SU1656234A1 - Кулачкова предохранительна муфта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  предохранени  высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок. Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы путем обеспечени  автоматической регулировки усили  поджати  сцепл емых кулачко в полумуфт в зависимости от величины передаваемого крут щего момента. Муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты (П) 1 и 2 с кулачками (К) на обращенных одна к другой торцовых поверхност х, промежуточный кольцевой элемент (ПКЭ) 5 с К на обоих торцах, контактирующими с К П 1 и 2, ведущую втулку 8 Ведуща  П 1 установлена неподвижно на втулке 8, а ПКЭ 5 расположен между П 1 и 2, подпружинен к ведомой П 2 пружиной 15. Угол профил  смежных К ведущей П 1 и ПКЭ 5 меньше угла профил  смежных кулачков ПКЭ 5 и ведомой П , Высота смежных К ведущей П 1 и ПКЭ 5 больше высоты смежных К ведомой П 1 и ПКЭ 5. Центробежные грузы 17установлены на радиальных направл ющих, закрепленных на ведущей П 1. Крут щий момент от ведущей втулки 8 передаетс  ведущей П 1, через кулачки П 1 на кулачки ПКЭ 5 и далее через кулачки ПКЭ 5 на К ведомой П 2, При -изменении момента сопротивлени  на ведомой П 2 измен етс  осева  сила, действующа  в зацеплении К ведущей П 1 и ПКЭ 5 и прижимающа  ПКЭ 5 к ведомой П 2. При увеличении момента сопротивлени  на ведомой П 2 данна  сила увеличиваетс , а сила отталкивани  П 2 и ПКЭ 5 при этом возрастает быстрее. Когда сила отталкивани  П 2 и ПКЭ 5 уравновесит осевую силу и силу пружины 15, происходит размыкание муфты . 7 ил, гк ел а

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  предохранени  высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок.

Целью изобретени   вл етс  повышение срока службы за счет обеспечени   пто- матического регулировани  усили  поджати  сцепл емых кулачков полумуфт в зависимости от величины передаваемого крут щего момента.

На фиг.1 изображена кулачкова  предохранительна  муфта, осевой разрез; на фиг,2 - схема сил, действующих на промежуточный кольцевой элемент при передаче крут щего момента; на фиг.З - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 4-взаимноа расположение грузов и промежуточного кольцевого элемента в процессе размыкани ; на фиг,5 - относительное расположение кулачков полумуфт и промежуточного элемента в процессе размыкани  муфты; на фиг,6 - взаимное расположение центробежных грузов и промежуточного кольцевого элемента гфи полном размыкании муфты; на фиг.7 - относительное расположение кулачков полумуфт и промежуточного кольцевого элемента пои полном размыкании муфты.

Кулачкова  предохранительна  муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты 1 и 2 с кулачками 3 и 4 на обращенных одна к другой торцовых поверхност х, промежуточный кольцевой элемент 5 с кулачками 6 и 7 на обоих торцах, контактирующими с кулачками 3 и 4 полумуфт 1 и 2, втулку 8, на которой посредством шлицев установлена ведуща  полумуфта 1, зафиксированна  от осевых перемещений буртом или приваренной к втулке 8 шайбой 9 и втулкой 10, расположенной на втулке 8 между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами. Ведуща  полумуфта 1 может быть жестко соединена с втулкой 8 и любым другим способом, например сваркой.

Ведома  полумуфта 2 установлена на втулке 8 на подшипниках скольжени  11 и зафиксирована от осевого перемещени  кольцом 12, гайкой 13 и стопорной шайбой 14. Промежуточный кольцевой элемент 5 установлен между полумуфтами 1 и 2 на втулке 8 с зазором и подпружинен относительно ведомой полумуфты 2 посредством тарированной пружины 15, Смежные кулачки 3 и б ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5 выполнены большими по высоте, чем смежные кулачки 4 и 7 промежуточного элемента 5 и ведомой полумуфты 2, а угол профил  смежных кулачков 3 и 6 меньше угла профил  смежных кулачков 4 и 7.

