Предохранительная муфта Советский патент 1977 года по МПК F16D43/20 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА Кроме того, в такой муфте отсутствует блокировка вращающихся полумуфт в их обычном положении, в котором производится передача крутящего момента, а также индивидуальное перезадепление упоров. Таким образом, в указанной муфте не предусмотрена быстрая и удобная переустановка срабатывающего устройства и затруднено повторное сцепление отсоединяющихся передающих вращение упоров после срабатывания. С целью поващения надежности и облегчения повторного включения полумуфт после срабатывания в предлагаемой муфт один из взаимозацеппяющихся упоров устан лен с возможностью упругого смещения преимущественно в радиальном направлении относительно осивращения полумуфты, на которой он расположен, :а ограничительное устройство выполнено j виде двух подпружиненных дисков с торцовыми углублениям взаимодействующими с телами качения, на мер роликами, помещенными в сквозных отверстиях обоймы между дисками, при этом валик смонтирован на подшипниках. Кроме того, упор, установленный на ва лике, может быть выполнен в виде кулачка, взаимодействующего с пазом, выполненным на упоре ведомой полумуфты, кото рый может быть выполнен в виде подпружиненного вкладыша, имеющего паз под ку лачок. С целью повышения нагрузочной способ ности муфты последняя снабжена дополнительными срабатывающими устройствами, расположенными по окружности фланца ведущей полумуфты. Кроме того, муфта может быть снабжена дополнительным ограничительным; устройством, установленным на валике, при этом один из упоров расположен между ограничительными устройствами. Кроме того, один из дисков ограничите ного устройства может быть жестко связ с ведущей полуму()той, а другой-невращаю щийся диск, может быть установлен на ва лике с возможностью осевого перемещени Муфта может быть снабжена штифтом, фиксирующим угловое положение полумуфт при полном и неполном зацеплении кулачка с пазом вкладыша и роликов с торцовы ми углублениями дисков. С целью устранения радиального смеще ния вкладыша за пределы ведомой полумуф ты в нем установлен ступенчатый штырь, Боковые контактирующие поверхности кулачка и пааа могут быть выполнены выпуклыми. На фиг. 1, изображена предлагаемая муфта в сборе с частичным продольным разрезом; на фиг, 2 - вид по стрелке А на фиг, 1; на фиг, 3 - срабатывающее и ограничительные устройства в увеличенном масштабе; на фиг. 4 - сечение по Б-Б на фиг. 3. Муфта содержит входной вал 1, соединенный с силовым агрегатом (не показан), на котором на шлицах или с помощью щпонки закрепляется ведущая полумуфта 2. Вход ной вал 1 устанавливается соосно с выходным валом 3, соединеннь1м с приводимой в действие установкой, например с валками стана горячей прокатки. На валу 3 закреплена ведомая полумуфта 4. Траектория передачи мощности показана линией В-В. Вокруг вал.ов 1 и 3 и их соответствующих полумуфт распрл:ожено восемь ограничичитедьных устройств В, каждое из которых имеет диск Q, прикрепленный к ведущей полумуфте 2, и взаимодействующий с ним диск 7, установленный на валике 8 и свободно вращающийся относительно ведущей полуму(|нты 2 на игольчатом или другом антифрикционном подшипнике 9, Каждый из дисков 7 установлен на валике 8. с помощью шлицев 10. Как показано на фиг. 3, каждый диск 6 имеет сборную конструкцию, «части которого соединяются вместе и крепятся к ведущей полумуфте 2 болтами 11, входящими во втулки 12. Между дисками 6 и 7 расположена обойма 13 (см. фиг. 3 и фиг, 4), снабженная рядом сквозных отв ерстий для .тел качения, например, роликов 14, которые вращаются вокруг осей, радиальных относительно оси валика 8. Как показано на фиг, 4, имеется один ряд роликов 14, расположенных под углом 60 . На обращенных друг к другу поверхностях дисков 6 и 7 имеются углубления 15 и 16 соответственно, каждое из которых может иметь полукруглую, V -образную или и-образную форму, ось кривизны которых с ов падает с осью вращения ролика 14, когда )Н взаимодействует с углублениями 15 и 16 (см, фиг. 3). Когда диски 6 и 7 находятся в зацеплении друг с другом, каждое из углублений 15 совмещается с соответствующими углублениями 16. Ролики 14 удерживаются углублениями 15 и 16 под действием пружинных награждающих средств, содержащих ряд комических пружин 17, установленных на. концах валика 8 и поджатых регулировочными гайками 18. Пружинные нагружающие средства служат для смешения диска 7 в осевом направленри по шпицам 10 валика 8 с тем, чтобы удержат ролики 14 в зацеплении с дисками 6 и 7. К каждому диску 7 прикладывается такой крутшрий момент, при котором противодействующая сила между полукруглыми поверхностями углублений 15 и 16 и роликами,, такова, что она превышает усилие, создава емое действием пружин 17. В этих условия каждый диск 7 начинает вращаться вместе с валиком В относительно взаимодействующего с ним диска 6, т.