РЕВЕРСИВНАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА Советский патент 1995 года по МПК F16D41/12 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в различных механизмах для передачи вращения от ведущего к ведомому звену, имеющему возможность свободного хода, а именно - для передачи момента вращения при превышении частоты вращения ведущего звена относительного ведомого.

Цель изобретения - обеспечение возможности передачи вращающего момента только от ведущего вала к ведомому звену.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой реверсивной муфты с автоматическим переключателем; на фиг. 2 - продольный разрез предлагаемой муфты 1 (штрихпунктирной линией обозначено другое крайнее положение собачки 3); на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - пример устройства (трубоход), в котором опорный ролик связан со своим приводом посредством предложенной реверсивной муфты свободного хода.

Реверсивная муфта свободного хода состоит из ведущего вала 1 (фиг. 2), ведомого звена в виде ступицы 2, элементов их кинематической связи в виде собачек 3 и автоматического переключателя 4 реверса. Ведущий вал 1 установлен на подшипник 5 в опорах 6. Для связи с приводом 7 на ведущем валу 1 имеется зубчатое колесо 8. Ведомое звено представляет собой обрезиненный ролик 10 с закрепленной на нем ступицей 2. Ролик 10 установлен на подшипнике 9. На ведущем валу 1 симметрично ступице 2 закреплены правая 11 и левая 12 звездочки. Зубцы 13 звездочек 11 и 12 выполнены в форме секторов с боковыми гранями 14. Элементы кинематической связи ведущего вала 1 и ступицы 2 - собачки 3 - установлены на шарнирных осях 15 и поджаты пружинами кручения 16. Собачки 3 установлены в фасонных пазах 17, выполненных на обоих торцах ступицы 2. Боковые грани 18 и 19 фасонных пазов 17 служат упорами для ограничения поворота собачек 3 и определяют их крайние положения. В одном из крайних положений, ограниченном упорами 18, собачки 3 пересекают плоскость вращения звездочек 11 и 12, в связи с чем имеют возможность контакта с боковыми гранями 14 звездочек 11 и 12. В другом крайнем положении, поджатые пружинами 16 и ограниченные упорами 19, собачки 3 находятся вне зоны контакта со звездочками 11 и 12. Автоматический переключатель 4 состоит из двух одинаковых, установленных симметрично ступице 2 узлов, которые содержат втулки 20 и 21. Втулки 20 и 21 имеют приводы в виде винтовых шариковых пар, состоящих из двух участков винтовой нарезки 22 и 23 на ведущем валу 1 и гаек 24 и 25. В винтовых нарезках 22 и 23 размещены шарики 26. Гайки 24, 25 на внутренней поверхности имеют не винтовую нарезку, а кольцевые канавки 27, непосредственно которыми гайки 24, 25 опираются на шарики 26. Каждая из гаек 24, 25 имеет на наружной поверхности продольный направляющий паз 28, в котором находятся головки штырей 29, 30, закрепленных на опоре 6. Шарики 26 свободно установлены в отверстиях втулок 20, 21, как в сепараторах. Втулки имеют фланцы 31. На фланцах 31 имеются упоры 32, 33, количество которых равно количеству собачек 3. Для ограничения осевого перемещения втулок 20 и 21 на ведущем валу 1 имеются упоры 34, 35 и 36, 37.

Как пример устройства с использованием предложенной муфты на фиг. 4 изображен трубоход 38 с гусеничным движителем 39 и подъемной штангой 40 с приводным опорным роликом 10. Опорный ролик 10 связан со своим приводом 7 с помощью реверсивной муфты 41 с автоматическим переключателем. Трубоход 38 предназначен для перемещения внутри трубопровода 42.

