SU1425375A1 - Safety friction clutch - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени , в частности к устройствам дл  передачи предельного крут щего момента. Цель - повышение надежности и точности работы муфты в услови х колебани  коэффициента трени . Ведома  2 полумуфта соединена с ведущей 1 фрикционным диском (Д) 3. На ведущей 1 полумуфте, имеющей упорный Д 3, размещены втулка 13 и промежуточный Д 11, св занные щарика- ми 15. Нажимной Д 4 и внутреннее кольцо подпружинены относительно промежуточного Д 11. Шайба 8 контактирует с упорным Д посредством фрикционной накладки, а с кольцом 6 - посредством шариков 15. Втулка 13 соединена с ведущей 1 полумуфтой посредством шпонки,Д 4, кольцо 6 и Д 11 также св заны между собой шпонками . При стопорении ведомой 2 полумуфты шарики 15 выкатываютс  из канавок , перемеща  Д 11. При дальнейшем взаимном движении полумуфт выкатываютс  шарики 9, перемеща  шайбу 8, котора  отводит Д 4. Работа шариков 15 в режиме самоторможени  исключает возврат Д 11 в исходное положение и тем самым колебание усили  силового замыкани . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (ЛThe invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to devices for transmitting the limiting torque. The goal is to increase the reliability and accuracy of the coupling in terms of fluctuations in the coefficient of friction. The driven half coupling half is connected to the driving 1 friction disk (D) 3. On the leading 1 coupling half, having a stop bearing D 3, there is a sleeve 13 and an intermediate bearing D 11 connected by sharks 15. The pressure bearing D 4 and the inner ring are spring-loaded with respect to the intermediate D 11 The washer 8 is in contact with the stop D by means of a friction lining, and with the ring 6 by means of balls 15. The sleeve 13 is connected to the leading 1 coupling half by means of a key, D 4, ring 6 and D 11 are also interconnected by splines. When locking the slave 2 half coupling, the balls 15 roll out of the grooves, moving D 11. With further mutual movement of the coupling half, the balls 9 roll out, moving the washer 8, which retracts D 4. The operation of the balls 15 in the self-braking mode prevents the D 11 from returning to its original position and thereby oscillation force closure. 1 hp f-ly, 3 ill. (L

Description

юYu

СПSP

со --J СПwith --J SP

5 да5 yes

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к устройствам дл передачи предельных моментов вращени , обеспечивающим защиту от перегрузок элементов привода машины.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for transmitting limiting torques, providing protection against overloading of the drive elements of a machine.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и точности работы ;муфты в услови х колебан 1Я коэффи- |циента трени  во фрикционных парах.The aim of the invention is to improve the reliability and accuracy of operation; clutches in conditions of fluctuating 1st friction coefficient in friction pairs.

На фиг.1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг . 1 .Figure 1 shows the coupling, a longitudinal section; figure 2 - section aa in figure 1; figure 4 - section bb in fig. one .

Предохранительна  фрикционна  муфта содержит ведущую 1, имеющую упорный диск, и ведомую 2 полумуфты которые соединены мезвду собой при помощи фрикционного диска 3. Нажимной диск 4 ведущей полумуфты установ- 20 ных услови х фрикционна  пара накладThe safety friction clutch contains a driver 1 having a stop disk, and a driven 2 coupling halves which are connected by a friction disk 3. The pressure disk 4 of the driving coupling half is installed

