Предохранительная муфта

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗ Р 1) 5042565/27(76) йишкарев Михаил Павлович(57) Использование: в области машиностроения для передачи крутящего момента при высокой нагрузочной способности и плавность работы муфты.Сущность изобретения: ведущая 3 и ведомая 4 попумуфтц установлены на цилиндрическом валу 1 и . подпружиненц одна к другой посредством пружины 5 переменной жесткости Правым концом пружина 5 опирается нз диск 9, к которому прикреплен пою) КС (11) 2003885 С 1(Я)5 г 1 ь 07 м стоянный магнит 10, Постоянный магнит 6 закреплен на валу 1, а магнит 7 - на диске 8, закрепленном на валу Постоянные магниты 6 и 10 обращены один к другому полюсами одноименной полярности, а магниты 7 и 10 - полюсами разноименной полярнопи. При наступлении перегрузки полумуфты 3 смещаются вправо, при.этом пружина 5, воздействуя на диск 9, перемещает его вместе с магнитом 10 в направлении магнита 6, поэтому срабатывание муфты не сопровождается увеличением силы сжатия пружины 5. Отсутствие действия магнитных сил на полумуфту 3 позволяет повысить нагрузочную способность муфтц. 1 зл.ф-лц, 1 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачикрутящих моментов ограниченной величины.Известна предохранительная муфта, 5содержащая размещенные на общем цилиндрическом элементе подвижную в окружном направлении ведомую полумуфту иподпружиненную в осевом направлении ведущую полумуфту, связанные посредством 10профильных кулачков, узел регулированияусилия пружины и выполненные в виде втулок постоянные магниты, обращенные другк другу разноименнь 1 ми полюсами (авт, св,СССР й. 1434170, кл. Р 16 0 7/04, 1986), 15Недостатком муфты является невысокая надежность в работе,Наиболее близкой к изобретени 1 о является предохранительная муфта, содержащаяразмещенные на общем цилиндрическом 20элементе подвижную в окружном направлении ведомую палумуфту и пОдпружиненнуюв осевом направлении ведущую полумуфту,связанные посредствам профильных кулачков, узел регулирования усилия пружины и 25выполненные в виде втулок постоянньемагниты, обращенные друг к другу разноименными полюсамипри этом один из магнитов закреплен на противоположном аткулачков торце ведущей полумуфты, а другой магнит уСтановлен с возможностью регулировочнога перемещения 1),Недостатка,;и известной муфты являются ограниченная нагрузочная способность вследствие действия магнитных сил 35магнитов и невысокая плавность выключения ори срабатываниях. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и плавности работы 40муфты.Это достигается тем, чта в предохранительной муфте, содержащей размещенныена.общем цилиндрическом элементе подвижную в окружном направлении ведомую 45полумуфту и подпружиненную в осевом направлении ведущую палумуфту, связанныепосредством профильных кулачков, выпалнейные в вида втулок постоянные магниты,первый из которых установлен с возможностью регулировочного перемещения, второй - с возможностью осевого.перемещения между пружиной и первыммагнитом и взаимодействия с установленной с возможностью регулировочного перемещения между ведущей полумуфтой ивторым магнитом упорной шайбой, приэтом магниты расположены один к другомуодноименными полюсами, а пружина выполнена переменной жесткости,Кроме того, упорная шайба выполнена в виде постоянного магнита, абращеннога ка второму магниту разноименным полюсом.На чертеже изображена принципиальная схема предохранительной муфты,Предохранительная муфта содержит цилиндрический вал 1, на котором посредством направляющей шпанки 2 смонтирована подвижная в осевом направлении ведущая полумуфта 3. Ведомая полумуфта 4 установлена подвижно в окружном направ.лении, Палумуфты 3 и 4 связаны посредством кулачков треугольного, трапециевидного или винтового профиля,Полумуфта 3 поджата к палумуфте 4 пруминай 5, выполненной с переменной жесткостью,На валу 1 установлен с возможностью регулировачного перемещения постоянный магнит 6, выполнснный в виде втулки.Упорная шайба 7 в виде постоянного магнита закреплена.на диске 8; установленном на валу 1 с вазможностью регулировочного перемещения между полумуфтой 3 и закрепленным на диске 9 постоянным магнитом 10 в виде втулки, Правым концом пружина 5 опирается на диск 9. Постоянные магниты 6 и 10 обращены адин к другому одноименными пол 1 осами, магниты 7 и 10 - разноименными полюсами,Ууфта работает следующим образом, При передаче номинального крутящего момента осевая реакция на кулачках полумуфты 3 уравновешивается силой наужины 5 и силой трения в шпоночном соединении. В свою очередь, сила пружины уравновешивается силой магнитного взаимодействия между магнитами 7 и 10, при этом положение магнитов 7 и 10 может быть отрегулирована таким обоазом, арабы меду ними существовал воздушный зазор,Уравнение равновесия магнита 10 и, следовательно, правого конца пружины 5 при передаче номинального крутящего момента имеет следующий вид:п- Гм, 1) гдс гл - сила сжатия пружины 5;Р - сила взаимодействия междумагнитами 7 и 10 сила притягивания).