МУФТА-ТОРМОЗ
BRAKE COUPLING

Изобретение относится к машиностроению, а именно к дисковым муфтам-тормозам, и может быть использовано в механических прессах, ножницах механических, вальцах, автоматах прессовых и в других видах кузнечно-прессовых машин.
Известна принятая в качестве аналога муфта-тормоз (см. патент РФ №2152545, F16D 67/04 с приоритетом от 11.03.1999 года), содержащая ступицу с выполненными в ней отверстиями для подведения сжатого воздуха в кольцевую полость пневмоцилиндра, корпус которого установлен на ступице через шлицевое соединение или шпонки с возможностью изменения положения относительно ступицы с последующей с ней фиксацией, и пневмоцилиндр, в своей верхней части выполнен из двух вертикально расположенных и параллельных между собой, жестко связанных друг с другом поперечной кольцевой перемычкой и вертикально расположенными ребрами дисков, которые образуют ведомые опорные диски муфты и тормоза, и между ними выполнены в теле корпуса пневмоцилиндра вертикальные сквозные вентиляционные пазы для прохода воздуха, при этом под дисками в теле корпуса пневмоцилиндра выполнены сквозные горизонтальные отверстия и в них установлены направляющие втулки, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения силовые подвижные пальцы, несущие на одном конце ведомый нажимной диск муфты, выполненный в виде кольца, а на своем другом конце несущие ведомый нажимной диск тормоза, являющийся поршнем пневмоцилиндра, и, последние, охватывая с двух сторон корпус пневмоцилиндра, взаимодействуют с его ведомыми опорными дисками муфты и тормоза, при этом между опорными дисками и нажимными ведомыми дисками муфты и тормоза расположены ведущие фрикционные диски муфты-тормоза с элементами трения, причем нажимной диск (кольцо) муфты не связан со ступицей, а нажимной диск тормоза является одновременно и поршнем пневмоцилиндра муфты-тормоза, и уплотненный манжетами установлен с возможностью перемещения в открытой кольцевой полости с наружной торцевой поверхности корпуса пневмоцилиндра муфты-тормоза, при этом тормозные пружины установлены в стаканах нажимного диска муфты, между корпусом пневмоцилиндра и нажимным диском (кольцом) муфты, ребра жесткости, равномерно выполненные между пружинами по окружности на верхней части основания и на торцевой части корпуса пневмоцилиндра, устройства регулировки зазоров между ведомыми и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, выполненные в виде установленных на меньшем по диаметру резьбовом конце каждого силового пальца пакета, состоящего из специальной регулировочной гайки, отгибной стопорной шайбы и контргайки, а также пакетов регулировочных мерных кольцевых шайб.
Данная муфта-тормоз имеет серьезный недостаток в виде увеличенной металлоемкой ступицы по причине конструктивного исполнения устройства крепления на ней корпуса пневмоцилиндра с помощью массивного кольцевого фланца с двумя рядами крепежных винтов по его окружности, что увеличивает момент инерции и повышает энергозатраты при разгоне и торможении ведомой части узла включения.
Кроме того, необходимость фиксированной установки стаканов (см. фиг.1, патента РФ №2152545) непосредственно на нажимном диске - кольце муфты узла включения, над ступицей корпуса пневмоцилиндра, а также полых втулок с фланцами вместе с крепежными винтами и шайбами, закрепленными на вертикальной торцевой поверхности корпуса пневмоцилиндра, с целью установки на них противоположного внутреннего конца тормозных пружин, также увеличивает металлоемкость и момент инерции муфты-тормоза и снижает срок службы узла включения, причем также усложняет условия его обслуживания при эксплуатации.
Одновременно, расположение тормозных пружин в муфте-тормозе по патенту РФ №2152545 находится достаточно далеко от кольцевых поверхностей трения муфты и тормоза, и тормозные пружины расположены на небольшом радиусе от осевой линии узла включения, в непосредственной близости от наружной поверхности ступицы ведомого корпуса пневмоцилиндра муфты-тормоза, что снижает величину суммарного усилия торможения муфты-тормоза.
Кроме того, муфта-тормоз по патенту РФ №2152545 имеет недостаточное охлаждение зоны трения муфты из-за очень малых отверстий по местам установки тормозных пружин в нажимном диске, со стороны муфты включения, и невозможности увеличения их количества по конструктивному исполнению данного узла муфты-тормоза.
