ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА-ПАТРОН Советский патент 1971 года по МПК B23B31/08 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в предохранительных муфтах-патронах для передачи регулируемого момента между валами, один из которых входит в трубчатую часть другого.

Известны различные типы предохранительных муфт-натронов для передачи регулируемого момента между валами. В частности, известна предохранительная муфта-патрон, содержащая валы, один из которых входит в трубчатую часть другого и имеет периферийные канавки, унорное и подпружиненное нажимное кольца, а также установленные против каждой канавки шарики. Недостатки этой муфты-натрона состоят в небольшой чувствительности, затяжном срабатывании при перегрузке, а также в сложности и длительности расцепления валов.

Предлагаемая муфта-патрон отличается от известной тем, что для повышения надежности работы, чувствительности и ускорения срабатывания при перегрузке в ней трубчатая часть вала выполнена с буртом треугольного сечения и с радиальными гнездами для шариков, а упорное и нажимное кольца - с коническими поверхностями, сопряженными с соответствующими поверхностями бурта, причем нажимное кольцо поджато к бурту пружиной, упирающейся другим своим концом в торец навинченной на резьбовой конец трубчатого вала гайки. При этом внутренняя поверхность упорного кольца выполнена с продольными канавками, ограниченными расположенными на части дуги окружности кольцевыми ступенчатыми выступами, соединенными винтовыми поверхностями, взаимодействующими с предусмотренными выступами

трубчатой части вала, благодаря чему обеспечивается быстрое расцепление ведущего и ведомого элементов.

Периферийные канавки внутреннего вала могут быть заменены лысками, рабочие поверхности которых нараллельны его оси. Конец внутреннего вала мол{ет быть выполнен с конусной фаской или с круговой проточкой, в которой заканчиваются спиралеобразные канавки.

Для обеспечения быстрого расцепления ведущего и ведомого элементов упорное кольцо может быть выполнено подпружиненным в радиальном направлении и с радиальными

гнездами, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению гнезд в бурте вала, причем в нормальном рабочем положении гнезда бурта расположены впереди по направлению вращения гнезда кольца. На фиг. 1 изображена описываемая ыуфтапатрон, продольный разрез во включенном положении; на фиг. 2 - то же, частичный разрез в выключенном положении; на фиг. 3 - то же, продольный разрез плоскостью, перпендикулярной плоскости на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. б - продольный разрез упорного кольца; на фиг. 7 - видоизмененная муфта-патрон, продольный разрез; на фиг. 8-10 конец внутреннего вала, варианты канавок; на фиг. 11 - муфта-иатрон, продольный разрез, вариант; на фиг. 12 - сечение по В-В на фиг. 11. Внутренний вал /, который может быть, в частности, инструментом, вставляется в трубчатую часть 2 другого вала 3, противополож:ный конец 4 которого выполнен в виде конуса Морзе, и обычным снособом соединяется с концом приводного вала (не показан) станка. На конце внутреннего вала имеются две периферийные лыскн или канавки 5, против которых в трубчатой части располол ены гнезда 5 с установленными в ни.х шариками 7. Гнезда выполнены в теле бурта 8, представляющего собой в сечении равнобедренный треугольник. Упорное кольцо 9 опирается на одну поверхность бурта, а нажимное кольцо 10 - на другую. Нажимное кольцо перемещается вдоль оси трубчатой части вала, на наружном конце которого имеется резьбовая часть //, на которую навернута гайка 12, служащая опорой для тарельчатой пружины 13. Давление пружины на кольцо 10 регулируется гайкой. Таким образом, радиально направленное внутрь давление щариков на поверхности канавок регулируется. Если инструмент, вставленный в трубчатую часть вала, будет испытывать больщий крутящий момент, чем требуется, и определяющийся положением гайки, капавки на его конце вытолкнут шарики из гнезд, так что кольцо 10 будет перемещаться к гайке, преодолевая усилие пружины. При этом вал 3 может продолжать вращаться, не вращая внутренний вал. Тарельчатая пружина и нажимное кольцо закрыты защитной втулкой 14, жестко соединенной с гайкой. Упорное кольцо может перемещаться вдоль оси в направлении от шариков, которые при этом освобождаются и обеспечивают свободное здаление вала /. С этой целью вал 3 снабжен двумя наружными выступами 15, взаимодействующими с канавками 16, расположенными на внутренней поверхности кольца 9; поперечное сечение канавок намного больше поперечного Сечения выступов. Канавки с одной стороны ограничены стопором 17, а с другой -первым выступом 18, соединенным наклонной поверхностью 19 со вторым выступом 20, размещенным на более высоком уровне, чем выступ 18. При повороте кольца 9 по часовой стрелке из положения, показанного на фиг. 1 или 4, выступ 15 на валу 3 будет перемещаться по наклонной поверхности 19 в направлении выступа 18, что обусловливает перемещение кольца 9 по оси от бурта. При установке выступа 15 напротив продольных канавок 16 кольцо 9 может быть удалено с вала 3 в направлении конуса Морзе. Кольцо 9 удерживается в положении, показанном на фиг. 1, пружинами 21 кручения и поворачивается против их действия. Защитная гильза 22 крепится к кольцу 9, закрывая пружину 21. На конце гильзы, удаленном от кольца, установлена направляющая шайба 23 из фиброматериала, обеспечивающая концентричное расположение кольца и предохранительной гильзы относительно вала 3. На фиг. 8-10 показаны различные варианты канавок, расположенных на внутреннем валу, для автоматического отключения инструмента от муфты. Если инструмент заклинивается в заготовке, то достаточно сместить шарики. Канавки на конце внутреннего вала могут быть вынолнены в виде плоских лысок, со сферическими поверхностями и спиралеобразными, а конец вала - цилиндрическим, с конусной фаской или кольцевой проточкой. В частности, наличие на конце вала / конусной фаски способствует выжиманию его шариками при отключении. Конец внутреннего вала (фиг. 9) снабжен регулируемым шариковым упором, включающим резьбовую опору 24, контргайку и шарик 25. В этой конструкции предусмотрены три канавки, взаимодействующие с тремя шариками, расположенными во втулке. Канавки частично захватывают усеченную коническую поверхность конца вала. Каждая спиральная канавка (фиг. 10) закручена в направлении нормального вращения вала 1, и ее глубина уменьшается в этом же направлении. Если необходимо ограничить осевое перемещение инструмента, то канавки оканчиваются на круговой проточке 26, выполненной на конце вала. Глубина проточки такая же или немного больше наибольшей глубины канавки. В муфте-патроне, изображенной на фиг. 11, внутренняя поверхность упорного кольца 27 не имеет продольных канавок 16 и выступов 18 и 20, вал 3 также не имеет выступов 15. Упорное кольцо выполнено с радиальными гнездами 28, количество и расположение которых соответствует количеству и располол ению гнезд в бурте вала. В нормальном рабочем положении гнезда бурта расположены впереди по направлению вращения гнезда кольца. В радиальном направлении кольцо взаимодействует с нрул :инами 29. Работа предложенной муфты-патрона принципиально не отличается от работы аналогичных устройств, основанных на отжатии шарила при превышении передаваемого на него момента, например, при заклинивании в результате сжатия соответствующего упругого элемента, в данном случае пакета тарельчатых пружин.

