З’єднувально-роз’єднувальна муфта

Винахід стосується судового та енергетичного машинобудування. Відома з'єднувально-роз'єднувальна муфта, яка містить ведучий вал з жорстко насадженою на ньому ведучою півмуфтою, рухомою півмуфтою з внутрішньою гелікоїдальною нарізкою, храповий механізм, відомий вал і проставку з зовнішньою гелікоїдальною нарізкою [Ю.В.Захаров, І.П.Єсін. Судові машини та механізми. Л., Судобудування, 1982р., с.297]. Недоліком указаної муфти є те, що при непрацюючому ведучому валі та працюючому відомому валі храповики храпового механізму знаходяться в постійному зачепленні з храповим колесом, що негативно впливає на його довговічність. Крім того, наявність внутрішньої гелікоїдальної нарізки на рухомій півмуфті та виникаючий при роботі упор рухомої півмуфти в торець відомого валу створює ненадійність даної конструкції. Так, при передаванні значної потужності в містах упору торців може виникати контактна корозія металу, що призводить до зруйнування деталей та муфти взагалі. Задача винаходу полягає в удосконаленні конструкції з'єднувально-роз'єднувальної муфти шляхом введення додаткових конструктивних елементів, за рахунок чого підвищується надійність та довговічність пристрою. Поставлена задача вирішується таким чином, що з'єднувально-роз'єднувальна муфта, яка складається із корпусу, ведучої півмуфти, жорстко закріпленої на ведучому валу муфти, рухомої півмуфти з храповим механізмом, відомої частини, відповідно до винаходу, містить жорстко закріплені на ведучому валі і з'єднані в одне ціле електронно-променевим зварюванням синхронізатор та нерухому півмуфту з зовнішніми зуб'ями зачеплення, крім того, рухома півмуфта має внутрішні та зовнішні зуб'я зачеплення, відома частина - внутрішні зуб'я зачеплення і виконана як одне ціле з корпусом муфти, храповий механізм виконаний двохрядовим, при цьому храповики першого ряду та храпове кільце другого ряду установлені в корпусі відомої частини, а храповики другого ряду та храпове кільце першого ряду установлені на рухомій півмуфті, поміж рухомою та нерухомою півмуфтами розміщено гідравличну порожнину. На мал.1 зображено з'єднувально-роз'єднувальну муфту в стані «виключено», на мал.2 - муфта в стані «включено», на мал.3 - розміщення храповиків храпового механізму муфти в стані «виключено», на мал. 4 розміщення храповиків храпового механізму муфти при зупиненому ведучому та обертовому відомому валах, на мал.5 - розміщення храповиків храпового механізму під час приєднання ведучого валу муфти до обертового відомого валу, на мал. 6 - розміщення храповиків храпового механізму муфти при обертових ведучому та відомому валах (муфта в стані «включено»). Муфта з'єднуваль-роз'єднувальна (мал.1) складається з ведучого валу 1 з жорстко закріпленими на ньому ведучою півмуфтою 2 та нерухомою півмуфтою 3 з зовнішніми зуб'ями зачеплення, яка електроннопроменевим зварюванням з'єднана в одне ціле з синхронізатором 4. Ведучий вал 1 установлено на радіальний 5 та радіально-упорний 6 підшипники ковзання, які жорстко закріплені в корпусі 7 муфти. Нерухома півмуфта 3 взаємодії рухомою півмуфтою 8, що мае внутрішні та зовнішні зуб'я зачеплення і установлена на підшипниках ковзання 9 та 10. На рухомій півмуфті 8 жорстко закріплена гайка 11 синхронізатора. У півмуфт нерухомої 3 та рухомої 8 частина сполучних відповідно зовнішніх та внутрішніх зуб'їв зачеплення рівномірно по колу зрізана, що дозволяє рухомій півмуфті 8 провертатися на гвинті синхронізатора 4 та переміщуватися в осьовому напрямі. Дуги зрізу зуб'їв зачеплення у півмуфт 3 та 8 відповідають величині, яка необхідна для осьового переміщення рухомої півмуфти 8 та зчеплення її зовнішніх зуб'їв зачеплення з внутрішніми зуб'ями зачеплення відомої частини 12, виконаної за одне ціле з корпусом 7 муфти. З корпусом 7 муфти жорстко закріплений відомий вал 13. Храповий механізм муфти виконаний дворядовим, при цьому храповики першого ряду 14 та храпове кільце 15 другого ряду закріплені в корпусі 7 муфти, а храповики другого ряду 16 та храпове кільце 17 першого ряду закріплені на рухомій півмуфті 8. Храповики 14 та 16 підпружинені. Кутове переміщення храповиків 14 та 16 обмежуються храповими кільцями 15 та 17 відповідно, а також штифтами 18 та 19 (мал.3, 4, 5, та 6). На ведучому валі 1 (мал.1) жорстко закріплений черпаковий насос 20, який через систему каналів та отворів забезпечує змащування та охолодження поверхонь деталей, що труться, а також підшипникових вузлів муфти. Крім того, мастило під тиском подається в гідравличну порожнину 21 між нерухомою півмуфтою 3 та рухомою півмуфтою 8, що забезпечує переміщення рухомої півмуфти 8 в вихідний