RU2003882C1 - Предохранительна фрикционна муфта - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к устройствам дл  передачи крут щих моментов ограниченной величины .

Известна предохранительна  фрищи- онма  муфта, содержаща  ведущую и ведомую полумуфты, св занные фрикционным диском, отжимной и нажимной узлы, а так- жз нажимную и отжимную пружины (авт. свид. № 1448140, кл. F 16 D 7/02, 1988).

Однако ввиду наличи  отжимной пружины муфта обладает ограниченной нагрузочной способностью.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  предохранительна  фрикционна  муф- та, содержаща  ведущую и ведомую полумуфты, св занные фрикционным диском , отжимной стабилизирующий узел, выполненный э виде тел качени , размещенных в гнездах переменной глуби- «ы между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным диском и св занной в окружном направлении с нажимным диском отжимной втулкой, подпружиненной к упорному диску отжимной пружиной, нажимной узел, включающий установленную между нахнмной пружиной и нажимным диском упорную втулку, св занную с упорным диском а окружном направление и установленную с возможностью осевого перемещени  отмеси ГУЛЫ to ведущей полумуфты, нажим- iiue гепа качени , размещенные в гнездах упорно; втулка, к ответные мы гнезда, выполненные необращенной к упорной втулке торцовой поверхности нажимного диска и смещенные относительно гнезд отжимной втулки на величину, равную половине окружного шага размещени  этих гнезд, а тзк- же ограничитель осевого перемещени  упорной втулки 1.

Недостатками известной муфты  вл ютс  невысока  нагрузочна  способность и низка  надежность работы. Первый недостаток обусловлен действием на нажимной диск силы сжати  отжимной пружины во всех режимах работы, второй тем, что отжа- тие нажимного диска при срабатывании одфты осуществл етс  за счет отжимной пружины, имеющей меньшую, чем нажимна  пружина, силу сжати , что и приводит к снижению надежности разьединени  фрикционных поверхностей при срабатывании.

Цель изобретени  - увеличение нагрузочной способности и надежности работы муфты,

Это достигаетс  тем, что в предохранительной фрикционной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, св занные по меньшей мере одним фрикционным диском , поджатым посредством упругого элемента к жестко закрепленному ьь р еду щей полумуфт. упорному диску через установленный с возможностью вращени  и осевого относительно ведущей полумуфты перемещени  нажимной диск, отжимной узел, включающий отжимные тела качени , размещенные в гнездах переменной глубины , перва  часть которых выполнена на отжимной втулке, и нажимной узел, включающий расположенную слежду нажимным диском и упругим элементом и св занную с упорным диском в окружном направлении упорную втулку, установленную с возможность осевого относительно ведущей полумуфты перемещени , и нажимные тела кошени , размещенные в гнездах упорной Вт/тки, и отчетные им гнезда, выполненные на обращенной к упорной втулке торцовой поверхности нажимного диска и смещенные относительно гнезд отжимной втулки на пеличину, равную половине окружного шага размещени  этих гнезд, втора  часть гнезд переменной глубины выполнена на нажимном диске, отжимна  втулка св зана в окружном направлении с ведущей полумуфтой, размещена между упорным диском м отжимными телами кзче- ни  и подпружинена к ооким -ым телам качени  и 01 ргничи 1 елю ее осевого перемещени , расположенному между от- жи.мнии втулкой и нзж /:мним диском.

На фиг.1 изображена принципиальна  схем предохранительной фрикционной муфты: ча фиг,9. - А-Л    фиг, 1,

Предохранительна  фрикционна  муфта содержит пекущую 1 v ведомую 2 полу- муфты, св занные Фрнкцгонным рисхом 3, количество кот рь- ч устанавливаема в зави- оимости от I OHKjcTKUx условий эксплуатации . Фрикционный 11.ск 3 зажат между жестко закрепленным на ведущей полумуфте 1 упорным и усгз оолвь ным с позможно- стью орзщеии  v осевого относительно полумуфты перемен.енич нзхпмчым 4 дисками .

