источниками магнитного поля магнитных блоков. Последние установлены с возможностью радиального перемещения относительно их соответствующих отверстий, а Один из промежуточных элементов каждой винтовой пары связан с упорным элементом и выполнен с упором, контактирующим с упорной поверхностью соответствующего ему упорного элемента, а другой жестко связан с соответствующим ему магнитным блоком.

На фиг. 1 и 2 изображена магнитнофрикционная муфта, взаимные разрезы; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Магнитно-фрикционная муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2, установленных на двух полумуфтах 3 и 4 зубчатой муфты с

0 дисками 5 и 6 для ограничения их осевых перемещений.

Полумуфта 1 представляет собой ферромагнитный диск с торцовой фрикционной поверхностью, в отверстиях которого с за5 зором, допускающим их свободное перемещение как в осевом, так и в радиальном направлениях, установлены магнитные блоки 7. Каждый магнитный блок представляет собой корпус 8 из неферромагнитного мате0 риала (например, меди), в котором установлена неявнополюсная магнитная система, содержащая источник постоянного магнитного поля (магнит) 9 и два полюсных магни- топровода 10 с фрикционными

5 поверхностями, залитыми эпоксидным компаундом 11, vi связанная со второй полумуф- той 2 промежуточными элементами, выполненными в виде винтовой пары,

Первые промежуточные элементы со0 стоят из пар болтов, причем первая группа болтов 12 первых промежуточных элементов взаимодействует со вторыми промежуточными элементами охватывающей болты резьбой и имеют глухие резьбовые отвер5 стия 13, в которые завинчены болты 14. Для ограничения перемещения блока в осевом направлении первые промежуточные элементы выполнены с упором - внутренней поверхностью торцов головок болтов 14,

0 контактирующей с упорной поверхностью упорных элементов 15, связанных со второй полумуфтой 2 упругими элементами 16.

Кроме того, на второй полумуфте 2 жестко установлены (запрессованы) втулки 17.

5 имеющие с одной стороны сквозные резьбовые отверстия, в которые ввинчены резьбовые регулировочные элементы 18. а с другой стороны - углубления 19с периферийными поверхностями, образующие которые рас0 положенных параллельно оси этой полумуфты, в которые вложены шарики 20, запрессованные шайбой 21.

На первой полумуфте 1 напротив углублений 19 выполнены гнезда 22 переменной

5 глубины.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. В процессе нормальной работы (без перегрузок) механизма, на приводе которого установлена предохранительная муфта, магнитные блоки 7,

содержащие магниты 9 и полюсные маг- нитопроводы 10, залитые эпоксидным компаундом 11 в корпусе 8, притянуты к фрикционной поверхности ферромагнитного диска первой полумуфты 1 и взаимодействуют с ним фрикционными поверхностями магнитопроводов 10. При этом магнитные блоки 7 связаны с диском второй полумуфты 2 посредством промежуточных элементов, одна группа болтов 12 которых, взаимодействуя со вторыми промежуточными элементами резьбой, ограничивает перемещение блоков в направлении к первой полумуфте 1, а другая - болты 14, вставленные в глухие резьбовые отверстия 13 и взаимодействующие с упорными элементами 15 и упругими элементами 16. ограничивают перемещение блоков 7 в противоположном направлении.

Крутящий момент от первой полумуфты 1 к второй 2 передается силами трения, возникающими вследствие этого притяжения. При этом шарики 20, вложенные в углубления 19 втулок 17 и удерживаемые шайбами 21, взаимодействуют с одной стороны с поверхностями гнезд 22 переменной глубины, а, с другой, - с резьбовыми регулировочными элементами 18 и не участвуют в передаче крутящего момента. Когда момент нагрузки муфты превышает величину момента сил трения, создаваемого притяжением магнитных блоков 7 к первой полумуфте 1, окружные силы воспринимаются шариками 20. При этом усилия, действующие на шарики 20 со стороны поверхностей гнезд переменной глубины стремятся сместить их вдоль оси муфты в направлении от первой полумуфты к второй.

Это осевое усилие воспринимается резьбовыми регулировочными элементами 18 и через втулки 17 передается второй полумуфте 2. Первая полумуфта 1 также воспринимает осевые усилия, равные по величине и противоположные по направлению действующим на шарики 20. Осевые усилия стремятся сместить полумуфты одну относительно другой. Однако при этом им противодейстуют силы притяжения магнитных блоков 7 к фрикционной поверхности ферромагнитного диска первой полумуфты, Когда величина осевых усилий превысит величину сил магнитного притяжения, происходит срабатывание муфты, т е. нарушается контакт между полумуфтами, возникает их взаимное осевое перемещение, ограниченное дисками 5 и б, и одновременно взаимное проскальзывание полумуфт, что приводит к прекращению передачи крутящего момента. При этом сохраняется контакт соответствующих элементов зубчатых

полумуфт 3 и 4. В случае снижения значения момента нагрузки до допускаемой величины под действием сил магнитного притяжения блоков 7 к поверхности диска первой 5 полумуфты 1 муфта приходит в исходное положение.

