SU1742550A1

SU1742550A1 - Safety clutch

Info

Publication number: SU1742550A1
Application number: SU894672040A
Authority: SU
Inventors: Абрам Ефроимович Кропп; Юрий Владимирович Янчевский; Михаил Игоревич Касаткин; Константин Витальевич Лапин
Original assignee: Ярославский политехнический институт
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1992-06-23

Abstract

Использование: дл предохранени от перегрузок и синхронизации фазы движени нескольких исполнительных механизмов . Сущность изобретени : ведуща К 4 444444S5 W X N полумуфта в виде ступицы 2 с дисками 3, 4 соединена шариками 8 с ведомой полумуфтой в виде зубчатого колеса 5. Последнее смонтировано на ступице 2 между дисками 3,4. Шарики 8 попарно расположены в сквозных отверсти х колеса 5 и пружинами 9 поджаты к лункам 10 на торцах дисков 3, 4.Кажда пара шариков расположена на разных орбитах. Диски 3,4 подпружинены к колесу 5 посредством фрикционных колец 6, При срабатывании муфты во врем перегрузки шарики 8 утапливаютс в отверсти х, а затем, вновь перемеща сь по своим орбитам , попадают в лунки 10. Чтобы шарики в лунки входили более плавно после сн ти перегрузки, снижают относительную скорость проскальзывани , дл чего служат фрикционные кольца 6, к которым прижаты диски 3,4. 2 ил. сл с vj J hO СЛ СЛ ОUse: for protection from overloads and synchronization of the motion phase of several actuators. SUMMARY OF THE INVENTION: The leading K 4 444444S5 W X N coupling half as hub 2 with the disks 3, 4 is connected by balls 8 to the driven half coupling as a toothed wheel 5. The latter is mounted on the hub 2 between the disks 3.4. The balls 8 are arranged in pairs in the through holes of the wheel 5 and the springs 9 are tucked into the holes 10 at the ends of the disks 3, 4. Each pair of balls is located on different orbits. The disks 3,4 are spring-loaded to the wheel 5 by means of friction rings 6. When the clutch is activated during overload, the balls 8 are sunk into the holes, and then, moving again in their orbits, fall into the holes 10. So that the balls enter the wells more smoothly after These overloads reduce the relative speed of slippage, for which the friction rings 6, to which the disks 3.4 are pressed, serve. 2 Il. sl с vj J hO СЛ СЛ О

Description

Изобретение относитс к машиностроению , предназначено дл предохранени от перегрузок и синхронизации фазы движени нескольких исполнительных механизмов и может быть использовано в лесопильных рамах, металлорежущих станках и других устройствах.The invention relates to mechanical engineering, is intended to protect against overloads and synchronize the phase of movement of several actuators and can be used in sawmill frames, machine tools and other devices.

Известна предохранительна муфта, содержаща ведущую и ведомую полумуфты , между которыми установлен р д подпружиненных фрикционных дисков.A known safety clutch comprising a driving and driven half coupling, between which a number of spring-loaded friction disks are mounted.

Известна предохранительна муфта, содержаща ведущий диск и нажимное звено , размещенный между ними и поджатый к ведущему диску ведомый фрикционный диск с осевыми отверсти ми, св занный с ведущим и нажимным дисками шариками, расположенными в отверсти х, причем нажимное звено состоит из двух дисков, один из которых выполнен с окном под шарики и подпружинен к ведущему диску через фрикционный диск, а шарики размещены между другим диском и ведущим диском без осевого зазора.A known safety clutch, comprising a driving disk and a pressure link, interposed between them and a driven friction disk with axial holes pressed against the drive disk, is connected to the drive and pressure disks by balls located in the holes, and the pressure link consists of two disks, one of which is made with a window under the balls and is spring-loaded to the drive disk through the friction disk, and the balls are placed between the other disk and the drive disk without an axial clearance.

