Муфта-тормоз

Муфта-тормоз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а именно к муфтам-тормозам механических прессов и других кузнечно-прессовых машин.

Известна принятая в качестве аналога муфта-тормоз (см. патент США №5452780 А, кл. 192-14 и 192-18 А; F 16 D 67/04 с приоритетом от 02.12.1993 г.), содержащая составной пненмоцилиндр, прикрепленный винтами к ступице и включающий оребренную крышку, опорный диск тормоза, образующий торцевую поверхность пневмоцилиндра, тормозные пружины, подвижный уплотненный манжетами поршень, установленный во внутренней кольцевой полости пневмоцилиндра между оребренной крышкой и опорным диском тормоза, подвижные в осевом направлении ведущие фрикционные диски с элементами трения, устройства ступенчатой фиксированной регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками в муфте-тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящим из пакетов регулировочных мерных шайб.

Недостатками известной муфты-тормоз по патенту США №5452780 А является труднодоступное расположение поршня пневмоцилиндра и тормозных пружин внутри узла включения, что ухудшает их демонтаж и затрудняет и ухудшает обслуживание и замену деталей по мере их износа или поломки при эксплуатации, так как требует полной разборки муфты-тормоза, а именно съем, а затем последующую установку следующих базовых деталей узла включения: крышку пневмоцилиндра, опорный диск тормоза, ведущий диск тормоза с элементами трения, поршень с нажимным диском и тормозные пружины.

Одновременно, расположение в известном узле муфта-тормоз по патенту США №5452780 А тормозных пружин на небольшом радиусе от центральной осевой линии узла трения также не позволяет обеспечить высокую величину тормозного момента, так как на этом радиусе возможно установить по диаметру не более 6-8 пружин, что значительно уменьшает надежность, безопасность и срок службы известного узла включения.

Далее, недостатком узла включения также является отсутствие возможности выполнять регулировку величины усилия тормозных пружин по мере износа фрикционных элементов муфты и тормоза в процессе их работы.

При износе фрикционных элементов узла трения происходит увеличение длины тормозных пружин, что приводит к уменьшению величины тормозного момента тормоза узла муфты-тормоз по патенту США №5452780 А. Последнее, в условиях промышленной эксплуатации, например, кузнечно-прессовой машины приведет к неудержанию ее рабочего органа (ползуна) в его верхнем исходном положении и аварийному перемещению вниз, что может вызвать его поломку или травмирование оператора машины.

Кроме того, отсутствие возможности проведения периодического контрольного визуального осмотра состояния тормозных пружин при их эксплуатации в муфте-тормозе по патенту СШA №5452780 А, ухудшает условия обслуживания узла включения - тормоза, не позволяет выполнить своевременную замену поломанной пружины, что может также быть причиной аварии узла муфты-тормоза или машины, например, пресса, ножниц, вальцев, автомата и других.

Известна, принятая в качестве аналога, муфта-тормоз (см. авт. свид. СССР №327348, кл. F 16 d 67/04 с приоритетом от 06.04.1970 года), содержащая ступицу с выполненными в ней вертикальными отверстиями (каналами) для подведения сжатого воздуха во внутреннюю кольцевую полость составного пневмоцилиндра, прикрепленного винтами к ступице и включающего диск тормоза в виде оребренной обечайки пневмоцилиндра, образующей его боковую поверхность и одновременно образующей торцевую поверхность пневмоцилиндра, подвижный уплотненный манжетами поршень, установленный во внутренней кольцевой полости пневмоцилиндра подвижный нажимной ведомый диск, подвижные в осевом направлении ведущие фрикционные диски с элементами трения муфты и тормоза, тормозные пружины, устройства регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками в муфте-тормозе по мере износа фрикционных элементов.

Данная муфта-тормоз имеет такой же недостаток, как и конструкция муфты-тормоз по патенту США №5452780 А, в части недостаточной величины тормозного момента из-за установки тормозных пружин на очень малом радиусе от осевой линии узла включения. При этом, установленные в конструкции муфта-тормоз по авт.свид. СССР №327348 тормозные пружины визуально не просматриваются, а их монтаж и демонтаж очень сложный и трудоемкий, так как требует полной разборки и сборки всех базовых деталей муфты и тормоза.

