Сцепная муфта Советский патент 1974 года по МПК F16D43/284 

Изобретение относится к области машиностроения. Известна сцепная муфта, содержащая обхватывающую и обхватываемую полумуфты, образующие своими взаимно смещенными рабочими поверхностями .полость, заполненную ра|бочей средой, а также разделительную пластину, усталовлемную подвижно в радиальном на-правлении в обхватывающей полумуфте и поджимаемой к .обхватываемой пружинным рычагом. Крутящий момент от обхватывающей к обхватываемой полумуфте передается при возникновении гидростатического давления в полости, заполненной ра:бочей средой. Сдепление этой муфты осуществляется принудительно при воздействии рычага на пластину, поэтому она не может автоматически включаться и выключаться при достижении определенной угловой скорости ведущего вала. Кроме того, муфта очень незначительно смягчает ударные нагрузки. С целью обеспечения возможности автоматического срабатыва ния при изменении угловой скорости ведущего вала, смягчения ударных нагрузок и гашения крутилыных колебаний в предлагаемой муфте пластины установлены в пазах, выполненных в обхватываемой ведущей полумуфте, и поджаты к последней пружинами. Кроме того, лластины выполнены в виде пакета упругих, преимущественно, стальных листов. В качестве рабочей жидкости может быть использована силиконовая жидкость, .консистентная масса, например солидол и сжатый газ. Муфта может смягчать толчки и удары при резком изменении скорости и нагрузок на соединяе.мых валах; защищать установки от резонансных крутильных колебаний, возникающих в механизмах вследствие неравномерности вращения, например, в поршневых двигателях внутреннего сгорания, содержащих коленчатый вал; включать плавно и автоматически ведомый вал в момент пуска, например, в устройствах с прерывистым режимом работы; отключать ведомый вал автоматически при критических перегрузках для предупреждения разрушения ответственных деталей машин и механизмов и автоматически включать При устранении перегрузок; обеспечивать возможность задержки включения ведомого звена по времени относительно момента пуска, напри.мер при использовании на валах электродвигателей с короткозамкнутым ротором, и снижать шум работы муфты. На фиг. 1 представлена описываемая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3-9

возможны варианты смещения рабочих поверхностей полумуфт.

Муфта содержит обхватываемую полумуфту, являющуюся ведущей 1, и обхватывающую ведомую 2, снабженные установочными отверстиями 3 и 4, с помощью которых полумуфты устанавливаются на соответствующие соединяемые валы.

Ведущая лолумуфта выдолнена с радиальными пазами 5, а ведомая полумуфта содержит обойму 6 и диск 7 с уплотнением 8. Рабочая поверхность 9 ведомой лолумуфты, рабочая ловерхность 10 ведущей полумуфты и торцовые внутренние поверхности ведущей полумуфты образуют замкнутую полость 11, заполненную рабочей средой.

В пазах ведущей полумуфты во всю длину обхваченной части с минимальным зазором установлены пластины 12, обладающие пружинящими свойствами и поджатые к полумуфте пружинами 13. Пружины обеспечивают замедленный выход из пазов пластин в момент пуска, а также возвращают пластины в исходное положение при снижении оборотов муфты или при ее останове.

Для размещения пружин в ведущей полумуфте выполнены 14, расположенные под пазаМИ. Пружины одним концом жестко соединены с пластинами, а другим упираются в поверхность выемки 14 ведущей полумуфты. Замкнутая полость муфты гер|Метизироваяа.

Для улучщения герметизации установочные отверстия в лолумуфтах выполнены глухими. Установка пластин 12 в ведущей иолумуфте 1 может быть выполнена не только путем размещения их в пазах 5 полумуфты, но и другими способами.

Взаимное смещение рабочих поверхностей 9 и 10 полу муфт может происходить за счет изменения положения геометрического центра поверхности обоймы 6 ведомой лолумуфты 2 (см. фиг. 3) или поверхности 10 ведущей полумуфты 1 (см. фиг. 4), или обоих одновременно (см. фиг. 5).

Смещение рабочих поверхностей 9 и 10 может быть получено также за счет изменения формы с рабочей поверхности ведомой полумуфты, т. е. обоймы 6 (см. фиг. 7) или ведущей полумуфты 1 (см. фиг. 6), или обоих сразу (см. фиг. 8).

Кроме того, смещение рабочих поверхностей 9 и 10 возможно за счет одновременного изменения положения геометрического центра рабочей поверхности одной из н«х (обоймы 6 или полумуфты 1) и изменения формы другой (см. фиг. 9).

На чертеже линии О-О изображает положение оси вращения муфты.

Рабочие поверхности при выполнении смещения путем изменения положения геометрического центра поверхностей относительно оси вращения муфты, т. е. когда они сохраняют профили соответствующих поверхностей прототипа в форме окружности, могут быть выполнены цилиндрическиМИ ил-и коническими. В качестве заполнителя целесообразно использовать жидкости с высоким коэффи.циенТО.М сжимаемости и низким коэффициентом теплового расширения, например силикон. В общем случае возможно использование любых жидкостей, например минеральных маеел и т. п. Кроме жидкостей в качестве заполнителя могут быть применены сжатые газы, например воздух, консистентная масса тИ|па солидол, а также смеси упомянутых заполнителей.