Хот эти известные муфты и защищают приводные устройства от перегрузок, но при сн тии перегрузки (при возвращении муфты в режим передачи заданного крут щего момента) ведуща и ведома полумуфты могут устанавливатьс одна относительно другой в произвольном положении , т.е. под любым фазовым углом. Кроме того, при частной перегрузке такие муфты относительно быстро изнашиваютс .Although these known clutches protect the drive units from overloads, but when the overload is removed (when the clutch returns to the transmission mode of a given torque), the drive and driven coupling halves can be installed relative to each other in an arbitrary position, i.e. at any phase angle. In addition, in case of private overload, such clutches wear out relatively quickly.

Известна также предохранительна муфта, содержаща поджатые одна к другой две полумуфты с выполненными на разных радиальных рассто ни х от оси вращени муфты отверсти ми на одной из полумуфт и соосными этим отверсти м лунками под соединительные шарики на другой полумуфте.A safety clutch is also known, comprising two coupling halves pressed one against the other with holes at one of the coupling halves at different radial distances from the axis of rotation of the coupling and holes coaxial with holes for connecting balls at the other coupling half.

Эта известна муфта может обеспечить сохранение фазового угла движени (поворота ) ведущих и ведомых элементов муфты, но точность и, как следствие, надежность позиционировани ее полумуфт относительно одна другой очень низка, так как относительна скорость проскальзывани полумуфт при срабатывании (при перегрузках ) может достигать больших значений, и полумуфты могут установитьс в первоначальное (исходное) положение одна относи- тельно другой лишь через несколько оборотов ведущей полумуфты. Это приводит к снижению производительности машины , в которую встроена эта муфта, к падению КПД и возникновению дополнительных динамических нагрузок.This known clutch can maintain the phase angle of motion (rotation) of the leading and driven elements of the clutch, but the accuracy and, as a consequence, the reliability of positioning its coupling halves relative to one another is very low, since the relative speed of slip of the coupling halves can be large when triggered values and coupling halves can be set to the initial (initial) position one relative to another only through a few turns of the leading coupling half. This leads to a decrease in the performance of the machine into which this coupling is embedded, to a drop in efficiency and the appearance of additional dynamic loads.

Цель изобретени - повышение точности позиционировани полумуфт одна относительно другой путем снижени относительной скорости проскальзывани .The purpose of the invention is to improve the positioning accuracy of the coupling half relative to the other by reducing the relative speed of slip.

Поставленна цель достигаетс тем, что предохранительна муфта содержит поджатые одна к другой две полумуфты с выпол- ненными на разных радиальных рассто ни х от оси вращени муфты отверсти ми на одной из полумуфт и соосными этим отверсти м лунками под соединитель0 ные шарики на другой полумуфте, причем на обращенных один к другому торцах полумуфт закреплены фрикционные кольца, а соединительные шарики поджаты к лункам пружинами, размещенными в отверсти хThe goal is achieved by the fact that the safety coupling contains two coupling halves pressed one against the other, with holes made at different radial distances from the axis of rotation of the coupling at one of the coupling halves and holes coaxial with these holes for connecting balls at the other coupling half, friction rings are fixed on the butt ends of the coupling halves facing one another, and the connecting balls are pressed against the holes by springs located in the holes

5 полумуфт.5 coupling halves.

На фиг. 1 изображена предохранительна муфта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Предохранительна муфта содержит ведущий вал 1, на который неповоротно отно0 сительно него надета ступица 2 с неподвижно закрепленным на ней диском 3. На ступице 2 установлен также диск 4, который имеет возможность осевого перемещени вдоль ступицы. Ступица 2 с дисками 3 иFIG. 1 shows a safety clutch; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1. The safety clutch contains a drive shaft 1 on which a hub 2 is mounted with a disk 3 fixed on it with a disk 3. The hub 2 also has a disk 4, which can be axially moved along the hub. Hub 2 with discs 3 and