Также выполнение в муфте-тормозе по патенту РФ №2152545 каждой необходимой регулировки по уменьшению величины зазора между фрикционными и нажимными дисками, а также опорными дисками узла включения и уменьшение величины хода поршня требует проведения следующей трудоемкой, аккуратной и последовательной процедуры действий: отогнуть и выпрямить усики контршайбы, открутить и снять стопорную гайку, а затем снять последовательно со всех пальцев одинаковое и нужное количество мерных регулировочных шайб. После этого выполнить все действия по сборке равного, требуемого количества оставшихся регулировочных шайб на всех подвижных пальцах, а затем поочередно поставить на них отгибные стопорные шайбы и завернуть контргайки. Регулировка нужной величины зазора между ведущими и ведомыми дисками в зоне трения узла включения по патенту РФ №2152445 будет тогда завершена.
Известна принятая в качестве аналога муфта-тормоз (см. патент №2291991, F16D 67/04 с приоритетом от 13.08.2004 года), содержащая ступицу с выполненными в ней отверстиями для подведения сжатого воздуха в кольцевую полость пневмоцилиндра, корпус которого установлен на ступице через шлицевое соединение или шпонки с возможностью изменения положения относительно ступицы с последующей с ней фиксацией, пневмоцилиндр в своей верхней части выполнен из двух вертикально расположенных и параллельных между собой, жестко связанных друг с другом поперечной кольцевой перемычкой и вертикально расположенными ребрами дисков, которые образуют опорные диски муфты и тормоза, и между ними выполнены в теле корпуса пневмоцилиндра сквозные вентиляционные пазы для прохода воздуха, при этом под дисками в теле корпуса пневмоцилиндра выполнены сквозные отверстия и в них установлены направляющие втулки, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения силовые подвижные пальцы, несущие на одном конце ведомый нажимной диск муфты, выполненный в виде кольца, а на своем другом конце несущие ведомый нажимной диск тормоза, являющийся поршнем пневмоцилиндра, и последние, охватывая с двух сторон корпус пневмоцилиндра. взаимодействуют с его опорными дисками муфты и тормоза, при этом между опорными дисками и нажимными ведомыми дисками муфты и тормоза расположены ведущие фрикционные диски муфты-тормоза с элементами трения, причем ведомый нажимной диск муфты не связан со ступицей, а нажимной диск тормоза является поршнем пневмоцилиндра муфты-тормоза, который уплотнен манжетами и установлен с возможностью перемещения в открытой кольцевой полости, выполненной с наружной торцевой части корпуса пневмоцилиндра, образуя наружную торцевую поверхность муфты-тормоза, при этом тормозные пружины расположены в цилиндрических стаканах нажимного диска муфты под силовыми подвижными пальцами и взаимодействуют с корпусом пневмоцилиндра, на наружной боковой стороне которого между тормозными пружинами выполнены ребра жесткости, связывающие нижнюю часть перемычки опорных дисков муфты и тормоза с верхней поверхностью ступицы пневмоцилиндра, а устройства ступенчатой регулировки зазоров между ведомыми и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов выполнены в виде регулировочных блоков, установленных на меньшем по диаметру резьбовом конце каждого силового подвижного пальца и состоящих из регулировочной гайки с выполненной в ней с внутренней стороны по осевой линии глухой кольцевой полостью, в которой установлен пакет из плоских мерных регулировочных кольцевых шайб с центральным сквозным отверстием, и регулировочная гайка взаимодействует контактно через отгибную шайбу с контргайкой, установленными на том же резьбовом конце каждого силового подвижного пальца муфты-тормоза, при этом в каждой плоской мерной регулировочной кольцевой шайбе пакета выполнены диаметрально противоположно друг другу два сквозных отверстия.
Основным недостатком известной муфты-тормоза по патенту РФ №2291991 является расположение тормозных пружин на достаточно небольшом радиусе от центральной осевой линии узла включения, что не позволяет обеспечить высокую величину тормозного момента, так как на этом радиусе возможно установить по диаметру не более 6-7 пружин, что значительно уменьшает надежность, безопасность и срок службы известной муфты-тормоза.
Кроме того, к другим недостаткам муфты-тормоза по патенту РФ №2291991 следует отнести: несовершенство и сложность конструкции, которые затрудняют условия ее обслуживания при эксплуатации, так как для замены вышедших из строя деталей в период работы данной муфты-тормоза, например, при поломке одной или нескольких тормозных пружин, необходимо выполнить съем узла с вала машины и провести полную разборку узла трения, затем осуществить замену поломанных пружин и провести вновь полную сборку его базовых деталей, а затем выполнить трудоемкую установку и крепление узла муфты-тормоза обратно на валу машины.
