Предохранительная центробежная муфта Советский патент 1981 года по МПК F16D43/20 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МУФТА

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения быстроходных валов машин при значительных динамических нагрузках и необходимости осуществления плавного пуска, а также для предохранения трансмиссии машин от действия перегрузок.

Известна предохранительная центробежная муфта, содержащая установленное на ведущем валу водило, несущее сателлиты с неуравновешенными грузами, центральное крлесо, связанное с ведомым валом, и фрикционные элементы ij..

Недостатком известной муфты является то, что при длительном буксовании она перегревается. Кроме того, стабильность срабатывания ее предохранительной части зависит от фрикционных свойств фрикционных элементов.

Цель изобретения - исключение перегрева муфты при работе в предохранительном режиме.

Поставленная цель достигается тем, что предохранительная центробежная муфта снабжена валиком с фасонным пазом, жестко связанным с ведущим валом, неуравновешенные грузы жестко соединены с сателлитами, а фрикционные элементы выполнены в виде двух фрикционных фланцевых полумуфт с контактирующими между собой фрикционньо и конусными поверхностями фланцевых полумуфт, одйа из которых - ведомая жестко соединена с ведомым валом, другая ведущая имеет ролик, контактирующий с профильными поверхностями фасонного паза валика, и жестко соединена с ведупщм валом.

При этом фасонный паз выполнен на глубину, равную длине ролика. Кроме того, фасонный паз валика выполнен в форме трапеции, основания .

которой расположены перпендикулярно образующей цилиндрической поверхности валика, а одна из боковых сторон выполнена в виде остроугольного выступа, вершиной направленного внутрь трапеции. При этом муфта снабжена двумя пластинчатыми пружинами, а на дне фасонного паза валика выполнен продольный выступ на: кодах котороro по оси укреплены упомянутые пластинчатые пружины, причем расст.оя- ния между концами выступа и стещсами фасонного паза больше диаметра ролика.

В данной конструкции при достижении моментом сил сопротивления критической величины, поверхности трения мгновенно разъединяются, что исключает тепловыделение в этом режиме.

Отключение ведомого вала от ведущего при перегрузке происходит за счет скачкообразного отвода ведущей полумуфты от ведомой. Это исключает отрицательное влияние непостоянства фрикционных свойств пары трения на стабильность срабатывания.

На фиг, 1 изображена предохранительная центробежная муфта, общий вид; на фиг, 2 - то же, разрез А-А на фиг, 1 (исходное положение); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 1 (скончание пуска); на фиг; 4 - разрез А-А на фиг, 1 {холостой ход); на фиг. 5 - валик с фасонным пазом в аксонометрии.

Муфта содержит установленное на ведущем валу 1 и закрепленное шпонкой 2 водило 3. На конце ведущего вала 1 расположен жестко.связанный с ним валик 4 с фасонным пазом, Р водиле 3 смонтированы пальцы 5. с помощью гаек 6, на которых свободно установлены на кольцах 7 и втулках; 8.сателлиты 9 с жестко присоединенными к ним иеурайновешенными грузами,

Фрикирионные элементы муфты представляют собой две фланцевые полумуфты, ведущую iO и ведомую ii, контактирующие между собой по конусным поверхностям, армированным фрикционными об1р1адками 12 и 13, Ведущая полумуфта 10 сестко соединена с цеитральиым колесом 14, входящим в зацештеиие с сателлитами 9, связанными водилом с ведущим валом 1, На ведущей полумуфте JO закреплен

также ролик 15, имеющий бочкообразную форму, который входит в фасоиньш паз валика 4 на ведущем валу . Ведомая полумуфта 11 неподвижно закреплена на ведомом валу 16, например на шпонке 17, которая стопоритсяот осевого смещения торцовой шайбой 18 и винтом 19, Поворот сателлитов 9 с неуравновешенными грузами против часовой стрелки (фиг. 2) ограничивается стопорами 20, Поворот сателлитов 9 по часовой стрелке ограничивается упором неуравновешенного груза в центральное колесо 14,

- Фасонный паз валика 4 имеет форму трапеции, одна из боковых сторон которой имеет остроугольный профиль. На поверхности фасонного паза выQ полнен. продольный выступ 21, на концах которого установлены пластинчатые пружины 22, 23, 01Ш служат для регулирования движения ролика 15 по фасонному пазу валика 4,

При рассмотрении работы муфты необходимо выделить следующие этапы: l)) исходное положение; 2) пуск; З) работа при установившемся движении; 4) работа муфты при срабатывании предохранительной части; 5) возврат муфты в исходное положение после остановки, вызванной срабатыванием муфты; б) работа муфты при отключении двигателя; 7) возврат муфты в исходное положение после остановки, вызванной отключением двигателя.

1,При исходном положении муфты центр тяжести неуравновешенного груза на сателлите 9 находится в точке А, который при этом упирается в центральное колесо 14, что ограничивает поворот сателлита 9 вокруг оси пальца 5 по часовой стрелке (фиг,2), Ролик 15 ведущей полумуфты 10 находится в фасонном пазу валика и в зог5 не а (фиг 5). Посколькуведущая полумуфта 10 находится в крайнем левом положении (фиг, 1), момент сил трения во фрикционной паре муфты равеи нули, т.е. ведущий 1 и ведо

50 мьй 16 валы разъединены.

