Патент на изобретение №2328633

(54) МУФТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в приводах тяжелонагруженных машин, агрегатов и станков, например в металлопрокатных станах, в качестве передач одностороннего действия. Муфта содержит внутреннюю (1) и наружную (2) обоймы, тела заклинивания в виде упругих стержней (3), расположенных под углом к обоймам. Наружная (2) обойма выполнена в виде полого цилиндра со стопорными кольцами (4 и 5) и упорными (6 и 7) кольцами в его полости на концевых участках. В полости наружной (2) обоймы выполнена внутренняя (1) обойма с возможностью поворота вокруг оси симметрии муфты и осевого перемещения между упорными (6 и 7) кольцами. Внутренняя (1) обойма выполнена в виде двух гильз: крайней (8) и внутренней (9), которые взаимно сопряжены торцевыми участками (12 и 13). Между торцевыми участками (12 и 13) крайней (8) и внутренней (9) гильз в цилиндрических выемках (14) посредством поворотных осей (15) с радиальными пазами тангенциально установлена пара толкателей (17). Торцы каждого толкателя (17) выполнены полусферическими с радиусом этих сфер, равным радиусу сферы в углублении радиального паза поворотной оси (15). При этом торцы каждого толкателя (17) сопряжены с углублениями в пазах поворотных осей (15) на торцевых участках (12 и 13) крайней (8) и внутренней (9) гильз. Ведущая (20) полумуфта установлена в полости крайней (8) гильзы и сопряжена с ней зубчатым зацеплением (22, 24). Ведомая (21) полумуфта установлена в полости внутренней (9) гильзы и сопряжена с ней зубчатым зацеплением (23, 25). В наклонных пазах (26) внутренней (9) гильзы зафиксированы упругие стержни (3), свободные концы которых сопряжены с упорным (7) кольцом, размещенным рядом со вторым стопорным кольцом (5). Упругие стержни (3) имеют возможность закручивания в цилиндрической полости наружной (2) обоймы и изгиба. Длина каждого указанного выше толкателя (17) больше ширины зубьев (23) ведомой (21) полумуфты. Обратный ход крайней (8) гильзы ограничен штифтом, размещенным в дополнительной цилиндрической выемке на торцевом (13) участке внутренней (9) гильзы. Технический результат заключается в возможности передачи больших крутящих моментов, повышении эксплуатационной надежности муфты, увеличении быстродействия и срока службы. 8 ил. (см. фиг.3) к образующей поверхности цилиндрической полости наружной обоймы 2 или внутренней гильзы 9. Упорные кольца 6, 7 и стопорные кольца 4, 5 выполнены взаимозаменяемыми.

Длина каждого указанного выше толкателя 17 больше ширины зубьев 23 ведомой полумуфты 21. Зубьям 22 и 23 ведущей и ведомой полумуфт 20 и 21 придана бочкообразная форма. Ведущая полумуфта 20 и ведомая полумуфта 21 могут быть беспрепятственно извлечены из гильз 8 и 9. Этому не препятствуют упорные кольца 6 и 7. Ведущая полумуфта 20 и ведомая полумуфта 21 размещены, например, на концах валов между источником мощностью (электродвигателем) и шестеренкой клети прокатного стана.

Обратный ход крайней гильзы 8 ограничен штифтом 27, размещенным в дополнительной цилиндрической выемке 28 на торцевом участке 13 внутренней гильзы 9 (см. фиг.2 и 7).

Наружная обойма 2 и внутренняя обойма 1 в сборе имеют возможность осевого смещения вдоль зубьев 22 и 23 ведущей 20 и ведомой 21 полумуфт.

Муфта работает следующим образом.

