Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення

Реферат: Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення містить корпус, закріплений на маховику співвісно ведучому валу, на циліндричній поверхні якого встановлено механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпуса за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання, та ведучим натискним диском через шарнірно закріплені на ньому тяги з важелями, встановлені на кронштейні, що може рухатись навколо осі циліндричної поверхні корпуса та ведений диск з фрикційними накладками, встановлений за допомогою шліцьового з'єднання на веденому валу. Ведучий натискний диск через силові пружини стискання шарнірно зв'язаний з дископодібною обоймою, коаксіально встановленою на циліндричній поверхні корпуса і рухомою навколо її осі. Силові пружини стиску, кількість яких не менше трьох, встановлені по діаметру ведучого натискного диска під кутом до площини контакту ведучого натискного та веденого дисків. UA 81977 U (54) АВТОМАТИЧНА ІНЕРЦІЙНО-ФРИКЦІЙНА МУФТА ЗЧЕПЛЕННЯ UA 81977 U UA 81977 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і стосується безпосереднього удосконалення фрикційної муфти зчеплення, яка може бути використана в транспортних засобах, вітроенергетиці, машинобудуванні для легкої промисловості та інших галузях для автоматичного з'єднання валів і передачі обертального моменту залежно від заданого режиму роботи механічного приводу. Відома фрикційна муфта зчеплення для здійснення способу передачі обертального моменту (див. патент України на винахід № 81687, F16D 13/00, F16D 43/00, 15.01.2008 р.), яка містить ведучу та ведену півмуфти, корпус та з'єднаний з ним, з можливістю обмеженого осьового переміщення, натискний диск, та встановлені в корпусі з можливістю обертання в ньому щонайменше два важелі, що контактують одним плечем з натискним диском у напрямку веденої півмуфти, зафіксованої між натискним і опорним дисками ведучої півмуфти, а на другому плечі закріплені вантажі, при цьому важелі з'єднані з корпусом пружинами розтягу. Основним недоліком відомої фрикційної муфти зчеплення є складність її конструкції через наявність в механізмі вмикання не менше двох вантажів, які врівноважуються пружинами розтягу і через важелі взаємодіють з натискним диском, а також мала надійність через можливість виникнення дисбалансу вантажів при обертанні вала, зумовленого розміщенням вантажів, при їх кількості більше двох, по різні сторони від осі обертання ведучого вала у вертикальній площині, а відповідно дії їх ваги та сили пружин на важелі, особливо сил інерції вантажів в початковий момент обертання ведучого вала, що приводить до її швидкого виходу з ладу. Відома муфта зчеплення автоматична інерційно-фрикційна (див. патент України на корисну модель № 71885, F16D 13/00, F16D 43/00, 25.01.2012 р.), найбільш близька за своєю технічною суттю до запропонованої корисної моделі, в якій на циліндричній поверхні корпуса, закріпленого на маховику співвісно ведучому валу встановлено механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпуса за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання, крім того інерційний диск зв'язаний з натискним ведучим диском, через шарнірно закріплені на ньому тяги з важелями, встановленими на кронштейні, рухомому навколо осі циліндричної поверхні корпуса, важелі зв'язані через тяги з інерційним диском більшим плечем, а з натискним ведучим диском через регульовані гвинти - меншим плечем і фіксуються в робочому і холостому станах за допомогою силових пружин розтягу, закріплених одним кінцем на кронштейні, а другим на важелях, причому осі кріплення силових пружин розтягу на кронштейні зміщені в радіальному напрямку відносно осей кріплення важелів. Основним недоліком відомої муфти зчеплення автоматичної інерційно-фрикційної є складність її конструкції через наявність в механізмі автоматичного керування інерційного диска з системою важелів, що приводить до збільшення габаритів та маси муфти і відповідно зниження її надійності та обмеження області застосування. Задача корисної моделі - спрощення конструкції муфти за рахунок конструктивного спрощення механізму її автоматичного керування з меншою кількістю елементів, та зменшення габаритів і ваги. Поставлена задача вирішується тим, що ведучий натискний диск через силові пружини стискання шарнірно зв'язаний з дископодібною обоймою, коаксіально встановленою на циліндричній