Упруго-предохранительная центробежная муфта Советский патент 1978 года по МПК F16D43/20 

Изобретение относится к области машиностроения. Муфта может быть применена для защиты элементов машинных агрегатов от динамических перегрузок в установивших ся режимах работы и при длительных во

времени перегрузках.

Известна упруго-предохранительная муфта, содержащая центральное колесо и сателлиты с дебалансом, который выполнен в виде груза, жестко закрепленного на сателлите Эта муфта эффективно осушествляет виброизоляцию привода машинного агрегата топьао в установившемся режиме работы, когда средние скорости ведущего и ведомого валов равны и момент сопротивле- ния непревышает критической величины.

Однако в перисд действия длительных во времени перегрузок, например в период разгона ведомого вала под нагрузкой, указанная муфта может работать только как жесткая и поэтому не может осушествлять защиту привода .

Известна упруго-предохранительная центробежная муфта, содержащая ведомое иен-

тральное колесо и сцепленные с ним сателлиты, свободно установленные на осях водила и снабженные кольцевыми барабанами, частично заполненными рабочим телом и имеющими попасти, которые расположены на периферии барабанов L2j. При вращении барабанов во время обкатывания сателлитов вокруг центрального колеса неуравновешенные массы, образованные рабочим телом, увлекаются к оси против действия центробежных сил от вращения водила. При этом в зацеплении возникает сила давления увлекаюшая нагруженное центральное колеСО в сторону вращения водила. При обкатывании лопасти барабанов меняют свое положение -относительно направления центробежной сипы и рабочее тело последовательно высвобождается от них. Рабочее тело пос редством попастей смещается с положения прямой, проходящей через ось сателлита и водила, поэтому во время работы возникает крутящий ;.омент, направленный против вращения обкатывания, в результате чего центральное колесо увлекается в сторону вращения водила. Эта муфта наиболее близка к изобретен по тезшнгческой сущности и достигаемому рейультату. Недостатком ее явпяетсза м лая несущая способность из-оа наличия не кольких лопастей в каждом барабане. Лопасти разбивают рабочее тело на мно жество неуравновешенных масс, которые практически не совершают свободного поле та (сателлит при этом представляет собой неуравновешенное жесткое тело) или совер по очень короткой траектории. Угол, на котором неуравновешенная масса движется совместно с сателлитом, будучи прижата к ободу барабана, при это мал, что определяет малый момент на са- теллите, а следовательно, малую неоуиогю способность. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности путем обеспечения большего углаконтакта рабочего те ла с внутренней поверхностью барабана в неустановившихся режимах работы. Поставленная цеЛь достигается тем, что в каждом барабане установлено по одной попасти, которая выполнена в виде радиальной перегородки, причем высота последней равна преимущественно ширине кольцевой части барабана. Кроме того, в описываемой муфте с целью уменьшения динамических нагрузок в неустановившихся режимах работы радиальная перегородка может быть выполне на криволинейной,, например эвольвентной или в виде пяасти1гчатой пружины, а так же из эластичного материала. Последнее позволяет снизить шум, возникающий во время работы. На фиг. 1 и 2 представлена описывае мая fyфтa, работаюшая в установившемся режиме; на фиг, 3-7 показана работа муф ты в период разбега; на фиг. 8-1О - радиальная перегородка, варианты. Муфта представляет собой зубчатыйдифференциал, состояший из водила 1, соединенного с валом двигателя, централь ного колеса 2, жестко насаженного на ведомый вал, и сателлитов 3. Сателлиты сн жены соосно с ними установленными бараб нами, в кажаом из которых установлена одна радиальная перегородка 4. Внутрь сателлитов-барабанов помешен сыпучий или текучий -материал, заполняюший часть их объема. В установившемся режиме (см. фиг. 1 и 2) перегородка и, например, сыпучее работают как обычная неуравновешенная ;-ласса в упруго-динамических муфтах с центробёжно-инерционной связью, В неустановившемся режиме на части угла поворота сателлита аб, см. . З) сыпучее движется вместе, с перегородкой как жесткий дебаланс. Момент сил инерции ( Мин ) на сателлите, равный УПЦнаправлен против часовой стрелки (водило вращается по часовой стрелке). В момент f когда перегородка достигает положения, характеризуемого наименьшим удалением от оси вращения водила, частицы сыпучего под воздействием силы инерции (Гцн)отрываются от перегородки (ба, см. фиг. 4) и начинают движение BHyiv, ри барабана. Они движутся с ускорением под воздействием силы инерции.до тех пор, пока не достигнут наибольшего удаления от оси вращежш водила. Далее направление тангенциальных составляюших()сил инерции, действуюших на чатицы сыпучего, меняется (см. фиг. 5) и частицы сыпучего начинают затормаживаться. Наконец, частицы сыпучего в движении относительно барабана полностью затормаживаются и начинают обратный путь под действием сил инерции. Если бы в барабане отсутствовала радиальная перегородка и сипы трения в еноте: je были равны нулю, то сыпучее, вывe«i денное из положения равновесия, совершало бы незатухающие колебания внутри барабана относительно положения равновесия, характеризуемого наибольшим удалением от оси вращения водила. Но так как neperopoof ка продолжает вращаться вместе с сателлитом-барабаном, то сыпучее в своем колебательном движении не может дойти до своего амплитудного положения. Этому мешает перегородка, перемешающаяся за время относительного движения сыпучего на некоторый угол (дЦ, см. фиг. б), Происходит соударение сыпучего с перегородкой. Возникший в результате соударения момент (М) на сателлите направлен опять против часовой стрелки. Сыпучее, у которого погашен запас кинетической энергии, под воздействием сил инерции отрывается от перегородки и начинает движение, направленное по часовой стрелке. Совершив очередное колебание, сыпучее не может достигнуть начального в этом цикле положения, характеризуемого углом , так как за это время перегородка вместе с сателлитом переместится на угол Л ф (см, фиг, 7). Происходит очередное соударение сыпучего с перегородкой. Момент (м), действующий наСателлит и обусловленный этим соударением, опять направлен против часовой стрелки. Такой режим движения будет до тех пор, пока перегородка не пройдет второй участок движения н снова Не выйдет па первый участок движения ( аб, см. фиг. З).

