집 상수도

석유와 가스의 큰 백과사전. 안전 클러치

이 커플링은 과부하의 영향으로부터 기계 부품을 보호하는 역할을 합니다. 토크가 허용 값 이상으로 증가할 때 샤프트를 분리합니다.

작동 원리에 따라 커플 링이 구별됩니다. 스프링캠; 마찰.

4.아이.아이. 접히는 요소가 있는 커플링

이 커플 링의 안전 요소는 대부분 전단력으로 작동하며 이 경우 원통형 핀 요새 또는 평행 키 형태로 만들어집니다. 이 커플 링은 디자인이 간단하여 널리 배포되었습니다.

그림 4.1(표 4.1)은 공작 기계 법선 R 95-1에 따른 전단 핀과의 커플링을 보여줍니다. 두 커플링 반쪽 모두 샤프트에 있습니다. 하나의 하프 커플 링은 키로 샤프트에 연결되고 다른 하프 커플 링은 키로 자유롭게 자리 잡고 길쭉한 허브에있는 부품에 키로 연결됩니다.

쌀. 4.1 전단핀을 이용한 커플링

회전은 부싱 I 및 2에 있는 원통형 핀 4를 통해 커플링 반쪽으로 전달됩니다. 내구성을 높이기 위해 부싱 I 및 2는 40X 강철로 만들어지며 HRC 50...60의 경도로 열처리됩니다. 과부하가 걸리면 핀이 끊어지고 커플 링 반쪽이 서로에 대해 자유롭게 회전합니다. 커플 링 반쪽의 외부 표면에있는 핀 교체를 용이하게하기 위해 정렬 될 때 부싱 I 및 2의 구멍 축이 일치하는 위험이 적용됩니다.

핀은 강철 등급 U8A, U10A 또는 40,45,50으로 만들어집니다.

전단 커플링의 요소는 그림 42(표 4.1)에 나와 있습니다.

4.1.2. 마찰 클러치

이 커플 링은 빈번한 단기 과부하에 사용됩니다. 주로 충격 하중과 상당한 각속도에서 마찰력으로 인한 토크를 전달합니다.

그림 4.2에서. 안전 마찰 클러치는 GOST 15622-70에 따라 표시되며 표 4.2에는 주요 치수 및 매개 변수가 나와 있습니다.

그림 4.2 전단 커플링의 요소

쌀. 4.2 마찰 클러치

표 4.2

안전 마찰 클러치의 치수 및 매개변수(그림 4.2)

커플링 명칭

[M k ] kgfm

치수(mm)

이전의 끄다 에 의해

착륙 구멍

실행1 실행2

외경 D=50mm이고 샤프트 내경 d=12mm인 커플링 기호의 예, 버전 1: 커플링 1-5012 GOST15622-70

스플라인 샤프트 d 2 = 11mm의 보어 직경, 버전 2: 커플링 2-5011 GOST 15622-70.

OCHRYAN 1 IHI CHI (ii>767426

발명품

소비에트 연방

사회주의자

5Ъ재생 가능한 kwmitt

획득 및 발견 업무를 위한 소련 (53) UDC 621.825. .5 (088.8) 게시 09/30/80 게시판 번호 36

Yu. I. Ermishin 및 M. I. Granovsky(7I) 신청자(54) 안전 마찰

본 발명은 기계 공학 분야에 관한 것입니다.

스러스트 디스크와 압력 디스크 사이에 조정 가능한 스프링으로 고정된 2개의 마찰 하프 클러치를 포함하는 알려진 안전 마찰 클러치,

공이 있는 5개(11.

과부하가 걸리면 추력 디스크가 극복

10개의 마찰력이 회전하고 볼이 압력 및 추력 디스크의 끝면 위로 굴러 축력을 생성합니다. 언로드 마찰 디스크.

스러스트 컵과 압력 디스크 사이에 스프링이 장착된 마찰 디스크가 있는 본체와 스러스트 컵, 링 및 롤링에 설치된 클립 형태로 만들어진 짜는 장치를 포함하는 안전 마찰 클러치도 알려져 있습니다. 요소(2)는 끝 홈에 배치됩니다. 이 클러치는 기술적 본질과 달성된 효과 측면에서 본 발명에 가장 가깝습니다.

