Муфта запобіжна самовідновлювальна

Реферат: Винахід належить до машинобудування, зокрема до з'єднання кінців валів прокатного обладнання в умовах підвищених динамічних навантажень. Муфта запобіжна самовідновлювальна містить ведучу півмуфту з пальцями, взаємодіючу через пружні елементи з веденою півмуфтою, в якій змонтований фрикційний запобіжний пристрій з силовим замиканням конусів за допомогою пружин. Ведена півмуфта має центральний конічний отвір, в якому змонтована конічна втулка, а на конічних поверхнях виконані кільцеві проточки, які утворюють порожнину, заповнену легкоплавким металом. На хвостовику конічної втулки змонтована на підшипнику тарілчаста пружина з можливістю взаємодії з веденою півмуфтою і зафіксована на хвостовику за допомогою гайки і стопорної шайби. Ведена півмуфта має отвір з конічною різзю, що сполучається з кільцевою порожниною і герметично закритий пробкою. Винахід дозволяє на порядок збільшити крутний момент запобіжної муфти, в 2-3 рази збільшити точність спрацьовування від перевантажень при необмеженій кількості циклів, спростити конструкцію і збільшити багатократно її ресурс. UA 102156 C2 (12) UA 102156 C2 UA 102156 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі машинобудування і може бути використаний, зокрема, для з'єднання кінців валів прокатного устаткування в умовах підвищених динамічних навантажень. Відома самовідновлювальна кулачкова запобіжна муфта (див. стор. 252, рис. VII.6, Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979. - 344 с). Муфта складається з двох півмуфт, що мають торцеві кулачки і пружину стискування, за допомогою якої півмуфти підтискаються один до одного з силою, регульованою гвинтом. При частих перевантаженнях і повторних включеннях кулачки спрацьовують, що істотно впливає на подальшу точність спрацьовування і ресурс муфти. Крім того, у неї низька несуча здатність (250….350 Нм). Відома кулькова самовідновлювальна запобіжна муфта (див. стор. 256, рис. VII.9, Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979. - 344 с). Муфта складається з двох півмуфт, стиснених пружиною, а кулачки замінені кульками, тобто тертя ковзання замінене тертям кочення. Ця муфта простіша у виготовленні і відрізняється більшою надійністю і ресурсом. Проте в процесі спрацьовування кулачки розбивають робочі поверхні другої півмуфти, що поступово знижує точність спрацьовування і ресурс муфти. Крім того, як і у попередньої муфти, у неї низька несуча здатність (250…350 Нм) при однакових габаритах. Обидва типи муфт зазвичай використовують при невеликих швидкостях, малих крутних моментах і махових масах частин, що сполучаються. Відома також запобіжна самовідновлювальна фрикційна муфта П.К. Гедика, прийнята за найближчий аналог (див. стор. 328, рис. IX. 12, Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение, 1979. - 344 с). Муфта складається з двох півмуфт - ведучої, типу пружно-компенсуючої пальцьової і веденої, в якій змонтований запобіжний фрикційний пристрій у вигляді подвійного конуса. Подвійний конус охоплюється з двох сторін натискним і упорним конусами. Силове замикання по конічних поверхнях здійснюється набором гвинтових циліндричних пружин, поміщених в стакани із зовнішньою різзю. Як і у попередніх муфт, при частих спрацьовуваннях, у результаті зносу конічних контактуючих поверхонь знижується точність спрацьовування і ресурс, а при тривалій пробуксовці після спрацьовування конусні поверхні розігріваються до високої температури і після зупинки відбувається їх схоплювання. Муфта стає непридатною до подальшої експлуатації. Крім того, при однакових крутних моментах спрацьовування її габарити в 2-3 рази більші, ніж у попередніх муфт, які регламентуються фрикційним пристроєм. В основу винаходу поставлено задачу розробити таку запобіжну самовідновлювальну муфту, у якій введення нових елементів і конструктивна зміна відомих дозволило б спростити конструкцію і розширити її функціональні можливості. Для вирішення поставленої задачі в муфті запобіжній самовідновлювальній, що містить ведучу півмуфту з пальцями, взаємодіючу через пружні елементи з веденою півмуфтою, в якій змонтований фрикційний запобіжний пристрій з силовим замиканням конусів за допомогою пружин, відповідно до винаходу, ведена півмуфта забезпечена центральним конічним отвором, в якому змонтована конічна втулка, а на конічних поверхнях виконані кільцеві проточки, заповнені легкоплавким металом. Крім того, на хвостовику конічної втулки змонтована на підшипнику тарілчаста пружина з можливістю взаємодії з веденою півмуфтою і зафіксована на хвостовику за допомогою гайки і стопорної шайби. Крім того, ведена півмуфта забезпечена отвором з