Также, в процессе эксплуатации муфты-тормоза по патенту РФ №2291991, требуется в результате износа фрикционных элементов уменьшать величину перемещения нажимных дисков муфты и тормоза путем съема со всех пальцев одинакового количества мерных шайб, а затем обеспечения их хранения для последующего использования в муфте-тормозе с новыми фрикционными наклеенными или наклепанными накладками. В случае установки на пальцах неравного количества мерных регулировочных шайб, будет иметь место перекос при перемещении нажимных дисков в муфте-тормозе, что может привести к поломке деталей узла включения и выходу его из строя, что станет причиной аварии с возможным травматизмом оператора машины.
Известна также принятая в качестве ближайшего аналога муфта-тормоз (см. патент РФ №2224928, кл. 7F16D 67/04 с приоритетом от 25.10.2001 года), содержащая ступицу с выполненными в ней отверстиями для подведения сжатого воздуха в кольцевую полость пневмоцилиндра, корпус которого установлен на ступице через шлицевое соединение или шпонки с возможностью изменения положения относительно ступицы с последующей с ней фиксацией, и пневмоцилиндр, в своей верхней части выполнен из двух вертикально расположенных и параллельных между собой, жестко связанных друг с другом поперечной кольцевой перемычкой и вертикально расположенными ребрами дисков, которые образуют ведомые опорные диски муфты и тормоза, и между ними в теле поперечной кольцевой перемычки выполнены вертикальные сквозные вентиляционные пазы для прохода воздуха, при этом под дисками в теле корпуса пневмоцилиндра выполнены сквозные горизонтальные отверстия и в них установлены направляющие втулки, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения силовые подвижные пальцы, несущие на одном конце ведомый нажимной диск-кольцо муфты, а на своем другом конце несущие ведомый нажимной диск тормоза - поршень, и последние, охватывая с двух сторон корпус составного пневмоцилиндра, взаимодействуют с опорными дисками муфты и тормоза, при этом, между опорными дисками и нажимными ведомыми дисками муфты и тормоза расположены ведущие фрикционные диски муфты-тормоза с элементами трения, причем нажимной диск-кольцо муфты не связан со ступицей, а нажимной диск тормоза является одновременно и поршнем пневмоцилиндра муфты-тормоза и уплотненный манжетами установлен с возможностью перемещения в открытой кольцевой полости с наружной торцевой поверхности корпуса пневмоцилиндра, образуя наружную торцевую поверхность муфты-тормоза, при этом тормозные пружины установлены между корпусом пневмоцилиндра и нажимным диском-кольцом муфты, ребра жесткости, равномерно выполненные по окружности на верхней части основания и на торцевой части корпуса составного пневмоцилиндра, устройство регулировки зазоров между ведомыми и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящее из регулировочного пакета, установленного на резьбовом конце каждого силового подвижного пальца в виде резьбовой регулировочной, цилиндрической формы гайки и стопорной отгибной шайбы, фиксируемых от откручивания контргайкой.
Недостатками ближайшего аналога, в виде муфты-тормоза по патенту РФ №2224928, являются следующие:
1. Отсутствует возможность проведения с наружной, легкодоступной стороны узла включения плавной, точной и быстрой регулировки величины зазора между ведомыми и ведущими дисками в период эксплуатации машины (пресса, ножниц, вальцев и т.д.), по причине выполнения в муфте-тормозе устройств регулировки в виде наборов, состоящих из мерных по толщине кольцевых шайб, которые установлены на концах подвижных пальцев внутри специальных гаек.
Возможные ошибки в счете количества снятых мерных шайб с 6-8 подвижных пальцев при проведении указанной регулировки величины зазора между сопрягаемыми дисками в муфте и тормозе, вызывает неравномерность прилегания и перекос контактных трущихся поверхностей в зоне трения в муфте-тормозе по патенту РФ №2224928. Последнее приводит к высокой температуре в указанных местах непараллельного контакта и, как следствие, вызывает повышенный износ фрикционных накладок или приводит их к растрескиванию и разрушению, что в свою очередь может вызвать аварию при работе кузнечно-прессовой машины (пресса, ножниц, вальцев и т.д.) со всеми вытекающими негативными последствиями.
2. Кроме того, необходимость хранения регулировочных мерных шайб, снятых при выполнении регулировок по уменьшению величины зазора в зоне трения муфты-тормоза по патенту РФ №2224928, с целью их последующего использования при наклепывании на ведущие диски муфты и тормоза новых комплектов фрикционных накладок, взамен изношенных при эксплуатации, создает трудности и неудобство в период всей эксплуатации муфты-тормоза по патенту РФ №2224928.
