Предохранительная фрикционная муфта

БРЕТЕН ОПИСАН И 4 Р СФ Комитет Российекой Федерации ио патентам и товарным знакам(УВ) Шишкарев Михаил Павлович(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОНИАЯМУФТАЩ Сущность изобретения: ведущая 1 и ведомая2 аолумуфтц связаны рикционньм диском 3, зажатым между упорным диском полумуфты 1 и нажймньм диском 4 посредством нажимного узла.Последний состоит из пружины 9 и упорной втулкиМ с. размещенными в ее гнездах шариками 12.Отжимной узелсостоит иэ отжимной втулки 5, подв) ВЫ дц 2 ОО 3882(51) Я Г 1697 62 пружиненной пружиной 7 к ограничителю 13 осевого перемещения, и шариков 8, размещеннцх в гнездах переменной глубины между диском 4 и втулкой 5. При перегрузке происходит поворот диска 4 относительно упорного диска полумуфты 1, в результате чего шарики 32, скользя по торцовой поверхности диска 4, попадают в выполненные на . ней гнезда переменной глубины. Вращающий момент, действующий на диск 4 от нажимного узла, создает на шариках 8 распорную силу, отжимающую диск 4 вправо, чем обеспечивается разъединение фрикционных пар упорного диска, фрищионнаго диска 3 и нажимного диска 4. 2 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачикрутящих моментов ограниченной величиНЬ 1,Известна предохранительная фрикциОнная муфта, содержащая ведущу 1 о и ведомую полумуфты, связанные фрикционнымдиском, отжимной и нажимной узлы, а также нажимную и отжимнуа пружины (авт,свид. М 1448140, кл, Р 16 О 7/02, И 88).Однако ввиду наличия отжимной пружины муфта обладает ограниченной нагрузочной способностью,Наиболее близкой к изобретению является предохранительная фрикционная муфта, содержащая Ведущую и Ведому,ополумуфты, связанные фрикционным диском, Отжимной стабилизирующий узел, вы 1 ол нонн ый в. виде тел качения,размещенных в гнездах пвременной глубины между жестко закрепленным на ведущейполумуфте упорнь 1 м диском и связанной в. Окружном направлении с нажимным дискомотжимной втулкой; подпружиненной к упорному диску отжимной пружиной, нажимнойузел, включающий установленну 1 о междунажимной пружиной и нажимным дискомупорную втулку, связанну 1 О с упорным диском в Окоужном направлении и установленнуГО с Возможностью Осевого перемещен:,яОтнес,тельно ведущей г 1 олумуфты, нажи 14 пые тела качения, размещенные в гнездаху 11 ОРНй Втулки и ОТВРтные им Гнезда выполивиные иа Обращ 811 ной к упорной втулкетоо 11 ОВОЙ поверхности нажимного диска исмещенные относительно гнезд отжимнойлулки на Велич 14 ну, равную половине Окружнога шага размещения этих Гнезд, а также Ограничитель Осевого перемещенияупорной втулки 1).Недостатками известной муфты явля"ются невысокая нагрузочная способность инизкая надежность работы. 1"1 ервцй недостаток обусловлен действием на нажимнойдиск силы сжатия отжимной пружинц Вовсех режимах работы, второй тем, что отжатие нажимного диска при срабатываниимуфты осуществляется за счет отжимнойпружинц, имеющей меньаую, чем нажимная пружина, силу сжатия. что и приводит кснижению надежности разьединеиия фрикционнцх поверхностей при срабатывании.Цель изобретения - увеличение нагрузочной способности и надежности работымуфты.Это достигается тем, что в предохранительной фрикционной муфте, содержа 1 цейВедущую и ведомую полумуфты, связанныепо меньшей мере одним фрикционным диском, пбджатым посредством упруГОГО зле" мента к жестко закрепленному нь ведущейп 011 умуфт упорному диску ч 8 рез установ"ленный с Возмокность 1 О Вращения и ОсевоГО Относительно ведущей полумуфты5 перемещения нажимной диск, отжимнойузел включаю ций Отжимные тела качения,размещенные в гнездах перемен 1.ой глубины, первая часть которых выполнена на Отжимной втулке, и нажимной узел,включающий расположенную между нажимиым диском и упруГим элсмеитом и сВязанну 10 с упо)ным дискОГ 4 В Окружномнаправлении упорную втулкуустановленНУЮ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ОСВВОГО ОТНОСИТРЛЬНО15 ведущ 18 Й полумуфты перемещения, и нажимные тела ка 118 ния, размещенные в г:ездах упорной Вт,дки, и Ответ 11 ые им гнезда,выполненные на обращенной к упорнойвтулке торцовой поверхности нажимного2" диска и смещенные Огиосительно гнезд отжимной Втулки на величину, Гэавиую половине окружноО шага размещения этих гнезд,вторая часть Г 1183 Д Г 18,")8 менной п 1 убииы Вь 1- полнена иа нажимном диск 8, Отжимная2 б втулка связана В окружном направлении сВедущей Г 1 олумуфтой., размещена междуупорны 14 диском и отжимными телами качеиия и подпружинеиз к Отжимиым телам качен 1:и и оРани 1 и Гелю 88 Осевого0 перем 8 Вени 51, рзсположеинОГ 1 у между От)УИМИОЙ ВТУГ 1 КОЙ И НЗХ(И 4 ИЬМ ДИСКО 14,1-1 а фиГ,1 изобрах(ена принципиальнаясхема предохГ)анительиой фрикцион 11 ОЙмуфты иа (111,Г" - Рз"э А-"1 нл фиГ 135 ПГ)овохраи 11 тельизл фрикци(энная муФта сол 81)х(ит 1 Р 181 уГО 1 и 88 ДОГ 4 уО 2 Г 1 ОЛ)- муфты, свяэаииыР фГ)нкц 1.