Предохранительная муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D9/02 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к разъединяемым устройствам теплового действия, а именно к предохранительным муфтам, и может быть использовано в самолетах для соединения выходного вала редукто ра двигателя с первичным валом привода посто янной скорости для прекращения передачи крутящего момента при аварии, чтобы избежать перегрева привода и возможных серьезных повреждений его и прочих элементов самолета. Известна предохранительная муфта, содержащая соосно установленные ведущую и ведомую полумуфты.в открытых с торца камерах которых на прямьрс шлицах, выполненных на внутренней поверхности, смонтировано соединительное звено 1. Оно вьшолнено в виде двух втулок, установленных на стержне и соединенных кулачками, имеющимися на их торцовых смежных поверхностях. В полости ведомой втулки помещен легкоплавкий элемент. На стержне. между втулками расположена пружина. При расплавлении легкоплаЗвкого элемента кулач ки втулки, связанной с ведомой попумуфтой, под действием пружины выходят из зацепления с кулачками втулки ведущей полумуфты. Втулка ведомой полумуфты перемещается по прямым шлицам в камеру ведомой полумуфты. Втулка ведущей полумуфты при этом находится на шлицах в камере ведущей полумуфты. Эта муфта является наиболее близким техническим решением к изобретению. Однако известная муфта обладает низкой нагрузочной способностью из-за выполнения шли- . цев прямыми. В муфте не происходит надежного разъединения полумуфт,в связи с тем, что кулачки втулок могут войти в зацепление при вибрациях или ударах и втулка, связанная с ведущей полумуфтой шлицами и находящаяся в ее камере, передает крутящий момент на ведомую полумуфту, что может привести к поломке связанных с ней механизмов. Кроме того, выполне(ше соединительного элемента в виде двух втулок с торцовыми кулачками, помешенных на стержне, и установленной между втулками пружины усложняет монтаж и. демонтаж муфты, технологию изготовления и увеличивает ее габариты. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности, обеспечение компактности конструкции и удобства эксплуатации, Для этого предлагаемая предохранительная муфта, содержащая ведуШую и ведомую полумуфты со шлицами на внутренней поверхности и камерами и помещенное в -них соединительное звено, а также легкоплавкий предохранител тельный элемент, снабжена установленным в ка мере ведомой полумуфты стаканом и расположенным в нём .поршнем с хвостовиком, а .шлицы одной из полумуфт выполнены спираль.ными и соединительное звено выполнено в вид подвижного вдоль оси вращения полумуфт вали ка с глухим центральным отверстием и щлицами, спиральными на одном конце, прямыми на другом, сопряженными со шлицами полумуфт, при этом легкоплавкий элемент размещен в по лости между: стаканом и поршнем, связанным торцом хвостовика с дном глухого центральног отверстия валика. При ЭТОМ: длина сопряженных спиральных шлицев одной из полумуфт и валика может быть больше длины прямых шлицев другой полумуфты и валика. , Кроме того, наружный диаметр поршня мож быть меньше внутреннего диаметра стакана, а в последнем могут быть выполнены каналы, соединяющие камеру ведомой полумуфты с по лостью стакана в месте расположения легкоплавкого элемента, который может быть выпол ней в виде брикета из припоя. Муфта может f быть снабжена диском, установленным на дне . глухого центрального отверстия валика, и хвостовика может быть вьшолнен закругленным и сопряженньш с диском. На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, после срабатывания и разъединения полу муфт; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 с условным обозначением полумуфт. Муфта .содержит ведущую полумуфту 1, ведомую 2, смонтированную в корпусе 3 на подшипниках 4,5 и имеющую; камеру 6, открьггую с торца 7 и зубчатое колесо 8 с наружными зубьями. Подшипники 4 и 5 фиксируют ведомую полумуфту 2 в корпусе 3 от осевых перемещений. В камеру 6 помещен . соединительный валик 9, который установлен в камере 10 ведущей полумуфты 1. Уплотнение между стенками корпуса 3 и ведомой полумуфтой 2.обеспечивается уплотнительным кольцом 11, прижатым к торцу 7 ведомо полумуфты 2 стопорным кольцом 12. Между . стопорным кольцом 12 и корпусом 3 в ка, навках 13 смонтировань уплотш тельные кольца О-обраэного сечения 14 и 15, которые предотвращают утечку рабочей жидкости привода постоянной скорости из корпуса 3. При работе осевое перемещение соединительного валика 9 предотвращается плавким элементом, например цилиндрическим брикетом 16, вьшолненным из легкоплавкого материала, например из припоя. На конце 17 соединительного валика 9 и на внутренней поверхности 18 ведомой полумуфты 2 могут быть выполнены спиральные щпицы 19 и 20. Шлицы 19 являются наружными, а шлицы 20 проходят к осевом направлении в камеру 6. Шлицы 19 и 20 предпочтительно должны быть скошены в таком направлении, чтобы . смещать валик 9 к плавкому брикету 16 в процессе работы муфты. Стопорное кольцо 21 предотвращает перемещение валика 9 в противоположном направлении. На конце 22 соединительного валика 9 и на внутренней поверхности 23 ведущей полумуфты 1 вьшолнены прямые шлицы 24 и 25. Длина шлицев 24 меньше длины шлицев 19, чтобы обеспечить полное разъединение конца 22 валика 9 и ведущей полумуфты 1. В камере 6 ведомой полумуфты 2 установлен стакан 26 и в нем помещен поршень 27. Легкоплавкий брикет 16 расположен, между стаканом 26 и поршнем 27. Поршень 27 имеет хвостовик 28, выходящий из стакана 26 в центральное глухое отверстие 29 соединительного валика 9. Диаметр поршня . 