е. ускоренно двигаться вместе с роликами 14, выхйдящими за кромки 19 углублений 15 и 16, при эт этом каждый диск 7 смешается в осевом направлении вдоль шлидев 10- против действия пружин 17, При рассмотрении противодействующих сил, возникающих между роликами 14 и .кромками 19 углублений 15 и 16, когда ролики Начинают движение расцепления видн что сопротивление такому расцеплению быс уменьшается несмотря на увеличившееся напряжение пружин 17. На ведомой полумуфте 4 смонтированы упоры 20, выполненные в виде вкладышей 21, в каждом из которых имеется паз 22 (см. фиг. 4) при этом количество упоров 20 соответствует количеству ограничительных устройств 5 и располагаются они с тем. же угловым интервалом вокруг полумуфты 4. Каждый упор 20 находится в зацеплении с соостветствующим упором 23, выполненным например,в виде кулачка 24, установленного на каждом вапике 8. Поверхности 25 паза 22 и взаимодействующие с ними боковые поверхности 26 кулачка 24 выполнены выпуклыми аналогично зубьям шестерен, что обеспечивает линейное зацеппение между ними. Таким образом, при вращении против часовой стрелки вокруг оси Г-Г, как показан стрелкой Р на фиг, 4, линия давления боковой поверхности 26кулачка 24 на боков поверхность 25 паза 32 вкладыша 21 показана стрелкой Х) на фиг. 4. Для обеспечения перезацепления каждог кулачка 24 с соответствующим пазом 22 после срабатывания каждый паз 22 выполнен вовкладыше 21, имеющем ограниченн скользящее перемещение в радиальном направлении относительно оси Г-Г при помощ пружины 27, расположенной на штифте 28 головка 29 которого служит для ограничения перемещения вкладыша 21. Направление давления по стрелке D является таким, что при зацеплении упоров 2О и 23, показанном на фиг. 4, отсутству ет достаточная противодействующая сила с упора 23 на упор 2О, которая бы стара- пась сместить упор 23 в паз 22 вкладыша 21 и-вывести упор 2О из зацеппения с ведущим упором 23. При сборке муфты нужно обратить, внимание на то, чтобы каждый из восьми упоров 23 одновременно входил в зацеплен ние с каждым соответствующим упором 2О, так чтобы общая нагрузка, создаваемая крутящим моментом на входном валу 1, равномерно распределялась между восемью парами упоров 23 и 20 и взаимодейству(ошими с ними ограничительными устройствами 5. При работе детали обычно находятся в положении, показанном на фиг. 3 и 4. Крутящий момент с входного вала 1 передается на ведущую полумуфту 2 и каждый из восьми упоров 23, находящихся на ней, на кагкдый из упоров 20, тем самым прикладывая к каждому из последних силу, стремящуюся повернуть валик 8 и диск 7 относительно соответствующего диска 6, который жестко соединен с полумуфтой 2, закрепленной на входном валу 1 с помощью шпонки или шлицев. Этому крутящему моменту, питающемуся повернуть валик 8, противодействуют ролики 14 пока крутящий момент не достиг установленной величины. Таким образом, до установленной величины крутящий момент передается с ведущей полумуфты 2 через антифрикционные подшипники 9, валики 8, упоры 23 и упоры 20 на ведомую полумуфту 4, Как только крутящий момент на входном валу превысит установленную величину, два диска 6 будут ускоренно вращаться относительно соответствующих двух дисков 7. Такое перемещение обеспечивается за счет поворота упора 23 вместе с валиком 8 вокруг оси последнего, вследствие чего кулачок 24 постепенно выводится из паза 22 вкладыша 21. Такой вывод зн чительно- облегчается тем, что, когда каждый диск 7 начинает ускоренное движение по отношению к взаимодействующему с ним диску 6, сопротивление создаваемое роликами 14 такому ускоренному движению, быстро падает. Вследствие этого давление,, оказываемое боковой поверхностью 26 набоковую поверхность 25 во время такого расцепляющего перемещения соответствующих кулачка 24 и паза 22, быстро уменьшается, В результате этого снижается до минимума износ в процессе их отно- сит льного расцепления и создается возможность быстрого перемешения кулачка 24 в расцепленное положение 30, показанное на фиг. 4, в котором он полностью выведен из зацепления с пазом 22 вкладыша 21. Поскольку связь валиков 8 ограничител ного устройства 5 и полумуфты 2, в которой они находятся, осуществляется через