Управляемая фрикционная муфта

н следние ус ос х т 5. а яГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Патент США Р 3890850,кл, Р 16 Н 3/08, опублик. 1975.Криулин. Фрикционные механизмыс сульфоцианированными парами тре-.ния. - Л.: Машиностроение, 1972,с. 114, рис. 37.Авторское свидетельство СССРР 855283, кл. Р 16 Р 55/00, 1979.Авторское свидетельство СССРУ 556268, кл. Р 16 ) 67/04, 1977.Авторское свидетельство СССРУ 496393, кл. Р 16 ) 13/72, 1974(54)(57) 1. УПРАВЛЯЕМАЯ ФРИКЦИОННАЯМУФТА, содержащая концентрично установленные ведущую и ведомую полумуфты, нажимное гидравлическое уст- .ройство и установленный с возможностью осевого перемещения пакетчередующихся фрикционных дисковс шлицевымн зубчатыми выступами,причем полумуфты связаны одна сдругой при помощи пакета фрикционныхдисков, а каждый ведомый диск ука:занного пакета выполнен в виде груп пы сателлитов, равномерно установленных по окружности между соседними ведущими фрикционными дискамис возможностью углового перемещенияотносительно собственных осей и относительно оси всего устройства о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения величины передаваемой мощности путем улучшения интенсивности отвода тепла от зон трения ионных дисков, ведомая полумуфтена жестко закрепленными на расположенными в меся осей сателлитов, приче тановлены на пальцах, альцев размещены над етром ведущих Фрикционвнешним диамных дисков,2. Муфта по п. 1,о т л и ч а"ющ а я с я тем, что каждая группа сателлитов ведомых фрикционных дисков снабжена дополнительными сателлитами с зубчатыми венцами, установленными на дополнительных пальцах, причем дополнительные сателлиты размещены межцу основными сателлитами, а суммарная площадь перекрытия основными сателлитами площади ведущих фрикционных дисков соотносится с суммарной площадью перекрытия дополнительными сателлиами, как 4:1.3. Муфта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый дополнительный сателлит установлен с воз- можностью зацепления своим зубчатым венцом с каждым из двух.зубчатых венцов основных сателлитов.4. Муфта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что ведомая полумуфта снабжена концентрично установленным относительно нее поворотным элементом в виде диска с периферийными, равномерно размещенными по окружности выступами, на которых закреплены пальцы с основными са,теллитами . уфта по п. 1, о т л и ч а ю я тем, что, в центральнойчасти сателлитов выполнены скво1200023 пые осевые отверстия под охлаждающуюсреду, равномерно распределенныепо окружности, причем отверстия одно.го сателлита соосны с отверстиями.другого сателлита, расположенногов соседним с ним ряду, а по всей дли"не пакета фрнкционных дисков отверстияочерчивают единые каналы бхлаждения. зубчатые сателлиты 15. Зубчатые диски 1 б могут устанавливаться пооси между ведущими дисками 3 - 5и связывать основные сателлиты, соб"ранные.в пакеты 12 и 13. Дополни-тельные фрикционнь 1 е сателлиты 15так же собраны в пакеты на дополни.тельных пальцах 17. Ведущие Фрик.ционные диски 3 - 5 связаны с веду О щей полумуфтой 1 через шлицевые соединения.В варианте исполнения (фиг. 5)помимо вополненного ранее, ведомаяполумуфта 2 выполнена с шлицевым 15 венцом 1.8. с которым сопряжены сателлиты 14 ведомых фрикционных дисков. Пальцы 11 на которых установлены сателлиты 14, закреплены на поворотном элементе 19, концентрично 2 О установленном относительно взаимо.действующих одна с другой.полумуфт.,В торцовой части 20 ведомой полумуфты 2 выполнены сквозные осевыеотверстия 21 под охлаждающую среду.25 Поворотный элемент выполнен в видедиска с .периферийными выступами 22равномерно размещенными по окружности, На выСтупах закреплены пальцы11 с сателлитами 1,4.ЗО В других вариантах исполнения(фиг. 7 и 9), помимо выполненногоранее в центральной части сателлитов 14 выполняется или ряд сквозных осевых отверстий 23 под ох лаждающую среду ипи одно центральное сквозное осевое отверстие 24так же под охлаждающую среду: Сквозные, осевые отверстия 23 равномернораспределены по окружностям причемотверстия одного. сателлита соосносквозные отверстиям другого сателлита, расположенного в соседним с Изобретение относится к машино. -строениюи может быть применено вкоробках скоростей тяжелых транспортных средств", например в большегрузных автомобилях, тягачах с дизельным приводом, в коробках, скоростейметаллорежущих станков, в приводахметаллургических машин,Цельизобретения - повышение величины передаваемой мощности путеминтенсификации теплоотвода от зон.трения фрикционных дисков,На фиг. 1 изображена управляемаяфрикционная муфта; продольный разрез;на фиг, 2 - 4 - разрез А-А на фиг.1;варианты исполнения муфты; нафиг. 