конічною різзю, що сполучається з кільцевою порожниною і герметично закритий пробкою. Застосування як запобіжного елемента легкоплавкого металу дозволить спростити конструкцію муфти, на порядок збільшити момент спрацьовування за рахунок збільшення площі зрушення і опору на зрушення легкоплавкого металу. Після спрацьовування ведена півмуфта за інерцією обертається разом з приводом відносно конусної втулки і за рахунок тертя легкоплавкий метал розплавиться по поверхні зрізу, а при зупинці охолодиться і муфта знову готова до роботи, тобто відбувається автоматично її самовідновлюваність. Крім того, елемент, що руйнується, тобто легкоплавкий метал, залишається в закритому об'ємі і тому його фізичні властивості залишаються постійними, а значить і точність спрацьовування залишається також постійною. Тарілчаста пружина спрощує налаштування силового замикання конусного запобіжного пристрою і тим самим забезпечує герметичність кільцевої порожнини. Отвір з конічною різзю у веденій півмуфті служить для заповнення кільцевої порожнини розплавленим легкоплавким металом з подальшою його герметизацією за допомогою конічної пробки. 1 UA 102156 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Суть винаходу пояснюється кресленням, де показаний подовжній розріз запобіжної пружнокомпенсуючої пальцьової муфти. Муфта запобіжна самовідновлювальна (кресл.) містить ведучу півмуфту 1 з пальцями 2, що взаємодіють через пружний елемент у вигляді кільця 3 з пальцями 4 веденої півмуфти 5, що має центральний конусний отвір, в якому змонтована конусна втулка 6. На конічних поверхнях півмуфти і втулки виконані один проти одного неглибокі проточки, які утворюють герметичну кільцеву порожнину. Порожнина заповнена розплавленим легкоплавким металом 7 і герметично закрита пробкою 8. Перед заливкою конусні деталі заздалегідь підігріваються, а поверхні герметичної порожнини обробляються лудінням. Після охолодження легкоплавкий метал припаюється до стінок герметичної порожнини веденої півмуфти і конусної втулки, утворюючи цілісне з'єднання. Таким чином, легкоплавкий метал (наприклад, сплав Вуда, бабіт, олов'янисті припої і т. д.) з температурою плавлення 50…250 °C утворює запобіжний елемент, що працює на зріз. Герметичність кільцевої порожнини забезпечується заздалегідь притертими конічними поверхнями веденої півмуфти 5 і конусної втулки 6. Постійне їх підтискання здійснюється за допомогою тарілчастої пружини 9, встановленої на підшипнику ковзання 10 хвостовика конусної втулки 6. Силове стискування тарілчастої пружини виконується за допомогою гайки 11, яка потім фіксується стопорною шайбою 12. Запобіжна самовідновлювальна муфта працює таким чином. Досягши запобіжною муфтою граничного моменту, вал виконавчого механізму (на кресл. не показаний) з напресованою конусною втулкою 6 зупиняється, легкоплавкий метал 7 руйнується по всьому перерізу кільцевої проточки, півмуфти 1 і 5 продовжують обертатися деякий час від двигуна до його відключення, після чого також зупиняються. В період обертання півмуфт 1 і 5 до зупинки двигуна легкоплавкий метал 7 розігрівається за рахунок тертя по місцю зрізу до температури плавлення, а при зупинці двигуна він остигає, і працездатність муфти відновлюється. Після усунення причин перевантаження запобіжна муфта готова до роботи. Застосування як запобіжного елемента легкоплавких матеріалів в закритому об'ємі дозволить на порядок збільшити крутний момент запобіжної муфти, в 2-3 рази збільшити точність спрацьовування від перевантажень при необмеженій кількості циклів, спростити конструкцію і збільшити багатократно її ресурс. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Муфта запобіжна самовідновлювальна для з'єднання кінців валів прокатного обладнання в умовах підвищених динамічних навантажень, що містить ведучу півмуфту з пальцями, взаємодіючу через пружні елементи з веденою півмуфтою, в якій змонтований фрикційний запобіжний пристрій з силовим замиканням конусів за допомогою пружин, яка відрізняється тим, що ведена півмуфта має центральний конічний отвір, в якому змонтована конічна втулка, а на конічних поверхнях виконані кільцеві проточки, які утворюють порожнину, заповнену легкоплавким металом. 2. Муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що на хвостовику конічної втулки змонтована на підшипнику тарілчаста пружина з можливістю взаємодії з веденою півмуфтою і зафіксована на хвостовику за допомогою гайки і стопорної шайби. 3. Муфта за п. 1, яка відрізняється тим, що ведена півмуфта має отвір з конічною різзю, що сполучається з кільцевою порожниною і герметично закритий пробкою. 2 UA 102156 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3