Предохранительная муфта конструкции а.м.гущина

Предохранительная муфта конструкции а.м.гущина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах с адаптивным управлением для передачи ограниченного по величине крутящего момента, Це лью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Муфта состоит из двух полумуфт (П) 1 и 2, сл г/ .f

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН дбр 4 F 16 D 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA л

* /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 5

1D ф

17

К А ВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 3899292/31-27 (22) 22.05.85 (46) 07.06.87. Бюл. У 21 (71) Краматорский индустриапьный институт (72) А.М. Гущин (53) 621.825.5(088.8) (56) Поляков В.С. и др. Справочник по муфтам. — М.: Машиностроение, 1979, с. 256, рис. VII,9.

„„SU„„1315681 А 1 (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА КОНСТРУКЦИИ А. М. ГУЩИНА (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в машинах с адаптивным управлением для передачи ограниченного по величине крутящего момента. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей. Муфта состоит из двух полумуфт (П) 1 и 2, 1315681 поджатых одна к другой нажимным устройством в виде линейного электродвигателя 5. Обмотки электродвигателя соединены с источником питания через регулировочные элементы, а якорь связан с ведущей П 2. Датчик 18 линейных перемещений включен в цепь управления приводом машины. Неподвижный элемент датчика закреплен на корпусе электродвигателя, а подвижный — на его якоре. При перегрузке П 2 переме-щается вдоль оси вала совместно с

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для передачи ограниченного по величине крутящего момента в машинах с адаптивным управлением.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, На фиг. 1 представлена предохранительная муфта, общий вид; на фиг.2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — 10 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— предохранительная муфта с рабочими элементами в виде кулачков, общий вид; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг.4; на фиг. 6 — расчетная схема предохра- 15 нительной муфты; на фиг. 7 — схема действия сил на шарик; на фиг. 8— зависимость крутящего момента от силы тока якоря линейного электрического двигателя. 20

Предохранительная муфта содержит ведомую l и ведущую 2 полумуфты, связанные через элементы 3 сцепления (шарики), находящиеся в конусных гнездах полумуфт, которые сжимаются подвижным якорем 4 линейного двигателя 5 постоянного тока через упорный шарикоподшипник 6. Якорь 4 имеет обмотку 7, подключаемую через регулировочный элемент 8 к источнику 9 питания. Линейный двигатель 5 имеет обмотку 10 возбуждения, подключенную через регулировочный элемент 11 к отдельному источнику 12 питания.

Полумуфта 2 соединяется с приводом 13 ее вращения посредством вала 14, который установлен на шариковых подшипниках 15 в магнитопроводе 16 линейного двигателя 5. Вал 14 снабякорем, величина перемещения фиксируется датчиком и сигнал переде.ется в цепь управления приводом к автоматическому регулятору процесса, который восстанавливает номинальную величину передаваемого момента, например, путем уменьшения величины подачи инструмента в зону обработки. Величина усилия поджатия П изменяется регулировочными элементами 8 и 11. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

2 жен шпонкой 17 для передачи крутящего момента от привода 13 к полумуфте 2, причем полумуфта 2 имеет возможность осевого перемещения вдоль оси вала 14 под действием приложенных к ней сил.

Дпя фиксации перемещений полумуфты 2 предусмотрен датчик 18 (емкостной, индуктивный и т.д.) линейного перемещения, который через блок 19 управления соединен с каким-либо автоматическим регулятором исполнительного органа технологической машины (не показаны).

Подвижный элемент датчика 18 жестко закреплен на якоре 4, а неподвижный — на корпусе 20 линейного двигателя 5. Датчик 18 получает питание от отдельного источника 21.

Полумуфта 1 жестко насажена на выходной вал 22 °

Полумуфты 1 и 2 могут иметь различное конструктивное исполнение.

Так, на фиг. 4 представлена предохранительная муфта, в которой связь между полумуфтами осуществляется шариками.

Муфта работает следующим образом.

Включают источники 9, 12 и 21 питания и регулировочными элементами 8 и ll устанавливают ток необходимой величины в якорной обмотке 7 и обмотке 10 возбуждения. При прохождении электрического тока по обмотке 10 создается магнитный поток, при взаимодействии с которым тока якорной обмотки 7 на якорь 4 действует электродинамическая сила Р, определяемая по закону Ампера:

P=BI 1 sing

1315681 или

35 те причем

4О где Р—

Р

N = -- cosc(2

В получим тогда

55 где  — индукция магнитного поля в рабочем зазоре линейного двигателя;

I — - сила тока в якорной обмотке;

1 — длина якорной обмотки; 5 угол между В и I.

Направление силы P определяется правилом "левой руки" и выбирается таким, чтобы полумуфты 1 и 2 сжимали шарики 3 через упорный шарикоподшипник 6, что обеспечивает контакт между полумуфтами 1 и 2 и передачу крутящего момента от вала 14 к валу 22.

Величина крутящего момента, передаваемого муфтой, определяется из следующих соображений (фиг. 6).

Усилие прижима P якоря линейного двигателя через полумуфту 2 равномерно распределяется на все шарики, значит на каждый шарик будет действовать осевое усилие Р

P и где и — число шариков.

