Зубчатая муфта включения Советский патент 1977 года по МПК F16D11/00 F16D67/04 

(54) ЗУБЧАТАЯ МУФТА ВКЛЮЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех случаях, требуется периодическое вк{1ючени9 ве домых апементов при непрерывно вра1цак щемся ведущем звене, в частности в кривошипных куанечно-прессовых машинах, в ста ках, транспортных, горнодобывающих и дру гих установках.

Известна зубчатая муфта включения, содержащая связанный с ведущим валом корпуоводило и установленные внутри него ведомое дентральное колесо и сце1шенные с ним сатеппй- ты, неподвижно закрепленные на осях, шарнирно установленных в корпусе, атакже размещенные вне корпуса-водила и воздействующие на са теллиты замыкающий.механизм в виде гидро статического устройства, содержащего плунжерные пары, приводимые в движение кривощипным механизмом, кривошипный вал коТорого жестко связан с осью сателлита, а также предохранительное устройство, встроенное в гидростатическое устройство. Замыкающий механизм, выполненный в виде гидростатического устройства,отличается сложностью

конструкции, требует высокой точности изг« товления.

Замыкающий механизм, консольно устаноьленный с одной стороны сателлита, нарушает балансировку, снижает нагрузочную способность муфты,

В этой муфте велико значение момента инерции ведомого звена, что требует повышенных затрат энергии как на пуск-разгон, так и на торможение этого звена за каждый ход машины. Последнее обстоятельство с o/tной стороны сдерживает дальнейшее повыше ние производительности маши -орудий путем увеличения коэффициента использования числа ходов, а с другой сдерживает производство этих машин, в частности кузнечно-прессовых, большой мощности в традиционном исполнении с маховиковым приводом и муфтой включения т.к. с увеличением передаваемого крутящего момента величина момента инерции ведомого звена увеличивается, как показывает анализ, не пропорционально ему, а в большей степени.

Кроме Того, в связи с тем, что в машинах-орудия.ч одна и та же муфта выпсщняр

функции включения-разгона подвижных элементов исполнительного механизма, а затем передачу крутящего момента дан совершения полезной работы, то выбор параметров ее технической характеристики производится, исходя из последнего условия. А так как величина расчетного крутяшего момента для совершения полезной работы значительно больше его значения для осуществления пуска и paaroHaj то включение машины носит ударный характер и сопровождается значительным всплеском (возрастанием) потребляемой электродвигателями мощности за каждый ход мащины, Зто приводит к повышенному расходу энергии и снижению надежности и долговечности как электродвигателя, так и элементов машины, воспринимающих значитель иэ1е динамические нагрузки при включении,

В предлагаемой муфте, с целью увеличения несущей способности и снижения динамических нагрузок, замыкающее устройство выполнено в виде фрикционных тормозов, установленных CODCHO сателлитам на их осях с внешней торцовой стороны корпуса-водила и управляемых пневматическим устройством с золотниковой системой управления энергоносителем.

Тормоза могут быть выполнены как лейточными, так и дисковыми.

Каждый тормоз может иметь индивидуальгный привод и индивидуальное управление, чтс позволяет использовать; муфту при передаче значительно отличающихся по величине другот друга крутящих моментов, потребных для пуска и разгона ведомых элементов машины и для совершения ими полезной работы В этом случае при пуске включается один тормоз, а при совершении полезной работы - остальные. Первый в это время может быть отключен и охлаждаться, т,к, интенсивнее всего он изнашивается при пуске и разгоне ведомых Элементов машины, а не при передаче рабочего момента.

Предлагаемая муфта включения имеет пружинно-рычажное предохранительное устройство от перегрузки по крутящему моменту как в процессе пуска и разгона, так и при передаче рабочей нагрузки. При этом при перегрузке муфта .автоматически; отключается. Кроме того, цилиндры пневматического устройства могут быть объединены в один блок, установленный соосно центральному колесу, при этом цилиндры располагаются диаметрально про-тивоположноОДИН другому.

На фиг, 1 представлена предлагаемая муфта, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид на предохранительное устройство в описываемой муфте.