Сила взаимодействия между магнитами 6 и 10 в указанный период времени незначительна и в равенстве 1) не отражена. что обеспечивает я подбором параметров магнитов и первоначального расстояния между ними,При наступлении перегрузки возрастающая осевая реакция на кулачках полумуфты 3 приводит к перемещению последней вправо, Это сопровождается сжатием пру 2003885жины 5 и нарушением равновесия магнита 10. При этом левая часть уравнения (1) превысит правую часть, в соответствии с чем магнит 10 с диском 9 переместится вправо под воздействием возрастающей силы пружины; Это приводит к увеличению силы отталкивания между магнитами 6 и 10, а также к уменьшению силы притягивания между магнитами 7 и 10, причем изменение указанных сил происходит обратно пропорционально квадрату расстояния между полюсами магнитов,Таким образом, с одной стороны, перемеьцение вправо полумуфты 3 при срабатывании приводит к увеличению сжатия пружины 5. с другой стороны, перемещение -правого конца пружины способствует уменьшению ее сжатия. Поэтому срабатывание муфты не сопровождается увеличением сжатия пружины 5, причем ее усилие в 20 магмени; 35 ка 9,процессе выхода иэ зацепления кулачков полумуфт 3 и 4 уменьшается, что не требует дополнительного усилия на кулачках и повышает точность срабатывания муфты.Для периода времени, соответствующего моменту вь 1 хода кулачков полумуфт 3 и 4 из зацепления друг с другом, когда диск 9 с магнитом 10 занимают крайнее правое положение, уравнение равновесия магнита 10 с диском 9 имеет вид;Еч = Ем 1 + Ем 2 - Еи, (2)Фгде Еп - сила сжатия пружины 5 в указанный период времени;Еы - сила взаимодействия между нитами 6 и 10 в указанный период вреЕи - сила инерции движения дис магнита 10 и пружины 5;Ем 2 - сила взаимодействия между магнитами 6 и 10 в указанный период времени.При повторном сцеплении кулачков полумуфт 3 и 4 полумуфта 3 перемещается влево под действием силы пружины 5, что приводит к уменьшению Еп. В результате этого равновесие диска 9 с магнитом 10 нарушается, причем правая часть уравнения (2) превысит левую (в этот момент времени Еи = О) и диск 9 с магнитом 10 переместятся влево под действием силы Еу 1, Указанное перемещение сопровождается уменьшением Еч 1 и возрастанием Е 2 .Силовая характеристика пружины 5 должна обеспечивать изменение силы ее сжатия, адекватное изменению силы взаимодействия между магнитами 7 и 10, Для установления закономерности изменения осевой жесткости пружины 5 запишем уравнение равновесия диска 9 с магнитом 10 (без учета силы взаимодействия между магнитами б и 10) при произвольном осевом положении последних и начальном условии:(5)- Х (6)При повторном сцеплении кулачков полумуфт 3 и 4 диск 9 с магнитом 10 занимают промежуточное осевое положение, при котором сила сжатия пружины 5 уравновешивается суммарной силой взаимодействия магнитов 6 и 10, 7 и 10, Параметры магнита б и его осевое перемещение на валу 1 выбираются такими, чтобы сила взаимодействия между магнитами б и 10 была незначительна при Еп = Ео, тогда повторное срабатывание муфты(процесс расцепления кулачков полу- муфт 3 и 4) происходи при начальном усилии пружины Епо = 3.5 кг, что резко уменьшает динамические нагрузки и износ кулачков,После остановки вращейия муфты пер.воначальная сила сжатия пружины 5 устанавливается перемещением влево диска 9 с магнитом 10 на необходимое для настройки расстояние, которое может контролироваться, например. при помощи отградуированной в единицах крутящего момента шкалы, нанесенной на вал 1 или.прикрепленной к нему. При этом в соответствии с силовой характеристикой пружины сила ее сжатия уравновешивается соответствующей силой взаимодействия между магнитами 7 и 10,Максимальный момент настройки муфты обеспечивается при положении магнитов 7 и 10. показанном на чертеже,Использование изобретения позволит повысить нагруэочную способность муфты вследствие отсутствия действия магнитных сил непосредственно на ведущую полумуфЕпо= Емо, (3) где Епо - первоначальное усилие сжатия пружины 5 (Епо" 35 кГ);Ео - сила взаимодействия между магнитами 7 и 10.Емо - (4) где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц размерности;а, М - магнитные массы магнитов 7 и 10;г - расстояние между полюсами магнитов,Тогда уравнение равновесия элементов 9 и 10 при их произвольном осевом положении имеет вид:КгпМ +КгпМ(г - ) где Е - осевая жесткость пружины 5; Х - текущая величина сжатия пружины. Решая уравнение (5), получим;22003885 ту, а также плавность работы вследствие (56) Авторское свидетельство СССРгашения действующих на еедущуа полу- М 1603091, кл. Р 16 О 7/04, 1990,муфту колебаний пружиной и магнитами,Составитель М.ШишкаревРедактор Л.Народная . Техред М.Моргвнтал Корректор Л.Ливринц Тираж Подписное НПЮ "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Йатент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретения1, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая размещенные на общем цилиндрическом элементе подвижную в окружном направленйи ведомую полумуфту и подпружиненную в осевом направлении ведущую полумуфту, связанные посредством профильных кулачков, и выполненные в виде втулок постоянные магниты, один из которых установлен с возможностью регулировочного перемещения, отличающаяся тем, что она снабжена упорной шайбой, второй магнит установлен между пружиной и первым магнитом с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с упорной шайбой, установленной с возможностью регулировочного перемещения между ведущей полумуфтой.и вторым магнитом, при этом магниты расположены один к другому одноименными полюсами, а пружина выполнена переменной жесткости.2, Муфта по п,1, отличающаяся тем, чтоупорная шайба выполнена в виде постоянного магнита, обращенного к второму магниту разноименным полюсом,20