Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу
Номер патенту: 83066
Опубліковано: 27.08.2013
Автори: Федорук Віктор Анатолійович, Малащенко Володимир Олександрович, Стрілець Володимир Миколайович, Стрілець Олег Романович
Формула / Реферат
Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу, яка містить ведучий натискний диск, ведений диск, з'єднаний з веденим валом за допомогою шліцьового з'єднання та механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпусу, закріпленого на маховику співвісно ведучому валу за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання та натискним диском за допомогою тяг з важелями та силовими пружинами розтягу, яка відрізняється тим, що ведений диск виконаний складеним з лівого та правого дисків, встановлених неробочими поверхнями в стик один до одного і з'єднаних з веденим валом за допомогою косих шліцьових з'єднань, шліци яких виконані під кутом до поздовжньої осі веденого вала, причому шліци правого диска, розміщеного зі сторони ведучого натискного диска, направлені в напрямку косих шліців веденого натискного диска і корпусу, на якому він розміщений, а шліци лівого диска, розміщеного зі сторони маховика, направлені в сторону протилежну напрямку косих шліців ведучого натискного диска та корпусу, на якому він розміщений, та зафіксованих на ньому за допомогою двох рівносильних тарілчастих пружин.
Текст
Реферат: Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу містить ведучий натискний диск, ведений диск та механізм автоматичного керування муфтою. Ведений диск виконаний складеним з лівого та правого дисків, встановлених неробочими поверхнями в стик один до одного і з'єднаних з веденим валом за допомогою косих шліцьових з'єднань, шліци яких виконані під кутом до поздовжньої осі веденого вала. Шліци правого диска, розміщеного зі сторони ведучого натискного диска, направлені в напрямку косих шліців веденого натискного диска і корпусу, на якому він розміщений. Шліци лівого диска, розміщеного зі сторони маховика, направлені в сторону протилежну напрямку косих шліців ведучого натискного диска та корпусу, на якому він розміщений, та зафіксованих на ньому за допомогою двох рівносильних тарілчастих пружин. UA 83066 U (54) АВТОМАТИЧНА ІНЕРЦІЙНО-ФРИКЦІЙНА МУФТА ЗЧЕПЛЕННЯ ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ UA 83066 U UA 83066 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і стосується безпосереднього удосконалення фрикційної муфти зчеплення, яка може бути використана в транспортних засобах, вітроенергетиці, машинобудуванні для легкої промисловості та інших галузях для автоматичного з'єднання валів і передачі обертального моменту залежно від заданого режиму роботи механічного приводу. Відома фрикційна муфта зчеплення для здійснення способу передачі обертального моменту (патент України на винахід № 81687, F 16 D 13/00, F 16 D 43/00, 15.01.2008р.), яка містить ведучу та ведену півмуфти, корпус та, з'єднаний з ним, з можливістю обмеженого осьового переміщення, натискний диск та встановлений в корпусі з можливістю обертання в ньому щонайменше два важелі, що контактують одним плечем з натискним диском у напрямку веденої півмуфти, зафіксованої між натискним і опорним дисками ведучої півмуфти, а на другому плечі закріплені вантажі, при цьому важелі з'єднані з корпусом пружинами розтягу. Основним недоліком відомої фрикційної муфти зчеплення є її низька надійність через можливість виникнення дисбалансу вантажів при обертанні вала, зумовленого розміщенням вантажів, при їх кількості більше двох, по різні сторони від осі обертання ведучого вала у вертикальній площині, а відповідно дії їх ваги та сили пружин на важелі, особливо сил інерції вантажів в початковий момент обертання ведучого вала, що приводить до її швидкого виходу з ладу, а також її низькі експлуатаційні характеристики та технологічні можливості через неможливість при її установці на транспортному засобі забезпечити режим гальмування двигуном при спуску транспортного засобу під укіс та режим запуску двигуна буксируванням транспортного засобу без використання спеціальних органів керування муфтою. Відома муфта зчеплення автоматична інерційно-фрикційна [патент України на корисну модель № 71885, F 16 D 13/00, F 16 D 43/00, 25.01.2012 р.], найбільш близька за своєю технічною суттю до запропонованої корисної моделі, в якій на циліндричній поверхні корпусу, закріпленого на маховику співвісно ведучому валу встановлено механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпусу за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання, крім того інерційний диск зв'язаний з натискним ведучим диском, через шарнірно закріплені на ньому тяги з