3. Также к очень серьезному недостатку конструкции муфты-тормоза по патенту РФ №2224928 следует отнести и тот факт, что для замены лопнувшей тормозной пружины в муфте-тормозе в период ее производственной эксплуатации, необходимо снять данную муфту-тормоз с машины (например, с пресса, с вальцев или с другой кузнечно-прессовой машины), выполнить ее полную разборку, осуществить замену лопнувшей тормозной пружины новой пружиной, а затем вновь собрать весь узел муфты-тормоза и далее установить его на свое место для дальнейшей эксплуатации в кузнечно-прессовой машине, что является очень трудоемкой и дорогостоящей технической работой.
Указанные выше недостатки муфты-тормоза по патенту РФ №2224928 отсутствуют в предлагаемой конструкции муфты-тормоза по заявке на патент России.
Технический результат изобретения - совершенствование конструкции муфты-тормоза и процесса ее регулирования, упрощение и повышение точности регулировки, надежности работы, эффективности охлаждения зоны трения и увеличение срока службы, доступность, удобство и сокращение времени по съему и замене вышедшей из строя любой из тормозных пружин, без разборки и без съема с рабочего вала и с машины муфты-тормоза, а также сокращение времени обслуживания узла включения при его эксплуатации в условиях промышленного производства.
Для достижения технического результата в муфте-тормозе, содержащей ступицу с выполненными в ней отверстиями, образующими каналы для подведения сжатого воздуха в кольцевую наружную полость пневмоцилиндра С-образной формы по своему диаметру, корпус которого установлен на ступице через шлицевое соединение или шпонки с возможностью изменения положения относительно ступицы с последующей с ней фиксацией, и пневмоцилиндр, в своей верхней части выполнен из двух вертикально расположенных и параллельных между собой, жестко связанных друг с другом поперечной кольцевой перемычкой и вертикально расположенными ребрами дисков, которые образуют ведомые опорные диски муфты и тормоза, и между ними выполнены в теле корпуса пневмоцилиндра сквозные вентиляционные пазы для прохода воздуха, при этом под дисками в теле корпуса пневмоцилиндра выполнены сквозные горизонтальные отверстия, и в них установлены направляющие втулки, в которых размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения силовые подвижные пальцы, несущие на одном конце ведомый нажимной диск муфты, выполненный в виде кольца, а на своем другом конце несущие ведомый нажимной диск тормоза, являющийся поршнем пневмоцилиндра, и последние, охватывая с двух сторон корпус пневмоцилиндра, взаимодействуют с его ведомыми опорными дисками муфты и тормоза, при этом, между опорными дисками и нажимными ведомыми дисками муфты и тормоза расположены ведущие фрикционные диски муфты-тормоза с элементами трения, причем нажимной диск-кольцо муфты не связан со ступицей, а нажимной диск тормоза является одновременно и поршнем пневмоцилиндра муфты-тормоза и уплотненный манжетами установлен с возможностью перемещения в открытой кольцевой полости с наружной торцевой поверхности корпуса пневмоцилиндра, образуя наружную торцевую поверхность муфты-тормоза, при этом тормозные пружины установлены в стаканах нажимного диска муфты, между корпусом пневмоцилиндра и нажимным диском-кольцом муфты, ребра жесткости, равномерно выполненные по окружности на верхней части основания, на торцевой части корпуса пневмоцилиндра и на его поперечной кольцевой перемычке, устройство регулировки зазоров между ведомыми и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящие из регулировочного пакета, установленного на резьбовом конце каждого силового подвижного пальца в виде резьбовой регулировочной цилиндрической формы гайки и стопорной отгибной шайбы, фиксируемых от откручивания контргайкой, ОТЛИЧАЮЩЕЙСЯ ТЕМ, что в верхней части правого кольца ведомого опорного диска муфты-тормоза выполнены по окружности со стороны тормоза над корпусом пневмоцилиндра сквозные резьбовые отверстия, в которых установлены резьбовые внутри полые опорные втулки, левые концы которых расположены свободно между двух ведомых, параллельных между собой опорных дисков муфты и тормоза, а выступающие наружные правые резьбовые концы опорных втулок застопорены от отвинчивания при помощи резьбовых гаек и отгибных стопорных шайб, при этом на левых свободно выступающих концах всех указанных внутри полых опорных втулок установлены по окружности, охватывая последние, правые концы всех тормозных пружин узла включения, причем наружные левые концы всех тормозных пружин расположены во внутренних цилиндрической формы открытых полостях резьбовых регулировочных чашек, установленных в сквозных резьбовых отверстиях, выполненных равномерно по окружности в нажимном ведомом диске - кольце муфты и застопоренных от откручивания при помощи стопорных планок и болтов с пружинными шайбами, также, в нижней части на каждом вертикальном ребре ведомого опорного диска муфты узла включения установлен жестко кронштейн, например, при помощи болта, гайки и пружинной шайбы, на которых по окружности расположена закрепленная сваркой или клеем нижняя круговая опорная обойма обгонной крыльчатки с двумя диаметрально расположенными на ней поворотными фиксаторами, взаимодействующими контактно при включении муфты-тормоза и вращении крыльчатки с пазами ее верхней обоймы в период вращения ведомой части узла муфты-тормоза, обеспечивая тем самым выполнение интенсивной вентиляции охлаждающим воздухом трущихся фрикционных материалов и поверхностей их контртел в зоне трения муфты узла включения.
