Предохранительная фрикционная муфта

(57) Изобретемашиностроениройствам длякрутящего момнадежности ив условиях колтрения. Ведомс ведущей 1 ф3. На ведущейупорный Д 3, р ие относится к областв частности к устередачи предельного нта. Цель - повышение тыва 8, ков аботы муфть эффициента очности ребания коя 2 полумикционным1 полумуфазмещены юча уфта соединен диском (Д) те, имеющей втулка 13 иие и ного Фиг.1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ промежуточный Д 11, связанные ш ми 15. Нажимной Д 4 и внутренне кольцо подпружинены относитель межуточного Д 11, Шайба 8 конт рует с упорным Д посредством ф ционной накладки, а с кольцом посредством шариков 15. Втулка единена с ведущей 1 полумуфтой средством шпонки,Д 4, кольцо 6 Д 11 также связаны между собой ками. При стопорении ведомой 2 муфты шарики 15 выкатываются и вок, перемещая Д 11, При дальн взаимном движении полумуфт вык ются шарики 9, перемещая шайбу торая отводит Д 4. Работа шари 15 в режиме самоторможения искл возврат Д 11 в исходное положе тем самым колебание усилия сил замыкания. 1 з,п. ф-лы, 3 ил.1425375 5 10 15 20 25 30с 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам дляпередачи предельных моментов вращения, обеспечивающим защиту от перегрузок элементов привода машины.Целью изобретения является повышение надежности и точности работымуфты в условиях колебания коэффициента трения во фрикционных парах.На Фиг.1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Бна фиг.1.Предохранительная Фрикционная муфта содержит ведущую 1, имеющую упорный диск, и ведомую 2 полумуфты, которые соединены между собой при помощи фрикционного диска 3. Нажимной диск 4 ведущей полумуфты установлен свободно и соединен посредством направляющей шпонки 5 с внутренним кольцом 6. На торце этого кольца закреплена фрикционная накладка ,7, с помощью которой кольцо 6 взаимодействует с шайбой 8. Тела качения в виде шариков 9 размещены в про;фильных канавках, выполненных в шайбе 8 и упорном диске ведущей полумуфты, который в данном примере выполнен за одно целое с самой полумуфтой. Нажимной диск 4 соединен при помощи направляющей шпонки 10 с промежуточным диском 11, свободно установ,ленным на ведущей полумуфте, Диски 4 и 11 имеют возможность только осевого перемещения друг относительно друга, На ведущей полумуфте при помощи шпонки 12 установлена втулка 13, имеющая возможность осевого перемещения при перемещении регулировочной гайки 14, взаимодействующей с резьбовым участком ведущей полумуфты. В промежуточном диске 11 и втулке 13 выполнены профильные канавки, в которых размещены тела качения в виде шариков 15, Тарельчатая пружина 16 размещена между промежуточным 11 и нажимным 4 дисками, а между кольцоЬ 6 и диском 11 размещена тарельчатая пружина 17.Шайба 8 имеет больший диаметр,чем кольцо 6,и участком своего торца шайба 8 может контактировать с выступом на диске 4 при выборе зазора, который имеется в случае работы муфты в режиме передачи момента.Нажимной диск 4 и шайба 8 выполнены из одинакового материала, также иэ одного материала выполнены Фрикционный диск 3 (или его фрикционный слой) и накладки 7, что обеспечивает равенство коэффициентов трения в паре диск 3 - диск 4 и в паре шайба 8 - накладка 7.Усилие сжатия пружины 16, создаваемое гайкой 14, передается на нажимной диск 4, благодаря чему осуществляется силовое замыкание муФ- ты. Начальное усилие пружины 16 выбирается таким, чтобы обеспечить передачу без пробуксовки номинального крутящего момента при расчетном значении коэффициента трения между дисками 3 и 4 и упорным диском 1.Начальное усилие сжатия пружины 17 выбирается так, чтобы при указан " ных условиях Фрикционная пара накладка 7 - шайба 8 передавала крутящий момент, равный крутящему моменту, передаваемому нажимным диском 4.Начальное усилие пружины 17 может превышать начальное усилие пружины 16. Так как на величину силы сцепления фрикционных пар оказывает влияние величина удельного давления,то предпочтительнее в обоих фрикционных узлах муфты для выравнивания сил сцепления использовать многодисковые фрикционные связи, в частности в паре 8-7, и подбор соответственно начального усилия пружины 17. МуФта работает следующим образом,При вращении ведущей полумуфты движение на ведомую полумуфту передается за счет сил трения в Фрикционных дисках этих полумуфт. Поскольку муфта (Фиг.1) имеет две поверхности трения (диск 3 один), то при работе муфт половина момента передается с ведущей полумуфты на диск 4 через шпонку 12, втулку 13, шарики 15, диск 11 и шпонку 10.Так как диск 4 вместе с диском 11 установлен свободна относительно ведущей полумуфты, то под действием момента сопротивления (момента стопорения), возникающего на ведомой полумуфте, начинающего, возникающего на ведомой полумуфте, нажимной диск 4 вместе с промежуточным диском 11 проворачивается на определенный угол относительно упорного диска в противоположном направлении. В результате этого шарики 15 перекатываются в канавках втулки 13 и диска 11 и перемещают диск 11 влево (Фиг.1),5375 45 50 3142 дополнительно сжимая пружины 16 и 17. Если в этот момент времени фактическая величина силы трения между дисками 3 и 4 равна расчетной, соответствующей передачи номинального крутящего момента, поворот диска 4 приводит одновременно к повороту шайбы 8 относительно упорного диска ведущей полумуфты, вследствие чего под действием шариков 9, перекатывающихся в своих