Установка и замена манжетных уплотнений поршня пневмоцилиндра также требует выполнения полной разборки и сборки узла включения, на что затрачивается много усилий и времени.

Кроме того, другим недостатком известной муфты-тормоз по авт.свид. СССР №327348 является высокая инерционность ведомой - разгоняемой и тормозимой на каждое включение части привода по причине наличия на больших диаметрах узла включения металлоемких обечаек со шлицевыми и резьбовыми соединениями для установки промежуточного диска муфты, подвижного поршня и опорных дисков муфты и тормоза, что резко сокращает срок службы всей конструкции муфты-тормоза и ухудшает условия ее обслуживания при эксплуатации.

Более того, выполнение узла бесступенчатой регулировки зазоров между фрикционными дисками в муфте и тормозе по мере износа их фрикционных элементов в виде перемещаемых по резьбе обечаек опорных дисков муфты и тормоза, фиксируемых от поворота торцевыми шпонками на двух противоположных торцах узла трения, очень труднодоступно, плохо контролируемо и трудоемко при выполнении процесса регулировки, что значительно ухудшает условия обслуживания при эксплуатации узла муфты-тормоза по авт.свид. СССР №327348.

Известна также принятая в качестве ближайшего аналога муфта-тормоз (см. патент GB №1172578 А, кл. F 16 D 67/02, опубл. 03.12.1969, всего 4 стр), содержащая ступицу с выполненными в ней вертикальными каналами для подведения сжатого воздуха во внутреннюю кольцевую полость составного пневмоцилиндра, прикрепленного винтами к ступице и включающего оребренную крышку и оребренную обечайку, образующую цилиндрическую боковую поверхность составного пневмоцилиндра и его торцевую поверхность, которая является опорным диском тормоза, в сквозных отверстиях которого равномерно по окружности установлены силовые пальцы с резьбовыми наружными концами, с регулировочными втулками и контргайками, несущими тормозные пружины, ведомый опорный диск муфты, прикрепленный к торцу ступицы, подвижный уплотненный манжетами поршень, установленный во внутренней кольцевой полости составного пневмоцилиндра между оребренной крышкой и оребренной обечайкой, с жестко закрепленным на его наружной торцевой части кольцом со сквозными отверстиями по его поверхности, с возможностью взаимодействия торца упомянутого кольца с ведомым нажимным диском П-образной формы муфты-тормоза, установленном подвижно на силовых пальцах, подвижные в осевом направлении ведущие фрикционные диски муфты и тормоза с элементами трения, устройства ступенчатой фиксированной регулировки зазора между ведомым и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящие из пакетов регулировочных мерных шайб.

У данной известной муфты-тормоза по патенту GВ №1172578 А имеются такие же недостатки как и у конструкции муфты-тормоза по патенту США №5452780 А, а именно, сложное технологическое исполнение опорного диска муфты за одно целое со ступицей узла включения; конструкция нажимного диска муфты и тормоза выполнена совместно с поршнем пневмоцилиндра; тормозные пружины расположены на небольшом радиусе от осевой линии узла трения, а также ряд других недостатков.

Также недостатками муфты-тормоза по патенту GВ №1172578 А являются труднодоступное расположение поршня пневмоцилиндра и тормозных пружин внутри узла включения, что ухудшает их монтаж и демонтаж и затрудняет и ухудшает обслуживание и замену деталей по мере их износа или поломки при эксплуатации, так как требует полной разборки муфты-тормоза, а именно съем, а затем последующую установку следующих базовых деталей узла трения: крышку пневмоцилиндра, опорный тормозной диск, ведущий диск тормоза с элементами трения, поршень с нажимным диском муфты и тормоза и тормозные пружины.

