ПОРОШКОВАЯ МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ С ПРИВОДОМ УПРАВЛЕНИЯ
POWDER CLUTCH COUPLING WITH CONTROL DRIVE

Изобретение относится к муфтам сцепления, предназначенным для соединения и разъединения валов, передающим вращающий момент благодаря силам трения между ведущей и ведомой полумуфтами и может использоваться вместо известных дисковых муфт сцепления.
Известная порошковая муфта сцепления, опубликованная в бюллетене №5, от 20.02.2001 года, по заявке №99110342/28, на которую выдан патент №2163313, от 20 февраля 2001 г., не содержит привода управления.
Известная порошковая муфта сцепления содержит разъемный корпус с установленными соосно валами, на которых жестко закреплены ведущая и ведомая полумуфты. На взаимодействующих торцах дисков полумуфт выполнено несколько конических канавок и выступов, расположенных концентрично. Канавки ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и канавкам ведомой полумуфты. Торцевые поверхности обеих полумуфт разбиты на несколько секторов радиальными впадинами. Глубина радиальных впадин соответствует глубине концентрических канавок. Между дисками помещается фрикционный порошок.
Предлагаемая порошковая муфта сцепления (далее читайте - порошковая муфта) отличается от известной муфты тем, что данная порошковая муфта снабжена электромагнитным приводом управления. Корпус муфты является неподвижным, а в стенках корпуса установлены соосно валы с дисками полумуфт. Ведомый диск полумуфты снабжен постоянным магнитом, выполненным в виде кольцеобразного диска, установленным с обратной стороны, и закрепленным на втулке ведомого диска полумуфты. Ведущий диск полумуфты снабжен электромагнитом, обмотка которого установлена также с обратной стороны диска и закреплена на втулке ведущего диска полумуфты. Выводы электромагнитной катушки проходят через каналы, выполненные в теле ведущего вала. Концы выводов выведены за пределы корпуса, и соединены с токосъемочными кольцами, установленными на конце выходящего вала, и закрыты крышкой, которая крепится болтами к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками, установленными на крышке токосъемочных колец, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя. Противоположные контакты переключателя соединены с клеммами источника питания постоянного тока. В электрическую цепь управления включен регулирующий резистор.
На фиг.1 показан продольный разрез порошковой муфты сцепления.
На фиг.2 показана торцевая поверхность диска ведущей полумуфты.
На фиг.3 показана торцевая поверхность диска ведомой полумуфты.
На фиг.4 показан продольный разрез ведущей полумуфты с электромагнитной схемой управления.
Устройство порошковой муфты сцепления с электромагнитным приводом управления.
Порошковая муфта, фиг.1, содержит разъемный корпус 1 и 2, в полости которого установлены ведомый и ведущий диски 3 и 4 полумуфт. Ведущий диск 4 жестко закреплен на ведущем валу 5. Ведомый диск 3 установлен на ведомом валу 6. Ведомый и ведущий валы установлены соосно и закреплены в стенках корпуса на подшипниках 7 и 8, которые фиксируются в стенках корпуса фланцами 9 и 10 и болтами 11. Соосность валов обеспечивается за счет хвостовика 12, выполненного на внутреннем торце ведущего вала, который взаимодействует с цилиндрической полостью (стаканом), выполненной в торце ведомого вала. Поверхность ведомого вала снабжена шлицами 13, которые взаимодействуют со шлицами, выполненными на внутренней поверхности втулки 15 ведомого диска 3. Ведомый диск имеет возможность перемещаться вдоль шлиц ведомого вала. На наружной поверхности ведомого диска 3 и втулке 15 закреплен постоянный магнит 14, выполненный в виде кольцеобразного диска. На внутренней торцевой поверхности ведомого диска 3 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 16 и 17 (9 штук), расположенных концентрично. На ведущем валу 5 закреплен ведущий диск 4 с втулкой 19 шпонкой 20. На наружной поверхности втулки 19 закреплена катушка электромагнита 18, которая снабжена защитной оболочкой 21. На внутренней торцевой поверхности ведущего диска 4 выполнены несколько конических канавок 30 и выступов 23 и 24 (9 штук), расположенных концентрично. Выступы и канавки диска ведущей полумуфты выполнены в обратной конфигурации выступам и впадинам диска ведомой полумуфты, причем с таким расчетом, чтобы выступы ведущей полумуфты могли входить в канавки ведомой полумуфты с возможностью вращения. Ведущий и ведомый валы 5 и 6 снабжены ограничительными кольцами 25 и 26. В полость 27 корпуса помещается абразивный порошок с масленичной жидкостью 28 и 29. В качестве абразивного порошка может использоваться алюминиевый порошок, смешанный с маслянистой жидкостью. Маслянистая жидкость в данном случае будет выполнять две функции. В одном случае она будет обеспечивать подшипники смазкой. А в другом случае данная жидкость будет активно перемешивать порошок, и растаскивать его по всей поверхности дисков. Алюминиевый порошок по структуре своей является мягким, обладает пластичностью. Попадая между твердыми выступами и впадинами дисков, данный порошок будет размазываться по поверхности выступов и впадин, этим самым будет создавать необходимые условия для сцепления дисков полумуфт. Торцевые поверхности обеих дисков, фиг.2 и 3, разбиты на несколько секторов радиальными впадинами 31, равномерно распределенными по окружности, глубина которых соответствует глубине концентрических канавок 30. С целью исключения возникновений динамических ударов, в процессе включения порошковой муфты в работу, на дисках полумуфт выполнено разное число радиальных впадин. На ведущем диске выполнено три радиальных впадины 31, а на ведомом - пять радиальных впадин 31. На внешней окружной поверхности ведомого и ведущего дисков выполнены заборные окна 32 и 33. Выводы 22, фиг.4, катушки 18 электромагнита выведены через каналы, выполненные в теле ведущего вала, за пределы корпуса, и соединяются с токосъемными кольцами 34, установленными на конце выходного вала 5. Токосъемные кольца 34 изолированы от вала изоляционной втулкой 35. Токосъемочные кольца закрыты крышкой 40, которая крепится болтами 11 к стенке корпуса. Токосъемочные кольца взаимодействуют с токосъемочными щетками 36, которые соединяются посредством проводников с контактами двухполюсного переключателя П. В электрическую цепь, после переключателя П, включен регулируемый резистор R, посредством которого можно изменять величину подаваемого тока на катушку электромагнита, что позволяет производить включение муфты в работу с разной силой действия. Противоположные контакты двухполюсного переключателя соединяются с клеммами источника питания И.п. постоянного тока. Ведущий вал 5 снабжен наружным хвостовиком 37, с выполненными шлицами, который используется для соединения с валом двигателя.
Порошковая муфта сцепления работает следующим образом.
На фиг.1 показано положение порошковой муфты сцепления, в котором диски полумуфт находятся в полном сцепленном состоянии. Так как постоянный магнит 14, фиг.1, имеет постоянную полюсацию, то для того чтобы осуществить притяжение дисков между собой, необходимо подать магнитный поток Ф на диск 4, образованный катушкой 18, с противоположной полюсацией, т.е. в данном случае необходимо подать магнитный поток южным полюсом S. Для этого двухполюсной переключатель П устанавливается в нижнее положение, как показано на фиг.4. Движок регулируемого резистора R устанавливается на максимальную подачу тока. Ток будет поступать через щетки 36 и Токосъемочные кольца 34, выводы 22, на обмотку катушки 18. Произойдет намагничивание ведущего диска 4, фиг.4, и вместе с ним будут намагничиваться выступы 23, которые создадут магнитный поток Ф. Ведомый диск 3 будет подмагничиваться постоянным магнитом 14 и всегда будет обращен к ведущему диску 4 северным полюсом N. Выступы 16 и 17, которого, будут иметь также северный полюс N. В результате разноименной полюсации между ведущим и ведомым дисками 3 и 4 произойдет притяжение. Диск 3 переместится по шлицам 13 и своими выступами 16 и 39, фиг.3, войдет во впадины 30, ведущего диска, а выступы 23 и 38 ведущего диска войдут во впадины 30 и 31 ведомого диска. Избыточная захваченная жидкость между дисками, будет вытесняться через окна 32 и 34 обратно в полость 27 корпуса. Так как частицы порошка будут оказываться крупнее масленой пленки, поэтому порошок будет размазываться по поверхности дисков и, этим самым, будет создаваться хорошее условие дискам для сцепления между собой. Кроме того, при набегании выступов 39 одного диска, на радиальные впадины 31 и выступы 38, другого диска, объем полостей будет уменьшаться, и давление жидкости будет резко возрастать и приводить ведомый диск во вращательное движение. В этом случае вращательный момент будет передаваться между дисками за счет скольжения дисков. При полном сжатии дисков будет происходить полная передача вращения с ведущего вала на ведомый вал.
Для того, чтобы произвести разъединение валов, необходимо контакты двухполюсного переключателя П перекинуть в верхнее положение. В этом случае произойдет смена полярности тока в проводниках, а в обмотке катушки электромагнита 18 произойдет переполюсация. На ведущем диске 4 и выступах 23 создастся северный полюс N. При создании однополярности на дисках 3 и 4, диски полумуфт будут расталкиваться между собой. При этом выступы 16 ведомого диска 3 начнут выталкиваться из впадин 30 ведущего диска. В результате этого диски разомкнутся. Ведомый диск 3 переместится по шлицам 13 к стенке 1 корпуса. Валы 5 и 6 разомкнутся между собой и вращение передаваться не будет. Жидкость с порошком снова будет засасываться в полости между дисками через окна 32 и 33.
Изменить степень сцепления между дисками полумуфт можно также за счет резистора R. При уменьшении подачи тока на катушку 12 электромагнита, сила сцепление дисков будет уменьшаться, а при увеличении подачи тока будет происходить увеличение сцепления между дисками. При полном отключении тока, сцепление дисков будет происходить только за счет силы притяжения постоянного магнита 14.