단점이 표시됩니다. 커플 링은 피동체가 멈출 때 오래 지속되는 제한 모멘트로 압착 장치의 롤러가 반복적으로 오목한 곳을 빠져 나와 케이지와 링의 끝 부분을 굴러 다시 오목한 곳으로 들어가므로 마찰이 발생합니다. 디스크가 닫히고 부드러워집니다. 이로 인해 디스크와 전체 메커니즘에 대한 동적 충격 부하가 발생합니다. 모서리의 경사와 롤러 자체가 빠르게 실패하고 마찰 디스크에 흠집이 생길 수 있습니다. 커플링 가열은 불가피합니다. 이러한 요인은 커플링의 실패로 빠르게 이어집니다. 이를 방지하려면 제한 토크가 발생할 때 클러치를 열어야 합니다.

본 발명의 목적은 마찰 디스크의 완전한 개방을 보장함으로써 클러치의 신뢰성 및 서비스 수명을 증가시키는 것이다.

본 발명의 보석은 클러치가 케이지에 고정된 핑거가 장착되어 있고 압력 디스크와 상호 작용할 수 있는 가능성이 설치된 반면 링이 장착되어 있다는 사실에 의해 달성됩니다.

3 76 tso는 몸체에 고정되어 있고 손가락이 있는 클립은 축 방향으로 움직일 수 있는 스러스트 컵에 위치합니다.

클러치는 압력 플레이트와 연결되고 홈이 있는 합리적인 방향으로 스프링이 장착된 스러스트 컵에 설치된 리테이너와 함께 제공될 수 있습니다.

클러치에는 위성 베벨 기어 형태로 만들어진 스러스트 컵에 장착된 리테이너 리턴 어셈블리와 맞물린 리테이너 홈에 곡선 돌출부가 있는 원추형 휠이 장착될 수 있습니다.

클러치는 압력판에 조정 나사를 장착할 수 있으며 나사와 손가락 사이에 틈이 있습니다.그림 1은 클러치, 평면도를 보여줍니다. 그림에서. 2 - 그림의 섹션 A-A. 하나; 무화과에, 3вЂ” 섹션 B-B그림에서. 2.

클러치에는 하우징(1)이 장착되어 있습니다. 샤프트 2, 샤프트 4에 장착된 스러스트 컵 3; 하우징(1) 및 스러스트 컵(3)에 배치된 마찰 디스크(5); 클램핑 디스크 6, 스터드 7, 너트 8에 의해 스러스트 컵 3에 연결되고 스프링 9에 의해 눌림; 홀더(10)와 링(11)의 형태로 만들어진 압착 유닛, 그 위에 가변 깊이의 리세스(12)와 분리기(15)에 설치된 볼(14)용 주행 트랙(13)이 있습니다. 링(11)은 하우징(1)에 고정되고 홀더 10은 이동 가능성이 있는 스러스트 컵(3)에 설치되고 스러스트 컵(3)을 통과하는 핑거(16)에 연결됩니다. 핑거(16)는 압력판(6)에 대해 간격 a를 두고 설치되며 간격은 나사(17)에 의해 조절됩니다 핑거(16) 반대편에 있는 압력판(6) 위에 놓입니다.

스러스트 글라스 3에 부싱 장착

18 및 커버 19, 스프링식 리테이너

20 및 매듭; 회전 가능성이 있는 슬리브(18)에 동축으로 설치된 베벨(21) 휠 형태의 베벨 기어와 슬리브(18)에 방사상으로 설치되어 위에 있는 위성 기어(22)를 포함하는 클램프(20)의 복귀 각각의 클램프(20)에는 2개의 홈(24, 25)이 있습니다.

홈(24)에는 래치(20)를 압력 디스크에 대고 누르는 판 스프링(26)이 설치됩니다.

도 6에 도시된 바와 같이, 홈(25)에는 곡선형 돌출부가 있다.

래치(20)의 스트로크와 동일한 간격을 갖는 27개의 휠(21). 슬리브(18)에도 스톱이 설치되어 있습니다.

도 28에 도시된 바와 같이, 곡선 돌출부(27) 내에서 베벨 휠(21)의 회전을 제한하기 위해 위성 기어(22)에는 내부 육각형(29)이 장착된다.

제안된 커플링의 리딩 링크는 본체 1, TRK 및 스러스트 슬리브 3일 수 있습니다. 아래는 작업에 대한 설명입니다.

7426 4 커플링, 몸체 1이 리딩 링크일 때 몸체 1에서 마찰 디스크 5를 통한 토크가 스러스트 컵 3으로 전달됩니다. 토크가 클램핑된 마찰 디스크 5가 전달할 수 없는 값으로 증가하면, 즉. 스러스트 컵 3이 느려지거나 일어나면 몸체 1이 링 11과 함께 회전합니다.