Особенность работы муфты-патрона в соответствии с изобретением состоит в обеспечении возможности быстрого расцепления ведущего и ведомого элементов по принципу байонетного соединения или утопления щариков в предусмотренные для них гнезда сопряженной детали. В обоих случаях для разъединения валов и свободного извлечения внутреннего вала - инструмента необходимо преодолеть усилия другого упорного элемента в виде пружины 21 кручения или пружин 29 растяжения поворотом и отжатием гильзы 22.

Описанная муфта-патрон характеризуется высокой чувствительностью и может найти применение во многих станках, особенно в автоматах, включенных в состав автоматических линий, а также в станках с программным управление.м, с обратным торцеванием и в других, где возникает необходимость мгновенного автоматического отключения инструмента при малейшей возможности его заклинивания в заготовке.

Предмет изобретения

1. Предохранительная муфта-патроп, содержащая валы, один из которых входит в трубчатую часть другого и имеет перлЧферпйиые канавки, упорное и подпружиненное нажимное кольца, а также установленные протнв каждой канавки шарики, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, чувствительности и ускорения срабатывания при перегрузке, трубчатая часть вала выполнена с буртом треугольного сечения и с радиальными гнездами для шариков, а упорное н

нажидлюе кольца - с коническими поверхностями, сопряженными с коническими поверхностями бурта, причем на конце трубчатого вала установлена гайка, взаимодействующая с другим концом прзжин нажимного кольца.

2.Муфта-патрон по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения быстрого расцепления ведущего и ведомого элементов, внутренняя поверхность упорного кольца выполнена с продольными канавками, ограниченными расположенными на части дуги окружности кольцевыми ступенчатыми выступами, соединенными винтовыми поверхностями, взаимодействующими с выступами трубчатой части вала.

3.Муфта-патрон по пп. 1 и 2, отличающаяся те.м, что внутренний вал выполнен с заменяющим периферийные канавки лысками, рабочие поверхности которых параллельны

ею оси.

4.Муфта-патрон по пп. I и 2, отличающаяся тем, что копец внутреннего вала выполнен с конусной фаской, выходящей к сечению канавок, выполненных, например, спиралеобразными и с уменьшаюш,ейся к концу вала глубиной.

5.Муфта-патрон по пп. 1, 2 и 4, отличающаяся тем, что конец внутреннего вала выполнен с круговой проточкой, в которой заканчиваются спиралеобразные канавки.

6.Муфта-натрон по пп. 1, 3, 4 и 5, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения быстрого расцепления ведущего и ведомого элементов, упорное кольцо выполнено поднружиненным в радиальном направлении и с радиальными гнездами, количество и расположение которых соответствует количеству и расположению гнезд в бурте вала, причем в нормальном рабочем положении гнезда бурта расположены впереди по направлению вращения гнезда кольца.

23

W

Фиг. 2

К 77 20 19 18 I J I

ч:

r

Фиг. 7

Vuz.Jij