Муфта выполнена в корпусе, который может быть шкивом-маховиком привода рабочей

машины или зубчатым кшюсом, Одновреме но корпус 1 является корпусом планетарного редуктора и выполняет функции водила. Корпус-водило 1 постоянно вращается при включении электродвигателя и является ведущим звеном зубчатой муфты включения. Центральное зубчатое колесо 2 жестко связано с приводным валом рабочей машины и является ведомым звеном муфты, разгоняемым при включении ее. Сателлиты 3 жестко связаны с осями, которые вращаются в опорах, выполненных в корпусе-водиле. Сателлиты и центрное колесо смонтированы внутри корпуса-водила, что обеспечивает лучшие условия для жидкой смазки их. Оси сателлитов выходят за пределы корпуса-водила, где жестко на них посажены шкивы 4 ленточных тормозов 5 или диски дисковых фрикционных тормозов 6. С одной стороны на осях сателлитов могут быть установлены шкивы ленточных тормзов 5, а с противоположной стороны диски дисковых тормозов 6, Ленточных тормозов или дисковых тормозов может быть несколько, в зависимости от величины передаваемого крутящего момента. Набегающая ветвь 7 ленточного тормоза шарнирно связана с двуплечим рычшом 8 предохранительного устройства, который, в свою очередь, шарнирно свя зан с корпусом-водилом. Системой рычагов 9-Ю-11 двуплечий рычаг шарнирно связан с пружиной 12. Винт 13 ограничивает выламывание рычагов 9-10 при срабатывании предохранителя. Второе плечо рычага 1О опирается на двуплечий рычаг 14, который связан с корпусом цилиндра пневматического устройства. Второе плечо рычага 14 опирается на пружину 15 и клапан 16,

Последний сообщает рабочую пневматичеокую полость цилиндра тормоза с атмосферой при перегрузке и этим самым выключает муфту. Натяжение пружины 12 производится гай кой 17, Сбегающая ветвь 18 ленточного тормоза шарнирно связана со штоком поршня