В то же время, в конструкции муфты-тормоза по патенту GВ №1172578 A очень затруднен процесс регулирования зазора между ведомыми и ведущими дисками, а также величины хода поршня по мере износа фрикционных элементов при их эксплуатации, потому что требует большой затраты времени и выполнения тяжелой и трудоемкой работы для демонтажа корпуса пневмоцилиндра с опорным диском тормоза и их разборки для установки между ними регулировочных шайб, а затем вновь совместного монтажа всех деталей на корпусе муфты-тормоза.

В связи с этим, данная конструкция регулировки узла трения является очень трудоемкой и трудновыполнимой так как значительно усложняет процесс регулирования в период работы муфты-тормоза по патенту GВ №1172578 А, снижает надежность ее работы и ухудшает условия обслуживания узла включения при эксплуатации.

Технический результат изобретения - упрощение и совершенствование конструкции муфты-тормоза и сокращение времени на проведение процесса ее регулирования, повышение надежности работы и срока службы узла включения и улучшение условий обслуживания при его эксплуатации.

Для достижения технического результата в муфте-тормозе, содержащей ступицу с выполненными в ней вертикальными каналами для подведения сжатого воздуха во внутреннюю кольцевую полость составного пневмоцилиндра, прикрепленного винтами к ступице и включающего оребренную крышку и оребренную обечайку, образующую цилиндрическую боковую поверхность составного пневмоцилиндра и его торцевую поверхность, которая является опорным диском тормоза, в сквозных отверстиях которого равномерно по окружности установлены силовые пальцы с резьбовыми наружными концами, с регулировочными втулками и контргайками, несущими тормозные пружины, ведомый опорный диск муфты, прикрепленный к торцу ступицы, подвижный, уплотненный манжетами поршень, установленный во внутренней кольцевой полости составного пневмоцилиндра между оребренной крышкой и оребренной обечайкой, с жестко закрепленным на его наружной торцевой части кольцом со сквозными отверстиями по его поверхности, с возможностью взаимодействия торца упомянутого кольца с ведомым нажимным диском П-образной формы муфты-тормоза, установленном подвижно на силовых пальцах, подвижные в осевом направлении ведущие фрикционные диски муфты и тормоза с элементами трения, устройства ступенчатой фиксированной регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящие из пакетов регулировочных мерных шайб, при этом силовые пальцы жестко закреплены в горизонтальном положении на выступах, автономно расположенных на опорном диске муфты равномерно по его окружности, на силовых пальцах подвижно установлен ведомый нажимной диск муфты-тормоза, внутренняя часть тормозных пружин установлена в горизонтально выполненных открытых цилиндрических полостях в теле П-образной формы ведомого нажимного диска муфты-тормоза с возможностью взаимодействия с его внутренней вертикальной поверхностью, силовые пальцы выполнены в виде пустотелых втулок, во внутренней сквозной полости каждой из которых с одной стороны закреплен резьбовой наружный конец силового пальца, а с другой стороны - опорный фланец тормозных пружин, на боковой наружной поверхности составного пневмоцилиндра жестко установлено вертикально расположенное кольцо с выполненным в нем равномерно по окружности сквозными отверстиями, горизонтальные осевые линии которых совпадают с горизонтальными осевыми линиями сквозных отверстий, выполненных в вертикальных планках, жестко установленных равномерно по окружности на боковой поверхности Т-образной по форме обечайки, имеющей возможность взаимодействия через шпонки с наружной поверхностью боковой Г-образной стороной крышки составного пневмоцилиндра, вертикальное кольцо и вертикальные планки жестко связаны друг с другом через устройства регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками муфты-тормоза в виде пакетов мерных шайб С-образной формы с хвостовиком, установленных на болтах и закрепленных гайками с отгибными шайбами между вертикальным кольцом и вертикальными планками, причем С-образные шайбы связаны от выпадения между собой, с кольцом и планками.

Причем вертикальные каналы для подведения сжатого воздуха в полость составного пневмоцилиндра могут представлять собой отверстия, а крепление опорного диска муфта к торцу ступицы может быть осуществлено винтами. Одновременно, количество автономных выступов, равномерно расположенных по окружности опорного диска муфты может быть в пределах от двух до четырех, притом крепление резьбового наружного конца силового пальца и опорного фланца тормозных пружин во внутренней сквозной полости втулок может быть осуществлено при помощи запрессованной оси, и, С-образные шайбы связаны от выпадения между собой, с кольцом и планками мягкой проволокой через выполненные в них отверстия.