12와 함께 클립 10을 짠다. 핑거 16, 조정 나사 17 사이의 간격을 선택하십시오. 핑거 16은 스프링 9의 압축을 극복하고 압력 판 6을 누르고 클러치가 열립니다. 눌린 압력판 "6"은 스프링 26의 작용에 따라 압력판 6을 확장하고 고정하는 클램프 20을 해제합니다. 클러치는 열린 위치에 유지되고 링 11이 있는 몸체 1 - 회전하면 볼(14)이 트레드밀(13)을 따라 굴러 미끄러질 것입니다. 들여쓰기 12 i. 마찰 디스크를 압축하지 않고 5. 와이어를 분리하고 제한 모멘트의 원인을 제거한 후 압력 플레이트 6을 해제하여 클러치를 작동 위치로 가져옵니다. 이를 위해 위성 기어 22 중 하나가 내부 육각형 도 29에 도시된 바와 같이, 베벨기어(21)가 회전하면서 돌기(27)가 래치(20)를 가라앉히고 스프링(26)이 압축된다.

9는 손가락 16을 누르고 클립을 누릅니다.

ll 하우징(1)이 회전할 때 트레드밀(1-3)을 따라 구르는 볼(14)은 오목부(12)로 떨어지고, 그 후 압력 디스크(6)가 마찰 디스크(5)를 압축합니다. 원추형 휠(21)의 곡선형 돌출부(27) 및 래치(20)의 홈(25).

클러치가 작동 위치에 있습니다.

제안된 클러치 구현은 제한 토크에 도달하면 클러치를 여는 기능을 제공합니다. 이것은 당신이 사용할 수 있습니다

토크가 날카 롭고 장기간 증가하는 장치에서 이러한 유형의 마찰 클러치 45 개. 예를 들어 히트 중 칩 크러셔의 커플링 작동 조건이 있습니다.

나는 마지막으로 부서지지 않는 몸, 커플링의 사용

제안 된 유형의 50은 커플링 및 칩 펀칭 롤의 파손 및 분쇄되지 않은 칩의 축적을 방지하고 장비 수리 비용을 절감합니다.

주장하다

1. 안전 마찰 클러치: 스러스트 디스크 사이에 스프링 장착 마찰 디스크 5 767426 6이 있는 하우징이 포함된 클러치. 컵과 압력판으로 구별되며, 또한 장착 컵의 형태로 만들어진 스러스트 컵에 장착된 잠금 리턴 어셈블리, 스러스트 컵에 성형된 클립이 장착되어 있다는 사실에 의해, 상기 몸체의 끝단 오목부에 배치된 베벨기어 형태로 채워진 링은 5리터이며, 이들과 맞물리는 롤링기어는 서비스 수명을 늘리고 신뢰성 있게 만곡된 돌출부를 갖는 휠인 것을 특징으로 한다. , 클램프의 홈에 있습니다.

l ti 마찰 디스크의 완전한 개방을 보장함으로써 압력판과의 상호 작용 가능성에 고정 장치가 장착되어 있으며 압력판 조정 나사가 장착되어 있으며 링은 몸체에 고정되어 있으며 그들 사이에는 틈이 있습니다 그리고 손가락. 축 방향으로 움직일 수 있는 스러스트 컵에 손가락이 있는 클립 I. D. 커플링, 내성 유리의 레니, 스프링 장착 "엔지니어링". 엘., 1973, p. 286, 그림. 204.

반경 방향으로 I o, 압력 디스크와 연결되고 홈이 있습니다. 수업 F 16 0 7/02, 1965(프로토타입).

O. Logvinova가 편집함

Editor T. Morozova Techred K. Gavron Proofreader O, Bmaic, I Order 7168/32 Circulation 1095. 서명

소련 국가 발명 위원회의 VNIIPI 및 oTKpbITHfl

113035, 모스크바, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5

PPP "특허"의 분기, r. 우즈고로드, 성. 디자인, 4

2011년 11월 24일 일반 정보

많은 기계 및 메커니즘의 작업 프로세스는 본질적으로 동적이며 단기(피크) 부하 증가를 동반합니다. 또한 윤활 중단, 작동 부품 막힘, 걸림 등과 같은 기계 작동의 비정상적인 상황으로 인해 하중이 증가할 수 있습니다. 이러한 최대 하중에 대한 메커니즘을 계산하면 불필요한 중량 및 기계 비용 증가. 따라서 공칭 하중을 기준으로 설계하는 경우가 많으며 과부하 시 부품 파손을 방지하기 위해 안전 장치가 사용됩니다. 안전 링크의 기능은 미끄러짐을 허용하는 구동 요소에 의해 수행될 수도 있습니다. 따라서 유압 드라이브에서 과부하는 안전 밸브에 의해 방지됩니다.