лен свободно и соединен посредством направл ющей шпонки 5 с внутренним кольцом 6. На торце этого кольца закреплена фрикционна  накладка |7, с помощью которой кольцо 6 взаимо действует с шайбой 8. Тела качени  в виде шариков 9 размещены в про- |фкльных канавках, выполненных в шай- |бе В и упорном диске ведущей- полу- 1 муфты, который в данном примере вы- 1полнен за одно целое с самой полумуф |той„ Нажимной диск 4 соединен при по |мощи направл ющей шпонки 10 с проме- 1жуточным диском 11, свободно установ 1ленным на ведущей полумуфте. Диски 4 и 11 имеют возможность только осе- Iвого перемещени  друг относительно Iдруга. На ведущей полумуфте при помощи шпонки 12 установлена втулка 13, имеюща  возможность осевого перемещени  при перемещении регулировочной гайки 14, взаимодействующей с резьбовым участком ведущей псшумуф ты. В промежуточном диске 11 и втулке 13 вьшолнены профильные канавки, в которых размещены тела качени  в виде щариков 15. Тарельчата  пружина 16 размещена между промежуточным 11 и нажимным 4 дисками, а между кольцо 1 6 и диском 11 размещена тарельчата  пружина 17.The flax is free and connected by means of a guide pin 5 with the inner ring 6. At the end of this ring, a friction lining | 7 is fixed, by means of which the ring 6 interacts with the washer 8. The rolling bodies are placed in the form of balls 9 in the grooves 9 in the puck and in the stop disc of the drive-semi-1 coupling, which in this example is complete with the half-sleeve itself, the pressure plate 4 is connected by means of the guide pin 10 with the intermediate disk 11 , loosely mounted on the leading coupling half. The disks 4 and 11 have the possibility of only axially moving each relative to an I-friend. On the leading coupling half, using a key 12, a sleeve 13 is installed, having the possibility of axial movement when moving the adjusting nut 14, which interacts with the threaded portion of the driving nut. In the intermediate disk 11 and the sleeve 13, the profile grooves are made in which the rolling bodies are placed in the form of balls 15. The tray 16 spring is placed between the intermediate 11 and pressure 4 disks, and between the ring 1 6 and disk 11 there is a spring 14.

Шайба 8 имеет больший диаметр,чем кольцо 6, и участком своего торца 8 может контактировать с выступом на диске 4 при выборе зазора, который имеетс  в случае работы муфты в режиме передачи момента.The washer 8 has a larger diameter than the ring 6, and a portion of its end face 8 can contact the protrusion on the disk 4 when choosing a gap that exists when the clutch operates in the torque transfer mode.

Нажимной диск 4 и шайба 8 выполнены из одинакового материала, такжеThe pressure plate 4 and the washer 8 are made of the same material, also

из одного материала выполнены фрикционный диск 3 (или его фрикционный слой) и накладки 7, что обеспечивает равенство коэффициентов трени  в паре диск 3 - диск 4 и в паре шайба 8 - накладка 7.The friction disk 3 (or its friction layer) and the lining 7 are made of one material, which ensures equality of friction coefficients in a pair of disk 3 - disk 4 and in a pair of washer 8 - lining 7.

Усилие сжати  пружины 16, создаваемое гайкой 14, передаетс  на нажимной диск 4, благодар  чему осуществл етс  силовое замыкание муфты . Начальное усилие пружины 16 выбираетс  таким, чтобы обеспечить передачу без пробуксовки номинальнего крут щего момента при расчетном значении коэффициента трени  между дисками 3 и 4 и упорньш диском 1.The force of compression of the spring 16 created by the nut 14 is transmitted to the pressure disk 4, due to which the clutch is forcefully closed. The initial force of the spring 16 is chosen so as to ensure that the nominal torque is transmitted without slipping at a calculated value of the coefficient of friction between the discs 3 and 4 and the uplift disc 1.

Начальное усилие сжати  пружины 17 выбираетс  так, чтобы при указан30The initial compressive force of the spring 17 is chosen so that when the specified 30

5five

25 25

j j

00

5five

00

ка 7 - шайба 8 передавала крут щий момент, равный крут щему моменту, передаваемому нажимньп диском 4, Начальное усилие пружины 17 может превышать начальное усилие пружины 16. Так как на величину силы сцеплени  фрикционных пар оказывает вли ние величина удельного давлени ,то предпочтительнее в обоих фрикционных узлах муфты дл  выравнивани  сил сцеплени  использовать многодисковые фрикционные св зи, в частности в паре 8-7, и подбор соответственно начального усили  пружины 17.7 - the washer 8 transmitted a torque equal to the torque transmitted by the pressure disk 4. The initial force of the spring 17 may exceed the initial force of the spring 16. Since the value of the adhesion force of the friction pairs is influenced by the value of specific pressure, it is preferable in both friction clutch assemblies for aligning the adhesion forces use multidisk friction links, in particular in the pair 8-7, and the selection, respectively, of the initial force of the spring 17.

Муфта работает следуюш им образом.The clutch works in the following way.

