Предохранительная фрикционная муфта

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Шишкарев Михаил Павлович(57) Использование: в устройствах для передачивращающих моментов ограниченной величиныСущность изобретения: соосно установленные навалу 1 полумуфты 2 и 3 имеют конусные участки,между которыми установлен прикрепленный к полумуфте 3 фрикционный элемент 5, выполненный в 09) ЗЖ 01) 2003875 СХ(51) 5 Р Хб В 7 62 форме усеченного конуса Поджатие полумуфт одна к другой осуществляется нажимной пружиной 6 с переменной осевой жесткостью, возрастающей по мере сжатия пружины При износе фрикционного элемента 5 полумуфта перемещается влево под действием нажимной пружины 6 Одновременно с этим возрастает величина среднего радиуса трения фрикционной пары, благодаря чему осуществляется компенсация. уменьшения сипы сжатия нажимной пружины 6 и стабилизация предельного крутящего момента, передаваемого муфтой, 2 ил,Изобре.ение Относится к машиностро. ению, а именно к устройствам для передачи вращающих моментов Ограниченной величины,Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая соосные полу- муфты, поджатые Одна к другой пружиной через фрикционное кольцо конической формы, взаимодействующее с Ответными коническими участками полумуфт.Недостаток муфты заключается в нестабильности предельного крутящего момента в условиях износа фрикционньа пар,Цель изобретения - улучшение эксплуатационных свойств муфты путем повышения точности срабатывания муфты в условиях износа фрикционных пар.Это достигается тем, что в предохранительной фрикционной муфте, содержащей две поджатые одна к другой посредством нажимной пружины соосные полумуфты, первая из которых выполнена с наружным конусным участком и установлена с возможностьа Осевого перемещения, вторая выполнена с ответным внутренним конусным участком и установлена с Возг 40 жностьО вращения относительно первой полумуфты, и фрикционный элемент ь форме, сеченного конуса, Обращенного вершиной а сторону вершин конусных участков полумуфт, разме 1 ценый между конусны 4 и участкаг 4 и О" лумуфт, послед ий закреплен на конусном участк 8 Второй ГОлмуфты, ОснОВания ф)ик" ционного элемента выполнень; а форме усеченных конусоВ, Обращенных Вершинами а сторону, гротивоположнуо Вершинам конусных участков полумуфт, при этом нажимная пружина Выполнена с переменной осевой жесткостью, определяемой соотношенисм:(ср+ ГсазаГде Гл - ПервоиаЧВЛЬНая СИЛа Сжатмя На-.ЖИГ 4 НОЙ Пру(ИНЫ; Йср - СрЕДНИй раДИуС Трения фрикционной пары при отсутствии износа фрикционного элемента; д - величина износа фрикционного элемента В направ лении, перпендикулярном образующей хонусного участка второй пОлумуфты; Й угол наклона образующей конусного участка полумуфты.На фиг.Изображена предохранительная фрикционная муфта, принципиальная схема; на фиг,2 - расчетная схема муфты.Предохранительная фрикционная муфта содержит установленные соосно друг другу на валуполумуфты 2 и 3. Полумуфта 2 вьшолнена с наружньп 4 конусным участком, полугчуфта 3 - с ответным внутреннимконусным участком, Полумуфта 2 связана сВаломпосредством направляющей шпонгки 4 и имеет возможность осевого перемещения, полумуфта 3 установлена на валу 1 сьозможностью вращ 8 ния относит 8 льно полумуфты 2.Фрикционный элемент 5 выполнен В10 форме усеченного конуса, обращенноговершиной в сторону вершин конусных участков полумуфт 2 и 3, и закреплен на конусном участке полумуфты 3, Материаломфрикционного элемента 5 может служить"5 феродо, металлокегамика и др,Полумуфта 2 поджата к полумуфте 3 нажимной пружиной б, усилие сжатия которойможет быть отрегулировано при помощи регулировочного элемента 7, Пружина 6 выИ полнена с переменной осевой жесткостью,возрастающей по мере ее сжатия,Муфта работает следующим образом.