RU2229042C2

RU2229042C2 - Safety friction torque-limiting clutch

Info

Publication number: RU2229042C2
Application number: RU2001122560/11A
Authority: RU
Inventors: А.П. Абрамов (RU); А.П. Абрамов; В.А. Александров (RU); В.А. Александров; А.Н. Конюхов (RU); А.Н. Конюхов; В.А. Пантелейчук (RU); В.А. Пантелейчук
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2004-05-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: proposed torque-limiting clutch consists of housing, input and output shafts, one of which is coupled with housing to transmit torque, friction set, pressure and spring-loaded members, cam mechanism, antifriction bearings and control members. To increase accuracy of torque limitation, cam mechanism is made in form of cam plate placed between pressure and spring-loaded members for displacement irrespective of pressure member and coupled with the latter to provide transmission of torque through rolling members, and cams made on shaft noncoupled with housing and engaging with cam plate also through rolling members. So, if torque exceeds tolerable value, interaction of cams at relative turning of output and input shafts and axial displacement of pressure member take place over surfaces equipped with rolling members which increases accuracy of operation of safety clutch. EFFECT: protection of mechanical transmissions from torque exceeding tolerable value. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и является средством защиты механических трансмиссий от моментов вращения, превышающих допустимую величину.The invention relates to mechanical engineering and is a means of protecting mechanical transmissions from moments of rotation exceeding the permissible value.

Известны муфты повышенной точности, см., например, книгу: Есипенко Я.И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки. - Киев: Техника, 1972; а.с. 193857, М. кл. F 16 D 7/02; патенты RU 2003882, RU 2003883, RU 2003884, RU 2095656, RU 2003880, М. кл. 5 F 16 D 7/02.Clutches of increased accuracy are known, see, for example, the book: Yasipenko Ya.I. High precision couplings for load limiting. - Kiev: Technique, 1972; A.S. 193857, M. cl. F 16 D 7/02; patents RU 2003882, RU 2003883, RU 2003884, RU 2095656, RU 2003880, M. cl. 5 F 16 D 7/02.

Недостатком этих устройств является то, что нажимной и подпружиненный элементы, воздействующие на фрикционный пакет, перемещаются на направляющих с трением скольжения, которое под действием части передаваемого крутящего момента, является величиной переменной и трудноопределимой (статическое трение при страгивании больше трения скольжения, они существенно отличаются друг от друга), что понижает возможную точность срабатывания муфты.The disadvantage of these devices is that the push and spring elements acting on the friction package move on guides with sliding friction, which, under the action of a part of the transmitted torque, is variable and difficult to determine (static friction when moving is greater than sliding friction, they differ significantly from each other from a friend), which reduces the possible accuracy of the clutch.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.The objective of the invention is to remedy this drawback.

Указанная задача решается за счет того, что в известной предохранительной фрикционной муфте предельного момента вращения, состоящей из корпуса, входного и выходного валов, один из которых связан с корпусом с возможностью передачи момента вращения, фрикционного набора, нажимного и подпружиненного элементов, кулачкового механизма, подшипников качения и элементов регулировки, кулачковый механизм выполнен в виде кулачковой шайбы, размещенной между нажимным и подпружиненным элементами с возможностью перемещения независимо от нажимного элемента и связанной с последним для обеспечения возможности передачи момента вращения через элементы качения, и кулачков, выполненных на валу, несвязанном с корпусом, и взаимодействующих с кулачковой шайбой, также через элементы качения.This problem is solved due to the fact that in the known safety friction clutch the maximum torque, consisting of a housing, input and output shafts, one of which is connected to the housing with the possibility of transmitting torque, friction set, pressure and spring elements, cam mechanism, bearings rolling elements and adjustment elements, the cam mechanism is made in the form of a cam washer located between the pressure and spring elements with the ability to move independently of the pressure ementa and connected with the latter to enable the transmission torque through the rolling elements, and cams formed on the shaft, unrelated to the housing and cooperating with the cam washer, and through the rolling elements.

Сущность предлагаемого устройства показана на чертежах:The essence of the proposed device is shown in the drawings:

- на фиг.1 показан общий вид устройства;- figure 1 shows a General view of the device;

- на фиг.2 - поперечное сечение места взаимодействия кулачков и поводков, на контактирующих поверхностях деталей выполнены желоба, в которых расположены шарики;- figure 2 is a cross section of the place of interaction of the cams and leashes, on the contact surfaces of the parts are made grooves in which the balls are located;

- на фиг.3 - вид сверху кулачка 14 входного вала 3, кулачковая шайба 9 и нажимной элемент 7 с поводками 15.- figure 3 is a top view of the cam 14 of the input shaft 3, the cam washer 9 and the pressure element 7 with leashes 15.