Предложенная реверсивная муфта работает следующим образом. В начальный момент, до включения привода 7, связь между ведущим валом 1 и ведомым звеном, т.е. роликом 10, отсутствует. При этом собачки 3 поджаты пружинами 16 до упора 19 и располагаются вне плоскости вращения звездочек 11, 12 (см. фиг. 3), а опорный ролик 10 может быть или неподвижным, или вращаться от другого источника движения, например, в данном варианте применения (см. фиг. 4) - от движения трубохода. При включении привода 7 момент вращения через зубчатое колесо 8 передается на ведущий вал 1. При этом гайки 24 и 25, зафиксированные от вращения штырями 29, 30, размещенными в направляющих пазах 28, перемещаются по резьбе 22, 23 вдоль оси ведущего вала в одном направлении, и если гайка 25 приближается к ступице 2, то гайка, 24 от нее удаляется. Втулки 20, 21 также перемещаются до ограничителей 34, 35, после чего они начинают вращаться. При вращении втулки 21 упоры 33, перемещаясь по кольцевой траектории, вступают в контакт с носиками собачек 3 и, преодолевая пружины 16, поворачивают собачки в другое крайнее положение до упора 18. При этом собачки 3 оказываются в плоскости вращения звездочки 11, благодаря чему звездочка 11, вращаясь, своей боковой гранью 14, контактирует с собачками 3, т.е. звездочка 11 ведет ступицу 2 роликом 10. Это происходит только в том случае, если частота вращения ведущего вала 1 больше частоты вращения ролика 10. В этом случае ведущий вал 1 передает вращающий момент через собачки 3 и звездочку 11 ролику 10 и частота их вращения становится одинаковой. При смене направления вращения ведущего вала 1 гайка 24, 25 и втулки 20, 21 перемещаются по резьбовым участкам 22, 23 в противоположном направлении, т.е. до упоров 36, 37. Как только нарушается контакт между боковой гранью 14 звездочки 11 и собачками 3, пружина 16 возвращает собачки 3 в другое крайнее положение до упора 19, выводя ее из плоскости вращения звездочки 11. Гайка 25 при этом удаляется по резьбе 23 от ступицы 2 до ограничителя 37. В то же время к левому торцу ступицы 2 с собачками 3, двигаясь до упора 36, подходит гайка 24 и втулка 20 доходит до ограничителя 7. Упор 32, размещенный на фланце 31 сепаратора 20, разворачивает собачки 3 в крайнее положение до упора 18. Таким образом, собачки 3 оказываются в плоскости вращения звездочки 12 и входят в контакт с боковой гранью 14 зубцов 13 звездочки 12.

Возможность нейтрального положения ведомого звена, которое, несмотря на его ускорение относительно ведущего вала, не сцепляется с ним и момент вращения не передается ведущему валу, позволяет, по сравнению с прототипом, расширить диапазон использования муфты. Примером может служить применение предложенной муфты в трубоходе 38.

Передвижение трубохода 38 по трубопроводу 42 осуществляется за счет гусеничного движителя 39. Опорный ролик 10, размещенный на подъемной штанге 40, увеличивает тяговое усилие. Опорный ролик 10 прокатывается по внутренней поверхности трубопровода 42, причем частота его вращения переменна и зависит от скорости трубохода 38. В некоторых случаях, например, при преодолении выпуклости на внутренней поверхности трубопровода, необходим дополнительный момент на опорном ролике 10, в противном случае трубоход может разворачиваться вокруг точки упора опорного ролика. Чтобы избежать этого, подключают дополнительный привод к опорному ролику 10. Таким образом, в трубоходе момент от привода 7 к ролику 10 должен передаваться дискретно, причем движения трубохода 38 в обоих направлениях требует автоматического и надежного реверсирования и, кроме того, вращение ролика 10, получаемое при перемещении трубохода 38 по трубопроводу не должно передаваться ведущему валу 1, что и обеспечено предлагаемой муфтой.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет расширить диапазон применения реверсивной обгонной муфты.

Кроме того, повышена надежность муфты. Реверс в предложенной муфте осуществляется при изменении направления вращения ведущего вала, т.е. отсутствует отдельный привод для обеспечения реверса. Это упрощает саму муфту, и ее эксплуатацию. Как результат упрощения муфты повышается ее надежность. Надежность муфты увеличена и за счет того, что собачка 3 осуществляет эту связь по принципу поводковой муфты, что надежнее, чем связь заклинивающимися элементами (шариками, роликами) или храповой передачей, применяемой в муфтах свободного хода.

Таким образом, сравнительно с прототипом, достигнута цель расширения диапазона применения реверсивной муфты свободного хода и повышена ее надежность.

Использование: в различных механизмах для передачи вращения от ведущего к ведомому звену, имеющему возможность свободного хода, а именно для передачи момента вращения при превышении частоты вращения ведущего звена относительно ведомого. Сущность изобретения: ревесивная муфта свободного хода состоит из ведущего вала с двумя ведущими храповыми звездочками, ведомого звена в виде ступицы, элементом их кинематической связи в виде подпружиненных шарнирно закрепленных на ступице собачек. Автоматический переключатель реверса 4 выполнен в виде двух втулок с фланцем, установленных на валу по обе стороны от звездочек. Втулки связаны со звездочками с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия фланца с собачками. 4 ил.

РЕВЕРСИВНАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА, содержащая вал с установленными на нем двумя ведущими храповыми звездочками, с разно направленными зубьями, расположенное между ними ведомое звено с окнами и два ряда подпружиненных собачек, шарнирно закрепленных в ведомом звене с возможностью контакта с опорной поверхностью окна, при зацеплении с зубьями звездочек, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения передачи крутящего момента только от ведущего звена к ведомому, она снабжена автоматическим переключателем реверса, выполненным в виде двух втулок с фланцем, установленных на валу по обе стороны от звездочек и связанных с ним разнонаправленным винтовым соединением с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия фланца с собачками, а окна выполнены с дополнительной опорной поверхностью для собачек при их выходе из зацепления с зубьями звездочек.