Нажимная пружина б, поджимая полумуфты2 и 3 одна к другой, обеспечивает силовое2замыкание муфты, благодаря чему на фрикционных поверхностях возбуждается силатрения, за счет которой передается крутяший момент 0 г одной полумуфты к другоЙ,При изосе фрикционного элег 4 ента 530 изОс конусного учасгка полумуфты 2, Выполненного из закаленной стали или чугуна,п,)аВбсре;(и 4 о мал) и;)лумуфта 2 переме(ца 8 Гся Влево под действием нажиг 4 ной Г 1)укл"ны б, что сопровокдае)ся уменьшением ее35 силы сезтия и увсличе 1 ием сг)ВДФ 8 ГО ради"уса трения фрикционной пары 2 - 5. Вследствие этого гредельный крутяший моментмуфты сохраняется гОстоянньм,Для установления соотношения между) параметрами элементов муфты, обеспечивающего постоянство предельного крутящего момента при износе фрикционногоЗле(ета 5, Воспо 1 ьзуе 4 ся расчетной схемой, изображснной на фиг,2, Согласно дан 45 ной схег 48: ВС = о - износ фрикционногоэлемента 5 в направлении, перпендикулярном Образуещеконусной поверхности полумуфты 3; СД = хосевое перемещениеполумуфты 2, соответствующее износу д, а -"иО угол наклона образующей конусного участка полумуфт 2, 3 и фрикционного элемента5 Йср - сРВДний РВДиУС тРениЯ фРикционНЫХ ГВР ПРИ ОТСУТСТВИИ ИЗНОСВ; Г(ср - ТО ЖЕпри износе д,Предельный крутящий момент, передаваемый муфтой при отсутствии износа, раВВН2003875 Условие стабильности предельного крутящего момента муфты при износе фрикционной пары имеет вид:Тп = Тп, (7) 5 ПодСтаВИВ В раВЕНСтВО (7) ЗНаЧЕНИя Тп ЛТп соответственно из равенств (1) и (6) ирешив его относительно Е, получим; Рп з 1 п асоз а 10 РПолученное соотношение устанавливает необходимый закон изменения осевой жесткости пружлны 6 ь. зависимости от величины износа д фрикционной накладки 5, Б обеспечивающий постоянство величиныпредельного крутящего момента, передаваемого муфтой.Использование изобретения позволитповысить надежность срабатывания муфты 0 в условиях износа фрикционной пары,3) Формула изобретенияПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОН НАЯ МУФТАсодержащая две поджатые Одна к другой посредством нажимнОЙ пружины соосные полумуфты; первая из которых выполнена с наружным конусным участком и установлена с аозможностью осевого перемещения, вторая выполнена с ответнь,м внутренним конусным участком и установлена с возможностью вращения относительно первой полумуфты, и Фрикционный элемент в форме усеченного конуса, обращенного вершиной в сторону вершин конусных участков полумуфт, размещенный между конусными участками полумуфт, отличающаяся тем, что фрикционный элемент закреплен на конусном участке второй полумуфты, основания фрикционного элемента выполнены в форфрикцион оса фрикгде Гп - первоначальная сила сжатия нажимной пружины 6(при д=0), 1- коэффициент трения между фрикционными парами,При износе д пары трения сила сжатия пружины 6 составит:Рп" Рп - Ех, (2) где Е - Осевая жесткость пружины 6.Соответственно этому средний радиус трения фрикционных пар при износе д равен: ФЙср = Йср+ АВ,Из Ь АВС имеем:АВ - ВСсоз а= д соз аВеличина х найдется из Ь ВСЮ: х= - .дапа(5)Тогда предельный крутящий момент,передаваемый муфтой при износе д, равен,с учетом выражений (2), (3), (4) и (5);Рп Яср3залпа(56) Поляков В,С, и др, Справочник по муфтам, Л.: Машиностроение, 1979, с.27рисЛИ,22. ме усеченных конусов, Обращенных вершинами в сторону, противоположную вершинам конусных участков полумуфт, при этом нажимная прух;ина выполнена с переменной осевой жесткостио, определяемой соотношениемГпзЬа созаЙср + д созаГДЕ Рп - ПЕРВОНаЧаЛЪНаЯ СИЛа СжатИЯ Нажимной пружины;ВР - средний радиус тренияной пары при отсутствии изционного элемента;О - величина износа фрикционного элемента в направлении; перпендикулярном к образующей конусного участка второй полумуфты;а - угол наклона образующей конусногоучастка полумуфты.2003875. Составитель М.ШишкаревТехред М.Моргентал Корректор П.Гереш ктор Л.Народна Тираж Подписное ИПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/Б