Отжимной узел выполнен в виде размеренных в гнезда/ переменной глубины между нажимным дноком 4 и отжимной втулкой 5, св занной с полумуфтой 1 посредством направл ющей шпонки 6 и поджатой и на фзчлещ м нажимного диска пружиной 7, отжимных тел кэчени  в еиде шариков 8,

Зажатие фрикционного диска 3 осуществл етс  упрупад элементом о виде пружины сжзги  9 посредством св занной в окружной нзпрччленнр1 с гюлумуфтой 1 при помощи направл юще шпонки 10 упорной ету ки 11с размещенными в ее гнездах (фиг,2) нажммнырлн телами качени  в виде

шариков 12, образующими в совокупности с перечисленными элементами нажимной узел.

На обращенной к упорной втулке 11 торцовой поверхности нажимного диска 4 выполнены ответные гнезда переменной глубины (фиг.2) под шарики 12. смещенные относительно гнезд отжимной втулки 5 и соответствующих им гнезд нажимного диска 4 на величину, равную половине окруж- ного шага размещени  этих гнезд.

Отжимна  втулка 5 размещена между упорным диском и шариками 8 и подпружинена пружиной 7 к ограничителю 13 осевого перемещени , жестко закрепленному на по- лумуфте 1 и расположенному между нажимным диском 4 и отжимной втулкой.

В статическом состо нии отжимна  втулка 5 поджата к ограничителю 13. а шарики 8 размещены в гнездах переменной глубины с небольшим зазором (не показан).

Настройка муфты на необходимый номинальный крут щий момент производитс  регулировочным элементом 14. Одновременно с этим должна осуществл тьс  регу- лировка силы сжати  пружины 7 (средства регулировки не показаны).

Муфта работает следующим образом. При работе, когда передаваема  нагрузка не превышает величину, которую без буксо- вани  может передать пара упорный диск - фрикционный диск 3, распорна  сила на шариках 8 не возникает и муфта способна передать более высокий крут щий момент по сравнению с прототипом Усилие пружины 7 в данном случае замыкаетс  на ограничителе 13.

При передаче номинального крут щего момента нажимной диск 4 сместитс  в окружном направлении относительно упорно- го диска, что приведет к возникновению на шариках 8 распорной силы. В результате этого отжимна  втулка 5 сместитс  влево, поскольку распорна  сила превысит силу сжати  пружины 7 и силу трени  на шпонке 6. Уменьшение силы прижати  фрикционных поверхностей определ ет величину номинального крут щего момента.

Величина угла поворота нажимного диска 4 относительно упорного диска должна исключать возможность попадани  шариков 12 в гнезда нажимного диска и упора отжимной втулки 5 в упорный диск при передаче номинального крут щего момента.

При перегрузке нажимной диск 4 пово- рачиваетс  под действием возрастающего крут щего момента, что приводит к дополнительному осевому перемещению влево отжимной втулки 5 и сжатию пружины 7. Одновременно с этим шарики 12. скольз  по

опорной поверхности нажимного диска 4, попадают в его гнезда переменной глубины, при этом опорна  втулка 11 перемещаетс  влево под действием силы пружины 9,

Отжимна  втулка 5 упираетс  в упорный диск, а действующий на нажимной диск 4 крут щий момент от нажимного узла (за счет взаимодействи  шариков 12с боковыми поверхност ми гнезд переменной глубины ) стремитс , преодолева  момент трени  скольжени  фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 (при буксовании), повернуть нажимной диск 4 в направлении, противоположном вращению полумуфты 1. В результате этого осева  составл юща  силы нормального давлени  на шариках 8, направленна  навстречу силе сжати  пружины 9, отжимает нажимной диск 4 вправо, разъедин   фрикционные поверхности , что уменьшает их износ при срабатывании .

Геометрическое соотношение между параметрами элементов муфты, обеспечивающее указанный процесс, устанавливаетс  на основе следующих рассуждений.