Рассмотрим расчетную схему (фиг.7) с одним шариком. Усилие Р разложим на две составляющие, приложенные в точках контакта шарика с полумуфтами. При приложении силы Р в точке контакта возникает нормальная сила

N, направленная к центру, которую можно разложить на две составляю щие: осевую, равную —, и тангенциальную Т, равную

Р

Т =---—

2 tg3

Т P

N здпЫ 2tgd.sink .

«45

Так как муфта передает момент крутящий М, то по линии центров шариков будет действовать окружное усилие F, образованное передаваемым моментом с плечом 1, равным

2 где D — диаметр окружности расположения центров шариков

1 D

Таким образом, чтобы муфта передавала определенный М кр без повышения его допустимого значения требуется, чтобы выпо.:снялось неравенство

F(2Т и

P P или F (--- n, F

tgg tgH

С учетом сил трения качения шариков в гнездах полумуфт угол Ы уменьшается на угол у (угол трения качения), тогда

Я а (ы-y)

Из условия равновесия подвижной полумуфты 2 усилие P прижима якоря 4 линейного двигателя должно быть

Р ) Fitg(d -q) P > — — — tg(g — Ч)

2М кр

Учитывая силу трения P ðp, появляющуюся при движении полумуфты 2 на валу 14 по шпонке 17, равную

2М кр

Р f

1 где М вЂ” передаваемый крутящий моКр мент;

d — диаметр вала;

f — коэффициент трения скольжения, можно записать

2М кр 2Мкр

Р— — -- tg (Ы -q) — — — †. f

D d или

2Mkp D

ftg(Q q ) f)

D d

Учитывая, что в предлагаемой муфР=В ° I-1 усилие, развиваемое якорем линейного двигателя; индукция в рабочем зазоре линейного двигателя постоянного тока; сила тока в якорной обмотке; длина якорной обмотки, 2M/ D

В I.1 = — -- jtg(ot-×) — — - f1

D d откуда

В I.1

М

kP р У

2 (t g (aL- p) — — . f )

d где М < — крутящий момент, передаваемый муфтой;

 — индукция в рабочем зазоре линейного электрического двигателя постоянного тока;

1315681

35

I — сила тока в якорной обмотке линейного двигателя постоянного тока;

1 — длина якорной обмотки линейного двигателя постоянного 5 тока;

D — диаметр окружности центров шариков; с! — Угол профиля гнезд под шарики;

10 угол трения качения шарика в гнезде;

d — диаметр посадочного места под подвижную полумуфту;

f — коэффициент трения скольже15 ния в месте сопряжения вала с подвижной нолумуфтой.

Таким образом, муфта передает мокрутящии WIlk, величину котоРого весьма просто регулировать силой тока в якорной обмотке линейного электрического двигателя.

В определенных случаях величина момента на валу 22 становится больше 25 того момента, который может передать муфта, при этом не выполняегся условие

2Мкр r

p --- — j tg(; -q) — — f 1

D " d и полумуфта 2 начинает перемещаться вдоль оси нала 14 совместно с якорем 4. Перемещение якоря 4 фиксируется датчиком 18 и сигнал с датчика передается к авгоматическому регулятору процесса (не показан), который восстанавливает номинальную величину передаваемого крутящего момента (например, для металлообразующего оборудования это может быть осуществлено за счет уменьшения величины подачи инструмента в зону обработки).

Полумуфта 2 возвращается под действием силы Р в исходное состояние.

Выполнение нажимного устройства 45 предохранительной муфты в виде якоря линейного электрического двигателя, снабженного датчиком линейньгх переме— шений якоря, обеспечивает не только плавное дистанционное регулирование предельного передаваемого крутящего .омента, но и возможность автоматического управления ходом работы .танка или технологической машины, то значительно расширяет эксплуата.ионные возможности традиционных, редохранительных муфт.

Предлагаемая предохранительная . Уфта может найти самое широкое npui:åнение в гибкопереналаживаемых техрологических машинах и роботах с адаптивным управлением.

Управление муфтой легко осуществить от 3ВМ или микропроцессорной техники, Формула изобретения

l. Предохранительная муфта, преимущественно для соединения валов привэда машины с адаптивным управлением, содержащая ведомую полумуфту, эак1в пленную на конце ведомого вала, и вецущую полумуфту, установленную на кснце ведущего вала с возможностью

<>севого перемещения, поджатую к ведомой полумуфте посредством нажимно:-о устройства и связанную с ней через элементы сцепления, о т л и ч ам щ а я с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, нажимное устройство выполнено з виде смонтированного на ведущем аралу через подшипники линейного элекродвигателя, обмотки которого соединены с источниками питания через ре.-Уляровочные элементы, а якорь связан с ведущей полумуфтой через нажимюй подшипник .

2. Муфта по п. 1, о т л и ч а юц а я с я тем, что она снабжена датчиком линейных перемещений, включенным н цепь управления приводом, неподвижный элемент датчика закреплен на корпусе линейного электродвигателя, а псдвижный — íà его якоре.

1315681

1315681

ТР Ри2. б

ГО О0 60,7 A

4Ъ2. д

Составитель Т. Орлова

Редактор С. Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни

Заказ 2334/36 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4