При передаче номинального крутящего момента с вала источника мощности на ведомый вал, например, шестеренной клети прокатного стана, ведущая полумуфта 20 своими внешними бочкообразными зубьями 22 передает тангенциальное усилие на внутренние зубья 24 крайней гильзы 8 внутренней обоймы 1. Тангенциальное усилие с крайней гильзы 8 через цилиндрические выемки 14 передается на поворотные оси 15. Одновременно с этим от каждого углубления в радиальном пазу 16 поворотной оси 15 усилие, составляющее передаваемый номинальный момент, передается на конец 19 толкателя 17, а им – на другой конец 18 толкателя 17 с полусферической поверхностью. Таким образом тангенциальное усилие с крайней гильзы 8 внутренней обоймы 1 передается толкателями 17 в полусферические углубления на конечных участках пазов 16 осей 15, размещенных в цилиндрических углублениях 14 внутренней гильзы 9 (см. фиг.1, 2, 3 и 7). Гильзы 8 и 9 торцевыми участками 12 и 13 взаимно поджаты под воздействием предварительно нагруженных упругих стержней 3. Одни концы стержней 3 зафиксированы в наклонных пазах 26 на торце внутренней гильзы 9, а другие их концы сопряжены с упорным кольцом 7 (см. фиг.1, 3, 4 и 7). Гильзы 8 и 9 и стержни 3 размещены в замкнутом пространстве внешней обоймы 2 между стопорными кольцами 4 и 5. Таким образом, крайняя гильза 8 и внутренняя гильза 9 упругими стержнями 3 поджаты к упорным кольцам 6 и 7, а толкатели 17 имеют минимальный угол наклона к сопряженным торцевым участкам 12 и 13 (см. фиг.1, 3 и 7). Далее передаваемый крутящий момент с внутренней гильзы 9 через ее зубья 25 передается на внешние зубья 23 ведомой полумуфты 21, приводя в движение валки прокатного стана.

При критических или разрушающих нагрузках, например при недостаточном разогреве слитка металла, валки прокатной клети не могут протянуть (сдеформировать) слиток. Вместе с прокатными валками и стального слитка между ними останавливается и ведомая полумуфта 21. Поступающий поток мощности (см. фиг.1-3) с ведущей полумуфты 20 передается через зубья 22 на зубья 24 крайней гильзы 8 внутренней обоймы 1. Так как ведомая полумуфта 21 на валу прокатного стана, а вместе с ней и ее внешние зубья 23 стали неподвижными, то резко возрастающее тангенциальное усилие на толкатели 17 приводит к тому, что каждый толкатель 16 своим полусферическим концом 19 начинает поворачиваться в полусферическом углублении радиального паза 16 поворотной оси 15 и одновременно вместе с крайней гильзой 8 поворачивается вокруг оси симметрии муфты, вращаясь на валу электродвигателя вместе с ведущей полумуфтой 20. Поворот толкателей 17 в пазах 16 осей 15 крайней гильзы 8 внутренней обоймы 1 приводит к смещению осей 15 в цилиндрических углублениях 14 и вместе с ними – внутренней гильзы 9 вдоль внешних зубьев 23 ведомой полумуфты 21. Таким образом, толкатели 17 сталкивают внутреннюю гильзу 9 в сторону упругих стержней 3, полностью освобождая зубья 23 ведомой полумуфты 21 (см. фиг.5). При расположении толкателей 17 параллельно оси муфты они в радиальных пазах 16 оппозитно вставших поворотных осей 15 в крайней гильзе 8 и внутренней гильзе 9 размещаются в «мертвое» положение и удерживают обе гильзы 8 и 9 в неподвижном положении внутри наружной обоймы 2. Толкатели 17 (см. фиг.5, 6, 8) удерживают крайнюю гильзу 8 и внутреннюю гильзу 9 во взаимном удалении, т.е. на расстоянии больше, чем ширина внешних зубьев 23 ведомой полумуфты 21, обеспечивая этим ее неподвижность. При критических нагрузках на ведомой полумуфте 21 ведущая полумуфта 20, крайняя гильза 8 внутренней обоймы 1, толкатели 17, внутренняя гильза 9 с упругими стержнями 3, упорными кольцами 6, 7 и стопорными кольцами 4, 5 имеют равные угловые скорости вращения. Далее выключают привод ведущей полумуфты 20. После снятия слитка стали с прокатных валков стана наружную обойму 2 смещают в сторону привода ведущей полумуфты 20 (см. фиг.8), совмещая до половины ширины с зубьев 25 ведомой полумуфты внутренними зубьями 25 внутренней гильзы 9. Штифты 27 (см. фиг.2 и 7) удерживают крайнюю гильзу 8 от обратного хода при неработающем приводе ведущей полумуфты 20. Далее включают через реверсивный пост дистанционного включения обратное направление вращения привода электропривода и ведущей полумуфты 20. Стержни 17 плавно выводятся из «мертвого» положения, а предельно напряженные упругие стержни 3 внутреннюю гильзу 9 надвигают своими внутренними зубьями 25 на внешние зубья 23 ведомой полумуфты 21 на половину их ширины и синхронно с этим крайняя гильза 8 своими внутренними зубьями 24 надвигается на внешние зубья 22 ведущей полумуфты 20 (см. последовательно фиг.8 и 1).