Также, предлагаемая новая конструкция муфты-тормоза от известных узлов включения ОТЛИЧАЕТСЯ ТЕМ, что в ней с целью увеличения интенсивности и длительности вращения вокруг своей оси крыльчатки между включениями узла трения в период его работы, каждая лопасть крыльчатки оснащена на своем максимальном радиусе жестко прикрепленным сваркой или клеем грузом на всю ширину каждой лопасти свободно вращающейся вокруг своей оси крыльчатки.
Кроме того, предлагаемая новая конструкция муфты-тормоза от известных узлов включения ОТЛИЧАЕТСЯ ТЕМ, что в ней для более точной, плавной, удобной и быстрой регулировки величины зазора в зоне трения между ведущими и ведомыми дисками муфты-тормоза на всех выступающих из тела поршня - нажимного диска тормоза резьбовых концах подвижных пальцев установлены специальные резьбовые регулировочные гайки с кольцевым лимбом, имеющим миллиметровое по окружности от нулевой линии делением лимба, и фиксируемых от откручивания при помощи отгибных шайб и стопорных контргаек.
Данные существенные признаки и принципиально новые технические решения, изложенные в формуле изобретения, проявляют технические свойства, неизвестные как в принятом ближайшем аналоге, так и ни в одном из известных объектов, осуществляя достижение намеченного технического результата изобретения - совершенствование конструкции муфты-тормоза и процесса ее регулирования, повышение величины тормозного момента путем установки более длинных, быстросъемных тормозных пружин на большем радиусе от осевой линии узла включения, также легкая доступность для их регулирования и замены, эффективность охлаждения зоны трения муфты-тормоза пятью восходящими потоками охлаждающего воздуха, продув зоны трения муфты очень интенсивным потоком воздуха в период вращения, а также торможения и остановки ведомой части узла муфты-тормоза при помощи постоянно вращающейся инерционной крыльчатки между включениями муфты-тормоза, простота и точность регулирования величины зазоров в зоне трения между дисками и улучшение обслуживания узла включения при его эксплуатации.
Указанные в формуле изобретения новые существенные признаки отвечают критерию "существенные отличия".
Конструкция муфты-тормоза по данной патентной заявке на изобретение имеет над ближайшим аналогом (см. патент РФ №2224928), а также над всеми известными отечественными и зарубежными муфтами-тормозами следующие преимущества:
1) расположение на максимальном радиусе от осевой линии муфты-тормоза длинных, легко регулируемых, а также быстросъемных и легко заменяемых тормозных пружин, устанавливаемых высоко над ступицей ведомого опорного диска муфты-тормоза, значительно повышает величину тормозного момента, что обеспечивает надежность и стабильность 70-85 одиночных включений и выключений в минуту узла трения в период его работы в условиях промышленной эксплуатации;
2) конструкция муфты-тормоза позволяет осуществлять хорошо доступный визуальный осмотр состояния тормозных пружин при остановке вращения маховика машины, не снимая базовых деталей узла включения и не нарушая их соединения между собой;
3) легко и быстро в период эксплуатации обеспечивается доступность для съема и замены любой разрушенной тормозной пружины за 6-8 минут без снятия с машины узла муфты-тормоза в условиях ее промышленной работы, в результате только отвинчивания двух стопорных болтов, снятия стопорной планки и съема резьбовой регулировочной чашки с тормозной пружиной;
4) обеспечивается также по мере износа фрикционных элементов при эксплуатации предлагаемой муфты-тормоза удобное, быстрое, плавное и точное, бесступенчатое регулирование по градуированной круговой шкале специальных резьбовых регулировочных гаек, установленных на наружных резьбовых концах каждого пальца, с целью уменьшения величины зазора между ведущими и ведомыми дисками муфты-тормоза в период их производственной эксплуатации;
5) уменьшение на 25-30% веса узла новой муфты-тормоза, а также момента инерции ее разгоняемых и тормозимых деталей узла включения в сравнении с известными отечественными и зарубежными муфтами-тормозами, а также очень эффективно улучшено охлаждение зоны трения муфты-тормоза путем ее интенсивного продува пятью восходящими потоками охлаждающего воздуха из окружающей воздушной среды через узел включения, имеющего в своей разгоняемой и тормозимой ведомой части всего 2,3 ведомых дисков (P.S. в составе предлагаемой 3-х дисковой муфты-тормоза), чего нет ни в одной из известных в мире двухдисковых конструкций отечественных и зарубежных комбинированных муфт-тормозов сухого трения.