샤프트 간에 토크를 전달할 때 과부하로부터 보호하기 위해 안전(과부하) 클러치가 사용됩니다. 때로는 토크 제한 클러치라고도 합니다. 그들은 타악기에 설치됩니다. 이기종 환경을 처리하는 기계에서; 자동 기계 및 장치에서; 구동 모터의 동력의 작은 부분을 전달하는 기계의 운동학적 체인의 분기 체인(금속 절단 기계 공급용 드라이브). 안전 클러치는 샤프트 오정렬로 인한 결과를 제거할 수 없기 때문에 종종 보정 클러치와 결합됩니다.

안전 클러치작동 원리에 따라 다음과 같이 나뉩니다. 축소 요소가 있는 커플 링(고려되지 않음); 마찰 ( 쌀. 1, 에이); 스프링캠( 쌀. 1, 나); 자기( 쌀. 1, 에서). 스프링 캠 클러치에는 캠이 볼이나 롤러로 교체되는 다양한 종류가 있습니다.

마찰 클러치(그림 1, a)디자인이 가장 단순합니다. 그들은 빈번한 단기 과부하, 주로 충격 작용에 사용됩니다.

마찰 클러치( 쌀. 2) 허브로 구성 1 , 이동식 압력판 2 , 마찰 라이닝 3 (석면 미사용!), 조정 너트 4 , 잠금 나사 5 , 벨빌 스프링스 6 , 플레인 베어링(슬리브) 7 , 회전 인코더 8 (옵션), 잠금 나사 9 . 마찰 라이닝 사이에 표준화된 스프로킷이나 풀리 또는 플랜지가 설치됩니다. 이러한 클러치의 작동 원리는 간단합니다. Belleville 스프링은 압력 링을 통해 축방향 힘을 생성하여 마찰 라이닝을 허브와 플랜지(스프라켓)에 대해 누릅니다. 현재 모멘트가 마찰 모멘트를 초과하면 플랜지(별표)가 플레인 베어링인 슬리브를 따라 스크롤됩니다. 디스크 스프링의 수와 상대 위치를 변경하여 제조업체는 전달 토크가 다른 커플링을 얻습니다. 회전 센서를 사용하면 클러치의 미끄러짐 시간을 제어하고 손상 위험을 줄일 수 있습니다.

과부하 시( 쌀. 삼) 클러치가 미끄러지고 출력축의 회전이 멈춥니다. 미끄러짐 동안 토크 전달을 중단하지 않고 샤프트 연결이 자동으로 복원됩니다.

커플 링의 플레인 베어링 대신 니들 베어링이 설치되는 경우가 많습니다. 롤링 베어링의 사용은 빈번한 커플링 작업, 높은 슬라이딩 속도, 큰 반경 방향 하중 및 샤프트와 구동 요소의 상대 위치 정확도에 대한 높은 요구 사항(예: 기어 휠 설치 시)으로 정당화됩니다. .

제조사(기업 KTR, 메이어, 링스판) 각각 샤프트 직경 d=20…200mm인 전달 토크 T=2…50,000Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 중요한 매개변수는 최대 허용 상대 슬립 속도 ns, min -1입니다. 클러치의 크기가 커질수록 속도는 감소합니다. 따라서 샤프트 직경이 d=20mm인 클러치의 경우 t S =1 s에 대한 허용 슬라이딩 속도는 n S = 8 500 min -1에 도달할 수 있으며 d=200 mm의 경우 n S = 700 min - 1 .

스프링캠안전 클러치( 쌀. 하나, 비) 마찰 클러치와 다릅니다. 정확도 증가걸려 넘어지기 때문에 스프링의 탄성 특성은 마찰 요소의 마찰 계수보다 더 안정적입니다. 특수 설계의 스프링 캠 커플링의 장점은 피드백 드라이브(서보 드라이브)에서 매우 중요한 백래시와 높은 비틀림 강성이 없다는 것입니다. 그러나 고속에서는 이러한 커플 링이 사용되지 않습니다. 반복적인 자체 스위칭으로 인해 반복적인 과부하가 발생할 수 있습니다. 이 클러치의 최대 전달 모멘트도 마찰 클러치보다 낮습니다.

