МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для управляемого соединения и разъединения кинематических цепей в приводах технологического оборудования.
Известна роликовая муфта свободного хода, содержащая внешнюю обойму с внутренней цилиндрической поверхностью, внутреннюю обойму с вырезами, подпружиненные ролики, каждый из которых расположен в клиновом пространстве, образованном поверхностью наружной обоймы и вырезом внутренней обоймы (В.Ф.Мальцев Роликовые механизмы свободного хода. - М.: Машиностроение, 1968. - Рис.1. - С.8. - 416 с.).
Данная муфта действует автоматически и не может обеспечить управляемый режим работы приводов технологического оборудования.
В качестве прототипа выбрана управляемая муфта свободного хода, включающая в себя, внешнюю обойму с гладкой цилиндрической поверхностью, внутреннюю полумуфту, выполненную за одно целое с эксцентриком, эксцентриковые кольца переменной длины, выполненные в рабочей половине с рифлениями на внешней цилиндрической поверхности, связанные управляющей вилкой со ступицей-кулачоком (Патент РФ №2078262, МПК F16D 41/06. - Опубл. в БИ №12, 27.04.1997).
Недостатком известной муфты является невысокая точность срабатывания, так как ее включение происходит с запаздыванием по времени за счет необходимости выбора радиального зазора, между рифлениями эксцентриковых колец и цилиндрической поверхностью внешней обоймы. Кроме того, за счет наличия радиального зазора возможно включение муфты с ударами, что снижает надежность ее работы.
Полезная модель решает задачу увеличения точности срабатывания и повышения надежности работы муфты.
Для решения поставленной задачи в известной муфте, содержащей внешнюю обойму, внутреннюю полумуфту, ступицу-кулачок с управляющим пальцем, на полумуфте установлена звездочка с вырезами на внешней и внутренних поверхностях, которые образуют клиновые пространства с внутренней поверхностью внешней обоймы и внешней поверхностью внутренней полумуфты, а в клиновых пространствах установлены ролики.
Установка звездочки с вырезами, в которых расположены ролики, постоянно контактирующие с рабочими цилиндрическими поверхностями внешней обоймой и внутренней полумуфтой, позволяет обеспечить практически мгновенное заклинивание муфты при отсутствии ударов. Кроме того, наличие роликов позволяет не устанавливать в муфте подшипник качения, что упрощает ее конструкцию и уменьшает осевые габаритные размеры.
На фиг.1 показана муфта свободного хода, осевой разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - вид Б фиг.1.
Муфта свободного хода содержит внешнюю обойму 1 с гладкой внутренней цилиндрической поверхностью, внутреннюю полумуфту 2 с гладкой наружной цилиндрической поверхностью, между которыми установлена звездочка 3, имеющая вырезы, внешние ролики 4, расположенные в клиновых пространствах, образованных внешней поверхностью наружной обоймы и вырезами звездочки, внутренние ролики 5, расположенных в клиновых пространствах, образованных внешней поверхностью внутренней полумуфты и вырезами звездочки. В звездочке выполнен паз, в котором размещен управляющий палец 6 ступицы-кулачка 7, контактирующий со стенками указанного паза. Ступица-кулачок 7 установлена на внутреннюю полумуфту 2 свободно. В ступицу-кулачок 7 запрессованы штифты 8, связанные пружиной 9 со штифтами 10, запрессованными в диске 11. Кулачок 12 взаимодействует с управляемым упором (не показан). Диск 11 закреплен на полумуфте 2 резьбовым соединением. Втулка 13 обеспечивает свободное вращение внешней обоймы 1 относительно ступицы-кулачка 7. От осевого перемещения звездочку и ступицу-кулачок удерживает крышка 14.
Муфта свободного хода работает следующим образом.
В начальный момент времени внешняя обойма 1 и внешние ролики 4 постоянно вращаются, а звездочка 3, внутренние ролики 5, внутренняя полумуфта 2 с закрепленным диском 11 и ступица-кулачок 7 неподвижны, причем пружины 9 находятся в предварительно напряженном состоянии. Вращению ступицы-кулачка 7 препятствует упор (не показан), а вращение внутренней полумуфты 2 и диска 11 не происходит, так как неподвижен вал, на котором установлена полумуфта. При снятии упора с кулачка 12 пружины 9 сжимаются и поворачивают за штифт 8 ступицу-кулачок 7 относительно внутренней полумуфты 2, при этом управляющий палец 6 своей боковой поверхностью поворачивает звездочку 3, внешние ролики 4 закатываются в узкую часть клинового пространства, образованного рабочими поверхностями звездочки и внутренней обоймы, а ролики 5 закатываются в узкую часть клинового пространства, образованного рабочими поверхностями звездочки и внутренней полумуфты, заклиниваются между ними и обеспечивают передачу вращающего момента от внутренней полумуфты к внешней обойме 1. Происходит заклинивание и передача момента через внутреннюю полумуфту 2 на исполнительный вал, причем все детали вращаются как одно целое. Внешняя обойма 1 совершает полный оборот до тех пор, пока упор не начнет действовать на кулачок 12, происходит некоторый поворот ступицы-кулачка 7 и управляющего пальца 6, который расклинивает звездочку 3. При этом ролики 4 и 5 перемещаются в широкую часть клиновых пространств. Внешние ролики 4, свободно вращаясь, обкатываются по рабочим поверхностям внешней обоймы, а внутренние ролики 5 неподвижны и контактируют с цилиндрической поверхностью внутренней полумуфты. Происходит расклинивание и свободный ход муфты. При этом звездочка 3 концентрично удерживаются управляющим пальцем 6 относительно внешней обоймы 1 и внутренней полумуфты 2, что обеспечивает отсутствие перекоса роликов 4 и 5 в период свободного хода. Происходит прекращение передачи вращения на внутреннюю полумуфту 2 и ее остановка вместе с диском 11 и одновременное натяжение пружин 9 за счет некоторого продолжения движения упора до полной остановки. Муфта начинает работать в режиме свободного хода.