При вращении ведущей полумуфты. движение на ведомую полумуфту передаетс  за счет сил трени  в фрикционных дисках этих полумуфт. Поскольку муфта (фиг.1) имеет две поверхности трени  (диск 3 один), то при работе муфт половина момента передаетс  с ведущей полумуфты на диск 4 через шпонку 12, втулку 13, щарики 15, диск 11 и шпонку 10.When rotating the leading half coupling. movement to the driven coupling half is transmitted due to friction forces in the friction disks of these coupling half. Since the clutch (Fig. 1) has two friction surfaces (disk 3 is one), during operation of the clutches half of the moment is transmitted from the leading coupling half to disk 4 via key 12, sleeve 13, balls 15, disk 11 and key 10.

Так как диск 4 вместе с диском 11 установлен свободно относительно ведущей полумуфты, то под действием момента сопротивлени  (момента сто- порени ), возникающего на ведомой полумуфте,.начинающего, возникающего на ведомой полумуфте, нажимной диск 4 вместе с промежуточным диском 1 1 проворачиваетс  на определенный угол относительно упорного диска 1 в противоположном направлении. В результате этого шарики 15 перекатываютс  в канавках втулки 13 и диска 11 и перемещают диск 11 влево (фиг.1),Since the disk 4 together with the disk 11 is installed freely relative to the leading coupling half, under the action of the moment of resistance (moment of installation) arising on the driven coupling half, the starter arising on the driven coupling half, the pressure disk 4 together with the intermediate disk 1 1 turns on a certain angle relative to the thrust disk 1 in the opposite direction. As a result, the balls 15 roll in the grooves of the sleeve 13 and the disk 11 and move the disk 11 to the left (Fig. 1),

дополнительно сжима  пружины 16 и 17. Если в этот момент времени фактическа  величина силы трени  между дисками 3 и 4 равна расчетной, соответствующей передачи номинального крут щего момента, поворот диска 4 приводит одновременно к повороту шайбы 8 относительно упорного диска ведущей полумуфты, вследствие чего, под действием шариков 9, перекатывающихс  в своих канавках, шайба 8 перемещаетс  вправо (фиг.1), что приводит к выбору зазора между шайбой 8 и диском 4. Вследствие этого на диск 4 со стороны шайбы 8 действует сила, направленна  навстречу усили м пружин 16 и 17, ослабл   нажатие на диск 3, что приводит к обеспечению более надежного и точного срабатывани  муфты. Зазор между торцом шайбы 8 и выступом диска 4 выбираетс  таким, чтобы прирост усили  пружины 16 при его выборе бьш минимальным . По мере износа фрикционных поверхностей дисков 3 и 4 торец шайбы 8 или выступ диска 4 должны под- шлифовыватьс  дл  сохранени  указан ного зазора.additionally compressing the springs 16 and 17. If at this moment the actual friction force between the discs 3 and 4 is equal to the calculated, corresponding to the transfer of the nominal torque, the turn of the disc 4 simultaneously rotates the washer 8 relative to the disc of the drive coupling half, resulting in the action of the balls 9 rolling in their grooves, the washer 8 moves to the right (figure 1), which leads to the choice of the gap between the washer 8 and the disk 4. As a result, the disk 4 from the side of the washer 8 has a force directed towards m or springs 16 and 17, attenuate pressing the disc 3, which leads to providing more reliable and accurate actuation of the clutch. The gap between the end face of the washer 8 and the protrusion of the disk 4 is chosen so that the increase in the force of the spring 16 when it is chosen is minimal. As the friction surfaces of the discs 3 and 4 wear out, the end face of the washer 8 or the protrusion of the disc 4 must be ground to maintain the specified clearance.

При увеличении фактического значени  коэффициента трени  сверх рас- четно-го, а следовательно, и увеличении силы трени  работа муфты осуществл етс  аналогично описанному.With an increase in the actual value of the friction coefficient in excess of the calculated, and consequently, an increase in the friction force, the coupling operation is carried out similarly to that described.

При уменьшении фактического зна- чени  коэффициента трени , а следовательно , и силы трени , ниже расчетного , муфта работает следующим образом ,оWhen reducing the actual value of the coefficient of friction, and, consequently, of the force of friction, is lower than the calculated one, the coupling works as follows,