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 - упрощение и совершенствование конструкции муфты-тормоза и сокращение времени на проведение процесса ее регулирования, повышение надежности работы и срока службы узла включения и улучшение условий обслуживания при его эксплуатации.

Указанные в формуле изобретения новью существенные признаки отвечают критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображена предлагаемая муфта-тормоз в разрезе; на фиг.2 представлено место I на фиг.1; на фиг.3 показан разрез А-А на фиг.2.

Муфта-тормоз состоит из ступицы 1, с выполненными в ней вертикальными каналами 2 для подведения сжатого воздуха во внутреннюю кольцевую полость 3 составного пневмоцилиндра 4, прикрепленного винтами к ступице 1 и включающего оребренную крышку 5, которая через шпонки 6 связана с оребренной обечайкой 7, образующую цилиндрическую боковую поверхность составного пневмоцилиндра 4 и его торцевую поверхность, которая является опорным диском 8 тормоза. При этом в сквозных отверстиях опорного диска 8 тормоза равномерно по окружности установлены силовые пальцы 9 с резьбовыми наружными концами 10, с регулировочными втулками 11 и контргайками 12, несущими тормозные пружины 13.

Внутренняя часть тормозных пружин установлена в горизонтально выполненных открытых цилиндрических полостях 14 в теле П-образной формы ведомого нажимного диска 15 муфты-тормоза с возможностью взаимодействия с его внутренней вертикальной поверхностью 16.

Силовые пальцы 9 выполнены в виде пустотелых втулок, во внутренней сквозной полости каждой из которых с одной стороны закреплен резьбовой наружный конец 10 силового пальца 9, а с другой стороны - при помощи запрессованной оси 17 закреплен опорный фланец 18 тормозных пружин 13.

Ведомый опорный диск 19 муфты прикреплен винтами к торцу ступицы 1, а равномерно по окружности опорного диска расположены автономно выступы 20, в пределах от двух до четырех, в сквозных отверстиях которых жестко закреплены при помощи гаек 21 силовые пальцы 22 в горизонтальном положении, на которых подвижно установлен ведомый нажимной диск 15 муфты-тормоза.

Подвижный поршень 23, уплотненный манжетами 24 и 25, установлен во внутренней кольцевой полости составного пневмоцилиндра 4 между оребренной крышкой 5 и оребренной обечайкой 7.

При этом поршень 23 своей внутренней манжетой 24 взаимодействует подвижно с наружной кольцевой поверхностью ступицы 1.

Кроме того, на наружной торцевой части поршня 23 жестко закреплено кольцо 27 со сквозными отверстиями по его поверхности, с возможностью взаимодействия торца упомянутого кольца с ведомым нажимным диском 15 П-образной формы муфты-тормоза, установленном подвижно на силовых пальцах 22.

Между опорным диском 19 муфты и ведомым нажимным диском 15 размещен ведущий фрикционный диск 28 муфты с фрикционными элементами 29. Ведущий фрикционный диск 28 соединяется с приводной частью - маховиком 30 машины с помощью пальцев 31 подвижно в осевом направлении.

Между опорным диском 8 тормоза и ведомым нажимным диском 15 размещен ведущий фрикционный диск 32 тормоза с фрикционными элементами 33. Диск 32 соединяется со станиной 34 через пальцы 35 неподвижно в радиальном и подвижно в осевом направлении.

Со шлицами 36, изготовленными на меньшем диаметре ступицы 1, взаимодействуют шлицы рабочего вала машины (не показано).

Также, на боковой наружной поверхности составного пневмоцилиндра 4 жестко установлено вертикально расположенное кольцо 37 с выполненными в нем равномерно по окружности сквозными отверстиями, горизонтальные осевые линии которых совпадают с горизонтальными осевыми линиями сквозных отверстий, выполненных в вертикальных планках 38, жестко установленных равномерно по окружности на боковой поверхности Т-образной по форме обечайки 7, имеющей возможность взаимодействия через шпонки 6 с наружной поверхностью боковой Г-образной стороной крышки 5 составного пневмоцилиндра 4.