Зацепление кулачков полумуфт выполнено таким, что при перегрузках промежуточна  полумуфта имеет возможность осевого перемещени . На кулачках ведущей полумуфты 1 радиал но смонтированы направл ющие 16 на которых с возможностью перемещени  установлены центробежные грузы 17 дугообразной формы , имеющие коническую поверхность. Повороту грузов 17 вокруг.оси направл ющих 16 преп тствует внутренний торец ведущей полумуфты 1. Направл ющие и грузы смонтированы на кулачках ведущей полумуфты так, что в замкнутом положении полумуфт

рассто ние между вершинами конических поверхностей грузов и кольцевой канавки на внутренней поверхности промежуточного кольцевого элемента 5 меньше высоты кулачков в зацеплении промежуточного элемента 5 и ведомой лолумуфты 2. Муфта закрыта корпусом 18, который крепитс  к ведомой полумуфте 2 накидной гайкой 19, зафиксированной винтом 20. Уплотнение осуществл етс  манжетой 21 и кольцом 22.

Предохранительна  кулачкова  муфта

работает следующим образом.

Предварительно муфту настраивают на передачу требуемого крут щего момента, дл  чего подбирают пружину 15, прижимающую промежуточный кольцевой элемент 5 к ведомой полумуфте 2. Требуемое усилие пружины 15 (РПр) определ етс  из зависимости

(a-p)-

Рпр -- -tg(y+p)-Fu f ,

где Т - передаваемый муфтой крут щий момент , Нм;

D - наружный диаметр кулачков, м; а - угол профил  кулачков зацеплени  промежуточного элемента 5 и ведомой полумуфты 2, град;

р- угол трени  на поверхност х кулачков , град;

у - угол профил  кулачков зацеплени  ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5, град;

Рц-- центробежна  сила грузов, Н; f - коэффициент трени  грузов 17 о промежуточный элемент 5.

Крут щий момент от ведущей втулки 8

передаетс  ведущей полумуфте 1, а от нее через кулачки на промежуточный элемент 5 и далее через кулачки на ведомую полумуфту 2, жестко соединенную с фланцем или с любым другим элементом, соедин ющим полумуфту 2 с предохран емым приводом. При этом центробежные грузы 17 прижимаютс  к внутренней поверхности промежуточного кольцевого элемента 5.

При изменении момента сопротивлени  на ведомой полумуфте 2 измен етс  осева  сила, действующа  в зацеплении кулачков ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5 и прижимающа  промежуточный элемент 5 к ведомой полумуфте 2. Так, при увеличении момента сопротивлени  на ведомой полумуфте 2 данна  сила тзкжеувеличиваетс . Нотак какугол профил  смежных кулачков промежуточного элемента 5 и ведомой полумуфты 2 больше угла профил  смежных кулачков ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5, сила отталкивани  полумуфты 2 и элемента 5 при возрастании момента сопротивленга увеличиваетс  быстрее. В момент, когда сила отталкивани  полумуфты 2 и элемент1Эк5 уравновесит осевую силу, действующую е зацеплении ведущей и промежуточной полумуфт , и силу пружины 15 произойдет размыкание муфты, т.е. промежуточный элемент 5, перемеща сь по втулке 10, выйдет из зацеплени  с ведомой полумуфтой 2. Промежуточный элемент 5 в замкнутом положении муфты центрируетс  по кулачкам в зацеплени х с ведущей и ведомой полумуфтами , а также центробежными силами грузов 17 и силой пружины 15.