스프링 캠 클러치는 캠( 쌀. 4, 에이), 공 ( 쌀. 4, 나) 및 캠 롤러( 쌀. 4, 에서). 캠 클러치에서 캠의 작업 표면은 평평하지 않고 나선형 라인을 따라 만들어집니다. 이러한 표면의 처리는 기술적으로 복잡합니다. 따라서 제조가 용이한 볼 커플링이 가장 널리 사용됩니다. 그들에서 캠은 볼로 대체되고 슬라이딩 마찰은 부분적으로 구름 마찰로 대체됩니다. 캠 및 롤러 클러치는 짝을 이루는 홈과 짝을 이루는 방사상으로 장착된 롤러를 사용합니다.

스프링식 볼 클러치( 쌀. 5) 허브로 구성 1 , 이동식 압력판 2 , 볼이 있는 클립 3 , 조정 너트 4 , 벨빌 스프링스 5 , 스러스트 니들 베어링 6 , 평면 베어링 7 및 출구 플랜지 8 . 이러한 클러치의 작동 원리는 다음과 같습니다. Belleville 스프링은 압력 링을 통해 축방향 힘을 생성하여 허브와 플랜지의 소켓에 대해 볼을 누릅니다( 쌀. 4, 나); 현재 모멘트가 허용 값을 초과하면 볼이 소켓을 떠나고 회전 전달이 중지됩니다.

마찰 스프링-볼 커플링과 달리 샤프트 연결을 복원하기 위한 다양한 옵션이 있습니다( 쌀. 6). 클러치가 작동되면 그림에 나와 있습니다. 5 , 출력축의 회전은 정지하지만, 잔류 토크가 전달됩니다. 쌀. 6, 에이). 과부하가 종료되고 커플링 반쪽이 볼의 각도 단계의 정수만큼 회전하면 클러치가 자동으로 켜집니다.

가동 디스크와 스프링 블록 사이의 클러치 설계에 잠금 장치가 추가되면( 쌀. 7), 작동 시 가동 커플링 반쪽을 닫으면 회전 복원은 수동으로 또는 외부 액추에이터에 의해서만 가능합니다. 유사한 메커니즘을 가진 클러치의 다이어그램이 다음과 같이 표시됩니다. 쌀. 6b.

호이스팅 기계와 같은 일부 설계에서는 토크 전달의 중단이 허용되지 않으며 과부하 발생 시 경보가 필요합니다. 그런 다음 커플 링의 기본 설계에서 ( 쌀. 5) 이동식 디스크의 이동 제한기를 도입합니다(그림. . 8, 에이). 클러치가 작동되면 가동 디스크가 리미터에서 멈출 때까지 고정 디스크에서 멀어집니다. 커플링은 공칭 값의 4배 하중을 견딥니다. 이동할 때 비접촉식( 쌀. 8, 나) 또는 접촉 센서. 이러한 클러치의 작동 다이어그램은 다음과 같습니다. 그림 6, c. 트립 센서는 다른 유형의 커플링에 설치되어 트립 신호를 생성할 수 있습니다.

일부 기계 및 장치의 설계에서는 구동 링크와 종동 링크의 정확한 상호 각도 위치를 유지해야 합니다. 샤프트의 상호 각도 위치에 따라 커플 링은 래칫과 동기로 나뉩니다. 에 표시된 커플링 쌀. 5, 래칫 디자인이 있습니다.

래칫 커플링에서는 과부하 작용이 종료된 후 볼이 다음 자유 위치를 차지하므로 결과적으로 샤프트의 상호 위치가 임의적입니다.

에 쌀. 9커플링 반쪽이 360°(45°, 60°, 90° 또는 180°) 회전할 때만 다시 연결되는 스프링 장착 캠 롤러 클러치가 제공됩니다. 이것은 동기식 클러치입니다. 작동 원리는 고려되는 스프링 볼 클러치와 유사합니다. 캠과 리턴 롤러( 쌀. 4, 에서). 스프링 장착 볼 커플링( 쌀. 11, 나, 12, 나, 13, 나).

스프링볼(캠) 클러치 제조업체(기업 KTR, 메이어, 링스판) 각각 샤프트 직경 d=20…150 mm인 전달 토크 T=2.5…6,000 Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 축 지름이 d=20mm인 커플링의 경우 t S =1 s 에 대한 허용 슬라이딩 속도는 n S = 4300 min -1 이고 d=150 mm 이면 n S =600 min -1 로 감소합니다.

