Інерційний запобіжний механізм для високошвидкісних приводів

Номер патенту: 63391

Опубліковано: 15.01.2004

Автор: Нагорняк Галина Степанівна

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Інерційний запобіжний механізм для високошвидкісних приводів, що містить вільно встановлений на валу інерційний диск з кулачками на виступних кінцях його повідкових пальців, який відрізняється тим, що кожний кулачок сформований діаметральною і нахиленою до неї площинами, причому діаметральна площина співпадає з віссю вала, і кулачки знаходяться в зачепленні з аналогічними заглибинами на виступних кінцях повідкових пальців, встановлених рівномірно по колу в поздовжніх отворах підпружиненого в напрямку до інерційного диска фланця з маточиною, а також на валу встановлена втулка з буртиком, на якій розміщена упорна шайба і між ближніми торцями фланця і упорної шайби встановлена циліндрична пружина стиску, а також навпроти даного торця фланця з зазором розміщений кінець важеля кінцевого вимикача, причому відстань між ближніми торцями маточини втулки з буртиком є меншою, ніж висота робочого зачеплення кулачків, а відстань між кінцем важеля кінцевого вимикача і торцем фланця є меншою, ніж відстань між ближніми торцями маточини і втулки з буртиком, а також фланець з маточиною і втулка з буртиком зв'язані з валом рухомим шпонковим з'єднанням і вільний торець втулки з буртиком виконаний з можливістю контакту зі стопорною шайбою упорної гайки.