На фиг.1 изображена предлагаемая муфта-тормоз в разрезе, на фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.
Муфта-тормоз состоит из ступицы 1 с кинематически связанным с ней составным пневмоцилиндром 2, верхняя часть которого выполнена из двух вертикально расположенных и параллельных между собой опорных ведомых дисков 3 и 4, жестко связанных друг с другом поперечной кольцевой перемычкой 5, а также вертикально расположенными по окружности ребрами 6.
Корпус 7 составного пневмоцилиндра 2 установлен на ступице 1 при помощи шпонок 8 (или шлицевого соединения) и болтов 9 с возможностью изменения своего положения относительно ступицы и последующей с ней фиксацией. При этом, болты 9 ввернуты через пружинные шайбы в выполненные в основании 10 корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2 глухие резьбовые отверстия и связывают пневмоцилиндр 2 с кольцевым буртом 11 ступицы 1 (см. фиг.1).
Диск 3 в виде кольца образует опорный диск муфты, а диск 4 является опорным диском тормоза.
При этом, в связывающих эти диски поперечной кольцевой перемычке 5 корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2 выполнены по окружности вертикальные сквозные вентиляционные пазы 12 для прохода охлаждающего воздуха.
Кроме того, в дисках 3 и 4 ниже диаметров опорных поверхностей трения муфты и тормоза выполнены по окружности дисков сквозные горизонтальные отверстия 13, в которых установлены направляющие втулки 14, и в них размещены с возможностью возвратно-поступательного перемещения подвижные силовые пальцы 15. Также по окружности нажимных дисков, например, выполнены сквозные отверстия 16 в диске нажимном 17, выполненном в виде кольца муфты, в которых установлены направляющие втулки 18. Кроме того, по окружности нажимного диска тормоза - поршня 19 муфты-тормоза выполнены сквозные отверстия 20, в которых установлены направляющие втулки 21.
На правом (см. чертеж на фиг.1) резьбовом конце 22 всех силовых пальцев 15 установлены регулировочные гайки 23 с круговым диском, на которых от отметки с цифрой "0" = ноль выполнена миллиметровая разметка по всему круговому циферблату с наружной стороны круговых дисков регулировочных гаек 23.
При этом, первоначально после сборки муфты-тормоза, все нулевые линии круговых циферблатов гаек 23 на каждом силовом пальце 15 должны совпадать с линией "Б", которые отмечены насечкой на наклонной наружной поверхности на нажимном диске тормоза-поршня 19 (см. фиг.1) против каждой гайки 23, что будет свидетельствовать о равномерном требуемом суммарном зазоре в зоне трения муфты-тормоза на все четыре кольцевые поверхности трения (~ 3-4 мм) между ведомыми и ведущими дисками в зоне трения муфты-тормоза.
Причем для удобства, быстроты и точности выполнения регулировки величины зазоров в зоне трения между ведущими и ведомыми дисками в предлагаемой муфте-тормозе, круговой циферблат всех регулировочных круговых гаек 23 имеет миллиметровую разметку с цифровым обозначением от нулевой линии по окружности гаек 23, например: 0, 5, 10, 15, 20 мм и т.д.
После проведения каждой регулировки все гайки 23 стопорятся от отвинчивания отгибными стопорными шайбами 24 и контргайками 25.
Также, по окружности корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2, между всеми силовыми пальцами 15 выполнены сквозные резьбовые отверстия, в которых ввернуты до упора резьбовые по наружному диаметру, внутри полые (сквозные) втулки 26.
Последние неподвижно закреплены на корпусе 7 составного пневмоцилиндра 2 при помощи резьбовых гаек 27 и отгибных стопорных шайб 28.
Причем, на расположенных между дисками 3 и 4 цилиндрических внутри полых (сквозных) выступающих частях 29 втулок 26 установлены правые части тормозных пружин 30 (см. фиг.1).
В это же время левые части тормозных пружин 30 расположены во внутренних, открытых с одной стороны полостях резьбовых регулировочных чашек 31, с возможностью их осевого перемещения в резьбовых отверстиях, выполненных по окружности нажимного диска - кольца 17 муфты.