현대 기계에서는 피드백 센서(서보 드라이브)가 있는 시스템이 널리 사용됩니다. 대부분의 경우 피드백 센서는 엔진(서보모터)에 설치되며 구동 메커니즘의 움직임은 엔진 회전수로 모니터링됩니다. 예를 들어, 대부분의 CNC 기계가 작동하는 것은 이 원리입니다. 그러나 엔진 뒤의 기구학적 체인에 위치한 요소(커플링, 기어박스 등)의 비틀림 강성 및(또는) 백래시가 낮으면 변위 계수 시스템에서 하중이 역전될 때 개수 사이에 불일치가 발생합니다. 엔진 샤프트의 회전수(기어비 고려) 및 실제 값.

이 문제를 해결하기 위해 제조업체는 백래시가 없는 안전 클러치를 제공합니다( 쌀. 11, 12, 13). 백래시가 없는 것은 클러치 요소, 그리고 무엇보다 토크 전달 장치의 제조 정확도를 높임으로써 달성됩니다. 볼 사이의 균일한 하중 분포는 높은 비틀림 강성을 보장합니다. 에 쌀. 십,a는 표준 커플링과 백래시가 없는 커플링의 토크와 비틀림 각도의 비교 관계를 보여줍니다.

정밀 커플링의 경우 작동 범위가 스프링 힘 다이어그램의 아래쪽 분기에 있도록 벨빌 스프링이 선택되는 경우가 많습니다. 쌀. 10b). 이를 통해 클러치의 속도와 정확도를 높일 수 있습니다.

설계 및 작동 원리에 따라 백래시가 없는 커플링은 위에서 설명한 스프링 장착 볼 커플링과 유사합니다. 에 쌀. 11 - 13기업의 결합이 제시됩니다. Mayr, KTR 및 R+W토크 전달 장치와 함께. 커플링에는 래칫 및 동기식 설계가 모두 있습니다. 잠금 장치가 있는 버전; 전기 신호 생성으로 인한 토크 전달을 방해하지 않는 성능; 트립 센서를 장착할 수 있습니다.

백래시가 없는 커플링을 구별하는 독창적인 설계 솔루션을 고려하십시오. 다양한 제조사. 서보 드라이브의 정확도 및 백래시 부족에 대한 요구 사항 외에도 구동 부품의 질량 관성 모멘트(질량)를 줄이기 위해 노력합니다. 무게를 줄이면 값비싼 서보 모터의 전력 요구 사항이 줄어듭니다. KTR Syntex 커플링 설계(그림 12)에서 토크는 볼용 시트가 있는 특수 Belleville 스프링을 통해 전달됩니다. 압력 스프링과 가동 플랜지의 기능을 결합하여 토크 전달 장치의 무게를 줄입니다. 반면에 특수 벨빌 스프링의 제조 기술은 더욱 복잡해집니다.

거의 모든 커플 링에서 출력 플랜지의 주행 정확도를 높이고 어셈블리의 전체 치수를 줄이기 위해 플레인 베어링이 구름 베어링으로 변경됩니다. 회사의 커플링 설계에서 R+W (쌀. 13) 통합 베어링이 사용됩니다. 이것은 베어링 어셈블리의 질량과 출력 플랜지의 크기를 줄입니다. 그러나 커플링의 생산기술은 더욱 복잡해집니다(전동로 제작의 필요성, 조립의 복잡성 등).

키 연결 외에도 마찰 클램핑 허브는 커플 링에 널리 사용됩니다( 쌀. 11 - 13). 이를 사용하면 커플링 샤프트 연결에 틈이 없도록 보장된 조립이 용이합니다. 우리는 이미 클램핑 커플 링의 유형과 해당 응용 프로그램의 기능에 대해 썼습니다 (RITM No. 8, 2008)

안전 커플링은 샤프트 오정렬을 보상하지 않습니다. 이를 위해 보상 커플 링이 있습니다. 메커니즘에 두 가지 유형의 클러치를 설치해야 하는 경우 결합된 클러치( 쌀. 십사). 이러한 커플 링의 보상 부분에서 커플 링이 사용됩니다. 탄성 스프로킷이있는 탄성 ( 쌀. 14, 에이, ㄴ), 벨로우즈( 쌀. 14, 에서), 기어, 디스크.

백래시가 없는 볼 스프링 커플링 제조업체는 각각 샤프트 직경 d=4…100mm인 전달 토크 T=15… 2,800Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 축 지름이 d=4mm인 커플링의 경우 허용 슬라이딩 속도는 n S = 4,000 min -1 이고 d=100 mm인 경우 n S = 250 min -1 로 감소됩니다.