поверхні корпуса і рухомою навколо її осі, причому силові пружини стиску, кількість яких не менше трьох, встановлені по діаметру ведучого натискного диска під кутом до площини контакту ведучого натискного та веденого дисків. Запропонована автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення має просту конструкцію, менші габарити та вагу і забезпечує автоматичне вмикання та вимикання муфти без механічного механізму її керування та передачу обертального моменту від ведучого до веденого вала як у робочому, так і на холостому ходу ведучого вала шляхом використання інертності маси натискного диска, що покращує експлуатаційні якості та технологічні характеристики муфти. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 показана автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення, загальний вигляд, поздовжній розріз, положення пружин стиску в неробочому стані муфти; на фіг. 2 показано те, що на фіг. 1, положення пружин стиску в робочому стані муфти; на фіг. 3 показано графічну залежність швидкості від часу вмикання муфти, де tx - час холостого ходу, tзч - час зчеплення муфти, tвм - час вмикання муфти; на фіг. 4 показано графічну залежність швидкості руху натискного диска від його ходу, де sx - холостий хід натискного диска, sр - робочий хід натискного диска, sф - хід фіксування муфти в робочому стані. 1 UA 81977 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення складається з ведучого натискного диска 1 встановленого на косому шліцьовому з'єднанні 2, шліци якого виконані до поздовжньої осі ведучого вала 3 в напрямку протилежному напрямку його обертання, корпуса 4, співвісно закріпленого ведучому валу 3 на маховику 5, та веденого диска 6 з фрикційними накладками 7 і 8, розміщеного між ведучим натискним диском 1 і маховиком 5, та з'єднаного через шліцьове з'єднання 9 з веденим валом 10. На циліндричній поверхні 11 корпуса 4 коаксіально встановлена рухома навколо його осі дископодібна обойма 12, яка через пальці 13 і 14, тарілки 15 і 16 та силові пружини стиску 17 шарнірно зв'язана з ведучим натискним диском 1. Розміщення силових пружин стиску 17, кількість яких не менша трьох, забезпечує ведучий натискний диск 1 від перекосів в момент спрацювання муфти, по діаметру натискного диска 1 під кутом до площини контакту натискного 1 та веденого 6 дисків дозволяє фіксувати ведучий натискний диск 1 як у холостому стані, коли він знаходиться в крайньому правому положенні, так і в робочому стані, коли він знаходиться в крайньому лівому положенні. Це забезпечується тим, що осі кріплення силових пружин стиску 17 на ведучому натискному диску 1 і дископодібній обоймі 12 зміщені в радіальному напрямку. Таке розміщення силових пружин стиску 17 забезпечує плавне вмикання муфти. Муфта закрита кожухом 18. Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення працює так. До початку обертання ведучого вала 3 автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення знаходиться у не ввімкненому стані, ведучий натискний диск 1 знаходиться в крайньому правому положенні. При обертанні ведучого вала 3 з частотою обертів холостого ходу сили пружності силових пружин стиску 17 утримують ведучий натискний диск 1 у початковому стані, тобто в крайньому правому положенні. При збільшенні ведучого вала 3 ведучий натискний диск 1 під дією сили інерції своєї маси, яка стає більшою сил пружності силових пружин стиску 17, за допомогою косого шліцьового з'єднання 2 корпуса 4 зміщується в сторону веденого диска 6. Під час руху ведучого натискного диска 1 силові пружини стиску 17 переходять радіальну вертикальну вісь, перпендикулярну до поздовжньої осі веденого вала 10 і ведучий натискний диск 1 входить в контакт з фрикційною накладкою 7 веденого диска 6, а при подальшому переміщенні ведучого натискного диска 1 фрикційна накладка 8 входить в контакт з торцевою поверхнею маховика 5, тобто між ведучим натискним диском 1 маховиком 5 та фрикційними накладками 7 і 8 веденого диска 6 виникають сили тертя, які приводять у рух ведений диск 6, а через нього та шліцьове з'єднання 9 ведений вал 10. При цьому, силові пружини стискання 17 фіксують ведучий натискний диск 1 в робочому стані і забезпечують передачу обертального моменту від ведучого вала 3 до веденого вала 10 при робочих обертах ведучого вала 3. Завдяки тому, що силові пружини стиску 17 в неробочому стані муфти розміщені під кутом до площини контакту ведучого натискного 1 і веденого 4 