Предохранительная фрикционная муфта

(ю) Кб ц) (51) 5 Г 16 О 7 92 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(46) 30.11.93 Бюп Йв 43-4476) Шишкарев Михаил Павлович(57) Сущность изобретения: ведущая 1 и ведомая2 полумуфты связаны фрикционным диском 3, зажатие которого осуществляется посредством пружины 5 сжатия через установленный с возможностью осевого и окружного перемещения относительно полуцуфты 1 нажимной диск 4. Шарики 7 размещены в гнездах переменнои глубины, выполненных в жестко закрепленном на полумуфте 1 упорном диске и нажимном диске 4, Подбором соответствующего сочетания материалов величины среднего коэффициента трения в парах упорный диск и фрикционный диск 3 выбраны неодинаковыми, причем коэффициент трения первой пары меньше. При передаче нагрузки в условиях изменения коэффициента трения муфта обеспечивает повышение точности срабатывания в более широком интервале изменения коэффициента трения, 2 ил.5 10 15 20 25 Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов ограниченной величины.Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая две полумуфты, связанные пакетом фрикционных дисков, сжатых нажимной пружиной (Ряховский О.А., Иванов С.С, Справочник по муфтам; Л.: Политехника, 1991, с, 302, рис, 6.12),, Муфта обладает низкой точностью срабатывания.Наиболее близкой к изобретению является предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, поджатым к жестко закрепленному.на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностью осевого и окружного перемещений относительно ведущей полумуфты нажимной диск посредством упругого элемента, и отжимной стабилизирующий узел, выполненный в виде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубины, выполненных в упорном и нажимном дисках. Недостатком известной муфты является ограниченная точность срабатывания.Цель изобретений - повышение точности срабатывания предохранительноЙ фрикциОннОЙ муфты. Это достигается тем, что и предохранительной фрикционной муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшеймере одйим фрикционным диском, поджатым посредством упругого элемен га к жестко закрепленному на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с возможностью осевого и окружного перемещения нажииной диск, и отжимной стабилизирующий узел в виде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубины, выполненных в упорном и йажимном дисках, величина отношения среднего коэффициента трения между упорным и фрикционнцм дисками к срадиему коэффициенту трения между нажимнцм и фрикциои дым дисками выбирается из соотношения. где г - радиус окружноси, на которой раслоложвны тела качения,и - число пар поверхностей трения Фрикционных дисков; р - , величина положительного отклонения среднего коэффициента трениямежду нажимным и фрикционным дисками;Вср. - средний радиус трения фрикционных дисков;а - угол между боковой поверхностью гнезда переменной глубины и осевой плоскостью, проходящей через центр тела качения,На фиг.1 изображена принципиальная схема предохранительной фрикционной муфты; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1,Предохранительная фрикционная муфта содержит соосные ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, Фрикционный диск 3, посредством которого Осуществляется связь между полумуфтами 1 и 2, зажат между упорным диском, жестко закрепленным на полумуфте 1, и нажимным диском 4, установленным с воэможностью осевого и окружного перемещения Относительно полумуфты 1. Прижатие фрикционных поверхностей друг к другу осуществляется посредством упруго- ГО элемента В Виде пружины 5 сжатия, усилие которой может быть отрегулировано регулировочным элементом б. Для уменьшения трения между нажимным диском 4 и пружинОЙ 5 установлен упорный подшипник качения.Отжимной стабилизиру 1 ощий узел состоит из тел качения В виде шариков 7, размещенных В гнездах переменной глубины (фиг.2), Выполненных В упорном и нажимном 4 дисках,Пары трения упооный диск - фрикцион- ныЙ диск 3 и нажимной диск 4 - фрикционный диск 3 Выполнены с различными сочетаниями материалОВ. Обеспечиваощими неодинаковые коэффициенты трения в указанных парах, Таковыми могут быть, например, пары порошковая металлическая обкладка - закаленная сталь (коэффициент трения 0,350,55) и чугун-сталь (коэффициент трения 0,150,18). Пары трения подбираются с таким учетом, чтОбы напраВление и Величина отклонения коэффициентов трения От среднего значения В парах под действием удельного давления, температуры, скорости приложения нагрузки и др. были примерно Одинаковыми,Предохранительная фрикционная муфта работает следуощим образом. При работс часть полного крутящего момента муфты передается на фрикционный диск 3 и ведомую полумуфту 2 От ведущей полумуфты 1 непосредственно упорным диском, Другая часть крутящего момента передается от УПОРного диСка на нажимной ДИСК 4 посредством шариков 7, Вследствие чего на них, (9) 0,875. 