긴 슬립 인 마찰 클러치마찰면이 많이 마모됩니다. 따라서 장기간의 슬라이딩이 필요한 경우 전송 링크로 액체 또는 자기 상호 작용력을 사용하는 커플링이 사용됩니다. 에 쌀. 하나, 안에영구 자석의 자기 결합이 제시됩니다. 커플링은 영구 자석이 있는 허브로 구성됩니다. 구름 베어링에 놓인 출력 플랜지; 출력 플랜지에 나사로 고정된 자석이 있는 슬리브, 잠금 나사. 슬리브를 조이거나 풀어서 전달 토크를 변경할 수 있습니다. 클러치에는 마찰 요소가 없습니다.

클러치 작동 다이어그램은 쌀. 열 다섯. 그림에서 알 수 있듯이 출력축에는 항상 일정한 토크가 작용하고 과부하가 걸리면 출력축 회전수가 떨어집니다. 클러치가 미끄러지면 열이 발생합니다. 허용 슬라이딩 시간과 속도는 커플링의 열 조건에 따라 다릅니다.

단단한 메이어당사 시장에 출시된 은 각각 샤프트 직경이 d = 10 ... 38 mm인 전달 토크 T = 0.1 ... 6 Nm 범위의 마그네틱 커플링을 제공합니다. 축 지름이 d=10mm인 커플링의 경우 허용 슬라이딩 속도는 n S = 4000 min -1 이고 d=38 mm 인 경우 n S = 3000 min -1 로 감소됩니다. 이러한 커플링의 범위는 제한적입니다(테스트 장비, 제어 메커니즘 등).

커플링 설치

운동학적 체인에서는 액츄에이터를 구동하는 샤프트에 안전 클러치를 직접 배치하는 것이 좋습니다( 쌀. 16). 이 경우 회로의 모든 메커니즘이 과부하로부터 보호됩니다.

그러나 대부분의 경우 액추에이터의 토크는 모터보다 훨씬 높습니다. 따라서 커플링의 크기와 가격이 증가합니다. 에 쌀. 16b커플링의 대체 배치를 보여줍니다. 이 경우 기어박스는 최대 과부하를 견뎌야 합니다.

종종 안전 클러치는 벨트(체인) 드라이브의 풀리(스프라켓) 또는 보상 클러치와 결합됩니다. 안전 클러치가 있는 어셈블리를 설계할 때 모든 클러치가 출력 플랜지에 직접 변속기 요소를 설치할 필요는 없다는 점을 기억해야 합니다. 에 쌀. 17, 벨트 구동 풀리가 있는 전기 모터의 출력 샤프트에 안전 클러치 설치가 표시됩니다. 풀리는 별도의 구름 베어링에 장착됩니다. 에 쌀. 17b 3열 체인의 한 쌍의 스프로킷 베어링을 설치하도록 설계된 긴 허브가 있는 안전 클러치의 설계가 제시됩니다.

에 표시된 콤비네이션 커플링의 경우 쌀. 17, 에서, 보상 부품의 선두 커플링 절반은 니들 베어링에 장착됩니다. 커플링 쌀. 2 그리고 17, d 추가 지원 없이 별표 또는 톱니 벨트 풀리를 설치할 수 있습니다.

계산 순서

에 쌀. 십팔번호 아래 1 임의의 메커니즘에서 실제 작동 모멘트의 그래프가 표시됩니다. 숫자 2 이 순간의 최대값의 한계가 표시됩니다. 커플링 T N , Nm의 공칭 토크는 작동 중에 발생하는 최대 토크(숫자로 표시됨)보다 30 ... 50% 더 많이 취하는 것이 좋습니다. 3 ).

결론

설계에 안전 클러치를 통합하면 기계 비용(다운사이징으로 인해)과 작동 비용(신뢰성 향상으로 인해)이 감소합니다. 시장에서 제공되는 커플링의 디자인은 다양하며 모든 디자이너의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. "를 선택하고 기억하는 것만 남아 있습니다. 선택의 유일한 문제는 그것이 존재한다는 것입니다.».

미하일 그랜킨
RITM 매거진, 2009년 2월

세이프티(슬립) 클러치로는 다양한 프릭션 클러치와 캠 클러치, 특수 설계의 클러치를 사용할 수 있습니다.

마찰 클러치

안전 마찰 클러치에서 디스크는 스프링의 작용으로 압축되며 토크가 허용 값 이상으로 증가하면 디스크가 미끄러지기 시작하고 클러치의 회전하는 앞부분과 함께 힘이 계산됩니다. 구동 부품은 정지 상태로 유지됩니다.

