RU2765893C1 - Safety clutch - Google Patents
Safety clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765893C1 RU2765893C1 RU2021131667A RU2021131667A RU2765893C1 RU 2765893 C1 RU2765893 C1 RU 2765893C1 RU 2021131667 A RU2021131667 A RU 2021131667A RU 2021131667 A RU2021131667 A RU 2021131667A RU 2765893 C1 RU2765893 C1 RU 2765893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crown
- yoke assembly
- spring
- cover
- balls
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
- F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
- F16D7/06—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным устройствам, предназначенным для ограничения величины передаваемого электроприводом крутящего момента.The invention relates to mechanical engineering, in particular to safety devices designed to limit the amount of torque transmitted by the electric drive.
Из уровня техники известна предохранительная компенсирующая муфта по патенту на изобретение RU 2622675 С2 (патентообладатель - ФГБОУ ВПО "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия", МПК: F16D 47/00, F16D 43/20, F16D 7/06, F16D 3/64, опубл. 19.06.2017), содержащая две полумуфты, крепящиеся к ведущей и ведомой осям. Компенсирующим элементом является пружина, корпус которой выполнен в виде полой цилиндрической обечайки, а в ее теле расположены ряды сквозных пазов прямоугольной формы, углы которых скруглены, а длинные стороны расположены параллельно плоскости основания корпуса. Ведомая полумуфта крепится к пружине посредством фланцевого соединения с помощью винтов, а ведущая - через подшипник и вал обжимной втулки. Между торцом компенсирующего элемента и ведущей полумуфтой установлены шарики, находящиеся в сферических гнездах, образованных в торце ведущей полумуфты и фланце компенсирующего элемента. Шарики расположены по окружности на равном расстоянии друг от друга. Глубины сферических гнезд в торце ведущей полумуфты превышают радиус шарика.The prior art safety compensating clutch according to the patent for the invention RU 2622675 C2 (patent holder - FGBOU VPO "North Caucasian State Humanitarian and Technological Academy", IPC: F16D 47/00, F16D 43/20, F16D 7/06, F16D 3/ 64, published on 06/19/2017), containing two coupling halves attached to the driving and driven axles. The compensating element is a spring, the body of which is made in the form of a hollow cylindrical shell, and in its body there are rows of rectangular through grooves, the corners of which are rounded, and the long sides are parallel to the plane of the body base. The driven half-coupling is attached to the spring by means of a flange connection with screws, and the leading one - through the bearing and the shaft of the compression sleeve. Between the end face of the compensating element and the leading coupling half, balls are installed, which are in spherical seats formed in the end face of the leading half coupling and the flange of the compensating element. The balls are arranged in a circle at an equal distance from each other. The depths of the spherical sockets at the end face of the leading coupling half exceed the radius of the ball.
Известна также шариковая предохранительная муфта по авторскому свидетельству на изобретение SU 1303768 А1 (правообладатель - Хрисанов М.И., Нагорняк С.Г., Полищук В.А., МПК: F16D 43/20, F16D 7/06, опубл. 15.04.1987). Муфта содержит ведущую полумуфту и ведомую полумуфту, выполненную в виде обоймы с шариками, подпружиненными в направлении к ведущей полумуфте. Ведущая полумуфта выполнена в виде установленной на ведущем валу с возможностью осевого перемещения центральной шестерни, находящейся в постоянном кинематическом зацеплении с сателлитами, оси которых жестко соединены с нажимным диском, имеющем на своем торце со стороны обоймы равномерно расположенные по окружности гнезда для шариков. Нажимной диск установлен с возможностью вращения относительно обоймы, периферийная часть которой охватывается подвижной в осевом направлении гильзой с зубьями на внутренней стороне, предназначенными для взаимодействия с зубьями сателлитов.A ball safety clutch is also known according to the author's certificate for the invention SU 1303768 A1 (copyright holder - Khrisanov M.I., Nagornyak S.G., Polishchuk V.A., IPC: F16D 43/20, F16D 7/06, publ. 15.04. 1987). The clutch contains a driving half-clutch and a driven half-clutch made in the form of a cage with balls spring-loaded towards the leading half-clutch. The driving half-coupling is made in the form of a central gear mounted on the drive shaft with the possibility of axial movement, which is in constant kinematic engagement with satellites, the axes of which are rigidly connected to the pressure disk, which has on its end face from the side of the cage evenly spaced around the circumference of the socket for balls. The pressure disk is mounted for rotation relative to the cage, the peripheral part of which is covered by an axially movable sleeve with teeth on the inner side designed to interact with the teeth of the satellites.