Муфта работает следующим образом. Ведущая полумуфта 1 получает вращение,

например, от вала электродвигателя (на чертеже не показан). В первый момент пуска ведущая полумуфта свободно проворачивается в обойме 6 ведомой полумуфты 2 и не вызывает ее вращения. В следующий момент находящиеся в пазах 5 полумуфты 1 пластины 12 под действием центробежной силы начинают плавно расходиться. Это происходит потому, что пластины, выходя из пазов, должны преодолевать сопротивление рабочей среды, заполняющей полость муфты, величина которого зависит от боковых зазоров между пластинами 12 и пазами 5, в которых они установлены. Для того, чтобы пластины поднялись вверх,

необходимо заполнителю частично переместиться под пластины, освободив ЕМ место. Так как величина зазоров незначительна, то перемещение через них заполнителя происходит медленно, что и определяет плавность

выдвижения пластин.

По мере движения пластин 12 зазор между ними и рабочей поверхностью 9 обоймы 6 уменьшается, при этом сопротивление вращению полу муфты 1 нарастает, так как вытеснение пластинами 12 заполнителя из полостей происходит через непрерывно уменьшающийся зазор. Когда сопротивление вращению ведущей

полумуфты 1 превысит сопротивление вращению обоймы 6 и связанной с ней ведомой полумуфты 2, последняя придет в движение. Вращение полумуфты 2 сначала будет отставать от вращения полумуфты 1, но по мере

уменьшения зазора между пластинами 12 и обоймой 6 проскальзывание полумуфт будет уменьшаться. В тот момент, когда пластины 12 упрутся в поверхность обоймы 6 (как указано на чертеже), заполнитель оказывается

замкнутым в изолированных полостях, npji этом происходит заклинивание заполнителем 11 ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт через обойму 6. Дальнейшее вращение полумуфт становится возможным только как единого целого.

Пружины 13, со(противляясь действию центробежной силы, более эффективно замедляют выдвижение пластин 12 из пазов 5, что способствует более плавному нарастанию оборотов ведомой полумуфты 2.

Кроме того, при перегрузках, сопровождающихся снижением оборотов муфты, пружииы 13, преодолевая уменьшившуюся центробежную силу, действующую на пластины 12, отводят их внутрь пазов 5, осуществляя выключение муфты, которая -предотвращает разрущение деталей соединяемых ею машин и механизмов.

При резком изменении скорости вращения одной из полумуфт или при резком изменении нагрузки на них, т. е. при возпиКНО|Вении ударных явлений, пластины 12 сжимают заполнитель 11, деформируя его. При большой величине удара одно1временно с заполнителем будут деформироваться пластины 12, изгибаясь на концах, свободных от закрепления в пазах 5.

Так как общий объем деформируемых элементов увеличен за счет введения заполнителя, то энергоемкость н демпфирующая способность муфты больше, чем при наличии только одних пластин, а это обеспечивает улучщение поглощения ударов н гашения крутильных колебаний при резком изменении скорости и нагрузок на полумуфтах.

При малых и средних нагрузках деформируется только один заполнитель, а так как у жидкостей деформация как функция нагрузки не носит линейный характер, то это обеспечивает мягкую работу при малых и средних нагрузках, а совместные деформации пластин и заполнителя позволяют без ударов воспринимать больщие нагрузки.

Шум работы муфтьг возникающий при взаимодействии ее движущихся частей, уменьщается заполнителем 11, так как заполнитель обволакивает все поверхности внутренней полости муфты, поглощая значительную долю шума.

Герметизация полости с заполнителем 11 улучшается при выполнении установочных отверстий 4 и 5 под валы в полумуфтах глухими, так как при этом уменьшается число зазоров с выходом наружу между поверхностями, ограничивающимИ полости муфты.

Предмет изобретения

10

1. Сцепная муфта, содержащая обхватывающую и обхватываемую полумуфты, образующие свонми взаимно смешенными ра.бочими

поверхностями полость, заполненную рабочей средой, а также пластины, установленные подвижно в радиальном направлении, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности автоматического срабатывания

при изменении угловой скорости ведущего вала, пластины установлены в пазах, выполненных в обхватываемой ведущей полумуфте и поджаты к последней пружинами.

2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения поглощения ударных

нагрузок и гашения крутильных колебаний, пластины выполнены в виде пакета упругих преимущественно стальных листав.

3.Муфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее упругих

свойств, в качестве рабочей среды использована силиконовая жидкость.

4.Муфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве рабочей среды использована консистентная масса, преимущественно солидол.

5.Муфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве рабочей среды использован сжатый газ.

.3

иг.З

vz4

Фиг.7

PuaS

vt.9

.8