SU1721333A1 - Кулачкова предохранительна муфта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  предохранени  высокоскоростных машин от перегрузок. Цель изобретени  - снижение трудозатрат на изготовление и накладку муфты. Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт (П) с кулачками (К) на торцах. На ведущей П 1 закреплены радиальные 21 Фиг.1 А направл ющие 16, на которых установлены центробежные грузы 17, Между П расположено кольцо 5 с К на торцах, поджатое пружиной 15. П 1 установлена на валу 8 с возможностью осевого перемещени  и фиксации ее положени  гайкой 10 и контргайкой 11. При вращении вала момент на П 2 передаетс  за счет зацеплени  К промежуточного кольца П 1 и 2. При повышении расчетного момента К кольца 5 отжимаютс  от К полумуфты 2 и кольцо 5 перемещаетс  в осевом направлении, сжима  пружину 15. Когда К выйдут из зацеплени , центробежные грузы 17 перемещаютс  и удерживают кольцо 5, прерыва  контакт кольца и П 2. После уменьшени  частоты вращени  центробежные грузы освобождают кольцо. Дл  приработки пружины 15 рассто ние между кольцом 5 и П 1 измен ют так, чтобы не происходила фиксаци  кольца 5. Это позвол ет производить многократное замыкание и размыкание К без дополнительных операций , что снижает трудозатраты на наладку муфты. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. 5 гг (Л С N Ю га/ Ъ,п а СО CJ С 18

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  снижение трудозатрат на изготовление и отладку муфты за счет регулировки положени  ведущей полумуфты.

На фиг. 1 изображена муфта, осевой разрез; на фиг. 2 - схема сил, действующих на промежуточный кольцевой элемент при передаче крут щего момента; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - взаимное 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 при полном размыкании муфты; на фиг. 7 - относительное расположение кулачков полумуфт и промежуточного кольцевого элемента при полном .размыкании муфты.

Кулачкова  предохранительна  муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты с кулачками 3 и 4 на обращенных одна к другой торцевых поверхност х, промежуточный кольцевой элемент 5 с кулачками 6 и 7 на обоих торцах, контактирующими с кулачками 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На ведущем валу 8 посредством шлицев или шпонки 9 установлена ведуща  полумуфта 1, зафиксированна  от осевых перемещений гайкой 10, установленной на валу 8, и накидной контргайкой 11, установленной на ступице полумуфты 1.

Ведома  полумуфта 2 установлена на валу 8 на подшипниках 12 качени  или скольжени  и зафиксирована отосевого.пе- ремещени  корончатой гайкой 13. Перемещению ведомой полумуфты 2 влево преп тствуют силы, действующие на ее кулачках 4, и элементы 14, св зывающие муфту с предохран емым приводом. Осева  фиксаци  ведомой полумуфты 2 на валу 8 может быть выполнена и с помощью других деталей, например с помощью Стопорных колец. Промежуточный кольцевой элемент 5 установлен между полумуфтами 1 и 2 на валу 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 ведомой полумуфты 2 и промежуточного элемента 5, а угол профил  смежных кулачков 3 и 6 меньше угла профил  смежных кулачков 4 и 7. Наруж ный диаметр смежных кулачков 3 и 6 может быть больше или меньше наружного диаметра смежных кулачков 4 и 7.

Зацепление кулачков полумуфт выполнено таким, что при перегрузках промежуточный , кольцевой элемент 5 имеет возможность осевого перемещени . На кулачках 3 ведущей полумуфты 1 радиально

закреплены 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 внутренней торец ведущей полумуфты 1. Направл ющие и грузы смонтированы на кулачках 3 ведущей полумуфты

1так, что в замкнутом положении полумуфт рассто ние между вершинами конических

поверхностей грузов 1.7 и кольцевой канавки 18 на внутренней поверхности промежуточного кольцевого элемента 5 меньше высоты кулачков в зацеплении промежуточного элемента 5 и ведомой полумуфты 2.

Муфта закрыта сборным корпусом 19. который крепитс  к ведомой полумуфте 2 винтами 20. Уплотнение осуществл етс  манжетой 21 и кольцом 22. В торце ведомой полумуфты 2 выполнено отверстие, закрываемое пробкой 23 с уплотнением 24. служащее дл  заливки и контрол  уровн  масла в корпусе. Дл  исключени  дисбаланса, в случае надобности, на торце той же полумуфты

2в соответствующих местах могут быть ус- тановлены балансирные грузы.

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 определ етс  из зависимости

Pnp-2L tfl (z.-/.) -f tg (у-/о) - Rff,

где Т- передаваемый муфтой крут щий момент , Н-м;

D - наружный диаметр смежных кулачков 4 и 7 ведомой полумуфты 2 и промежу- точного кольцевого элемента 5,м;

d - наружный диаметр смежных кулачков 3 и 6 ведущей полумуфты 1 и промежуточного кольцевого элемента 5,м;

а - угол профил  кулачков зацеплени  промежуточного кольцевого элемента 5 и ведомой полумуфты 2, град;

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

р- угол трени  на поверхност х кулачков , град;

Рц- центробежна  сила грузов 17, Н;

f- коэффициент трени  грузов 17 о промежуточный элемент 5.