5 4 выполн ет функции ведущей полумуфты, между дисками 3 и 4 расположена ведома полумуфта, изготовленна в виде поворотно установленного на ступице 2 зубчатого колеса 5 с жестко закрепленными на его тор0 цах фрикционными кольцами 6. В зубчатом колесе 5 параллельно относительно оси вращени ведущего вала 1 выполнены, например , два продольных отверсти , каждое из которых расположено на разном рассто 5 нии от оси вращени вала. В каждое продольное отверстие помещен стакан 7 цилиндрической формы, в котором расположена пара подпружиненных враспор шариков 8 с помощью пружины 9. Кажда пара5 4 performs the functions of the driving half coupling, between the disks 3 and 4 there is a coupling half driven, made in the form of a gear wheel 5 mounted on the hub 2 with friction rings 6 fixed on its ends. In the gear wheel 5 parallel to the axis of rotation of the drive shaft 1 For example, two longitudinal apertures are made, each of which is located at a different distance from the axis of rotation of the shaft. In each longitudinal hole there is a cylindrical shaped glass 7 in which a pair of spring-loaded balls 8 are placed with the help of a spring 9. Each pair

0 шариков 8 входит в углублени , изготовленные в виде лунок 10 на торцах дисков 3 и 4, причем кажда пара лунок расположена на таком же радиальном рассто нии от оси вращени ведущего вала, что и соответству5 ющее продольное отверстие в колесе 5.0 balls 8 enter recesses made in the form of holes 10 at the ends of disks 3 and 4, each pair of holes being located at the same radial distance from the axis of rotation of the drive shaft as the corresponding longitudinal hole in the wheel 5.

Подвижный диск4 подпружинен пружиной 11, силу упругости которой можно регулировать с помощью упора 12. Зубчатое колесо 5 входит в зацепление с зубчатымThe movable disk 4 is spring-loaded spring 11, the force of elasticity of which can be adjusted using the stop 12. The gear wheel 5 is engaged with the gear

0 колесом 13, неподвижно установленным на ведомом валу (не показан).0 wheel 13, fixedly mounted on the driven shaft (not shown).

Муфта работает следующим образом. Движение с ведущего вала 1 поступает на ступицу 2 с установленными на нем дис5 ками 3 и 4. Далее как с помощью сил трени , возникающих от прижати дисков 3 и 4 к фрикционным кольцам 6, неподвижно смонтированным на торцах зубчатого колеса 5, так и с помощью сил, возникающих от взаимодействи подпружиненных шариков сThe clutch works as follows. Movement from the drive shaft 1 enters the hub 2 with mounted discs 3 and 4. Further, using both the friction forces arising from pressing the discs 3 and 4 to the friction rings 6 fixedly mounted on the ends of the gear wheel 5, and forces arising from the interaction of spring-loaded balls with

лунками дисков 3 и 4, движение передаетс на зубчатое колесо 5, а затем - на зубчатое колесо 13, св занное с ведомым валом.by the disc holes 3 and 4, the movement is transmitted to the gear wheel 5, and then to the gear wheel 13, which is connected with the driven shaft.

При превышении заданного номинального крут щего момента на ведомом валу, а следовательно и на зубчатом колесе 5, выполн ющем функции ведомой полумуфты, происходит проскальзывание (пробуксовывание ) дисков 3 и 4 относительно колеса 5, т.е. происходит предохранение исполнительного механизма от перегрузок, и муфта в данном случае выполн ет предохранительные функции.When the specified nominal torque is exceeded on the driven shaft, and therefore on the gear wheel 5, which performs the function of the driven half coupling, slippage (slipping) of the disks 3 and 4 relative to the wheel 5 occurs, i.e. the actuator is protected against overloads, and the coupling in this case performs safety functions.