마찰 계수의 실제 값은 계산된 값과 크게 다를 수 있으므로 클러치가 작동하는 순간도 크게 변동될 수 있습니다.

캠 클러치

경사진 기계식 캠이 있는 캠 슬립 클러치는 토크가 증가하면서 운동학적 체인을 여는 위에서 논의한 메커니즘에 사용된 클러치와 유사합니다. 차이점은 토크가 증가하면 운동학적 체인이 열리지 않고 클러치가 래칫처럼 작동하여 클러치 마모가 증가한다는 사실에 있습니다.

쌀. 13 안전 클러치

볼 커플링

수많은 특수 디자인의 커플 링 중 볼 커플 링이 널리 사용됩니다. 볼 커플 링의 변형 중 하나가 그림에 나와 있습니다. 13a. 안전 클러치는 기어 3을 디스크 5와 연결합니다. 연결은 기어 3의 몸체에 있는 구멍에 있는 볼 4를 사용하여 수행됩니다. 볼도 디스크 5의 구멍으로 들어갑니다. 스프링 6에 의해 디스크에 대해 볼로 눌려짐 디스크 5에서 볼이 짜내고 클러치가 래칫처럼 작동합니다.

스프링의 힘은 캠 클러치 계산 방법론에 따라 결정될 수 있습니다. 이 경우 앙각은 볼에 대한 접선과 디스크 5의 끝면 사이의 각도입니다.

특수 커플링

전단 핀과 키가 있는 안전 장치는 과부하가 드물고 비상 상황에서만 발생하는 경우에 사용됩니다. 전단 핀이 있는 안전 장치의 예로서 정규화된 클러치가 표시됩니다(그림 13, b). 40X 강철로 만들어진 경화 부싱 2와 4는 커플링 절반부 1과 5로 압착됩니다. 전단 핀(3)은 일반적으로 가장 내구성 있는 재료로 만들어진 부싱의 구멍을 통과합니다. 과부하가 걸리면 핀이 잘려 새 핀으로 교체해야 합니다.

핀 제조에 고강도 재료를 사용하면 실수로 낮은 강도의 핀을 더 높은 강도의 핀으로 교체하여 기계 메커니즘의 고장으로 이어질 수 있습니다.

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안전 커플 링 - 접는 요소 포함 - 원통형 핀 (일반 R95 - 1, 일반 SKB-3) 또는 병렬 키; 스프링 캠(GOST 15620 - 70); 스프링 볼 (GOST 15621 - 70); 마찰 디스크(GOST 15622 - 70); 마찰 콘.

안전 클러치(그림 3.12)는 정상 작동 조건에서 두 개의 샤프트를 연결하고 부하가 증가하면 운동학적 체인을 끊습니다. 체인 파손은 결합 및 마찰 부품(예: 디스크)의 미끄러짐 또는 클러치의 두 결합 부품의 캠 분리의 결과뿐만 아니라 특수 요소가 파괴될 때 발생할 수 있습니다.

두 개의 용접된 커플 링 반쪽의 안전 커플 링 (그림 5.16)은 용접의 불확실성과 불완전한 가스 파이프 라인의 작동 신뢰성을 높이기 위해 설치됩니다.

안전 클러치는 저항 모멘트가 허용 값을 초과하면 종동축으로의 운동 전달을 중지합니다. 그들은 다른 성격의 과부하로부터 메커니즘의 특정 부분을 보호하도록 설계되었습니다. 커플링의 작용은 대부분의 경우 허용보다 큰 구동축의 토크 발생으로 인해 커플링의 한 부분이 다른 부분에 비해 미끄러지는 것을 기반으로 합니다. 주요 구성 유형: 마찰, 스프링 캠, 스프링 볼, 스프링 롤러, 전단 핀 클러치.

이동식 핀이있는 안전 클러치 (그림 3)에는 과부하시 변위되어 무기의 힘을 극복하는 이동식 핀 요소가 있습니다. 이러한 커플 링의 단점은 특히 큰 하중을 전달할 때 부피가 크고 핀의 반경 방향 배열로 스프링의 축 방향 힘을 조정할 수 없다는 것입니다.

안전 클러치는 기계의 개별 부품이 파손될 수 있는 상당한 과부하가 발생할 수 있는 메커니즘에 사용되며, 기계가 시동되거나 급제동할 때 발생하는 상당한 질량의 관성 효과로부터 보호합니다.