Причем вертикальное кольцо 37 и вертикальные планки 38 жестко связаны друг с другом через устройства регулировки зазора между ведомыми дисками 8, 15 и 19 и ведущими дисками 28 и 32 муфты-тормоза в виде пакетов мерных шайб 39.

Эти шайбы выполнены С-образной формы с хвостовиком 40 и установлены на болтах 41, закрепленных гайками 42 с отгибными шайбами 43, между вертикальным кольцом 37 на наружной боковой части пневмоцилиндра 4 и вертикальными планками 38, которые закреплены на верхней боковой поверхности Т-образной по форме обечайки 7.

Одновременно, С-образные шайбы 39 связаны от выпадения между собой, с кольцом 37 и планками 38 мягкой проволокой 44 через выполненные в них специальные отверстия 45.

Позиция "А" на фиг.2 указывает место расположения шайб 39 перед началом эксплуатации муфты-тормоза.

Позиция "Б" на фиг.2 указывает место установки шайб 39 из места "А", по мере износа фрикционных элементов 29 и 33 на ведущих дисках 28 и 32, при промышленной эксплуатации муфты-тормоза.

Муфта-тормоз работает следующим образом.

При подаче по команде сжатого воздуха из сети через вертикальные каналы 2 во внутреннюю полость 3 составного пневмоцилиндра 4, поршень 23 перемещается в осевом направлении влево (см. фиг.1) и, в результате этого, своим действием через кольцо 27 и нажимной диск 15 производит перемещение и сжатие тормозных пружин 13. При этом нажимной диск 15 отходит от фрикционных элементов 33 ведущего тормозного диска 32 (тормоз растормаживается), а затем диск 15, продолжая двигаться влево, прижимает ведущий муфтовый диск 28 с фрикционными элементами 29 к опорному диску 19 (включается муфта).

При выхлопе сжатого воздуха из полости 3 составного пневмоцилиндра 4 в атмосферу, тормозные пружины 13, воздействуя на внутреннюю вертикальную поверхность 16 нажимного диска 15, отводят последний от фрикционных элементов 29 ведущего диска 28 муфты (муфта выключается), а затем прижимают диск 15 к фрикционным элементам 33 ведущего тормозного диска 32 и далее к опорному диску 8 тормоза (включается тормоз) и, в результате этого, затормаживаются ведомые детали муфты-тормоза и привода машины и они прекращают свое вращение.

Далее весь цикл работы при включении муфты-тормоза повторяется вновь.

По мере износа в процессе работы пакета фрикционных элементов 29 и 33 при эксплуатации узла муфты-тормоза производится регулировка величины зазоров между дисками 8, 15, 19, 28 и 32 узла включения.

Для этого нужное количество регулировочных шайб с позиции "А" переносится и закрепляется на позиции "Б" (см. фиг.2). В результате этого, уменьшается зазор между фрикционными элементами трения и ведомыми и ведущими дисками муфты-тормоза на требуемую величину.

Технический результат и экономический эффект при внедрении изобретения достигается в результате новых технических решений в конструкции муфты-тормоза в виде тормозных пружин, установленных в открытых горизонтальных полостях в теле П-образной формы ведомого подвижного нажимного диска узла включения, взаимодействуя, при этом с его внутренней вертикальной поверхностью, а силовые подвижные пальцы, несущие тормозные пружины, выполнены в виде пустотелых втулок и связаны с Т-образной по форме обечайкой, образующей опорный диск тормоза, а также цилиндрическую боковую поверхность пневмоцилиндра, которая через шпонки подвижно связана с Г-образной наружной крышкой пневмоцилиндра муфты-тормоза.

При этом на Г-образной крышке и на Т-образной обечайке пневмоцилиндра выполнены компактные, быстросъемные устройства регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками муфты-тормоза в виде пакетов мерных шайб С-образной формы с хвостовиком, обеспечивающих регулируемое, ступенчатое, фиксируемое перемещение Т-образной обечайки - опорного диска тормоза и боковой поверхности пневмоцилиндра относительно Г-образной крышки узла включения.