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является предохранительная шариковая муфта по авторскому свидетельству на изобретение SU 821804 А1 (правообладатель - Предприятие п/я А-7495, МПК: F16D 7/06, опубл. 15.04.1981), содержащая две полумуфты: ведущую с поворотными втулками, имеющими углубления, и ведомую, в отверстия которой установлены тела качения, поджатые регулируемыми пружинами и помещенные в углублениях, ось которых наклонена под углом к оси поворотных втулок. Углубления в поворотных втулках выполнены коническими, а регулируемые пружины установлены в отверстиях ведомой полумуфты.The closest analogue of the claimed invention is a safety ball clutch according to the author's certificate for the invention SU 821804 A1 (copyright holder - Enterprise mailbox A-7495, IPC:
Общим недостатком известных устройств является их низкая надежность, обусловленная возможностью преждевременного срабатывания.A common disadvantage of the known devices is their low reliability due to the possibility of premature operation.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является предотвращение преждевременного срабатывания предохранительной муфты, повышение точности ее срабатывания и уменьшение времени восстановления ее работоспособности после срабатывания.The task to be solved by the claimed invention is to prevent premature operation of the safety clutch, increase the accuracy of its operation and reduce the recovery time of its performance after operation.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности муфты за счет предотвращения преждевременного срабатывания и уменьшения времени восстановления ее работоспособности после срабатывания.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the clutch by preventing premature operation and reducing the recovery time of its performance after operation.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что предохранительная муфта содержит бугельный узел, состоящий из размещенных в корпусе ходовой втулки, на которой посредством опорных подшипников установлены верхняя и нижняя опоры, установленную в ответной части бугельного узла коронку, имеющую кольцевой паз с выполненными в нем по окружности сквозными отверстиями, в которых размещены подпружиненные шарики, прижатые крышкой, при этом ответная часть бугельного узла имеет выполненные в ней полусферические углубления для фиксации в них подпружиненных шариков, причем полусферические углубления выполнены с глубиной, меньшей значения радиуса подпружиненных шариков, а коронка выполнена с возможностью регулирования глубины установки крышки, определяющей значение сжатия пружин шариков в зависимости от предварительно заданной величины крутящего момента срабатывания предохранительной муфты.The specified technical result is achieved due to the fact that the safety clutch contains a yoke assembly, consisting of a running sleeve placed in the body, on which upper and lower supports are mounted by means of support bearings, a crown installed in the mating part of the yoke assembly, having an annular groove with circular grooves made in it. through holes in which spring-loaded balls are placed, pressed by the cover, while the mating part of the yoke assembly has hemispherical recesses made in it for fixing spring-loaded balls in them, moreover, the hemispherical recesses are made with a depth less than the value of the radius of the spring-loaded balls, and the crown is made with the possibility of regulation installation depth of the cover, which determines the value of compression of the springs of the balls, depending on the predetermined value of the torque of operation of the safety clutch.
Дополнительно, в частном случае осуществления изобретения, крышка выполнена в виде резьбового кольца, а на внутренней поверхности кольцевого паза коронки выполнена ответная резьба.Additionally, in a particular case of the invention, the cover is made in the form of a threaded ring, and a counter thread is made on the inner surface of the annular groove of the crown.
Дополнительно, крышка может быть установлена в коронке на регулируемой глубине с фиксацией.Additionally, the cap can be installed in the crown at an adjustable depth with locking.
Дополнительно, фиксация крышки в коронке может быть выполнена посредством винтового соединения.Additionally, fixation of the cover in the crown can be performed by means of a screw connection.
Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен общий вид предохранительной муфты в разрезе, на фиг. 2 - схема размещения шариков, на фиг. 3 - нагрузки, действующие на шарик в процессе работы бугельного узла.The essence of the claimed invention is illustrated by graphic materials, where in Fig. 1 shows a general view of the safety clutch in section, Fig. 2 - scheme of placement of balls, in Fig. 3 - loads acting on the ball during the operation of the drag assembly.
На чертежах использованы следующие обозначения:The following symbols are used in the drawings:
1 - корпус бугельного узла;1 - body of the yoke assembly;
2 - ходовая втулка;2 - running sleeve;
3 - опорный подшипник;3 - thrust bearing;
4 - верхняя опора;4 - upper support;
5 - нижняя опора;5 - lower support;
6 - коронка;6 - crown;
7 - кольцевой паз коронки;7 - annular groove of the crown;
8 - сквозные отверстия;8 - through holes;
9 - шарики;9 - balls;
10 - пружины;10 - springs;
11 - крышка;11 - cover;
12 - полусферические углубления.12 - hemispherical recesses.
Предохранительная муфта (фиг. 1) содержит бугельный узел, который имеет корпус 1, в котором установлена ходовая втулка 2, на которой посредством опорных подшипников 3 установлены верхняя 4 и нижняя 5 опоры.The safety clutch (Fig. 1) contains a yoke assembly, which has a
В ответной части бугельного узла, представляющей собой верхние торцы ходовой втулки 2 и верхней опоры 4, установлена коронка 6 (фиг. 2). Коронка 6 имеет кольцевой паз 7, в котором по окружности на равном удалении друг от друга выполнены сквозные отверстия 8. В сквозных отверстиях 8 кольцевого паза 7 коронки 6 установлены шарики 9 с пружинами 10, прижатые крышкой 11. Отверстия 8 кольцевого паза 7 коронки 6 сделаны таким образом, чтобы шарики 9 не выпадали из них при демонтаже коронки 6 из бугельного узла. Для надежной фиксации подпружиненных шариков 9 ответная часть бугельного узла имеет выполненные на верхнем торце ходовой втулки 5 глухие полусферические углубления 12. В указанные полусферические углубления 12 шарики 9 попадают при вращении бугельного узла. Выполнение углублений 12 на верхнем торце ходовой втулки 2 в форме полусфер с глубиной, меньшей значения радиуса подпружиненных шариков 9, обеспечивает, с одной стороны, более плотный контакт шариков 9 с поверхностью полусферического углубления 12, что снижает риск преждевременного срабатывания предохранительной муфты, и, с другой стороны, способствует облегчению выскальзывания шарика 9 из полусферического углубления 12 при величине крутящего момента, превышающей заданное нормативное значение, что в совокупности обеспечивает повышение надежности муфты.In the mating part of the yoke assembly, which is the upper ends of the
Коронка 6 выполнена с возможностью регулирования глубины установки крышки 11, определяющей значение сжатия пружин 10 шариков 9, в зависимости от предварительно заданной величины крутящего момента запорной арматуры, при которой происходит срабатывание предохранительной муфты. В преимущественном варианте реализации изобретения крышка 11 выполнена в виде резьбового кольца, а на внутренней поверхности кольцевого паза коронки выполнена ответная резьба. В зависимости от глубины вкручивания крышки 11 может быть реализована регулировка натяга пружин 10 и скорректирован момент срабатывания предохранительной муфты.The
Настройка предохранительной муфты на определенную величину крутящего момента ее срабатывания возможна путем установки пружин 10 и регулировки их сжатия завинчиванием крышки 11. Настройка может проводится на специальных стендах в условиях действующего производства. После настройки на определенную величину крутящего момента посредством установки крышки 11 в коронке 6 на регулируемой глубине может быть выполнена фиксация крышки 11 в коронке 6, при которой крышка 11 застопоривается посредством винтового соединения.Setting the safety clutch to a certain value of the torque of its operation is possible by installing the
Заявленная предохранительная муфта работает следующим образом.Declared safety clutch works as follows.