Крут щий момент на нажимном диске 4, создаваемый нажимгьм узлом, равен:

и (Fn - Ртр.) г ctg(« 4-/Э),

(1)

где Fn - сила сжати  пружины 9 дл  соответствующего осевого положени  упорной втулки 11,

РФ - сила трени  на шпонке 10;

г - радиус окружности, на которой расположены шарики 12;

а - угол наклона боковой поверхности ответного гнезда нажимного диска 4 к осевой плоскости, проход щей через центр соответствующего шарика 12;

р - угол трени .

Момент силы трени  скольжени  между фрикционным 3 и нажимным 4 дисками составл ет

Т2 (Fn - FTp)Rcp fc,

(2)

где RCp - Средний радиус трени  фрикционных дисков;

- коэффициент трени  скольжени .

Следовательно, результирующий крут щий момент на нажимном диске 4 равен с учетом выражений (1) и (2):

т - Fn njVctg(a+p) -Rep fc т ri + f г ctg (а +р) - Rep fc l

Выражение (3) получено с учетом того.

ЧТО

FTp.77f

где f - коэффициент трени  в шпоночном соединении;

п - радиус поверхности сопр жении полумуфты 1 и упорной  -еулки 11.

Очевидно, что отсутстви  износа фрикционных поверхностей при буксовании имеет вид:

Fo S Fn,(4)

где FO - осева  составл юща  силы нормального давлени  на шариках 8 от действи  момента Т,

Но

Fo

Fttgj8«ltg0,

где Ft - тангенциальна  сила на шариках 8;

/3 - угол между боковой поверхностью гнезда переменной глубины отжимной втулки 5 и осевой плоскостью, проход щей через центр соответствующего шарика 8;

га - радиус окружности, на которой расположены шарики 8,

Трением качени  шариков 8 пренебрегаем . Подставив значение (3) в выражение (5), получим условие (4) в развернутом виде:

ta в (e+ftdggJOJL «a

у ип г ctg (а +р} - Rep.

5Условие (6) устанавливает соотношение

между геометрическими параметрами элементов муфты, при котором в процессе буксовани  обеспечиваетс  разъединение фрикционных поверхностей.

10 Поскольку, в отличие от прототипа, в рассматриваемой муфте размыкание фрикционных поверхностей осуществл етс  пружиной 9, имеющей большую, чем пружина 7, силу сжати  муфта обладает более высокой

15 надежностью работы при срабатывании.

После остановки вращени  муфты нажимной диск 4 возвращаетс  в исходное положение поворотом его вручную либо посредством рычага, дл  чего на нажимном

20 диске должны быть предусмотрены соответствующие отверсти , выступы, углублени  и ДРИспользование изобретени  позволит повысить нагрузочную способность и на25 дежность работы муфты.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1553770, кл. F 16 D 7/02. 1990.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содержаща  ведущую и ведомую полумуфты, св занные по меньшей мере одним фрикционным диском, поджатым посредством упругого элемента к жестко закрепленному на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностью вращени  и осевого относительно ведущей полумуфты перемещени  нажимной диск, отжимной узел, включающий отжимные тела качени , размещенные в гнездах переменной глубины, перва  часть которых выполнена на отжимной втулке, и нажимной узе , включающий расположенную между нажимным диском и упругим элементом и св занную с упорным диском в окружном направлении упорную втулку, установленную с возможностью осевого относительно ведущей полумуфты перемещени , нажимные тела качени , размещенные в гнездах упорной

   втулки, и ответные им гнезда, выполненные на обращенной к упорной втулке торцевой поверхности нажимного диска и смещенные относительно гнезд отжимной втулки на величину, равную половине окружного шага размещени  этих гнезд, отличающа с  тем, что втора  часть гнезд переменной глубины выполнена на нажимном диске, отжимна  втулка св зана в окружном направлении с ведущей полумуфтой, размещена между упорным диском и отжимными телами качени  и подпружинена к отжимным телам качени  и ограничителю ее осевого перемещени ,

   расположенному между отжимной втулкой и нажимным диском,

   (jpis&.Z