дисків в сторону від веденого диска 4, швидкість переміщення ведучого натискного диска 1 зміщується від мінімальної до максимальної, а в подальшому при зменшенні кута між поздовжньою віссю пружини 11 і радіальною вертикальною віссю і аж до переходу поздовжньої осі силової пружини стиску 17 через цю вісь швидкість руху ведучого натискного диска 1 зменшується до мінімальної з подальшим зростанням до максимальної, що зумовлює зростання сил пружності силових пружин стиску 17 з подальшим їх зменшенням при переході через радіальну вертикальну вісь. Тобто на початку переміщення ведучого натискного диска 1 вліво вибираються зазори між боковими поверхнями ведучого натискного диска 1, маховика 5 та фрикційними накладками 7 і 8 веденого диска 6. Холостий хід відбувається упродовж, коли ведучий натискний диск 1, маховик 5 та фрикційні накладки 7 і 8 веденого диска 6 не зчеплені. Після проходження холостого ходу sx починається процес зчеплення муфти, при цьому швидкість переміщення ведучого натискного диска 1 зменшується від максимальної до мінімальної величини, чим забезпечується плавність вмикання муфти, причому час зчеплення tзч менший часу холостого ходу tх, що зменшує вплив негативних факторів, таких як нагрівання поверхонь тертя ведучого натискного диска 1, маховика 5 і фрикційних накладок 7 і 8 веденого диска 6. В подальшому, при зростанні швидкості переміщення ведучого натискного диска 1 відбувається повне вмикання муфти за час tвм на відповідному ході фіксування sф. Тобто вмикання муфти проходить в три етапи: холостий, робочий і фіксування, в процесі яких час неусталеного режиму роботи муфти зменшується, чим забезпечується м'яке та плавне вмикання муфти при одночасному зменшенні ефекту впливу таких негативних явищ, як нагрівання поверхонь тертя муфти. В процесі роботи муфти сили пружності силових пружин стиску 17 компенсують знос фрикційних накладок 7 і 8 веденого диска 6 та забезпечують передачу максимального обертального моменту від ведучого вала 3 до веденого вала 10, як при його робочій частоті обертання, так і при обертах холостого ходу. 2 UA 81977 U 5 10 15 Для роз'єднання муфти оберти ведучого вала 3 за короткий проміжок часу раптово зменшують. При раптовому зменшенні обертів ведучого вала 3 до обертів холостого ходу ведучий натискний диск 1 під дією сили інерції своєї маси продовжує обертатись з заданою частотою і відповідно при зменшенні обертів ведучого вала 3, пересилюючи сили пружності силових пружин стиску 17, зміщується від веденого диска 6 і фіксується силовими пружинами стиску 17 в неробочому стані, тобто в крайньому правому положенні. Завдяки цьому між фрикційними накладками 7 і 8 веденого диска 6 та боковими поверхнями маховика 5 і ведучого натискного диска 1 виникають зазори і сили тертя між ними зникають. Обертальний момент від ведучого вала 3 не передається до веденого вала 10. Для повторного автоматичного вмикання муфти процес повторюється. Запропонована автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення має просту конструкцію, менші габарити та вагу і забезпечує автоматичне вмикання та вимикання муфти без механічного механізму її керування та передачу обертального моменту від ведучого до веденого вала як у робочому, так і на холостому ходу ведучого вала шляхом використання інертності маси натискного диска, що покращує експлуатаційні якості та технологічні характеристики муфти. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення, що містить корпус, закріплений на маховику співвісно ведучому валу, на циліндричній поверхні якого встановлено механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпуса за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання, та ведучим натискним диском через шарнірно закріплені на ньому тяги з важелями, встановлені на кронштейні, що може рухатись навколо осі циліндричної поверхні корпуса та ведений диск з фрикційними накладками, встановлений за допомогою шліцьового з'єднання на веденому валу, яка відрізняється тим, що ведучий натискний диск через силові пружини стискання шарнірно зв'язаний з дископодібною обоймою, коаксіально встановленою на циліндричній поверхні корпуса і рухомою навколо її осі, причому силові пружини стиску, кількість яких не менше трьох, встановлені по діаметру ведучого натискного диска під кутом до площини контакту ведучого натискного та веденого дисків. 3 UA 81977 U 4 UA 81977 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 5