55 стрелке ограничен, то обкатывасшя сателлита вокруг центрального колеса 14, связанного жестко с ведущей полумуфтой 10, не происходих и она

вращается синхронно, с ведущим валом 1, поэтому ролик 15 остается в зоне а фасонного паза ьапика 4.

По мере дальнейшего увеличения числа оборотов ведущего вала 1 центробежные силы создают момент, .поворачивающий сателлит 9 против часовой стрелки (фиг. 2), При этом появляется вращение центрального колеса 14 и вместе с ним полумуфты 10 относительно ведущего вала 1 и ролик 15 начинает обкатываться по профильным поверхностям фасонного паза в зоне а, вьщвигая ведущую полумуфту 10 по направлению к ведомой полумуфте 11.

Когда момент сил трения между ними станет равным моменту сил сопротивления, ведомьй вал 16 начинает вращаться и число его оборотов достигает номинального значения. Далее момент сил трения продолжает расти и при положении ролика 15 в зоне а паза достигает максимального значения. К концу периода пуска центр тяжести неуравновешенного груз

с сателлитом 9 переместится в точку .В (фиг. 3), а ролик 15, отжав пружину 23, попадает в точку b (фиг. 5). На этом период пуска заканчивается.

При установившемся режиме движения неуравновешенный груз сателлита 9 находится в равновесии под действием моменга от сил инерции на нем и момента сопротивления на ве- домом валу 16. Изменение момента сил сопротивления вызывает перемещение ролика 15, - увеличение - в сторону зоны Ь, уменьшение - в сторону зоны с. Если момент сопротивления на ведомом валу равен нулю (холостой ход), то центр тяжести неуравновешенного груза на сателлите 9 ока- , жется в точке С (фиг. 4), а ролик 15 - в зоне с (фиг. 5),

В установившемся режиме скольжени во фрикционной паре отсутствует и муфта работает как упругая, имеющая большую податливость.

Если момент сил сопротивления ста5. новится больше предельного значения, то ролик 15 переместится левее зоны в и попадет в прорезь (фиг. 5), При этом коническая поверхность ведущей полумуфты 10 отойдет от конической 0 поверхности ведомой полумуфты 11, так как угол конусности .больше угла трения. Усилие прижатия полумуфт/ уменьшается, а вместе с тем и момент сил трения фрикционной пары муфты. В связи с тем, что момент сил инерции неуравновешенного груза теперь не уравновешивается моментом сил сопротивления, сателлит 9 поворачивается против часовой стрелки, а ведущая попумуфта 10 - по часовой стрелке (фиг. З). При этом ролик 15 попадает на поверхность фасонного паза между зонами b и d (фиг. 5).

При дальнейшем повороте ведущей , полумуфты IО ролик 15 обкатывается по поверхности фасонного паза от зоны b к зоне d, окончательно разъединяя ведущую 10 и ведомую 11 полумуфты. Положение ролика 15 в зоне d фасонного паза соответствует положению . центра тяжести неуравновешенного груза в точке С (фиг. 4). В этом положении ведущий 1 и 16 валы разъеданены и двигатель должен быть отключен.

d к зоне а. В зону d ролик 15 попа дает, отжав пружину 22 (фиг. 5.). При этом неуравновешенный груз на сателлите 9 упирается в центральное колесо 14 (фиг. 2) и муфта снова в исходном положении.

,в свою очередь вызывает поворот ве дущей полумуфты 10 против часовой стрелки (фиг. 4). Ролик 15 при этой

перемещается по фасонному пазу от зоны с к зоне Ь,

Полная остановка двигателя может Iзастать ролик 15 в одном из следующих положений:

1) мевду зонами Ь и с, когда полумуфты 10 и И разъединены;

2).между зонами Ь и d - полумуфты 10 и 11 частично или полностью разъединены;

3) между зонами Ьи d.

7, При включении двигателя ведущий вал 1 начинает вращаться в направлении, указанном на фиг. 2, Ведущая полумуфта 10 tipk этом остается неподвижной Ролик 45 перемещается по направляющему пазу в зависимости от его исходного положени либо от зоны Ь к зоне d и далее к зоне а, либо от зоны d к зоне а, При перекатывании к зоне а ролик 15 отжимает пружину 22. Центр тяжести неуравновешенного груза при этом перемещается в точюу А, а упомянутый груз упирается в центральное колесо 14 (фиг. 2). Таким образом, муфта вернулась в исходное положени

В связи с тем, что срабатывание данной йредохранительной центробежной муфты происходит скачкообразно, путем резкого разъединения контакттирующих фрикционных поверхностей, уменьщается тепловьщеление на этих поверхностях, что исключает перегре муфты при длительном буксовании. Крме того это повышает стабильность срабатывания предохранительной част муфты и увеличивает срок ее службы.

Формула изобретения

2,Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что фасонныйпаз вьшолнен на глубину, равную длине ролика.

ч а ю щ валика выполнен в форме трапепазоснования которой р сположеции.

ны перпендикулярно образующей цилиндрической поверхности валика, а одна из боковых сторон выполнена в виде остроугольного выступа, вершиной направленного внутрь трапеции .

Источники информации, принятые во внимание при экс пертизе

Фиг.1 п

Фиг.

Ф14г.З

Ф4/г4

Фиг, 5