Таким образом, за все время движения момент на сателлите оказывается направленным в одну стсфону (в данном случае против часовой стрелки), что позволяет разогнать ведомый вал до скорости ведущего. После осуществления такого разгона система начинает работать в режиме динамической муфты. Сателлиты при этом не вращаются, а лишь покачиваются. Сила инерции вызывает момент Мин, постоянный по направлению. Этот момент позво пяет синхронизировать движение ведушего и ведомого валов при ня рузках на ведомом Валу, не превышающих критических. При превыщении критической нагрузки са-« телпиты начинают вращаться так, как было описано выше. При этом система начинает работать с трансформированием момента вплоть до полной остановки ведомого вала.

Чтобы смягчить динамичность работы муфты в период неустановившегося движения, когда сыпучий или текучий материал ударяется о радиальную перегородку, поо ледняя выполняется криволинейной, например в виде эвольвенты (см. фиг. 8), в виде пластинчатой пружины (см. фиг. 9) или из упругого материала (см. фиг. 1О).

Формула изобретения.

Упруго-предохранительная центробежная муфта, содержащая ведомое центральное

колесо и сцепленные с ним, сателлиты, свободно установленные на осях водила и снабженные кольцевыми барабанами, частично заполненными рабочим телом и имек щйми лопасти, отличающаяся тем, что, с нелью повышения ее нагрузочной способности путем обеспечения больше го угла контакта рабочего тела с внутренней поверхностью барабана в неусгёновившихся режимах работы, в каждЬм барабане установлено по одной , которая выполнена в виде радиальной перегородки, причем высота последней равна преимущеоч твенно ширине кольцевой части барабана,

2.Муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ а ям с я тем, что, с цепью уменьшения динамических нагрузок в неустановившихся режимах работы, радиальная перегородка выполнена криволинейной..

3.Муфтапопп. 1 и2, отличающ а я с я тем, что радиальная пepeгopoДi ка выполнена в виде эвольвенты.

4.МУФТЕ по пп. 1 vi2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ра диальная neperopoj ка -выполнена в виде пластинчатой пружины

5, Mycfrra по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что с целью снижения шума во время работь, радиальная перегородка выполнена из эластичного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельсшо № 317835, кл. F 16 О 43/2О, 1969.

2.Авторское свидетельство № 376612, кл. F 161 43/20, 19.О4.71.

/t-A