27 меньше внутреннего диаметра стакана 26, поэтому между поршнем 27 и стаканом 26 образуется зазор, переходящий в канал 30, через который вытекает жидкий припой, появляющийся при расплавлении брикета 16. Кроме того, в стакане 26 выполнены каналы 31 и 32, ,;. также служащие для вытекания жидкого припоя из цилиндра в камеру 6 ведомой полумуфты 2. Торец поршня вьшолнен закругленным. В частности этот торец имеет полусферическую форму и взаимодействует с торцовой поверхностью 33 диска 34, благодаря чему поршень можк наклоняться относительно соединительного валика 9. При этом предотврайдается колебание поршня 27 и наклон им наружного торца брикета 16, если существует некоторая несоосность между ведущей полумуфтой. 1 и ведомой 2. Муфта работает следующим образом. Ведущая полумуфта 1 чере:з соединительный валик 9 передает крутящий момент ведомой полумуфте 2. При превышении допустимой величины крутящего момента ведомая полумуфта 2 резко останавливается, что вызьхвает выделение большого количества тепла и разогрев ведомой полумуфты 2. Брикет припоя 16 расплавляется и перетекает через каналы 30 и 31 в камеры 6. Соединительный валик 9 продолжает вращаться с ведущей полумуфтой 1 и под действием осевого усилия спиральных шлицев 19 и 20 перемещается вглубь камеры 6 ведомой полу-. муфты 2 до соприкосновения с ее дном. Как показано на фиг. 2, спиральные ашицы 19 и 20 при этом полностью разъединяются, а ввиду того, что шлицы 19 и 20 взаимодействуют между собой на большей длине, чем шлицы 24 и 25, соединительный валик 9 отводится от ведущей полумуфты 1 на значительное-расстояние. Кроме того, в процессе разъединения прямые шлицы 24 и 25 заставляют, соединительный валик 9 вращаться, поэтому после разъединения шлицы 19-и 20 не совпадают. Благодаря такому несовпадению шлицев 19 и 20 валик 9 удерживается от обратного перемещения к ведущей полумуфте 1, которое может произойти из-за вибрации. Таким образом, благодаря предложенному соотношению размеров спиральных шлицев 19 и 20 и прямых шлицев 24 и 25 предлагаемая муфта не требует применения специальных средств в виде пружины или других средств для удержания соединительного валика 9 в положении разъединения с ведущей полумуфтой 1, что повьплает надежность муфты. Предлагаемая предохранительная муфта вь1полнена более компактной и для своего размер более мощной, чем подобные ей известные муфты. Она может передавать больший крутящий момент, обеспечивая более мощное соединение с выходным валом редуктора, чем известная предохранительная муфта такого же размера. В предлагаемой муфте использовано спиральное шлицевое соединение, служащее для передачи крутящего момента от выходного вала, пока брикет из , легколгаавкогр материала твердый, и обеспечивающее полное разъединение с выходным валом, когда брикет расплавляется. Преимущество спирального шлицевого соединения валика 9 и ведомой полумуфты 2 заклю чается в том, что оно имеет значительную осеву составляющую усилия, передаваемого соединител ным валиком 9, причем эта осевая составляюща при расплавлении брикета перемещает соединительный валик 9 в осевом направлении, выводя один конец 22 соединительного валика 9 из ведущей полумуфты 1 и другой коиец 17 валика 9 из ведомой полумуфты 2. Противоположные концевые части соединительного валика 9 вьшолнены за одно целое друг с другом, поэтому в предлагаемой муфте имеется меньшее количество отдельных деталей, чем в известной муфте. Соотношение размеров спирально-шлицевого и прямолинейно-шлицевого соединений таково, что исключается необходимость в средстве для удержания деталей муфты на расстоянии от ведущей полумуфты, когда соединительный валик 9 выведен йэ вецущйк поду муфты 1. Кроме того, благодаря особому соотношению длин спиральных шлицев 19 и 20 и прямоли.нейных шлицев 24 и 25, обеспечено полное разъединение соединительного валика 9 и ведущей полумуфты 1, когда расплавляется припой, из которого выполнен брикет 16. Формула изобретения 1.Предохранительная муфта, содержащая ведомую и ведущую полумуфть со шлицами на внутренней поверхности и камерами и помещенное в камеры соединительное звено, а также легкоплавкий предохранительный элемент, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, обеспечения компактности конструкции и удобства эксплуатации, она снабжена установленным в камере ведомой подумуфты стаканом и расположенным в нем поршнем с хвостовиком, а шлицы.одной из полуфумт выполнены спиральными и соединительное звено выполнено в виде подвижного вдоль оси вращения валика с глухим центральным отверстием и шлицами, спиральнь1.ми на одном конце, прямыми на другом, сопряженными со шлицами полумуфт, при этом легкоплавкий злемент размещен в полости между стаканом и поршнем, связанным-торцом хвое- товика с дном глухого центрального отверстия валика. 2.Предохранительная муфта по п. 1, о т личающаяся тем, что длина сопряженных спиральных шлицев одной из полумуфт и валика больше длины прямых щлицев другой полумуфты и валика. 3.Предохранительная муфта по пп.1 и 2 отличающаяся тем, что наружный диаметр поршня меньше внутреннего диаметра стакана, а в последнем выполнены каналы, соединяющие камеру, ведомой полумуфты с полостью стакана в месте расположения легкоплавкого элемента. 4.Предохранительная муфта по пп. 1-3, отличающаяся тем, . .ЧТО легкоплавкий элемент выполнен в виде брикета из припоя. . 5.Предохранительная муфта по nn.I - 4, отличающаяся тем, что она снабжена диском, установленным на дне глухого центрального отвер стия валика, и торец хвостовика поршня, выполнен закругленным и сопряженн с диском. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N« 3889789, кл. 192-82, 1975.