Фрикційна відцентрова муфта

Реферат: UA 117436 U UA 117436 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області машинобудування, до вузлів і деталей машин, зокрема до запобіжних муфт, що проковзують і поглинають удари та допускають можливість відносного переміщення поєднуваних деталей, і може бути використана в приводах різноманітних машин. Відома фрикційна відцентрова муфта, що складається з зовнішньої чашоподібної півмуфти з циліндричними центральним отвором та внутрішньої півмуфти з радіальними пазами, в яких з можливістю радіального переміщення встановлені кулачки, що мають можливість взаємодії своєю циліндричною фрикційною поверхнею з поверхнею центрального отвору зовнішньої чашоподібної півмуфти, а своїми пласкими бічними поверхнями з поверхнями радіальних пазів [див. книгу: Корнилов Э.В., Бойко П.В. Судовые сепараторы фирмы "Лаваль", "Мицубиси", "Вестфалия". - Одесса: Негоциант, 2009. - С. 186]. Недоліками даної муфти є нерівномірний знос фрикційних поверхонь кулачків та неможливість роботи в умовах неспіввісності, що пояснюється значною кількістю надлишкових зв'язків у цій конструкції, що обумовлює значні витрати на заміну фрикційних елементів, центровку напівмуфт. Так, під час усталеного руху кількість рухомих ланок становить n=3 - це внутрішня півмуфта, колодка та зовнішня чашоподібна півмуфта, кількість кінематичних пар п'ятого класу становить Р5=2, кількість кінематичних пар четвертого класу Р4=1, кількість кінематичних пар третього класу Р3=1. Загальна кількість кінематичних пар: Р=Р5+Р4+Р3=2+1+1=4. Сума рухомостей кінематичних пар: f=1Р5+2Р4+3Р3=1×2+2×1+3×1=7. Кількість незалежних замкнених контурів механізму за формулою Гохмана: k=Р-n=4-3=1. Ступінь рухомості механізму за формулою Войня і Атанасіу: W=N-ri=7-5=2, де N=7 - кількість однорухомих кінематичних пар. R=5 - ранг осей незалежного контуру. Кількість надлишкових зв'язків механізму муфти в період усталеного руху за формулою Сомова-Малишева: qCM=W+5Р4+4Р4+3Р3+2P2+Р1-6n=2+5×2+4×1+3×1+2×0+0-6×3=1. Задачею корисної моделі є створення муфти, в якій за рахунок конструктивного виконання можливо було б забезпечити зниження кількості зайвих зв'язків і підвищити компенсуючу здатність муфти. Поставлена задача вирішується тим, що у розробленій фрикційній відцентровій муфті, що складається з зовнішньої чашоподібної півмуфти з циліндричними центральним отвором та внутрішньої півмуфти з радіальними пазами, в яких з можливістю радіального переміщення встановлені кулачки, що мають можливість взаємодії своєю циліндричною фрикційною поверхнею з поверхнею центрального отвору зовнішньої чашоподібної півмуфти, а своїми пласкими бічними поверхнями з поверхнями радіальних пазів внутрішньої півмуфти, згідно з корисною моделлю, кулачки виконані складеними з корпуса з пласкими бічними поверхнями та отвором, в який встановлений з можливістю обертання циліндричний шип фрикційного елемента, що містить зовнішню циліндричну фрикційну поверхню. Застосування в муфті складених кулачків, що містять корпус та шарнірно сполучені з ним фрикційні елементи, дозволяє знизити кількість зайвих зв'язків за рахунок можливості самоустановки, що дозволяє підвищити рівномірність навантаження та відповідно зношування фрикційних поверхонь кулачків та забезпечити можливість роботи муфти в умовах неспіввісності. Так, в пропонованому варіанті під час усталеного руху кількість рухомих ланок становить до n=3 - це хрестовина 1, колодка 2 та ведена півмуфта 3, кількість кінематичних пар п'ятого класу становить Р5=2, кількість кінематичних пар четвертого класу Р4=1, кількість кінематичних пар другого класу Р2=1. Загальна кількість кінематичних пар: Р=Р5+Р4+Р2=2+1+1=4. Сума рухомостей кінематичних пар: f=1Р5+2Р4+4Р2=1×2+2×1+4×1=8. Кількість незалежних замкнених контурів механізму за формулою Гохмана: k=Р-n=4-3=1. Ступінь рухомості механізму за формулою Войня і Атанасіу: 1 UA 117436 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 W=N-ri=8-6=2, де N=8 - кількість однорухомих кінематичних пар. r=6 - ранг осей незалежного контуру. Кількість надлишкових зв'язків механізму муфти в період усталеного руху за формулою Сомова-Малишева: qCM=W+5Р4+4Р4+3Р3+2P2+Р1-6n=2+5×2+4×1+3×0+2×1+0-6×3=0. Конструкція пропонованої муфти представлена на кресленні. На кресленні показана фрикційна відцентрова муфта, що