После окончани воздействи перегрузки ведущие диски 3 и 4 перестают проскальзывать относительно колеса 5, и предлагаема муфта начинает передавать номинальный крут щий момент. Причем диски 3 и 4 относительно колеса 5 займут прежнее положение, т.е. их относительный угол поворота (дисков и колеса) при проскальзывании составит величину, кратную 360°. Это объ сн етс тем, что кажда соответствующа пара лунок на торцах дисков 3 и 4 имеет свой, отличный от других пар лунок, радиус, определ ющий ее положение относительно центра вращени ведущего вала 1, поэтому кажда пара шариков может входить только в одну и ту же пару лунок.Еси же шарики не вошли в свои лунки, моментAfter the termination of the overload effect, the driving discs 3 and 4 cease to slip with respect to the wheel 5, and the proposed clutch begins to transmit the nominal torque. Moreover, disks 3 and 4 with respect to wheel 5 will occupy the same position, i.e. their relative angle of rotation (discs and wheels) during slippage will be a multiple of 360 °. This is due to the fact that each corresponding pair of holes on the ends of the disks 3 and 4 has its own, different from other pairs of holes, radius, which determines its position relative to the center of rotation of the drive shaft 1, therefore each pair of balls can enter only one and the same same pair of holes. If the balls did not enter their wells, moment

передаваемый фрикционной частью муфты, меньше номинального. Значит предлагаема муфта выполн ет еще и функции синхронизации фазы движени ведущего и ведомого валов.transmitted by the friction part of the coupling, less than the nominal. Therefore, the proposed clutch also performs the functions of synchronizing the phase of motion of the drive and driven shafts.

Чтобы шарики в лунки входили более плавно после сн ти перегрузки, дл этого необходимо снизить относительную скорость проскальзывани , дл чего и служат фрикционные кольца 6, к которым прижаты диски 3 и 4 с помощью пружины 11. Силы трени , возникающие между дисками и кольцами, берут на себ часть номинального крут щего момента. Остальна часть крут щего момента передаетс с помощью силIn order for the balls to enter the wells more smoothly after the removal of the overload, for this it is necessary to reduce the relative speed of slippage, for which the friction rings 6 are used, against which the disks 3 and 4 are pressed using the spring 11. The friction forces arising between the disks and the rings take on the part of the nominal torque. The rest of the torque is transmitted by force.

от подпружиненных шариков в лунках, причем соотношение между этими част ми момента можно регулировать с помощью изменени силы упругости пружины 11 посредством перемещени упора 12. Необходимо , чтобы сила подпружиненных шариков была несколько больше силы трени от фрикционных колец, но в сумме эти силы должны обеспечить передачу заданногоfrom the spring-loaded balls in the wells, and the ratio between these parts of the moment can be adjusted by changing the elastic force of the spring 11 by moving the stop 12. It is necessary that the force of the spring-loaded balls be somewhat greater than the force of friction from the friction rings, but in total these forces must ensure transmission given

крут щего момента с учетом допустимой перегрузки .torque taking into account the permissible overload.

Наличие одновременно двух элементов (фрикционных колец и шариков), создающих силы, идущие на передачу заданногоThe presence of two elements at the same time (friction rings and balls), creating forces that go to transfer the specified

крут щего момента, приводит к существенному уменьшению износа фрикционных элементов, а также к повышению точности и надежности позиционировани полумуфт одна относительно другой после срабатывани .torque, leads to a significant decrease in the wear of the friction elements, as well as to an increase in the accuracy and reliability of positioning the coupling halves, one relative to the other after the operation.

В случае, если фазовый угол синхронизации полу муфт должен быть меньше 360° в целое число раз, то количество пар подпружиненных шариков, расположенных на одном радиусе (одной дорожке), может быть равно этому целому числу, т.е. фаза движени тогда равна 360°/п, где п - целое число.If the phase synchronization angle of the floor of the couplings must be less than 360 ° a whole number of times, then the number of pairs of spring-loaded balls located on the same radius (one track) may be equal to this integer, i.e. the motion phase is then 360 ° / n, where n is an integer.

Claims

Invention Formula

A safety clutch containing two coupling halves pressed one against the other with holes made at different radial distances from the axis on one of the coupling halves and holes coaxial with the holes for connecting balls on the other coupling half, in order to improve positioning accuracy half coupling one relative to another by reducing the relative speed of slippage, it is equipped with friction rings mounted on one end of the coupling halves facing one another and springs, and the connecting balls are pressed wells springs

placed in the holes of the coupling half.

1