При работе бугельного узла на шарик 9 действуют две нагрузки (фиг. 3) - от коронки 6 действует сила F1, характеризующая передачу вращения от электропривода, и сила давления пружины F2. За счет использования полусферических углублений 12, поверхность которых плотно соприкасается с поверхностью шарика 9, и действия силы давления пружины F2, шарик 9 надежно зафиксирован в углублении 12.During the operation of the yoke assembly, two loads act on the ball 9 (Fig. 3) - from the
При превышении крутящего момента над нормативным значением шарик 9 будет давить на пружину 10, пружина 10 сожмется, и шарик 9 выйдет из зацепления и выскользнет из полусферического углубления 12. За счет того, что полусферическое углубление 12 перекрывает шарик 9 менее чем на 50%, поскольку глубина углубления 12 меньше радиуса шарика 9, для шарика 9 обеспечивается возможность выскальзывания из сквозного отверстия 8. В этот момент предохранительная муфта проскользнет. Далее шарик 9 попадет в следующее полусферическое углубление 12. При большом значении действующего крутящего момента процесс многократно повторится.If the torque exceeds the standard value, the
После того, как причина превышения крутящего момента будет устранена (например, будет устранено заклинивание рабочего органа шиберной задвижки), шарики 9 попадут в полусферические углубления 12 и заданная величина сжатия пружин 10 не даст выйти шарикам 9 из зацепления с полусферическим углублением 12. Таким образом, при устранении причины превышения крутящего момента муфта будет работать в штатном режиме, и введение запорной арматуры (шиберной задвижки) в эксплуатацию будет возможно сразу после устранения причины превышения крутящего момента.After the cause of the excess torque is eliminated (for example, the jamming of the working body of the sliding gate valve is eliminated), the
ПримерExample
Для обеспечения оптимального функционирования бугельного узла в зависимости от необходимого порога срабатывания по курящему моменту можно воспользоваться следующими расчетами для определения необходимых параметров пружин шариков.To ensure optimal functioning of the yoke assembly, depending on the required threshold for the smoking moment, you can use the following calculations to determine the required parameters of the ball springs.
Суммарная сила пружин в бугельном узле:The total force of the springs in the yoke assembly:
Рпр=P⋅[tg(β+ϕ+χ)],Р pr =P⋅[tg(β+ϕ+χ)],
где P - окружная сила;where P - circumferential force;
β - угол конуса полусферического углубления шарика;β is the cone angle of the hemispherical recess of the ball;
ϕ - угол трения шарика и полусферических углублений;ϕ - friction angle of the ball and hemispherical recesses;
χ - угол трения шарика и коронки.χ is the friction angle of the ball and crown.
При этом окружная сила определяется по следующей формуле:In this case, the circumferential force is determined by the following formula:
P=2⋅Mmax/D0,P=2⋅M max /D 0 ,
где Mmax - момент предохранения, Н*м;where M max is the moment of protection, N*m;
D0 - диаметр центров шариков и пружин, м.D 0 - diameter of the centers of balls and springs, m.
Если принять соотношение глубины полусферического углубления (h) равной половине радиуса шарика (R) (фиг. 4), то угол конуса полусферического углубления шарика β (на чертеже не показан) примет значение 45°, угол трения шарика и полусферических углублений φ (на чертеже не показан) - примерно 8,5°, угол трения шарика и коронки χ (на чертеже не показан) - 6°.If we take the ratio of the depth of the hemispherical recess (h) equal to half the radius of the ball (R) (Fig. 4), then the cone angle of the hemispherical recess of the ball β (not shown in the drawing) will take the value 45 °, the friction angle of the ball and hemispherical recesses φ (in the drawing not shown) - about 8.5°, the friction angle of the ball and crown χ (not shown) - 6°.
При диаметре центров пружин равном D0=0,3 м, и количестве используемых в бугельном узле пружин - 10 шт., для работы муфты для предохранения от крутящего момента в 4000 Н*м подойдут пружины серии 1086-0829 ГОСТ 18793-80, диаметром 25 мм и длиной 47,3 мм. Для предохранения от крутящего момента в 10000 Н*м подойдут пружины серии 1086-0876 ГОСТ 18793-80 диаметром 28 мм и длиной 43 мм.With a diameter of spring centers equal to D 0 \u003d 0.3 m, and the number of springs used in the yoke assembly is 10 pcs. 25 mm and 47.3 mm long. To protect against a torque of 10,000 N * m, springs of the 1086-0876 GOST 18793-80 series with a diameter of 28 mm and a length of 43 mm are suitable.