5 - вариант исполнения муфты,. продольный разрез,на Фиг.б - разрез Б-Б,на фиг,. 5, на фиг. 7 - вариант ис полнения муфты, продольйый разрез;на фиг. 8 - разрез В-В на. Фиг, 7;на фиг. 9 - вариант исполнения муф-ты, на фиг.10 - разрез Г-Г ка фиг.9,Муфта состоит из .полумуфт 1 и 2,между которыми установлены ведущиефрикционные диски 3 - 5 и ведомыефрикционные диски б.и 7. Последний взаимодействует с ведущими дисками в зоне 8 перекрытия Гидравлическое устройство 9 состо ит иэ гидроцилиндра с поршнем 10. Каждый ведомый фрикционный диск выполнен в виде группы сателлитов, собранных на пальцах 11 в пакеты 12 и 13 ведомых фрикционных дисков. фрикционные сателлиты могут быть выполнены как сплошными; так и с зубчатыми венцами. Зубчатые фрикционные сателлиты 14, равномерно раз" мещены по окружности и могут находиться в зацеплейия один с другим через дополнительные фрикционные 6, Муфта по и. 1, .о т л и ч а ющ а я с я . тем, что,в центральной части указанных сателлитоввыполнено осевое отверстие под охлаждающую среду с равномерно распределенными по его диаметру и направленными к оси выступами в виде зубьев.1200023 5 10 15 20 30 35 40 50 55 ним ряду, а по всей длине пакетов 12 и 13 ведомых Фрикцнонных дисков сквозные отверстия 23 очерчивают единые каналы 25 охлаждения. При выполнении в центральной части . одногоосевого, сквозного отверстия 24 его диаметр больше, чем сквозное отверстие 23. Однако эти сквозные отверстия 24 могут быть выполнены с направленными к оси выступами 26 в виде зубьев, Сателлиты 14 вращаются вокруг собственных осей 27 и вокруг оси всего устройства.Управляемая фрикционная муфта работает следующим образом.В начальный момент включения ведущая полумуфта 1 с ведущими дисками 3 - 5 вращаются, а ведомая по- лумуфта 2 неподвижна. По мере сра - батывания нажимного гидравлического устройства 9 усилие сжатия пакета вецущих и ведомых дисков в зоне 8 перекрытия нарастает и ведомые диски 6 и 7, выполненные в виде основных сателлитов 14 и дополнительных сателлитов 15, увлекаются силами трения во вращательное движение относительно пальцев и дополнительных пальцев 17. Силы трения, возникающие на площади перекрытия 8 ведущих и ведомыхдисков,соэдают крутящий момент, воздействующий на ведомую полумуфту 2 и приводящий ее во вращение со скоростью, возрастающей по мере роста усилия сжатия пакета дисков. Собственная частота вращения сателлитов 14 и 15 относительно пальцев 11 и 17 замедляется по мере увеличения частоты вращения ведомой полумуфты. По окончании процесса включения муфты собственное вращение дисков 6 и 7 относительно . пальцев 11 прекращается и ведущая и ведомая муфты вращаются как одно целое, Таким образом, во время включения тепло, генерируемое на поверхностях трения ведущих и ведомых дисков, выносится из зоны трения ведомыми дисками (сателлитами) и отдается среде, охлаждающей муфту. Это достигается за счет того, что пальцы 11 и 17 размещены над внеш.ним диаметром ведущих фрикционных дисков 3 - 5. Выполнение сателлитов, установленных на пальцах зубчатыми (12 - 14), способствует повышению турбулизации пограничных слоев среды, охлаждающей муфту, что приводит к новышению теппоотдачи муфты.и ее ресурса. Совместное сцепление зубьев зубчатых венцов основных 14 и дополнительных 15 сателлитов позволяет стабилизировать их частоту вращения, Установка пакета фрикционных сателлитов с соблюдением соотношения, выражающегося в том что суммарная площадь перекрытия дополнительными сателлитами 15 как четыре к одному (при этом вместо упомянутой цифры четыре допустим интервал от 4 до 17) позволяет стабилизировать соотношение частот вращения фрикционньи сателлитов и обеспечить более равномерный их износ, что увеличивает ресурс муфты. При установке между веду,щими Фрикционньщи дисками 3 - 5 зубчатых дисков 16, сцепленных с сателлитами, выполненными с зубчатыми венцами, позволяет получать стабильные условия трения и интенсив- ности теплоотвода из зоны трения, что повышает ресурс муфты.Унравляемая фрикционная муфта,. (фиг. 5) работает следующим образом.В начальный момент включения муфты ведущая полумуфта 1 с ведущими фрикционными дисками (3 - 5) вращается, а поворотный элемент 19 иведомая полумуфта 2 с ведомыми фрикционными дисками 6 и 7 неподвижны.При срабатывании нажимного гидрав-.лического устройства 9 начинает нарастать усилие сжатия пакета ведущих и ведомых фрикционных дисков. В зоне их взаимного перекрытия 8 возникают силы трения, которые вовлекают во вращательное движение сателлиты 14 относительно пальцев 11 и далееведомую полумуфту 2 через поворотный элемент 19 С ростом частотывращения ведомой полумуфты 2 собственное вращение сателлитов 14 относительно пальцев 11 замедляется. При синхронизации муфты веду щая и ведомая ее части вращаются как одно целое, а собственное вращение ведомых дисков относительно пальцев отсутствует.