Сами же резьбовые чашки 31 после выполнения регулировки стопорятся от самопроизвольного выкручивания в период работы муфты-тормоза при помощи стопорных планок 32, пружинных шайб 33 и болтов 34.
Нажимной диск тормоза - поршень 19 муфты-тормоза оснащен уплотнениями 35 и 36 и установлен с возможностью осевого двухстороннего перемещения в открытой кольцевой полости пневмокамеры 37, поршня 19 с наружной части корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2.
На всех ребрах жесткости 38, соединяющих жестко по окружности муфты-тормоза нижнюю поверхность перемычки 5, корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2 и верхнюю поверхность основания 10 корпуса 7, установлены жестко кронштейны 39 при помощи болтов 40 и гаек 41 (см. фиг.1).
При этом, под ведущим нажимным диском - кольцом 17 муфты прикреплена по окружности на кронштейнах 39 нижняя кольцевая обойма 42 (например, приварена), в которой диаметрально противоположно друг другу установлены, например, два поворотных фиксатора 43 (см. фиг.2). Последние обеспечивают при включении муфты-тормоза жесткое контактное взаимодействие с пазами 44 в верхней обойме 45.
Также, верхняя обойма 45 равномерно по наружной окружности оснащена охлаждающими ребрами 46, жестко прикрепленными к ней, например сваркой, которые при работе муфты-тормоза образуют вращающуюся крыльчатку для эффективного охлаждения зоны трения муфты узла включения.
Одновременно, на максимальном радиусе ребер 46 крыльчатки приварены сваркой или припаяны на всю ширину каждой лопасти ребер крыльчатки одинаковый по весу инерционный груз 47 с целью более длительного и более интенсивного вращения по инерции крыльчатки, охлаждающей зону трения узла включения в период между включениями муфты-тормоза во время процесса ее работы.
Для лучшего продува воздухом зоны трения тормоза, в его нажимном диске 19 на диаметре подвижных силовых пальцев 15 выполнены по окружности сквозные окна 48 (см. фиг.1).
В ступице 1 выполнены симметрично по окружности ступицы вертикальные сквозные отверстия 49 для подведения сжатого воздуха в полость 37 поршня 19 составного пневмоцилиндра 2.
Между опорным диском 3 муфты и ведомым нажимным диском (кольцом) 17 муфты размещен ведущий фрикционный диск 50 муфты с фрикционными элементами 51.
Между опорным диском 4 тормоза и ведомым нажимным диском 19 тормоза размещен ведущий фрикционный диск 52 тормоза с фрикционными элементами 53.
Муфта-тормоз работает следующим образом.
При подаче по команде сжатого воздуха из сети через несколько по окружности ступицы 1 вертикальных сквозных отверстий 49, в воздушную кольцевую полость 37 составного пневмоцилиндра 2, нажимной диск - поршень 19 муфты-тормоза перемещается в осевом направлении вправо (см. фиг.1) и, в результате этого, своим действием через ведомый нажимной диск 19 тормоза на специальные круговые регулировочные гайки 23, отгибные стопорные шайбы 24 и стопорные контргайки 25 и далее, через силовые подвижные пальцы 15, на ведомый нажимной диск - кольцо 17 муфты, производит сжатие тормозных пружин 30.
При этом диск 19 тормоза - поршень отходит от фрикционных элементов 53 ведущего фрикционного диска 52 (тормоз растормаживается), а затем диск - кольцо 17 муфты, продолжая двигаться вправо, прижимает через силовые пальцы 15 и диск - кольцо 17 ведущий фрикционный диск 50 муфты с фрикционными элементами 51 к опорному диску 3 корпуса 7 составного пневмоцилиндра 2 (включается муфта).
При выхлопе сжатого воздуха из воздушной полости 37 пневмоцилиндра 2 в атмосферу, тормозные пружины 30, воздействуя на ведомый нажимной диск - кольцо 17 муфты через резьбовые чашки 31, отводят последний от фрикционных элементов 51 ведущего фрикционного диска 50 муфты (муфта выключается) и прижимают ведомый нажимной диск 19 тормоза (поршень) к фрикционным элементам 53 ведущего диска 52 и к опорному диску 4 тормоза (включается тормоз), и ведомые части муфты-тормоза и привода машины затормаживаются и прекращают свое вращение.
Далее весь цикл работы при включении муфты-тормоза повторяется вновь.
По мере износа в процессе работы пакета фрикционных элементов 51 и 53 узла муфты-тормоза производится регулировка величины зазоров между дисками 3, 4, 17, 19, 50 и 52 узла включения.
Для этого на резьбовых концах всех пальцев 15 откручиваются контргайки 25, затем отгибаются стопорные шайбы 24 и, далее, на всех пальцах 15 поворачивают поочередно все регулировочные гайки 23 с круговым диском на нужное равное количество делений относительно отметки "Б" (см. на фиг.1) на наружной наклонной поверхности нажимного диска тормоза 19 муфты-тормоза против каждой гайки 23. После этого в обратном порядке устанавливают поочередно на все пальцы 15 стопорные шайбы 24 и закручивают контргайки 25. Регулировка по уменьшению величины зазора между ведущими и ведомыми дисками в зоне трения муфты-тормоза выполнена.
Таким же образом выполняют последовательно все следующие регулировки по уменьшению величины зазора между фрикционными элементами трения и дисками узла муфты-тормоза на требуемую величину в период его эксплуатации.
Технический результат и экономический эффект при внедрении изобретения достигается в результате новых технических решений в конструкции муфты-тормоза, изложенных в формуле изобретения и в описании по данной патентной заявке.
Указанные новые технические решения обеспечивают доступность, простоту и высокую точность проведения регулировки величины зазоров в зоне трения между ведущими и ведомыми дисками узла включения за очень небольшое время ~5-7 минут. Кроме того, новые технические решения в предлагаемой конструкции муфты-тормоза обеспечивают очень высокую эффективность охлаждения и интенсивный отбор тепла с поверхностей трения муфты, которые взаимодействуют с фрикционными элементами.
Последнее осуществляется за счет высокооборотной инерционной крыльчатки с приводом ее от вращающихся ведомых деталей муфты-тормоза.
Также конструкция предлагаемой новой комбинированной муфты-тормоза обладает высоким тормозным моментом за счет нового технического решения, а именно, путем расположения большого количества длинных, легко регулируемых по усилию тормозных пружин, которые установлены на максимальном радиусе от осевой линии узла включения, в непосредственной близости от фрикционных элементов муфты и тормоза.
При этом, тормозные пружины установлены в количестве десяти, двенадцати штук, в зависимости от типоразмера, между силовыми подвижными пальцами, обеспечивая высокий и надежный тормозной момент.
Причем, тормозные пружины имеют длину от внутренней поверхности днища резьбовых регулировочных чашек, установленных в резьбовых сквозных отверстиях по окружности нажимного диска - кольца муфты, до внутренней поверхности опорного диска тормоза (см. фиг.1).
Более того, тормозные пружины легко и быстро устанавливаются и снимаются с наружной, легкодоступной части муфты-тормоза, а их состояние хорошо просматривается при остановке вращения маховика машины.
ПЕРЕЧЕНЬ
последовательности к чертежам (см. фиг.1 и 2) по заявке на патент с названием "Муфта-тормоз" от 15 мая 2009 года автора Кожевникова Виктора Александровича:
1 - ступица;
29 - выступающая часть втулки;
2 - пневмоцилиндр;
30 - тормозная пружина;
3 и 4 - опорные ведомые диски;
31 - чашка резьбовая регулировочная;
5 - кольцевая перемычка;
32 - стопорная планка;
6 - ребро опорного диска;
33 - пружинная шайба;
7 - корпус пневмоцилиндра;
34 - болт крепёжный;
8 - шпонка;
35 и 36 - уплотнения;
9 - болт крепёжный;
37 - полость пневмокамеры;
10 - основание корпуса;
38 - рёбра жёсткости;
11 - кольцевой бурт ступицы;
39 - кронштейн;
12 - вентиляционный паз;
40 - болт;
13 - сквозное отверстие;
41 -гайка;
14 - направляющая втулка;
42 - нижняя кольцевая обойма;
15 - силовой подвижный палец;
43 - поворотный фиксатор;
16 - сквозное отверстие;
44 - специальный паз;
17 - нажимной диск - кольцо муфты;
45 - верхняя обойма;
18 - направляющая втулка;
46 - охлаждающие рёбра;
19 - нажимной диск тормоза - поршень;
47 - инерционный груз;
20 - сквозное отверстие;
48 - сквозные окна по окружности нажимного диска тормоза;
21 - направляющая втулка;
22 - резьбовой конец силового пальца 15;
49 - сквозные отверстия по окружности ступицы;
23 - регулировочная гайка с круговым диском;
50 - ведущий фрикционный диск муфты;
24 - отгибная стопорная шайба;
51 - фрикционные элементы муфты;
25 - контргайка;
52 - ведущий фрикционный диск тормоза;
26 - втулка сквозная;
27 - резьбовая гайка;
53 - фрикционные элементы тормоза.
28 - отгибная стопорная шайба;