Таким образом, муфта окончательно приводится в рабочее состояние. Описанным приемом производится передача больших мощностей с ведущей полумуфты на ведомую полумуфту, обеспечивая их высокую эксплуатационную надежность, быстродействие разрыва потока мощности при критических и аварийных нагрузках, увеличение срока службы и снижение затрат труда и времени на повторное приведение муфты в рабочее состояние.

Формула изобретения

Муфта, содержащая внутреннюю (1) и наружную (2) обоймы и установленные между частями внутренней (1) обоймы тела заклинивания в виде упругих стержней (3), расположенных под углом к обоймам, отличающаяся тем, что наружная (2) обойма выполнена в виде полого цилиндра со стопорными (4 и 5) и упорными (6 и 7) кольцами в его полости на концевых участках, установленная в полости наружной (2) обоймы с возможностью поворота вокруг оси симметрии муфты и осевого перемещения между упорными (6 и 7) кольцами внутренняя (1) обойма выполнена в виде двух гильз, крайней (8) и внутренней (9), взаимно сопряженных торцевыми участками (12 и 13), при этом между торцевыми участками (12 и 13) крайней (8) и внутренней (9) гильз в цилиндрических выемках (14) посредством поворотных осей (15) с радиальными пазами (16) тангенциально установлена, по меньшей мере, пара толкателей (17), торцы (18, 19) каждого толкателя (17) выполнены полусферическими с радиусом этих сфер, равным радиусу сферы в углублении радиального паза (16) поворотной оси (15), торцы (18, 19) каждого толкателя (17) сопряжены с углублениями в пазах (16) поворотных осей (15) на торцевых участках (12 и 13) крайней (8) и внутренней (9) гильз, и ведущей (20) и ведомой (21) полумуфт, установленных в полостях крайней (8) и внутренней (9) гильз и сопряженных с ними внешними (22, 23) зубьями ведущей (20) и ведомой (21) полумуфт и внутренними (24, 25) зубьями крайней (8) и внутренней (9) гильз, размещенная в полости наружной (2) обоймы крайняя (8) гильза внутренней (1) обоймы сопряжена с упорным кольцом (6) и зубьями (22) ведущей (20) полумуфты, а внутренняя (9) гильза внутренней (1) обоймы сопряжена с зубьями (23) ведомой (21) полумуфты и с зафиксированными концами в наклонных к образующим поверхности внутренней (9) гильзы пазах (26) упругих стержней (3), при этом упругие стержни (3) имеют возможность закручивания в цилиндрической полости наружной (2) обоймы и изгиба, а их свободные концы сопряжены с упорным (7) кольцом, размещенным рядом со вторым стопорным кольцом (5), при этом длина каждого указанного выше толкателя (17) больше ширины зубьев (23) ведомой (21) полумуфты, а обратный ход крайней (8) гильзы ограничен штифтом (27), размещенным в дополнительной цилиндрической выемке на торцевом (13) участке внутренней (9) гильзы.

РИСУНКИ