На конечной стадии выхода кулачков промежуточного элемента 5 из зацеплени  с кулачками ведомой полумуфты 2 в контакт с конусной поверхностью кольцевой канавки на внутренней поверхности промежуточного элемента 5 входит конусна  поверхность грузов 17 (фиг.4 и 5), расход щихс  под действием центробежных сил по направл ющим 16 в радиальном направле- нии, а возникающие при этом силы, сжима  пружину 15, вывод т кулачки промежуточного элемента из зацеплени  с кулачками ведомой полумуфты 2 и отвод т промежуточный элемент 5 от ведомой полумуфты 2 на заданное рассто ние. Передача крут щего момента на ведомую полумуфту прекращаетс . Промежуточный элемент при этом центрируетс  по кулачкам ведущей полумуфты 1, а также при помощи центробежных сил грузов 17 и силы пружины 15. Промежуточный элемент 5 удерживаетс  грузами 17 в разомкнутом положении до тех пор, пока передаетс  вращение на ведущую втулку 8 (фиг.б и 7), При этом необходимо, чтобы выполн лось условие.

Рц Pnp( Ьрив), где Рц - центробежна  сила грузов, Н;

Рпр - усилие пружины 15;

ft - угол наклона образующих конических поверхностей грузов 17 и кольцевой

канавки на промежуточном элементе 5 к основанию , град;

fnpuB - приведенный коэффициент трени  грузов 17 о направл ющую 16 и проме- жуточный элемент 5.

При остановке втулки 8 центробежные силы грузов 17 уменьшаютс  от своего максимального значени  до нул . При определенном значении частоты вращени  втулки

8 промежуточный элемент, воздейству  конусной поверхностью кольцевой канавки на конусную поверхность грузов 17, начнет перемещать их в исходное положение. При выходе грузов из кольцевой канавки лроизойдет замыкание муфты. Дл  замыкани  муфты необходимо, чтобы выполн лось условие

FU Pnp(tg /8 - f прив). В момент пуска, когда действуют большие угловые ускорени , Б зацеплении кулачков ведущей полумуфты промежуточного элемента дополнительно возникает сила инерции, прижимающа  промежуточный элемент 5 к ведомой полумуфте 2, что позвол ет муфте при ее настройке на передачу номинального крут щего момента передавать , не размыка сь, пусковые нагрузки.

При затормаживании ведущей полумуфты 1, когда действуют отрицательные

ускорени , данна  сила инерции способствует размыканию муфты.

Жесткое закрепление ведущей полумуфты на втулке и расположение между ней и ведомой полумуфтой промежуточного злемента , подпружиненного к ведомой полу- муфте, с кулачками на обоих торцах, профили которых соответствуют профил м кулачков на ведущей и ведомой полумуфтах, позвол ет уменьшить осевые габариты муфты за счет уменьшени  габаритов пружины, сжимающей полумуфты, и ее радиальные габариты, так как уменьшаетс  требуема  дл  удержани  промежуточной полумуфты в разомкнутом положении центробежна  сила грузов, завис ща  от их размеров. Кроме того, это обеспечивает автоматическое регулирование усили  прижати  промежуточного элемента к ведомой полумуфте, завис щего от передаваемого муфтой момента . Снижение требуемого усили  пружины приводит к снижению ударов полумуфт при замыкании муфты, что приводит к повышению ее долговечности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Кулачкова  предохранительна  муфта, содержаща  ведущую и ведомую полумуфты с кулачками на обращенных одна к другой торцовых поверхност х, и механизм фиксации муфты в разомкнутом положении,

   выполненный в виде дугообразных центробежных грузов, установленных в радиально расположенных направл ющих с возможностью взаимодействи  с ведущей полумуфтой , отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы, она снабжена расположенным по оси между полумуфтами промежуточным кольцевым элементом с кулачками на обоих торцах, контактирующими с кулачками полумуфт, подпружиненным относительно ведомой полумуфты, направл 

   ющие центробежных грузов расположены на ведущей полумуфте, котора  закреплена неподвижно, при этом угол профил  кулачков ведущей полумуфты и смежных кулачков промежуточного кольцевого элемента меньше угла профил  кулачков ведомой полумуфты и смежных кулачков промежуточного элемента, а высота смежных кулачков ведомой полумуфты и промежуточного элемента больше высоты смежных кулачков ведомой полумуфты и промежуточного элемента.

   1 в Г .5

   Фиг. 6

   Фиг. 5

   Фиг.7