складається з зовнішньої чашоподібної півмуфти 1 з центральним отвором 2 та внутрішньої півмуфти 3 з радіальними пазами 4, в яких з можливістю радіального переміщення встановлені кулачки 5, що мають можливість взаємодії своєю циліндричною фрикційною поверхнею 6 з поверхнею центрального отвору 2 зовнішньої чашоподібної півмуфти 1, а своїми пласкими бічними поверхнями 7 з поверхнями радіальних пазів 4 внутрішньої півмуфти, причому кулачки виконані складеними з корпуса 8 з пласкими бічними поверхнями 7 та отвором 9, в який встановлений з можливістю обертання циліндричний шип 10 фрикційного елемента 11, що містить зовнішню циліндричну фрикційну поверхню 6. Фрикційна відцентрова муфта в робочому режимі працює наступним чином. Ведучою є півмуфта 3, яка, обертаючись, спричиняє обертання кулачків 5, які, обертаючись разом із півмуфтою 3, під дією відцентрової сили переміщуються в радіальному напрямку в пазах 4 та притискаються своїми фрикційними поверхнями 6 до поверхні центрального отвору 2 зовнішньої чашоподібної півмуфти 1, викликаючи силу тертя, яка створює момент тертя, що спричиняє обертання веденої зовнішньої чашоподібної півмуфти 1. При цьому за рахунок виконання кулачків складеними з корпусів 8 та фрикційних елементів 11, за рахунок відносного повертання через наявність шипів 10 та отворів 9, фрикційні елементи 11 мають можливість самоустановки по центральному отвору 2 ведучої півмуфти 1. Застосування в муфті складених кулачків, що містять корпус та шарнірно сполучені з ним фрикційні елементи, дозволяє знизити кількість зайвих зв'язків за рахунок можливості самоустановки, що дозволяє підвищити рівномірність навантаження та відповідно зношування фрикційних поверхонь кулачків та забезпечити можливість роботи муфти в умовах не співвісності, що характеризує запропоновану муфту як технічне рішення, що є новим і неочевидним з базового рівня техніки, а його втілення можливе в умовах реального промислового виробництва при незначній зміні базових технологічних процесів. Конкретне виконання пропонованого технічного рішення наведене на прикладі запобіжної муфти сепаратора палива WESTFAL1A OSC 30, у якій чашоподібна півмуфта та внутрішня півмуфта можуть бути залишені без змін, а кулачки виготовлені заново, та сполучені з фрикційними елементами шипами діаметром 5 мм, забезпечує еквівалентну базовому варіанту навантажувальну здатність. При цьому підвищення компенсуючої здатності муфти за рахунок самоустановки деталей муфти забезпечує компенсацію неспіввісності та зниження додаткових навантажень, а також збільшує ресурс приводу та електродвигуна на 20….50 %. Економічний ефект запропонованого технічного рішення полягає в зменшенні випадків поломок запобіжних муфт та спряжених агрегатів приводів, а також в збільшенні їх ресурсу, і визначається різницею витрат на придбання нових агрегатів і витрат на канати, виготовлення та установку півмуфти, маточини та кріпильних елементів. Наприклад для агрегатів сепаратора вартістю до 2000 у. о., витрати на кулачки, виготовлення та установку півмуфт становлять 500 у.о., при цьому збереження від поломок одного механізму повороту в 4 рази перекриває додаткові витрати. При загальній потребі подібних механізмів для країни близько 1 тис. на рік, сумарний ефект складе: Э =(2000-500)  1тис.= 1,5 млн. у.о. Сукупність наведених даних свідчить про доцільність широкого застосування запропонованих муфт. В даний час виконується підготовка до впровадження даних муфт в сепараторах суден компанії "Укррічфлот". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Фрикційна відцентрова муфта, що складається з зовнішньої чашоподібної півмуфти з циліндричними центральним отвором та внутрішньої півмуфти з радіальними пазами, в яких з можливістю радіального переміщення встановлені кулачки, що мають можливість взаємодії своєю циліндричною фрикційною поверхнею з поверхнею центрального отвору зовнішньої чашоподібної півмуфти, а своїми пласкими бічними поверхнями з поверхнями радіальних пазів внутрішньої півмуфти, яка відрізняється тим, що кулачки виконані складеними з корпуса з пласкими бічними поверхнями та отвором, в який встановлений з можливістю обертання 2 UA 117436 U циліндричний шип фрикційного елемента, що містить зовнішню циліндричну фрикційну поверхню. Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3