2 г1 г+я,19 аСравнивая получедим, что,и ),и 1 при 0ствует о том, чтоинтервале Ор 1 будетной точностью срабатИ 1". /4 с обычной точнбез отжимного узла. то 1 де Т 11 Т 2 крутящмые соответственнофрикционный дискфрикционный дискНо нные результаты виК1. Это свидетель- муфта-прототип в работать с повышенывания, а в интервалеостью, т,е. как муфта гда как предлагаемая Т 1 (Еп - Рр)асср. К 1,Т 2 = (Гп - Гр)асср, ф 1 - 1),возникает распорная сила, направленная противоположно силе сжатия пружины 5. Величина распорной силы определяется величиной крутящего момента, передаваемого нажимным диском 4. Действйе на нажимной диск 4 распорной силы приводит к уменьшению усилия прижатия фрикционных поверхностей дисков и к повышению точности срабатывания муфты,При самопроизвольном увеличении коэффициента трения между фрикционными парами муфты и постоянной нагрузке (Т = сопэт, Т - крутящий момент муфты) возрастает крутящий момент, передаваемый нарой упорный диск - фрикционный диск 3. Следовательно, уменьшается величина крутящего момента, передаваемого парой нажимной диск 4 - фрикционный диск 3, соответственно этому уменьшается и распорная сила на шариках 7. По достижении некоторой максимальной величины коэффициента трения момент трения пары упорный диск - фрикционный диск 3 станет равным Т и указанная пара будет передавать полный крутящий момент муфты, а распорная сила обратится в нуль.Поскольку муфта может сработать (при случайной перегрузке) в интервале изменения коэффициента трения 1,"Гмакс = 9 + и) (Г - средний коэффициент трения, р - положительное отклонение 1) точность срабатывания будет определяться величиной распорной силы, соответствующей текущему значению коэффициента трения.Для оценки влияния соотношения коэффициентов трения между указанными парами в данный период работы муфты на точность ее срабатывания примем 1 - средний коэффициент трения в паре нажимной диск 4 - фри кционный диск 3. Тогда средний коэффициент трения в паре упорный диск - фрикционный диск 3 будет равен: де К - коэффициент соотношения средникоэффициентов трения указанных пар.Можно записать: ие моменты, передаваепарами упорный диск - 3 и нажимной диск а -5 где Рп - сила сжатия пружины 5;Рр - распорная сила на шариках 7, соответствующая 1йср. - средний радиус трения фрикционных пар(принят одинаковым для обеих пар); Ю и - число пар поверхностей тренияфрикционных дисков;г - радиус окружности, на которой расположены шарики 7;гс - угол между боковой поверхностью 15 гнезда переменной глубины и осевой плоскостью, проходящей через центр шарика 7.Подставив(4) в(5), полученное значениеРр в(2), с учетом(3) и(4), находим выражение для определения полного крутящего момен та муфты: Крутящий момент, передаваемый паройупорный диск - фрикционный диск 3 при%чакс = Ц(1+,и), равен: где Гр = О, так как Т 2 = О.Поскольку при 1 макс полный крутящиймомент муфта передает указанной парой35 трения, имеем;Т- Т. (8)Подставив в (8) значения из (6) и (7),получаем; Принимая К=О,Ь, г=0,05 м,0,1 м, 1 = 0,3, 19 а= 1. получим: оответственно для муфты-прототипа:2 ООЗ 883 тервале О. р, следовательно, в интервале ,и 1 р обладает более высокой точностью срабатывания.Кроме того, заявленная муфта в интер вале О.р 1 будет иметь более высокую точность срабатывания в связи с тем, что К1 и нажимной диск 4 передает более высокий крутящий момент, чем в муфте-прототипе, поэтому распорная сила на шариках 7 будет 10 выше,Использование изобретения позволитповысить точность срабатывания муфты и уменьшить уровень крутильных колебаний в 15 период срабатывания. 20 Формула изобретенияПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, связанные по меньшей мере одним фрикционным диском, поджатым посредством упругого элемента к жестко закрепленному на ведущей полумуфте упорному диску через установленный с 3 О возможностью осевого и окружного перемещения нажимной диски отжимной стабилизирующий узел в виде тел качения, размещенных в гнездах переменной глубинывыполненных е упорном и накимном 35 дисках, отличающаяся тем, что величина отношения среднего коэффициента трения между упорным и фрикционными дисками выбирается из соотношения Составитель М.йишкэревТехредМ.Моргентал Кор ор Л.Ливрийц зкэз 3316 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гаг муфта будет работать с повышенной точностью срабатывания в интервале О р, т.е. обладает повышенной точностью в более широком интервале изменения коэффициента трения.Следовательно, присрабатывании в интервале ц.,и муфта-прототип в начальный период будет передавать крутящий момент, прямо пропорциональный коэффициенту трения, и лишь при последующем буксовании дисков крутящий момент уменьшится вследствие действия возникающей рэспорной силы. Поэтому момент срабатывания будет значительно выше момента буксования и зто приведет к возникновению больших крутильных колебаний в системе,Предлагаемая муфта обеспечивает срабатывание с повышенной точностью в ин(56)1. Поляков В.С., Барбаш И,Д. Муфты. Л.:Машиностроение, 1973, с, 286, рис. 204. К -и г+ (1+р)(и - 1)Ясртваяягде г - радиус окружноеи, на которой расположены тела качения;л - число пар поверхностей тренияфрикционных дисков;и -.величина положительного отклонения среднего коэффициента трения 1между нажимным и фрикционным дисками;Вр - средний радиус трения фрикционных дисков;а - угол между боовой поверхностьюгнезда переменной глубины и осевойплоскостью, проходящей через центртела качения,