Дл  повышени  точности и стабильности срабатывани  после установки требуемой пружины провод т ее приработку, дл  чего ведущую полумуфту 1 вместе с центробежными грузами 17с помощью гайки 10 и накидной контргайки 11 устанавливают на валу 8 так, что при размыкании муфты центробежные грузы 17 заведомо не вход т в кольцевую канавку 18 на промежуточном кольцевом элементе 5. Требуемое положение ведущей полумуфты 1 на валу 8 обеспе- чиваетс  при соблюдении заранее известного размера А1 (фиг. 1). При приработке промежуточный кольцевой элемент 5 не фиксируетс  грузами в разомкнутом положении , что обеспечивает беспреп тственное повторное замыкание муфты. Циклы размыкани -замыкани  (5000-6000) повтор ютс  в течение всего времени приработки . После приработки муфты ведуща  полумуфта 1 вместе с центробежными грузами 17 с помощью гайки 10 и накидной контргайки 11 устанавливаетс  на валу 8 так, что рассто ние между вершинами конусных поверхностей грузов 17 и кольцевой канавки на промежуточном элементе 5 меньше высоты смежных кулачков ведомой полумуфты 2 и элемента 5. Такое положение ведущей полумуфты также обеспечиваетс  при соблюдении заранее определенного размера А(фиг. 1).

Крут щий момент от ведущего вала 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 14 или с любым другим элементом, соедин ющим полумуфту 2 с предохран емым приводом . При этом грузы 17 центробежной силой прижимаютс  к внутренней поверхности промежуточного кольцевого элемента 5.

При изменении момента сопротивлени  на ведомой полумуфте 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 также увеличиваетс . Но так как угол профил  смежных кулачков 7 и 4 промежуточного элемента 5 и ведомой полумуфты 2 больше угла профил  смежных кулачков 3 и 6 ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5, то сила отталкивани  полумуфты А и элемента 5 при возрастании момента сопротивлени  увеличиваетс  быстрее. В момент, когда сила отталкивани  полумуфты 2 и эле- 5 мента 5 уравновесит осевую силу, действующую в зацеплении ведущей полумуфты 1 и промежуточного элемента 5, и силу пружины 15, происходит размыкание муфты, т.е. промежуточный элемент 5, перемеща сь по

10 валу 8, выходит из зацеплени  с ведомой полумуфтой 2. В замкнутом положении муф- ты промежуточный элемент 5 центрируетс  по кулачкам в зацеплени х с ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами, а также центро15 бежными силами грузов 17 и силой пружины 15.

На конечной стадии выхода кулачков промежуточного элемента 5 из зацеплени  с кулачками ведомой полумуфты 2 в контакт

0 с конусной поверхностью кольцевой канавки 18 на внутренней поверхности промежуточного элемента 5 входит конусна  поверхность грузов 17 (фиг. 4 и 5), расход щихс  под действием центробежных сил по

5 направл ющим 16 в радиальном направлении , а возникающие при этом осевые силы, сжима  пружину 15, вывод т кулачки 7 промежуточного элемента 5 из зацеплени  с кулачками 4 ведомой полумуфты 2 и отвод т

0 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 веду5 щей полумуфты 1, а также при помощи центробежных сил грузов 17 и силы пружины 15. Промежуточный элемент 5 удерживаетс  грузами 17 в разомкнутом положении (фиг. 6 и 7) до тех пор, пока передаетс 

0 вращение на ведущий вал 8. При этом необходимо , чтобы выполн лось условие

Рц Pnp(tg / + Тприв),

5 где Рц - центробежна  сила грузов 17, Н; Рпр усилие пружины 15..Н; (5 - угол наклона образующих конических поверхностей грузов 17 и кольцевой канавки на промежуточном элементе 5 к ос- 0 нованию, град;

fnpne приведенный коэффициент трени  грузов 17 о направл ющую 16 и промежуточный элемент 5.

При остановке вала 8 центробежные си- 5 лы грузов 17 уменьшаютс  от своего максимального значени  до нул . При определенном значении частоты вращени  вала 8 промежуточный элемент 5, воздейству  конусной поверхностью кольцевой канавки на конусную поверхность грузов 17, начинает перемещать их в исходное положение . При выходе грузов из кольцевой канавки происходит замыкание муфты. Дл  замыкани  муфты необходимо, чтобы выполн лось условие

FU Pnp(tg р-тприв) «

В момент пуска, когда действуют большие угловые ускорени , в зацеплении кулачков ведущей полумуфты и 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 ведомой полумуфты , когда действуют отрицательные ускорени , данна  сила инерции способствует размыканию муфты.

Муфта позвол ет проводить приработку без введени  дополнительных элементов и полной разработки, что снижает трудозатраты на отладку муфты.

Claims (2)

1.Кулачкова  предохранительна  муфта , содержаща  установленные на соедин емых валах ведущую и ведомую полумуфты

с кулачками на взаимообращенных торцах, аксиально расположенный между указанными торцами промежуточный элемент в виде кольца с кулачками на обоих торцах, контактирующими с кулачками соответствующих полумуфт, и механизм фиксации муфты в разомкнутом положении, выполненный в виде дугообразных центробежных грузов, установленных в радиальных направл ющих , выполненных в ведущей полумуфте,

отличающа с  тем, что, с целью снижени  трудозатрат на изготовление и наладку муфты, ведуща  полумуфта установлена на валу с возможностью фиксированного осевого перемещени 

относительно ведомой полумуфты и промежуточного элемента.

2.Муфта поп. 1,отличающа с  тем, что средства фиксации осевого положени  ведущей полумуфты выполнены в виде

установленной на валу и контактирующей своим торцом с торцом полумуфты гайки и накидной контргайки, установленной на ступице полумуфты и контактирующей внутренней торцовой поверхностью с обращенной к ней поверхностью упом нутой гайки.

Фиг. 2

Фиг. 4

7

Фаг. 5

/

ДХШ

Фиг. 6

i б з

Фиг. 7

f& f $

5

2

-., r-