Данные новые технические решения обеспечивают совершенствование и упрощение конструкции муфты-тормоза, повышают ее надежность работы и срок службы, сокращают время на проведение процесса регулирования узла включения и улучшают условия обслуживания при его эксплуатации.

1. Муфта-тормоз, содержащая ступицу с выполненными в ней вертикальными каналами для подведения сжатого воздуха во внутреннюю кольцевую полость составного пневмоцилиндра, прикрепленного винтами к ступице и включающего оребренную крышку и оребренную обечайку, образующую цилиндрическую боковую поверхность составного пневмоцилиндра и его торцевую поверхность, которая является опорным диском тормоза, в сквозных отверстиях которого равномерно по окружности установлены силовые пальцы с резьбовыми наружными концами, с регулировочными втулками и контргайками, несущими тормозные пружины, ведомый опорный диск муфты, прикрепленный к торцу ступицы, подвижный, уплотненный манжетами поршень, установленный во внутренней кольцевой полости составного пневмоцилиндра между оребренной крышкой и оребренной обечайкой, с жестко закрепленным на его наружной торцевой части кольцом со сквозными отверстиями по его поверхности, с возможностью взаимодействия торца упомянутого кольца с ведомым нажимным диском П-образной формы муфты-тормоза, установленным подвижно на силовых пальцах, подвижные в осевом направлении ведущие фрикционные диски муфты и тормоза с элементами трения, устройства ступенчатой фиксированной регулировки зазора между ведомым и ведущими дисками в муфте и тормозе по мере износа фрикционных элементов, состоящие из пакетов регулировочных мерных шайб, отличающаяся тем, что силовые пальцы жестко закреплены в горизонтальном положении на выступах, автономно расположенных на опорном диске муфты равномерно по его окружности, на силовых пальцах подвижно установлен ведомый нажимной диск муфты-тормоза, внутренняя часть тормозных пружин установлена в горизонтально выполненных открытых цилиндрических полостях в теле П-образной формы ведомого нажимного диска муфты-тормоза с возможностью взаимодействия с его внутренней вертикальной поверхностью, силовые пальцы выполнены в виде пустотелых втулок, во внутренней сквозной полости каждой из которых с одной стороны закреплен резьбовой наружный конец силового пальца, а с другой стороны - опорный фланец тормозных пружин, на боковой наружной поверхности составного пневмоцилиндра жестко установлено вертикально расположенное кольцо с выполненным в нем равномерно по окружности сквозными отверстиями, горизонтальные осевые линии которых совпадают с горизонтальными осевыми линиями сквозных отверстий, выполненных в вертикальных планках, жестко установленных равномерно по окружности на боковой поверхности Т-образной по форме обечайки, имеющей возможность взаимодействия через шпонки с наружной поверхностью боковой Г-образной стороной крышки составного пневмоцилиндра, вертикальное кольцо и вертикальные планки жестко связаны друг с другом через устройства регулировки зазора между ведомыми и ведущими дисками муфты-тормоза в виде пакетов мерных шайб С-образной формы с хвостовиком, установленных на болтах и закрепленных гайками с отгибными шайбами между вертикальным кольцом и вертикальными планками, причем С-образные шайбы связаны от выпадения между собой, с кольцом и планками.

2. Муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные каналы для подведения сжатого воздуха в полость составного пневмоцилиндра могут представлять собой отверстия.

3. Муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что крепление опорного диска муфты к торцу ступицы может быть осуществлено винтами.

4. Муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что количество автономных выступов, равномерно расположенных по окружности опорного диска муфты, может быть в пределах от двух до четырех.

5. Муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что крепление резьбового наружного конца силового пальца и опорного фланца тормозных пружин во внутренней сквозной полости втулок может быть осуществлено при помощи запрессованной оси.

6. Муфта-тормоз по п.1, отличающаяся тем, что С-образные шайбы связаны от выпадения между собой, с кольцом и планками мягкой проволокой через выполненные в них отверстия.