Ониым Д 14 скОГ 4 3,количество ко 1 ОГ)ьх устаиэвлива 81 ся В ззВисимости От конк 1)етных условий эксплуата 40 цни фрикоионный диск 3 зажат междужестко закрепленным 1 а Ведущей полумуфте 1 упорным и установл 81 ным с Возможностью вра 1 деиия и осе БОГО Отиосительнопо 1 у уф 1 ы пРГР1 Р 1 я н (111 1 ым 4 рис4 б хами,Отх(имной узел Выполнен В виде размеВ 1 ениых в гнездах переменной глубинымежд 11 нажимиым 14 ском 4 и ОтжимноЙвтулкой Б, связанной с полумуфтой 1 поБ 0 средством 1 апразляю ц 8 Й апонки б и поджатой в напрэвлен 1 и нажимноО дискапружиной 7, Отх;имиых тел качения В ВидешарикОВ 8,За)катие фр 1;к 1 НОННОГО диска 3 Осуществляется упругим элементом В воде пружииы сжатия 9 посредством Сваной В Окру)кнОГ 4 направлении с полумуфтой 1 приПОМОщи нзп)авляющ 8111 шпОнки 10 упорнОЙ втулки 11 с размещенными В ее гнездах,1 фиг.2) иажимиымн телами качения в виде(3 то: шариков 12, образующими в совокупности с перечисленными элементами нажимной узел,На обращенной к упорной втулке 11 торцовой поверхности нажимного диска 4 выполнены ответные гнезда переменной глубины (фиг,2) под шарики 12. смещенные относительно гнезд отжимной втулки 5 и соответствующих им гнезд нажимного диска 4 на величину, равную половине окружного шага размещения этих гнезд.Отжимная втулка 5 размещена между упорным диском и шариками 8 и подпружинена пружиной 7 к ограничителю 13 осевого перемещения, жестко закрепленному на полумуфте 1 и расположенному между нажимным диском 4 и отжимной втулкой.В .статическом состоянии отжимная втулка 5 поджата к ограничителю 13. а шарики 8 размещены в гнездах переменной глубины с небольшим зазором (не показан).Настройка муфты на необходимый номинальный крутящий момент производится регулировочным элементом 14. Одновременно с этим должна. осуществляться регулировка силы сжатия пружины 7 (средства регулировки не показаны). Муфта работает следующим обоазом. При работе, когда передаваемая нагрузкане превышает величину, которую без буксо.вания может передать пара упорный диск - фрикционный диск 3, распорная сила на шариках 8 не возникает и муфта способна передать более высокий крутящий момент посравнению с прототипом, Усилие пружинь 17 в данном случае замыкается на ограничителе 13,При передаче номинального крутящего момента нажимной диск 4 сместится в окружном направлении относительно упорного диска, что приведет к возникновению на шариках 8 распорной силы. В результате этого отжимная втулка 5 сместится влево, поскольку распорная сила превысит силу сжатия пружины 7 и силу трения на шпанке б, Уменьшение силы прижатия фрикционных поверхностей определяет величину номинального крутящего момента.Величина угла поворота нажимного диска 4 относительно упорного диска должка исключать возможность попадания шариков 12 в гнезда нажимного диска и упора отжимной втулки 5 в упорный диск при передаче номинального крутящего момента,При перегрузке нажимной диск 4 поворачивается под действием возрастающего крутящего момента, что приводит к дополнительному осевому перемещению влево отжимной втулки 5 и сжатию пружины 7. Одновременно с этим шарики 12. скользя по 40 45 50 55 опорной поверхности нажимного диска 4, попадают в его гнезда переменной глубины, при этом опорная втулка 11 перемещается влево под действием силы пружины 9,Отжимная втулка 5 упирается в упорный диск, а действующий на нажимной диск 4 крутящий момент от нажимного узла (за счет взаимодействия шариков 12 с боковыми поверхностями гнезд переменной глубины) стремится, преодолевая момент трения скольжения фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 (при буксовании), повернуть на-. жимной диск 4 в направлении, противоположном вращению полумуфты 1, В результате этого осевая составляющая силы нормального давления на шариках 8, направленная навстречу силе сжатия пружины 9, отжимает нажимной диск 4 вправо, разьединяя фрикционные поверхности, что уменьшает их износ при срабатывании.