Нажимной диск 4 под действием внешних нагрузок со стороны диска 3 поворачиваетс  в соответствующем направлении вместе с диском 11 и кольцом 6 {с частичной пробуксовкой фрикционных поверхностей в начальный период ) , при этом шарики 15, перекатыва сь в канавках, работают в режим самозат гивани . Диск 11 под действием шариков 15 перемещаетс  влево,- при этом пружины 16 и 17 сжимаютс , увеличива  силы трени  между диском 3, диском 4 и упорным диском 1, а также между шайбой 8 и накладкой 7. Вследствие того,- что материалы пар трени  имеют одинаковое значение коэффициента трени , самопроизвольное изменение этого коэффициента под действием внешних факторов носит одинаковый характер, поэтому моментThe pressure disk 4 under the action of external loads from the disk 3 is rotated in the corresponding direction along with the disk 11 and the ring 6 (with partial slipping of the friction surfaces in the initial period), while the balls 15, rolling in the grooves, operate in self-engaging mode. The disk 11 is moved to the left by the action of the balls 15 - while the springs 16 and 17 are compressed, increasing the friction forces between the disk 3, the disk 4 and the stop disk 1, and also between the washer 8 and the lining 7. Due to the fact that the materials of the friction pairs have the same value of the friction coefficient, the spontaneous change of this coefficient under the influence of external factors is of the same nature, therefore

--

- -

акме и е т Acme and e

10ten

1515

2020

425375425375

сил трени , возникающий на фрикционных поверхност х элементов 7 и 8, в период работы муфты, соответствующий началу самозат гивани  шариков 15, недостаточен дл  создани  распорной силы на шариках 9, т.е. про- происходит пробуксовка элементов 7 и 8. В процессе самозат гивани  шариков 15 нарастает усилие нажати  диска 4, в следствие чего повьш аетс  момент сил трени . Одновременно с этим повышаетс  момент сил трени  между элементами 7 и 8. По достижении момента трени  на фрикционных поверхност х элементов 1, 3, 4,равного номинальноьгу моменту муфты, момент сил трени  элементов 7 и 8 достигает величины, обеспечивающей поворот шайбы 8 вместе с диском 4, а это приводит к перемещению шайбы 8 вправо и ее воздействию на диск 4, Усилие нажати  последнего уменьшаетс ,муфта срабатывает.frictional forces occurring on the friction surfaces of elements 7 and 8, during the operation of the coupling, corresponding to the beginning of self-tamping of the balls 15, are insufficient to create a thrust force on the balls 9, i.e. the elements 7 and 8 are skidding. In the process of self-activating the balls 15, the force of pressing the disk 4 increases, as a result of which the moment of friction increases. At the same time, the moment of friction forces between elements 7 and 8 increases. Upon reaching the moment of friction on the friction surfaces of elements 1, 3, 4, equal to the nominal coupling moment, the moment of friction forces of elements 7 and 8 reaches a value ensuring rotation of the washer 8 together with the disk 4, and this leads to the movement of the washer 8 to the right and its effect on the disk 4. The force of pressing the latter is reduced, the clutch is activated.

Дл  осуществлени  самозат гивани  шариков 15 необходимо выполнить условие , при котором танге нс угла наклона стенок профильных канавок к поверхности торца диска 11 и втулки 13 меньше коэффициента трени  между дисками 3 и 4, или, иными ело- . вами, угол наклона стенок профильных канавок должен быть меньше угла трени  элементов 3 и 4.In order to realize self-shaking of the balls 15, it is necessary to fulfill the condition when the tang ns of the angle of inclination of the walls of the profile grooves to the surface of the face of the disk 11 and the sleeve 13 is less than the coefficient of friction between the disks 3 and 4, or, in other cases. you, the angle of inclination of the walls of the profile grooves should be less than the frictional angle of elements 3 and 4.

При заклинивании шариков 15 диск 11, по окончании работы привода, остаетс  в крайнем левом положении.Дл  этого возврата может быть использован кратковременный режим реверсивного вращени  муфты либо принудительный поворот нажимного диска 4 в нужном направлении.When the balls 15 are jammed, the disk 11, after the drive ends, remains in the leftmost position. For this return, a short-term mode of reverse rotation of the coupling or forced rotation of the pressure disk 4 in the desired direction can be used.

2525

30thirty

3535

4040

Работа шариков 15 в режиме само- торможени  исключает при срабатывании муфты возврат диска 11 в исходное положение и, тем самым, колебание усили  силового замыкани , повышает плавность и устойчивость работы муфты .The operation of the balls 15 in self-braking mode prevents the return of the disk 11 to the initial position and, thereby, the oscillation of the force of the power closure, which increases the smoothness and stability of the operation of the coupling, when the clutch operates.