Конструкция муфты состоит из корпуса 1, на внутренней поверхности которого в осевом направлении выполнены шлицы 2 для передачи момента вращения, входного (выходного) 3 и выходного (входного) 4 валов, фрикционного пакета, включающего в себя ведущие 5 и ведомые 6 диски, нажимного 7 и подпружиненного 8 элементов, между которыми расположена кулачковая шайба 9, пружин 10, шариков 11 в качестве элементов качения (все поворачивающиеся и смещающиеся детали, кроме дисков фрикционного пакета, взаимодействуют через посредство элементов качения - шариков, для размещения которых на контактирующих парах выполнены желоба) и промежуточного вала 12 со шлицами 13.The design of the coupling consists of a housing 1, on the inner surface of which in the axial direction there are slots 2 for transmitting the rotation moment, input (output) 3 and output (input) 4 shafts, a friction package including drive 5 and driven 6 discs, pressure 7 and a spring-loaded 8 elements, between which a cam washer 9, springs 10, balls 11 are located as rolling elements (all rotating and shifting parts, except for the friction pack disks, interact through the rolling elements - balls, for placing on which the contact pairs formed trough) and the intermediate shaft 12 with splines 13.

Фланец вала 3 включает в себя два кулачка 14 с боковыми поверхностями, выполненными по винтовой траектории под определенным расчетным углом, эквидистантно которым выполнены боковые поверхности кулачковой шайбы 9, которая включает в себя пазы, предназначенные для размещения поводков 15, расположенных на торце нажимного элемента 7, в центральном отверстии которого выполнены шлицы 16, и предназначенные для восприятия и передачи момента вращения.The flange of the shaft 3 includes two cams 14 with lateral surfaces made along a helical path at a certain design angle, equidistant to which the lateral surfaces of the cam washer 9 are made, which includes grooves designed to accommodate the leads 15 located at the end of the pressure member 7, in the central hole of which the slots 16 are made, and designed to perceive and transmit the torque.

Устройство работает следующим образом: момент вращения номинальной величины передается от вала 3 к валу 4 (или наоборот) как через жесткую конструкцию.The device operates as follows: the torque of the nominal value is transmitted from the shaft 3 to the shaft 4 (or vice versa) as through a rigid structure.

При превышении максимально допустимой величины крутящего момента осевая составляющая окружного усилия на кулачках 14 вала 3 превышает величину суммарного усилия пружин 10, вследствие чего кулачковая шайба 9, благодаря тому, что поводки 15 нажимного элемента 7 в пазах легко смещаются несмотря на передаваемое окружное усилие, прокатываясь на шариках, отжимается от нажимного элемента 7, уменьшая давление нажимного элемента 7 на фрикционный пакет дисков 5 и 6, которые начинают пробуксовывать между собой, ограничивая величину передаваемого крутящего момента (на дисках 5 выполнен шлицевой венец на периферии, который взаимодействует со шлицами 2 корпуса 1, а на дисках 6 шлицы выполнены в центральном отверстии и взаимодействуют со шлицами 13 промежуточного вала 12).When exceeding the maximum permissible torque, the axial component of the circumferential force on the cams 14 of the shaft 3 exceeds the total force of the springs 10, as a result of which the cam washer 9, due to the fact that the leads 15 of the pressing element 7 in the grooves are easily displaced despite the transmitted circumferential force, rolling on balls, is squeezed from the pressing element 7, reducing the pressure of the pressing element 7 on the friction package of the disks 5 and 6, which begin to slip among themselves, limiting the amount of transmitted twist its moment (on the discs 5 is splined on the periphery of the crown which cooperates with slots 2 of the housing 1 and the disk slots 6 formed in the central bore and cooperate with the splines 13 of the intermediate shaft 12).

Таким образом, момент вращения передается статическим трением дисков прижатых друг к другу с помощью набора пружин, при превышении момента вращения допускаемой величины, кулачковый механизм отжимает пружины “включая сцепление”, точность срабатывания муфты обеспечивается точностью механизма выключения, которая обеспечивается, в свою очередь, наличием элементов качения между взаимодействующими поверхностями.Thus, the rotational moment is transmitted by the static friction of the disks pressed against each other by means of a set of springs. When the rotational moment is exceeded, the cam mechanism presses the springs “including the clutch”, the clutch response is ensured by the accuracy of the clutch mechanism, which is ensured, in turn, by the presence of rolling elements between interacting surfaces.

Claims

The safety friction clutch of the maximum torque, consisting of a housing, input and output shafts, one of which is connected to the housing with the possibility of transmitting torque, friction set, pressure and spring elements, cam mechanism, rolling bearings and adjustment elements, characterized in that the cam the mechanism is made in the form of a cam washer located between the push and spring elements with the ability to move regardless of the pressure element and associated with the latter for I make it possible to transmit the torque through the rolling elements, and cams made on a shaft that is not connected to the housing, and interacting with the cam washer also through the rolling elements.