Таким образом, в процессе включения управляемой фрикционной муфты, когда на фрикционных поверхностях дисков генерируется тепло за счет трения, сателлиты 14 при собственном вращении относительно пальцев11 обеспечивают вынос образующегося тепла из зоны 8 перекрытия за1200023 б сателлитов 14 вплоть до выравниван,угловых скоростей ведущей 1, ведомой2 полумуфт и прекращению вращатель"ного движения сателлитов 14 вокруг5 собственных осей 27. При этом пакетфрикционных дисков и полумуфты вра-щаются вокруг осимуфты как единоецелое. Муфта включена, Выключениемуфты сопровождается процессами,очередность которых противоположнатой, которая соответствует процедуре включения,Таким образом, включение муфтыпротекает с проскальзываниемпод нагрузкой Фрикционных ведущихдисков 3 - 5 при вращении сателлитов14 вокруг собственных осей. Вслед-ствие этого. тепло, выделяющеесяв зоне трения фрикционных дисков,0 быстрее отдается среде, окружающей муфту, поскольку нагретые участки сателлитов 14 непрерывно покидают зону трения - зону 8 перекрытия фрикционных дисков.5 Выполнение фрикционных сателлитов14 со сквозными отверстиями 23 позволяет снизить коробление и увеличить поверхностьучаствующую вконвективном теплоотводе, что способствует повышению ресурса муфтыпри ее работе с частными включениями еДальнейшая интенсификация теплоотвода от зоны трения и рост ресурса муфты имеют место, если эти сквозные отверстия выполнены соосногаким же отверстиями соседних сателлитов и в образовании сквозныхдля всего пакета дисков каналов 25охяаждения. В этом случае повышается интенсивность массо- и теплообмена при подаче охлаждающейтекучей среды на пакет так какструи. этой среды "пробивают" поканалам весь пакет вдоль оси муфты.Выполнение сателлитов 14 по краюсквозных отверстий с выступами26 усиливает турбулизацию среды,охлаждающей муфту, что способствуетдальнейшему росту ее ресурса. 10 15 В начальный момент времени ведущая полумуфта 1 и установленные на30ней Фрикционные ведущие диски 3 - 5;вращаются, ведомая полумуфта 2 неподвижна, а сателлиты 14 свободно вращаются, обкатывая неподвижный внутренний шлицевой венец 18 ведомой полумуфты 2. По иере срабатывания 35 .нажимного устройства 9. возрастаетусилие прижатия одного к другому. фрикционных дисков. При этом в зоне 8 их взаимного перекрытия возникают силы трения, которые приводят к появ- лению усилий," создающих постепенно увеличивающийся крутящий момент, Этот крутящий момент выводит полумуфту 2 иэ состояния покоя и она переходит к состоянию вращения вокруг оси муфты в сторону вращения ведущей полумуфты 1, По мере роста угловой скорости полумуфты собственное вращательное движение зубчатых фрик ционных сателлитов 14 замедляется. Однако в зоне 8 перекрытия фрикцион ных дисков продолжают действовать силы трения в условиях взаимного проскальзывания этих дисков под на" грузкой. Это приводит к дальнейшему 55 разгону ведомой полумуфты 2 и . замедлению собственного вращательного движения фрикционных зубчатых 5счет непрерывного перемещения нагретыми их частями зоны 8 перекры"тия и отдачи избытка тепла в среду,охлаждающую муфту. Поворогный элемент 19 приводится во вращение припуске муфты и повышает интенсивность тепломассообмена охлаждающейсреды, способствуя увеличению ресурса муфты,Этому также способствует наличие осевых сквозных отверстий 21в торцовой части 20 ведомой полумуфты 2, так как через них струи.охлаждающей среды, подаваемые в этиотверстия, интенсифицируют отдачутепла от деталей муфты в охлаждающую среду.Наличие зубьев по наружному диаметру ведущих дисков улучшает турбулизацию охлаждающей среды, аследовательно и теплообмена, чтоведет к увеличению ресурса работымуфты.Управляемая фрикционная муфтапо другому варианту исполнения(фиг, 7 и 9) работает следующимобразом. Повышение интенсивности отвода тепла от зон трения в муфте достигается при наличии сухого трения, при работе муфты с частыми включениями либо продолжительной работе в ре - жиме взаимного проскальзывания фрикционных дисков, находящихся под нагрузкой. Поэтому применение пред7лагаемой муфты в тяжелых транспортнь 1 х средствах с дизельным приводом большегрузных автомобилях, тягачах, тракторах позволяет повысить ресурс коробок передач этих транспортных средств при их работе в режиме 1200023маневрирования с частьвжпереключениями скоростей. Кроме того, предлагаемая муфта может быть использована в приводе несущих винтов вертолетов гребных валов судов.