антифрикци:онные подшипники 9, то отсутствуют помехи относительному вращению меж ду дисками 7 и в, а следовательно, отсутствуют помехи крутящему моменту, при ко тором предохранительная муфта прекращает передачу крутящего момента между входны ми 1 и выходными 3 валами. Диски 7 муфты не принимают участия в передаче крутяшего момента между полу муфтами 2 и 4, а служит только для сдерживания вращения валиков 8. Совместное угловое перемещение упора 23 И валика8 составляет менее 90 каждый диск 7 будет повернут на общий угол менее 90 в процессе расцепления упора 23 с упором 2О, а общая величина такого углового перемещения может составлять 70 . Поскольку ролики 14, расположенные между парами дисков 6 и 7, находятся в зацеплении с обращенными друг к другу поверхностями этих дисков во время такого ускоренного углового перемещения веду щего элемента, то ролики 14 вместе с их обоймой 13 будут поворачиваться на угол, составляющий половину угла 70, т.е будет поворачиваться на угол 35 . Как только упоры 23 и 20 выйдут из зацеппения друг с другом, то больще не будет действовать никакая сила, которая препятствовала бы относительному вращению дисков 6 и 7, вследствие чего эти элементы будут оставаться в относительном угловом расцепленном положении и будут удерживаться в этом положении с помощью пружин 17, действующих на ролики 14. Таким образом, если, как показано на фиг. 4, угловое расстояние между роликам 14, помещенными а углубления 15 и 16 дисков 6 и 7, составляет 60 , то ограниченное угловое перемещение дисков 6 и 7, связанное с расцеплением каждого упора 2 и сцепление кулачка 24 с пазом 22 не позволяет любому из роликов 14 сместится на такое угловое расстояние, чтобы повтор но войти в зацепление со следующим рядом углублений 15 и 16 в направлении вращения обоймы 13. Возврат в исходное положение предохранительной муфты может производиться одним из двух способов, зависящих главным образом от величины передаваемого крутящего момента. В том случае, когда муфта предназначена для передачи относительно больщих крутящих моментов, возврат в исхсздное положение элементов срабатываю- щего и ограничивающего устройств нужно производить механически, так как вручную трудно контролировать высвобождающуюся энергию при возвращении шестнадцати групп роликов 14 в углубления 15 и 16. Эта трудность устраняется за счет введения средств для разъемгого блокирования ведущей полумуфты 2 с ведомой полумуфтой 4 в угловом положении, в котором каждый из упоров 23 может быть частично введен в повторное зацепление с взаимодействующим с ним упором 2О при вращении валика 8. Когда упоры 23 находятся в положении частичного повторного зацепления, то ролики 14 каждой пары дисков 6 и 7 располагаются рядом, но не в углублениях 15 и 16, с которыми они взаимодействуют, когда закончится повторное включение муфты. Такие средства могут содержать конический стопорный щтифт 31, который вставляется в направлении, перпендикулярном к оси Г-Г муфты, через отверстия 32, выполненные в полумуфтах 2 и 4, После совместной блокировки полумуфт 2 и 4 валики 8 вручную проворачиваются с помощью соответствующего инструмента, взаимодействующего с площадками 33, выполненными на Е алике 8, для перемещения упоров 23 в положение частичного повторного зацепления, в котором боковая поверхность 24 каждого упора 20 находится в плотном зацеплении с боковой поверхностью 26 каждого упора 23. Таким образом, каж- дый упор 23 при этом может завершить полное зацепление если полумуфта 2 механически поворачивается в направлении, противоположном обычному вращению. Стопорный штифт 31 вытаскивается и входной вал 1 поворачивается на небольшой угол в направлении, противоположном его обычному вращению, тем самым снова устанавливая упоры 2О и 23 полностью в зацепленное положение, показанное на фиг. 4, с тем, чтобы произвести переустановку ограничительных устройств 5 путем вращения каждого валика 8 на величину, достаточную для осуществления требуемого вращательного перемещения каждого диска 7 и роликов 14 снова в их взаимное зацепление под действием пружин 17. Смещение упоров 20 и 23 из положения частичного зацепления в положение полного повторного зацепления достигается посредсъ вом радиального скользящего перемещения вкладыша 21, поскольку при вращении полумуфт 2 в обратном направлении упор 2О может смещаться радиально внутрь относительг но упора 23. Следовательно, при вращении полумуфт 2 все упоры одновременно воэвращаются в положение полного зайеплени и, кроме того, происходит одновременная переустановка всех