На основе аналогичных расчетов можно определить требуемые параметры пружин при иных соотношениях величин глубины полусферического углубления и радиуса шарика в соответствии с заявленным изобретением таким образом, чтобы в целом конструкция имела приемлемые размеры для бугельного узла.Based on similar calculations, it is possible to determine the required parameters of the springs with other ratios of the depth of the hemispherical recess and the radius of the ball in accordance with the claimed invention in such a way that, in general, the design has acceptable dimensions for the yoke assembly.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021131667A RU2765893C1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Safety clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021131667A RU2765893C1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Safety clutch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765893C1 true RU2765893C1 (en) | 2022-02-04 |
Family
ID=80214679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021131667A RU2765893C1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Safety clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765893C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU183547A1 (en) * | Н. И. Смирнов , С. И. Смирнов | CAM CLUTCH CLUTCH | ||
SU821804A1 (en) * | 1979-06-14 | 1981-04-15 | Предприятие П/Я А-7495 | Safety ball-type coupling |
US4371354A (en) * | 1980-12-29 | 1983-02-01 | Titan Tool Co. | Controlled-torque apparatus |
SU1303768A1 (en) * | 1985-02-28 | 1987-04-15 | М.И. Хрисанов, С.Г. Нагорн к и В.А. Полищук | Ball slip clutch |
RU2622675C2 (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия" | Protecting compensation coupling |
RU173549U1 (en) * | 2017-03-01 | 2017-08-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | SAFETY CLUTCH WITH DESTRUCTIVE ELEMENTS |
-
2021
- 2021-10-27 RU RU2021131667A patent/RU2765893C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU183547A1 (en) * | Н. И. Смирнов , С. И. Смирнов | CAM CLUTCH CLUTCH | ||
SU821804A1 (en) * | 1979-06-14 | 1981-04-15 | Предприятие П/Я А-7495 | Safety ball-type coupling |
US4371354A (en) * | 1980-12-29 | 1983-02-01 | Titan Tool Co. | Controlled-torque apparatus |
SU1303768A1 (en) * | 1985-02-28 | 1987-04-15 | М.И. Хрисанов, С.Г. Нагорн к и В.А. Полищук | Ball slip clutch |
RU2622675C2 (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказская государственная гуманитарно-технологическая академия" | Protecting compensation coupling |
RU173549U1 (en) * | 2017-03-01 | 2017-08-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | SAFETY CLUTCH WITH DESTRUCTIVE ELEMENTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2532434T3 (en) | Stub nut | |
US8161849B2 (en) | Torque limiter | |
US20130225301A1 (en) | Torque limiter | |
US4637502A (en) | Overload release mechanism for torque couplings | |
CN102425616B (en) | Safety shaft coupling | |
EP2423520B1 (en) | Aircraft bearing assembly | |
CA2565903A1 (en) | Taper lock bearing assembly | |
US3849015A (en) | Symmetrical hub-to-shaft connection | |
RU2765893C1 (en) | Safety clutch | |
KR102474527B1 (en) | Cages and bearings used to keep rolling elements parallel | |
CN209654464U (en) | A kind of antioverloading shaft coupling | |
EP2831434B1 (en) | Spherical bearing comprising a support | |
US3831401A (en) | Slip clutch for outboard motor | |
US6425837B1 (en) | Power transmission | |
US20140309040A1 (en) | Torque Limiter With Improved Lubrication | |
JP2004034157A (en) | Roll assembly of rolling mill | |
CA2934355C (en) | Locking nut with a directional coupling mechanism | |
US20140162796A1 (en) | Inner Race and Boot Sleeve | |
RU2622675C2 (en) | Protecting compensation coupling | |
CN109973535A (en) | A kind of torque overload automatic clutch protection diaphragm coupling | |
JP6182709B2 (en) | Axial force-induced torque transmission device | |
RU2331803C1 (en) | Safety clutch | |
SU821804A1 (en) | Safety ball-type coupling | |
JP2001132824A5 (en) | ||
SU991079A1 (en) | Safety clutch |