5555

Применение предлагаемой муфты позвол ет повысить надежность и точность ее срабатывани , также может обеспечивать увеличение долговечности и использование ее в услови х значительных колебаний коэффициента трени  без снижени  номинальной нагрузочной способности.The application of the proposed coupling allows to increase the reliability and accuracy of its operation, it can also provide an increase in durability and its use in conditions of significant fluctuations of the coefficient of friction without reducing the nominal load capacity.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula 1, Предохранительна  фрикционна  муфта,, содержаща  соосно размещенные ведомую и ведущую полумуфты, соединенные при помощи, фрикционного , размещенного меладу нажимным Hi упорным дисками, механизм стабили3ации передаваемого момента, включаю- Q лировочной гайкой, нажимной диск1, Safety friction clutch, containing coaxially placed driven and driving half couplings, connected by means of a friction, placed melada push Hi Hi stop discs, a mechanism for stabilizing the transmitted moment, including a Q-nut, a pressure disc щт взаимодействующие через размещенHi .ie в профильных канавках тела качен:г1  элементы, а также регулировочнуюCRT interacting through placed Hi .ie in the core grooves of the body are swing: r1 elements, as well as adjusting гайку, отличающа с  тем,nut, characterized in that ч|го, с целью повьшеки  надежности в 15in order to increase reliability in 15 урлови х колебани  коэффициента трен|н  во фрикционных парах, она снабж на кольцом и щайбой, расположенныM i соосно между нажимным диском и ведЦей полумуфтой, нажимной диск выпол-2о профильные канавки промежуи кольцо подпружинены относительно промежуточного диска, а коль цо и промежуточньй диск зафиксирова ны от окружного смещени  относитель но нажимного диска.The oscillation of the coefficient of trennin in friction pairs, it is supplied with a ring and a shchiba, located i coaxially between the pressure disk and the master coupling half, the pressure disk is made-2o, the profile grooves between the ring are spring-loaded relative to the intermediate disk, and the ring and intermediate disk are fixed from the circumferential offset relative to the pressure plate. 2. Муфта ПОП.1, отличающа с  тем, что элемент фрикционных пар муфты выполнен из материала с одинаковым коэффициентом треточного диска и втулки выполнены с углом наклона стенок канавки с плос кости торца этих элементов, меньщим угла трени  фрикционного диска и на жимного диска.2. Coupling POP.1, characterized in that the element of the friction couples of the coupling is made of a material with the same ratio of the tertiary disk and the bushings are made with the angle of inclination of the walls of the groove with the plane of the end face of these elements less than the angle of friction of the friction disk and the clamping disk. HJBH с кольцевым уступом на его тор- црвой поверхности, щайба расположена С| осевым зазором относительно дна ус- Tjvma и контактирует с кольцом посредством фрикционной накладки, а сHJBH with an annular ledge on its end surface, the shchaib is located C | axial clearance relative to the bottom of the us- Tjvma and is in contact with the ring by means of a friction lining, and ФигFig упорным диском - посредством тел качени , расположенных в выполненных на смежных поверхност х профильных канавках, элементы механизма стабилизации вьшолнены в виде установленных на ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещени  промежуточного . диска и втулки,контактирующей с регуи кольцо подпружинены относительно промежуточного диска, а кольцо и промежуточньй диск зафиксированы от окружного смещени  относительно нажимного диска.by a thrust disk, by means of rolling bodies located in profile grooves made on adjacent surfaces, the elements of the stabilization mechanism are implemented as mounted on the drive coupling half with the possibility of axial movement of the intermediate one. The disk and sleeve in contact with the ring are spring-loaded with respect to the intermediate disk, and the ring and intermediate disk are fixed against circumferential displacement with respect to the pressure disk. 2. Муфта ПОП.1, отличающа с  тем, что элемент фрикционных пар муфты выполнен из материала с одинаковым коэффициентом профильные канавки промежуточного диска и втулки выполнены с углом наклона стенок канавки с плоскости торца этих элементов, меньщим угла трени  фрикционного диска и нажимного диска.2. Coupling POP.1, characterized in that the element of the friction couples of the coupling is made of a material with the same ratio, the profile grooves of the intermediate disk and the bushings are made with the angle of inclination of the walls of the groove from the plane of the end face of these elements less than the angle of friction disk and pressure disc. /3/ 3 Фиг.ЗFig.Z