ограниченных устройст даже если один из валиков 8 не занял сво его точного углового положения, необходи- мого для достижения перезацепления упоров, так как скользящее перемещение упор 20 обеспечивает автоматическое расположение упоров 20 и 23 относительно друг друга при обратном вращении полумуфты 2 Поскольку такое перезацепление или возвршт в исходное положение, сопровождаемое одновременным высвобождением энергии давления от пружин 17, производится, механически, TQ устраняется опасность для оператора. Кбгда предохранительная муфта передае небольшой крутящий момент, то необязательно производить возврат муфты в иоходное положение, механически, так как высвобождаемая энергия при возврате роликов 14 во взаимодействующие с ними углубления 15 и 16 не велика и возврат роликов 14 можно производить вручную. В этом случае ведущая 2 и ведомая 4 полумуфты разъемного блокируются в уг ловом положении, в котором каждый из упоров 23 может быть полностью перезацеплен с взаимодействующим с ним упором 2О, т. е. полумуфты 2 и 4 разьемно блокируются вместе в их обычном передающем крутящий момент взаимном расположении. Блокировочным средством может быть конический стопорный щтифт, аналоги ный штифту 31. Хотя полумуфты 2 и 4 блокируются вм те, каждый валик 8 может поворачиваться независимо вручную с помощью инструмента, взаимодействующего с площадками 33 на валике 8, для смешения упоров 23( а положение полного пере зацепления. После этого конический стопорный щтиф 31 вынимается и муфта готова к работе. Если нужно, то могут пр дусматривать ся защелки (не показали), удерживающие каждый упор 23 в его расцепленном положении. Можно установить с возможностью угьругого смещения в направлении, радиальгном к оси вращения муфты, не упор 20, а весь или часть упора 23. Вместо пружин 17, использующихся для смещения дисков 6 и -7, могут применятьс гидравлические, пневматические или другие устройства. Формула изобретения 1. Предохранительная муфта, содержа- щая концентрично установленные ведущую И ведомую фланцевые полумуфты, соединенные срабатывающим устройством, выполненным в виде пары взаимозацепляющихся упоров, один из которых установлен с вооможностью углового поворота при срабатывании на валике, смонтированном на фданпе ведущей полумуфты и несущем ограничительное устройство, а другой - на ведомой полумуфте ,отличающая - с я те.м, что, с целью повышения надежности и облегчения повторного включения полумуфт, один из взаимозацепляющихся упоров установлен с возможностью упругого смещения преимущественно в радиальном направлении относительно оси вращения полумуфты на которой он расположен, а ограничительгное устройство выполнено в виде двух подпружиненных дисков с торцовыми углублениями, взаимодействующими с телами качения, например, роликами, помещенными в сквозных отверстиях обоймы между дисками, при этом валик смонтирован на подшипниках. 2.Муфта по п. 1,0 т л ич а ющ ая с я тем, что упор, установленный на валике, выполнен в виде кулачка, взаимодействующего с пазрМ, выполненным ка упоре ведомой муфты. 3.Муфта по п. 1, отличающаяс я тем, что упор ведомой муфты выполнен в виде подпружиненного вкладыща, имеющего, паз под кулачок. 4.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности, она снабжена дополнительными срабатывающими устройствами, расположенными по окружности фланца ведущей полумуфты. 5.Муфта по п. 4, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным ограничительным устройством, установленным на валике, при этом один из упоров расположен между ограничительными устройствами. 6.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что один из дисков ограничительного устройства жестко связан с ведущей полумуфтой, а другой - невращающи ся диск, установлен на валике с возможностью осевого перемещения. 7.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена щтифтом, фиксирующим угловое положение полумуфт при полном и непотшом зацеплениях кула ка с йазом вкладыща и роликов с торцовькми углублениями дисков, 8.Муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ - я с я тем, что, с целью устранения радиального смещения вкдадыща за пределы ве 11

домой полумуфты, Б нем установлен ступенчатый штырь.

9. Муфта по п. 1, о т л в ч а ю ш ая с а тем, что контактирующие боковые поверхности кулачка и паза выполнены выпуклыми.

7 « f f 5 f « 7, JO f8

12

Источники информации, прюштые во вне манне при экспертизе:

1.. Авторское свидетельство СССР № 252778, кл. р 16 D 9/ОО, 1968.

2. Патент США hfe 2038896, кл. 192-56, 1936.

flW8./

В ид А