Геометрическое соотношение между параметрами элементов муфты, обеспечивающее указанный процесс, устанавливается на основе следующих рассуждений.Крутящий момент на нажимном диске 4, создаваемый нажим: ым узлом, равен: Т 1 = (Еп - Етр.) г стЯф +,О),где Еп - сила сжатия пружины 9 для соответствующего осевого положения упорной втулки 11;Егр, - сила трения на шпонке 10;г - радиус окружности, на которой располокены шарики 12;а - угол наклона боковой поверхности ответного гнезда нажимного диска 4 к осевой плоскости, проходящей через центр соответствующего шарика 12;р - угол трения,Момент силы трения скольжения между фрикционнь,м 3 и нажимным 4 дисками составляет: где Вср, - Средний радиус трения фрикционных дисков;тс - коэффициент трения скольжения.Следовательно, результирующий крутящий момент на нажимном диске 4 равен с учетом выракений (1) и (2): и + ражение (3).получено с уче(5) где Р - тангенциальная сила на шариках 8;3 - угол между.боковой поверхностью гнезда переменной глубйны отжимной втулки 5 и осевой плоскостью, проходящей через центр соответствующего шарика 8;гз - радиус окружности, на которой расположены шарики 8.Трением качения шариков 8.пренебрегаем. Подставив значение,(З) в выражение (5), получим условие (4) в развернутом виде.(56) Авторское свидетельство СССРЙт 1553770, кл. Р 16 О 7/02, 1990,30: можностью осевого относительно ведущейФормула изобретенияполумуфтц перемещения, нажимные телаПРЕДОХРАНИТЕЯЬНА.Я фРИКОИОН качения, размещенные в гнездах упорнойНАя МУФТА, содержаыйя ведущую " ве 5 втулки, и ответные им гнезда, выполнендомую полумуфты, связанные по меньшеи ные на обращенной к упорной втулке тор мере одним фрикционным диском поджа цевой поверхности нажимного диска итым посредствомупругого.элемента к жес . смещенные относительно гнезд отжимнойтко закрепленному на ведущей полумуфте втулки на величину, равную половине акупорному диску. чеРез установленный с 40 ружного шага размещения этих гнезд, отвоэможностью вращения и осевого относи лйчающаяся тем, что вторая часть гнездтельно ведущей полУМУфт пеРемещения переменной глубины выполнена на нажимнажимной диск, отжимнбй узел, включаю . ном диске, отжимнаявтулка связана в окщий озимные теяа каченйя, размещен- рукном направлении с ведущейные в гнездах переменной глубины 45 полумуфтой, размещена между упорнымпервая часть которых вйполнена нв:от. диском и отжимными телами качения ижимной втулке, и нажимной узел. включа подпружинена,к отжимным телам каченияющий рввполрженную меЖду наж. и ограничителю ее осевого перемещения,диском и уйругимэлемеитом и связанную расположенному между отжимной втулкойс упорным диском е окружном направле- и нажимным диском,50нии упорнуе втулку, уатвновленную с возТ.Р= 1,огде- коэффициент трения в шпоночном соединении;г - радиус поверхности сопряжении полумуфты 1 и упорной яъулки 11.Очевидно, что уацеие отсутствия износа фрикционных поверхностей при буксовании имеет вид:ГО Рд, (4) где Ро - осевая составляющая силы нор мального давления на шариках 8 от действия момента Т,5 Условие (6) устанавливает соотношениемежду геометрическими параметрами элементов муфты, при котором в процессе буксования обеспечивается разъединениефрикционных поверхностей.10: Поскольку, в отличие от прототипа, врассматриваемой муфте размыкание фрик- .ционных поверхностей осуществляется пруФжиной.9, имеющей большую, чем пружина 7,силу сжатия муфта обладает более высокой 15 надежностью работы при срабатывании.После остановки вращения муфты нажимной диск 4 возвращается в исходноеположение поворотом его вручную либо посредством рычага,.для чего на нажимном 20 диске должны быть предусмотрены соответ.ствующие отверстия, выступы, углубления идр.Использование изобретения позволитповысить нагрузочную способность и на дежность работы муфты.2003882 Составитель М.йишкареаТехред М.Моргентал Корректор Л,Ливринц Редактор Л.Народна каэ 3318 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента313035. Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 зводственноательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина