ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МУФТА

Центробежная муфта
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к устройствам для передачи вращения и может быть использована, например, для пуска исполнительных механизмов электродвигателей.
Известна центробежная муфта, содержащая концентричные ведущую и ведомую полумуфты и расположенные между ними центробежное сцепное устройство, содержащее центробежные грузы, упругие элементы и колодки с фрикционными накладками (1). В качестве упругих элементов использованы тонкие пластины, расположенные под тупым углом к рабочей поверхности фрикционных колодок, которые выполняют функции центробежных грузов. При разгоне ведущей полумуфты центробежные силы колодок вызывают изгиб пластин и фрикционные колодки перемещаются по криволинейной траектории в направлении к внутренней цилиндрической поверхности ведомой полумуфты.
Недостатком известной муфты является трудность обеспечения, равномерного прилегания колодок к фрикционной поверхности полумуфты, что снижает динамические параметры устройств. В частности, в момент запуска и остановки системы неизбежны ударные нагрузки.
Наиболее близкой по технической сущности является центробежная муфта, содержащая концентричные ведущую и ведомую полумуфты с расположенным между ними сцепным устройством, выполненным в виде радиально симметрично расположенными центробежными грузами в виде колодок с фрикционными накладками и упругими элементами (2). Упругие элементы выполнены в виде закрепленных на ведущей полумуфте пластинчатых пружин, расположенных под углом к плоскости, содержащей ось муфты и поперечную ось симметрии колодки. При этом продольная ось симметрии колодок расположена под углом к плоскости вращения, а центр масс колодок смещен относительно продольной оси симметрии пластинчатых пружин, В этом устройстве в процессе разгона полумуфты колодки под действием центробежных сил совершают сложное винтовое движение и происходит закручивание участков пружины, создающий дополнительные моменты в центробежном сцепном устройстве.
Недостатком известной муфты является невозможность обеспечения во время работы равномерного контакта между ведомой полумуфтой и фрикционными накладками, что снижает функциональные возможности, в котором неизбежны ударные нагрузки.
Техническая задача полезной модели направлена на повышение плавности включения и хода и упрощения конструкции.
Это достигается тем, что в известной центробежной муфте, содержащей концентричные одна другой ведущую и ведомую полумуфты и расположенные между ними сцепное устройство, имеющее центробежные грузы, упругие элементы и колодки с фрикционными накладками, центробежные грузы выполнены в виде двух пар диаметрально и противоположно расположенных концентричных цилиндров со скользящей посадкой, внешние цилиндры жестко закреплены на внутренней полумуфте, упругие элементы выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин, установленных в основаниях внешних цилиндров, а внутренние подвижные цилиндры опираются на торцы пружин и жестко соединены с колодками, установленными без зазора с внешней полумуфтой.
Существо полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показана центробежная муфта, вид с торца; на фиг.2 - разрез А-А.
Устройство содержит концентричные одна другой ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 и расположенные между ними центробежное сцепное устройство 3. Ведомая полумуфта жестко закреплена на валу 4. Сцепное устройство 3 содержит центробежные грузы, выполненные в виде
двух пар диаметрально расположенных коаксиальных цилиндров 5, 6, а также колодок 7 и 8 с фрикционными накладками 9 и 10. Внешние диаметральные цилиндры 11 и 12 жестко закреплены на внутренней ведомой полумуфте 2, а внутренние подвижные цилиндры 13 и 14 встроены на скользящей посадке 15 и жестко соединены, например, сваркой 16с колодками 7 и 8, которые установлены без зазора с внешней ведуш,ей полумуфтой 1, образуя непрерывную поверхность соприкасания 17. Упругие элементы выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин 18, 19, установленных в основаниях 20, 21 внешних цилиндров сцепного устройства.
Центробежная муфта работает следуюш;им образом.
В момент пуска винтовые пружины 18 и 19 создают силу Р, предварительного поджатия колодок 7 и 8 со стороны торцов подвижных цилиндров 13, 14. Этим обеспечивается непрерывный контакт на поверхности 17, образуемой внешней ведуш,ей полумуфты 1 и фрикционными накладками 9 и 10.
В процессе разгона ведуп ;ей полумуфты 1 с угловой скоростью со растет центробежная сила F, распределенная в системе - подвижные цилиндры 13 и 14 и колодки 7,8 с фрикционными накладками 9 и 10. Сцепное устройство 3 начинает передавать вращаюш;ий момент, который зависит от массы эквивалентного центробежного груза (элементы 13, 14, 7, 8, 9, 10), угловой скорости со , диаметра ведущей муфты 1 и коэффициента трения фрикционных накладок 9 и 10.
Система из двух пар коаксиальных цилиндров 5 и 6 задает направление действия двух сил - предварительного поджатия фрикционных накладок Р и динамической центробежной силы F. В любой момент рабочего цикла, при пуске, в номинальном режиме передачи вращающего момента и при остановке муфты обе действующие силы линейно складываются в каждой половине сцепного устройства 3 и полностью уравновешены в его структуре. Это позволяет устранить ударные нагрузки в муфте при пуске и остановке, поскольку отсутствует как коаксиальные силы инерции, действующей на колодки 7 и 8, так и нелинейные пространственные силы сжатия или закручивания пружин 18, 19.
Линейное сложение сил Р+ F кроме обеспечения пластичности пуска повышает момент сил трения между полумуфтой 1 и фрикционными накладками 9 и 10 и в итоге увеличивает нагрузочную способность муфты. Свободное радиальное скольжение внутренних цилиндров 13 и 14 сцепного -устройства 3 во всех режимах при изменениях вращающего момента М обеспечивает равномерность контакта фрикционных поверхностей 17.
Дополнительные технические преимущества устройства определяются простотой изготовления, малым весом и возможностью оперативного ремонта при износе фрикционных накладок 9 и 10.
Сам по себе расчетный износ накладок 9 и 10 не сопровождается необратимым разрушением конструкции, поскольку эквивалентный центробежный груз сцепного устройства 3 в зависимости от скорости ш движется только радиально, тогда как сумма сил сцепного устройства 3 уравновешена, то есть равна нулю.
Кроме того, такая муфта имеет расширенные функциональные возможности, поскольку становится возможным эффективная передача вращающего момента при наличии несоосности ведущей полумуфты (маховика) и ведомого вала.
Источники информации, прииятые во внимаиие при составлении оиисания полезной моделн
1.Патент RU 2003894, МПК F 16 D 43/14, опубл. 30.11.93
2.Патент RU 2068507, МПК F 16 D 43/14 , опубл. 27.10.96 (прототип)