канавках, шайба 8 перемещается вправо (фиг.1), что приводит к выбору зазора между шайбой 8 и диском 4. Вследствие этого на диск 4 со стороны шайбы 8 действует сила, направленная навстречу усилиям пружин 16 и 17, ослабляя нажатие на диск 3, что приводит к обеспечению более надежного и точного срабатывания муфты, Зазор между торцом шайбы 8 и выступом диска 4 выбирается таким, чтобы прирост усилия пружины 16 при его выборе бып минимальным. По мере износа фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 торец шайбы 8 или выступ диска 4 должны подшлифовываться для сохранения указан - ного зазора,При увеличении фактического значения коэффициента трения сверх расчетного, а следовательно, и увеличении силы трения работа муфты осу 5 10 15 20 2530 35 40 ществляется аналогично описанному,При уменьшении фактического значения коэффициента трения, а следовательно, и силы трения, ниже расчетного, муфта работает следующим образом.Нажимной диск 4 под действием внешних нагрузок со стороны диска 3 , поворачивается в соответствующем направлении вместе с диском 11 и кольцом 6 (с частичной пробуксовкой фрикционных поверхностей в начальный период), при этом шарики 15, перекатываясь в канавках, работают в режиме самозатягивания, Диск 11 под действием шариков 15 перемещается влево, при этом пружины 16 и 17 сжимаются, увеличивая силы трения между диском 3, диском 4 и упорным диском 1, а также между шайбой 8 и накладкой 7Вследствие того, что материалы пар трения имеют одинаковое значение коэффициента трения, самопроизвольное изменение этого коэффициента под действием внешних факторов носит одинаковый характер, поэтому момент сил трения, возникающий на фрикционных поверхностях элементов 7 и 8, в период работы муфты, соответствующий началу самозатягивания шариков 15, недостаточен для создания распорной силы на шариках 9, т,е, пропроисходит пробуксовка элементов 7 и 8В процессе самозатягивания шариков 15 нарастает усилие нажатия диска 4, вследствие чего повышается момент сил тренияОдновременно с этим повышается момент сил трения между элементами 7 и 8. По достижении момента трения на фрикционных поверхностях элементов 1, 3, 4,равного номинальному моменту муфты, момент сил трения элементов 7 и 8 достигает величины, обеспечивающей поворот шайбы 8 вместе с диском 4, а это приводит к перемещению шайбы 8 вправо и ее воздействию на диск 4. Усилие нажатия последнего уменьшается, муфта срабатывает.Для осуществления самозатягивания шариков 15 необходима выполнить условие, при котором тангенс угла наклона стенок профильных канавок к поверхности торца диска 11 и втулки 13 меньше коэффициента трения между дисками 3 и 4, или, иными словами, угол наклона стенок профильных канавок должен быть меньше угла трения элементов 3 и 4.При заклинивании шариков 15 диск 1, по окончании работы привода, остается в крайнем левом положении.Для этого возврата может быть использован кратковременный режим реверсивного вращения муфты либо принудительный поворот нажимного диска 4 в нужном направлении. Работа шариков 15 в режиме само- торможения исключает при срабатывании муфты возврат диска 11 в исходное положение и, тем самым, колебание усилия силового замыкания, повышает плавность и устойчивость работы муфты. Применение предлагаемой муфты позволяет повысить надежность и точность ее срабатывания, также может обеспечивать увеличение долговечности и использование ее в условиях значительных колебаний коэффициента трения без снижения номинальной нагрузочной способности.Тираж 784 КИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 35, Москва, ЖРаушскаяЗаказ 4753 32 Подписноеета.СССРрытийаб д, 4/5 130 1 раизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,5 1425375 6 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я упорным диском - посредством тел качения, расположенных в выполненных1Предохранительная фрикционная на смежных поверхностях профильных муфта,. содержащая соосно размещенканавках элементы механизма стабилиные ведомую и ведущую полумуфты, зации выполнены в виде установленных соединенные при помощи, фрикционного на ведущей полумуфте с возможностью днска, размещенного между нажимным осевого перемещения промежуточного и, упорным дисками, механизм стабили- ,диска и втулки, контактирующей с регуз ции передаваемогомомента, включаю О лировочной гайкой, нажимной дискй взаимодействующие через размещен- и кольцо подпружинены относин е в профильных канавках тела каче- тельно промежуточного диска, а кольн я элементы, а также регулировочную цо и промежуточный диск зафиксировагвйку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, ны от окружного смещения относительчто, с целью повышения надежности в 15 но нажимного диска, условиях колебания коэффициента тре. Муфта по п.1, о т л и ч а ю - ння во фрикционных парах, она снаб- щ а я с я тем, что элемент фрикцижна кольцом и шайбой, расположенны- онных пар муфты выполнен из материм соосно между нажимным диском и ве- ала с одинаковым коэффициентом тред щей полумуфтой, нажимной диск выпол- ния а пРофильные канавки промежун н с кольцевым уступом на его тор- точного диска и втулки выполнены с ц вой поверхности, шайба расположена углом наклона стенок канавки с плосс осевым зазором относительно дна ус- кости торца этих элементов, меньшимтпа и контактирует с кольцом о- . , угла тРения фрикционного диска и насредством фрикционной накладки, а с жимного диска.