Таким образом при срабатывании муфты реализуется сила отрыва поверхностей магнитных блоков 7 от фрикционной повер0 хности ферромагнитного диска первой полумуфты 1, значительно превышающая силу их сдвига друг относительно друга.

Устранение погрешностей установки валов и сборки осуществляется следующим

5 образом.

Путем перемещения резьбовых регулировочных элементов 18, контактирующих с обращенной в направлении от торцовой фрикционной поверхности первой полумуф0 ты 1 поверхностью шариков 20, последние перемещаются в углублениях 19 до упора в поверхности гнезд переменной глубины. Кроме того, изменение положения болтов 12 первых промежуточных элементов отно5 сительно вторых промежуточных элементов позволяет перемещать блоки 7 в осевом направлении. Сочетание указанных операций позволяет регулировать зазор между полумуфтами 1 и 2 и устранять возможную непа0 раллельность поверхностей дисков, обращенных друг к другу, т.е. устанавливать постоянную величину зазора между дисками.

Для исключения осевых перемещений

5 блоков 7 в процессе работы муфты служат болты 14 первого промежуточного элемента. При этом упоры первых промежуточных элементов взаимодействуют с упорными поверхностями упорных элементов 15 и упру0 гими элементами 16, снижая динамические нагрузки на промежуточные элементы. Формула изобретения Магнитно-фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, одна из которых вы5 полнена в виде ферромагнитного диска с торцовой фрикционной поверхностью, а вторая с равномерно расположенными по окружности параллельными ее оси отверстиями, магнитные блоки с индивидуальны0 ми источниками магнитного поля и магнитопроводами, которые установлены в упомянутых отверстиях с возможностью осевого перемещения, причем магнитопро- воды выполнены с фрикционными поверх5 костями, взаимодействующими с торцовой фрикционной поверхностью ферромагнитного диска, источник постоянного магнитного поля, а также образующие винтовые пары промежуточные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения

эксплуатационных качеств путем компенсации погрешностей установки валов и разрыва кинематической цепи при превышении крутящим моментом допустимой величины, она снабжена отжимным узлом в виде рав- номерно размещенных по окружности на второй полумуфте углублений с периферийными поверхностями, образующие которых расположены параллельно оси этой полумуфты, выполненных на торцовой фрикци- онной поверхности ферромагнитного диска напротив углублений гнезд переменной глубины, а также шариков, каждый из которых размещен в расположенных одно напротив другого углублениях и гнездах, индивиду- альными для каждого шарика резьбовыми регулировочными элементами, которые связаны посредством винтовых пар со второй полумуфтой и расположены концентрично соответствующему шарику с возможностью

контакта с его обращенной в направлении от торцовой фрикционной поверхности ферромагнитного диска поверхностью, а также связанными со второй полумуфтой посредством упругих элементов упорными элементами с упорными поверхностями, обращенными также в упомянутом направлении, при этом источник постоянного магнитного поля образован отдельными частями, каждая из которых выполнена за одно целое с индивидуальными источниками магнитного поля магнитных блоков, последние установлены с возможностью радиального перемещения относительно им соответствующих отверстий, один из промежуточных элементов каждой винтовой пары связан с упорным элементом и выполнен с упором, контактирующим с его упорной поверхностью, а другой жестко связан с соответствующим ему магнитным блоком.

Использование: ограничение величины передаваемого крутящего момента с компенсацией погрешностей установки соединяемых валов. Сущность изобретения: первая из полумуфт выполнена в виде диска из ферромагнитного материала, а вторая - с отверстиями, в которых расположены самоустанавливающиеся магнитопроеоды с возможностью фрикционного взаимодействия с диском. Источники постоянного магнитного поля выполнены индивидуальными для .каждого магнитопровода. На второй полумуфте выполнены углубления, а на первой - гнезда переменной глубины, в которых расположены шарики. В первой полумуфте установлены с возможностью продольного взаимодействия с шариками резьбовые элементы. 3 ил.

7J

Sfeg/ Х////Ш&

15

S$$Ј$

ц j ц 6ЛЛ6 ХЬ6Й ОЛЛ ЙЙйО6й6Й УУЬДйООСгч/чд

Фие.2

6-5

П

/////У//77777,