стан (при виключенні муфти). Включення муфти при зупиненому ведучому 1 та відомому 13 валах забезпечується храповиками 14 та храповим кільцем 17 першого ряду храпового механізму (мал.1, 3). В момент початку обертання ведучого валу 1 відбувається зчеплення храпового кільця 17 з храповиками 14 (мал.3). При цьому для забезпечення зачеплення зовнішні зуб'я рухомої півмуфти 8 та внутрішні зуб'я відомої частини 12 установлені відповідно зуб проти западини. Далі рухома півмуфта 8 за рахунок зусилля, яке утворюється ведучим валом 1, переміщується в осьовому напрямі гвинтовою різьбою синхронізатора 4. Зовнішні зуб'я зачеплення рухомої півмуфти 8 заходять в западини внутрішніх зуб'їв зачеплення відомої частини 12. Після виходу із зачеплення храповиків 14 з храповим кільцем 17 осьове переміщення рухомої півмуфти 8 далі не відбувається. Зовнішні зуб'я рухомої муфти 8 входять по всій довжині в контакт з внутрішніми зуб'ями зачеплення відомої частини 12. За період включення муфти нерухома півмуфта 3 провертається і її зовнішні зуб'я зачеплення вступають в стикання по всій довжині контакту з внутрішніми зуб'ями рухомої півмуфти 8, яка перемістилася в осьовому напрямі з крайнього виключеного стану у включений стан. При цьому відбувається включення з'єднувальнороз'єднувальної муфти (мал.2). Зусилля від ведучого валу 1 передається далі через зуб'я зачеплення нерухомої 3, рухомої 8 півмуфт та відомої частини 12 на відомий вал 13. Храповики 16 та храпове кільце 15 другого ряду храпового механізму в контакт не вступають (мал.3). Після запуску при роботі муфти храповики 14 першого ряду храпового механізму відцентровими силами повертаються та притискаються до штифтів 18 (мал.4) і, таким чином, дотик храповиків 14 з храповим кільцем 17 не відбувається. При зупиненні ведучого валу 1 (мал.2) та обертовому від іншого источника енергії відомому валі 13 відбувається виключення рухомої півмуфти 8 тиском мастила, який утворюється черпаковим насосом 20 у порожнині 21 між нерухомою півмуфтою 3 та рухомою півмуфтою 8. Під тиском мастила рухома півмуфта 8 переміщується в осьовому напрямі в крайній лівий стан - вихідний стан перед включенням з'єднувально-роз'єднувальної муфти (мал.1). З'єднання ведучого валу 1 на ходу з'єднувально-роз'єднувальної муфти при обертанні відомого валу 13 від іншого джерела енергії відбувається другим рядом храпового механізму: храповиками 16 та храповим кільцем 15. В момент початку роботи та збільшення обертів ведучого валу 1 храповики 16 під дією відцентрових сил відходять від штифтів 19, провертаються та деякий час ковзають по поверхні храпового кільця 15 (мал.5). В момент досягнення рівності обертів ведучого 1 та відомого 13 валів (мал.1) контактуючі поверхні храповиків 16 та храпового кільця 15 стикаються та вступають у зачеплення (мал.5). Стикання контактуючих поверхонь храповиків 16 та храпового кільця 15 відповідає розміщенню зовнішніх зуб'їв зачеплення рухомої півмуфти 8 (мал.1) проти западин внутрішніх зубїв зачеплення відомої частини 12. Крім того, черпаковий насос 20 від дії відцентрових сил на режимі підключення з'єднувально-роз'єднувальної муфти не працює, мастило із гідравлічної порожнини 21 за рахунок дії відцентрових сил зливається через отвір в рухомій півмуфті 8 і, таким чином, мастило в порожнині 21 відсутнє, що не перешкоджає підключенню муфти. В період підключення з'єднувально-роз'єднувальної муфти передача зусилля ведучого валу 1 відомому валу 13 відбувається синхронізатором 4 і храповиками 16. Проте, завдяки наявності гвинтової нарізки у синхронізатора 4 подальше перевищення обертів ведучого валу 1 над відомим валом 13 призводить до осьового переміщення рухомої півмуфти 8 до виходу із зачеплення контактуючих поверхностей храповиків 16 з храповим кільцем 15. Зовнішні зуб'я зачеплення рухомої півмуфти 8 заходять в зуб'я зачеплення відомої частини 12 по всій довжині, а зовнішні зуб'я зачеплення нерухомої півмуфти 3 в силу її провертання зчеплюються по всій довжині з внутрішніми зуб'ями рухомої півмуфти 8. Подальше передавання зусилля от ведучого валу 1 здійснюється зовнішнім зубчатим зачепленням нерухомої півмуфти 3, внутрішнім та зовнішнім зубчатим зачепленням рухомої півмуфти 8 та внутрішнім зубчатим зачепленням відомої частини 12. Після включення з'єднувально-роз'єднувальної муфти при сумісному обертанні ведучого 1 та відомого 13 валів храповики 16 виходять з контакту з храповим кільцем 15 і, таким чином, дотик храповиків 16 до храпового кільця 15 не виникає (мал.6). Храповики 14 першого ряду храпового механізму в цьому разі знаходяться в підтиснутому стані і з храповім кільцем 17 не стикаються.