19цилиндра пневматического устройства. Затормаживание тормозов производится

сжатым воздухо1у1 при включении золотника

20системы управления энергоносителем. Воздух по каналам 21, 22, 23, 24, 25 поступает в рабочую полость цилиндров тормозов, Растормаживание тормозов производится пружинами 26, Каждый тормоз может иметь индивидуальную золотниковую систему управления энергоносителем. Как отмечалось выше, муфта может иметь одновременно с ленточными тормозами и дисковые тормоза, В этом случае ленточные тормоза используются исключительно при пуске и разгоне ведомых элементов, т.к. oini обладают, большей плавностью включения. Дпсковые тормоза ис иользуютс:я 11реиму1 юствеи ш для передачи крутяшехО MOMGiTa для совершения полезной работы. Дисковые тормозы мшут иметь как обший для Бсех тормозов нажимной диск 27 и ципиндр 28, так и индивидуальный. Принцип работы муфты. При включении эпе тродвигателя (или иного привода рабочей машины) одновременно с ним получает вращение корпус-водило 1, ЯЕЛЯЮ1П.ИЙСЯ ведущим звеном муфты включения. Нажатием на педаль (кнопку) включается управляюишй кла1шн (на чертежах не показан) тормоза 5 пуска и разгона ведомых элементов исполнительного механизма рабочей машины. Если крутяший момен для пуска и разгона ведомых элементов значителен по величине, то одновременно могут включаться два тормоза или более. При этом золотник 20, перемещаясь по оси, открывает необходимое количество проходных отверстий 22-23-24-25, по которым сжатый воздух в качестве энергоносителя по каналам Р. 1 поступает в цилиндр тормоза 5. Поршень 19 по действием энергоносителя, перемещаясь к оси вращения муфты, сжимает пружину 26 и прои водит натяжение ленты -и затормаживание шкива 4. До затормаживания шкив 4 вместе с сателлитом 3 и корпусом-водилом 1 свобод но вращались, обкатываясь по центральному колесу 2, которое при этом заторможено. Пр затормаживании шкива 4 одновременно с ним затормаживается сателлит 3 и растормаживается центральное колесо 2 (тормоз колеса 2 на чертежах не показан). При затормаживаНИИ шкивов 4 и сателлитов 3, последние начинают вращаться вместе с корпусом 1 как единое целое и увлекают за собой центральное колесо 2, сообщая ему враще ше. Так производится пуск-разгон ведомых элементов По окончании пуска-раз1она включаются в работу остальные денточ11Ь е тормоза 5 или дисковые тормоза 6, предназначенные для передачи крутящего момента (совершения полезной работы.). Тормоз для совершения пуска и разгона растормаживается и происходит его охлаждение. Тормозы для совершения полезной работы, как правило, меньше изнашиваются, т.к. включение их происходит в то время, когда скорости ведомых и ведущих элементов,равны, и пробуксовки а следовательно и износ фрикционных элементов, не происходит. По окончании цикла все тормо зы выключаются, а тормоз центрального колеса и других ведомых элементов машины вклю чается, останавливая и фиксируя их в заданном положении. Цикл закончен. При перегрузке т.а, при крутящем моменте, превышающем заданный, происходит сжатие пружины 12 и поворот рычага 1О на некоторый угол. При этом рычаг 14 под дейст Ужг. тип., 3. 764-77 г., т. 2)ООС. вием пружины 15 поворачивается вниз и открывает клапан 16. Сжатый воздух выходит из рабочей полости цилиндра в атмосферу, муфта выключается. ;Одновременно с выключением муфты выдается сигнал на выключение золотника. После устранения причин перегру;- ки муфта может снова быть включена. Формула изоб-ретения 1.Зубчатая муфта включения, содержащая связан Ш1й с ведущим валом корпуо-водило и установленные внутри него ведомое центральное колесо и сцепленные с ним сателлиты, неподвижно закрепленные на осях, шарнирно установленных в корпусе, а также раэ мещен1й 1е вне корпуса-водила и воздействующие на сателлиты предохранительное устройство и замыкающий механизм, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей способности и снижения динамических нагрузок, замыкающее устройство выполнено в виде фрикционных тормозов, установг.ленных соосно сателлитам на их осях с внешней торцовой стороны корпуса-водила и управляемых пневматическим устройством с золотниковой системой управления энергоносителем. 2.Муфта по п. 1, о т л ; ч а ю щ в я с я тем, что фрикционные тормозы выполне ны ленточными, набегающая ветвь которых связана с предохранительным устройством, ; сбегающая - с поршнем цилиндра пневматического устройства. 3.Муфта по и, 1, о т л и ч -.( ю ш а я - с я тем, что фрикционные тормоза БЫПОЛН&ны дисковыми, наи имной диск которых связан с поршнем цилиндра пневматического устройства. 4.Муфта по. п. 1, отличающаяся тем, что часть фрикционных тормозов выполнена ленточными, обеспечивающими передачу крутящего момента в неустановившихся режимах работы, а о ;тальнь е тормозы -дисковыми, обеспечивающими передачу крутящего момента в рабочем режиме работы. 5. по пп. 1-4, отличающаяся тем, что каждый тормоз имеет индивидуальную золотниковую систему управгления энергоносителем. 6.Муфта по пп. 1-4, отличащаяся тем, что золотниковая система управления энергоносителем выполнена общей для нескольких тормозов.. 7.Муфта по п. 2 . о т л и ч а ю щ а я я тем, что цилиндры пневматического уст pottcibR объединены в один блок, установленный соосно центральному колесу, при этом цилиндры расположены лиаметрально противо попожно один другому. 8«, Муфта по пп. .3 и 4, отличающаяся тем, что дисковые тормозы им ют один общий нажимной диск и цилиндр. 9. Муфта по пп. 2 и 4, 6 т л и ч а. ющ а я с я тем, что предохранительное уст ройство выполнено в виде системы рычагов, связанных с одной стороны с пружиной сжатия, а с другой - с предохранительным клапаном, связанным с пневматической полостью, цилиндру. -ш