Текст

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний для захисту високошвидкісних приводів в різних галузях те хніки від перевантажень і поломок. Відома кулькова запобіжна муфта, яка включає вільно встановлену на валу з допомогою втулки ведучу півмуфту з лунками, в яких розміщені кульки і ведену півмуфту, виконану у вигляді двох дисків з концентричне розміщеними отворами для кульок і підтискних пружин. В проміжку між кульками і циліндричними пружинами стиску розміщені головки штовхачів, кінці яких з'єднані з диском, навпроти вільного торця якого встановлений підпружинений шток з закріпленою на ньому собачкою храпового механізму, на колесі якого встановлений упор для контактування з кінцевим вимикачем (див. а.с. СРСР №1362870, кл. F16D7/06, 43/20, 1987р.). Недоліками даної конструкції є складність і неможливість її використання для відключення приводів високошвидкісних машин в стоповому режимі навантаження із-за інтенсивних ударів підпружинених кульок по поверхнях лунок при пробуксовці півмуфт. Найбільш близькою конструкцією до заявленої є механізм для відключення електроприводу при столових навантаженнях, який включає встановлений на валу приводу чашкоподібний корпус і інерційний диск з кулачками на торці, який встановлений вільно на циліндричному хвостовику корпуса і спряжений з кінцевим вимикачем (див. а.с. СРСР №987610, кл. G05G15/08, 1983p). Однак дана конструкція характеризується рядом недоліків, насамперед відсутність контрольованого осьового переміщення інерційного диска, що приводить до втрати працездатного стану кінцевого вимикача при силовій взаємодії з ним інерційного диска, а також виходом кулачків із зачеплення з циліндричними штифтами після спрацювання в стоповому режимі навантаження, що вимагає їх р учного повернення у ви хідне положення. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити механізм для відключення приводу при перевантаженнях шляхом усунення недоліків прототипу, що дозволить забезпечити працездатність конструкції у високошвидкісних приводах, збільшити надійність та дасть можливість ефективно використовувати її на практиці за рахунок обмеження осьового переміщення інерційного диску і забезпечення постійного зачеплення кулачків. Поставлене завдання вирішується тим, що в механізмі з вільно встановленим на валу інерційним диском і кулачками на виступаючих кінцях його поводкових пальців, кожен кулачок сформований діаметральною і нахиленою до неї площинами, при чому діаметральна площина співпадає з віссю вала і кулачки є в зачепленні з аналогічними впадинами на виступаючих кінцях поводкових пальців, встановлених рівномірно по колу в поздовжніх отворах підпружиненого в напрямку до інерційного диску фланця зі ступицею, а також на валу встановлена втулка з буртиком, на якій розміщена упорна шайба і між ближніми торцями фланця і упорної шайби встановлена циліндрична пружина стиску, а також навпроти даного торця фланця з зазором розміщений кінець важеля кінцевого вимикача, причому відстань між ближніми торцями ступиці і втулки з буртиком виконана меншою за висоту робочого зачеплення кулачків, а відстань між кінцем кінцевого вимикача і торцем фланця виконана меншою за відстань між ближніми кінцями ступиці і втулки з буртиком, а також фланець зі ступицею і втулка з буртиком зв'язані з валом рухомим шпонковим з'єднанням і вільний торець втулки з буртиком виконана з можливістю контакту зі стопорною шайбою упорної гайки. Інерційний запобіжний механізм для високошвидкісних приводів зображений на фіг.1 (частковий поздовжній розріз), фіг.2 - січення А-А на фіг.1. Ме ханізм включає вільно встановлений на валу 1 через проміжну циліндричну втулку 2, інерційний диск 3. Рівномірно по колу на торці інерційного диска 3 в його поздовжніх отворах встановлені циліндричні поводкові пальці 4 з кулачками 5 на виступаючи х з даного диска їх кінцях. Кожен кулачок сформований діаметральною площиною 6 і нахиленою до неї площиною 7, причому діаметральна площина співпадає з віссю вала 1. Кулачки 5 є в зачепленні з аналогічними впадинами на виступаючих кінцях поводкових пальців 8, встановлених рівномірно по колу в поздовжніх отворах підпружиненого в напрямку до інерційного диска 3 фланця 9 зі ступицею 10. Крім того на валу 1 встановлена втулка 11 з буртиком 12, на якій розміщена упорна шайба 13 і між ближніми торцями фланця 9 і упорної шайби 13 встановлена циліндрична пружина стиску 14. Навпроти даного торця фланця 9 із зазором h1 розміщений кінець важеля 15 кінцевого вимикача 16. Відстань h 2 між ближніми торцями ступиці 10 і втулки 11 з буртиком 12 виконана меншою за висоту h 3 робочого зачеплення кулачків 5 із впадинами на кінцях поводкових пальців 8. Необхідно відмітити, що відстань h1 між кінцем важеля 15 кінцевого вимикача 16 і торцем фланця 9 виконана меншою за відстань h2 між ближніми кінцями ступиці 10 і втулки 11 з буртиком 12. Крім того, фланець 9 зі ступицею 10 і втулка 11 з буртиком 12 зв'язані з валом 1 рухомим шпонковим з'єднанням 17, а вільний торець втулки 11 виконана з можливістю контакту зі стопорною шайбою 18 упорної гайки 19. Кінцевий вимикач 16 електрично з'єднаний з системою управління 20 високошвидкісного приводу машини (на рис. не показана). Інерційний запобіжний механізм для високошвидкісних приводів працює наступним чином. При пуску машини і її ви ході на робочий режим навантаження всі елементи конструкції інерційного запобіжного механізму знаходяться в положенні, показаному на фіг.1. При перевантаженні, тобто при різкій зупинці вала 1, інерційний диск 3 за рахунок накопленої під час пуску I × w2 , де I - момент інерції диска 3, w - к утова швидкість обертання вала 1, 2 продовжує обертатися далі. При його відносному провороті відносно зупиненого вала 1 з фланцем 9, внаслідок силової взаємодії кулачків 5 з впадинами поводкових пальців 8 в зоні зачеплення виникає осьове зусилля, дія якого приводить до осьового переміщення фланця 9 зі ступицею 10 і повної виборки зазору h2 між ближніми торцями ступиці 10 і втулки 11 і до додаткового стиску пружини 14. Оскільки величина зазору h 2 менша за висоту h3 робочого зачеплення кулачків 5 з впадинами на кінцях поводкових пальців 8, то при цьому кулачки 5 залишаються в зачепленому стані з нахиленими поверхнями даних впадин. Внаслідок переміщення фланця 9 вправо має місце його взаємодія з кінцем важеля 15 кінцевого вимикача 16, наслідком чого є відключення приводу машини і припинення передачі крутного моменту від вала двигуна машини на її вали, передачі і виконуючий робочий орган. Оскільки величина зазору h1 між торцем фланця 9 і кінцем важеля 15 кінцевого вимикача 16 менша за величину зазору h2 між ближніми торцями ступиці 10 і втулки 11, то осьове переміщення фланця 9 забезпечує переміщення кінця важеля 15 на достатню для відключення привода величину без пошкодження працездатного стану кінцевого вимикача 16. приводу кінетичної енергії WK = В процесі спрацьовування інерційного запобіжного механізму при дії перевантаження кінетична енергія WK інерційного диску 3 витрачається на роботу по деформації пружини 14 і на подолання сил опору тертя в зоні контакту кулачків, рухомого шпонкового з'єднання 17 і сили опору зі сторони важеля 15 кінцевого вимикача 16. Наявність упорної шайби 13 певної товщини сприяє попередньому регулюванню початкової сили стиску циліндричної пружини 14 при необхідному значенні зазору h2. Наявність діаметральної площини 6 на кулачку 5 не дозволяє самовільному спрацюванню інерційного запобіжного механізму в період розгону приводу. Напрям нахиленої площини 7 співпадає з напрямом обертання вала 1. Необхідно відмітити, що після повної виборки зазору h2 і відключення приводу машини, зусилля стиснутої пружини 14 сприяє переміщенню фланця 9 з поводковими пальцями 8 вліво і відновленню повного зачеплення кулачків 5 з впадинами поводкових пальців 8 (як показано на фіг.1). Після усунення причин, які привели до перевантаження елементів високошвидкісного приводу, привід машини знову включають і продовжується виконання технологічного процесу. Обмеження осьового переміщення інерційного диску і забезпечення постійного зачеплення кулачків під дією на високошвидкісний привід перевантаження забезпечує працездатність конструкції і збільшує надійність її роботи.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Inertial safety mechanism for a high-speed drive

Автори англійською

Nahorniak Halyna Stepanivna

Назва патенту російською

Инерционный предохранительный механизм для высокоскоростного привода

Автори російською

Нагорняк Галина Степановна

МПК / Мітки

МПК: G05G 15/00

Мітки: інерційний, запобіжний, приводів, механізм, високошвидкісних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/2-63391-inercijjnijj-zapobizhnijj-mekhanizm-dlya-visokoshvidkisnikh-privodiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Інерційний запобіжний механізм для високошвидкісних приводів</a>

Подібні патенти