важелями, встановленими на кронштейні рухомому навколо осі циліндричної поверхні корпусу, важелі зв'язані через тяги з інерційним диском більшим плечем, а з натискним ведучим диском через регульовані гвинти - меншим плечем і фіксуються в робочому і холостому станах за допомогою силових пружин розтягу, закріплених одним кінцем на кронштейні, а другим на важелях, причому осі кріплення силових пружин розтягу на кронштейні зміщені в радіальному напрямку відносно осей кріплення важелів. Основним недоліком відомої фрикційної муфти зчеплення є її низькі експлуатаційні характеристики та технологічні можливості через неможливість при її установці на транспортному засобі забезпечити режим гальмування двигуном при спуску транспортного засобу під укіс та режим запуску двигуна буксируванням транспортного засобу без використання спеціальних органів керування муфтою. Задача корисної моделі - поліпшення експлуатаційних характеристик та технологічних можливостей за рахунок забезпечення муфтою режиму гальмування двигуном при спуску транспортного засобу під укіс та режим запуску двигуна буксируванням транспортного засобу без використання спеціальних додаткових органів керування муфтою, а за рахунок використання інертності мас муфти. Поставлена задача вирішується тим, що ведений диск виконаний складеним з лівого та правого дисків, встановлених неробочими поверхнями в стик один до одного і з'єднаних з веденим валом за допомогою косих шліцьових з'єднань, шліци яких виконані під кутом до поздовжньої осі веденого вала, причому шліци правого диска, розміщеного зі сторони ведучого натискного диска, направлені в напрямку косих шліців веденого натискного диска і корпусу, на якому він розміщений, а шліци лівого диска, розміщеного зі сторони маховика, направлені в сторону протилежну напрямку косих шліців ведучого натискного диска та корпусу, на якому він розміщений, та зафіксованих на ньому за допомогою двох рівносильних тарілчастих пружин. Запропонована автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу відповідає основним вимогам, які пред'являються до автоматичних муфт зчеплення транспортних засобів і забезпечує м'яке та плавне вмикання муфти та режими гальмування двигуном при спуску транспортного засобу під укіс та запуску двигуна буксируванням транспортного засобу без використання спеціальних додаткових органів керування муфтою. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 показана автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу, загальний вигляд, поздовжній 1 UA 83066 U 5 10 розріз, положення пружин стиску в неробочому стані муфти; на фіг. 2 показано положення пружини стиску в робочому стані муфти; на фіг. 3 показано те, що на фіг. 2, варіанти виконання регулювання сили притискання ведучого натискного диска до веденого диска; на фіг. 4 показані характеристики обертального моменту двигуна внутрішнього згорання і моменту тертя муфти зчеплення, де Мд - обертальний момент двигуна внутрішнього згорання в залежності від ступеня відкриття дросельної заслінки , Мзч - момент тертя муфти зчеплення: 1 - крива характеристики моменту тертя муфти зчеплення на понижених передачах; 2 - крива характеристики моменту тертя муфти зчеплення на підвищених передачах; М - момент опору зрушення транспортного засобу з місця; М1 - граничний момент тертя муфти зчеплення, який може бути реалізований при зрушенні транспортного засобу з місця; x - частота обертання ведучого вала на холостому ходу, 0 - частота обертів ведучого вала при якій вмикається муфта, 2 - частота обертів ведучого вала при якій муфта передає максимальний обертальний момент двигуна М дв.мах . 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу складається з ведучого натискного диска 1, встановленого на циліндричній поверхні 2 корпусу 3, співвісно закріпленого ведучому валу 4 на маховику 5 за допомогою косого шліцьового з'єднання 6, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала 4 в напрямку протилежному напрямку його обертання, і шарнірно зв'язаного через пальці 7, тарілки 8 та силові пружини стиску 9, кількість яких більше двох і які встановлені по діаметру ведучого натискного диска 1, з встановленою на корпусі 3 і рухомою навколо його осі обоймою 10 та збірного веденого диска 11, який складається з лівого 12 та правого 13 дисків з фрикційними накладками 14 і 15, встановлених неробочими поверхнями в стик один до одного та з'єднаних з веденим валом 16 за допомогою косих шліцьових з'єднань 17 і 18, шліци яких виконані під кутом до поздовжньої осі веденого вала 16, причому шліци 18 правого диска 13, розміщеного зі сторони ведучого натискного диска 1, направлені в напрямку косих шліців 6 ведучого натискного диска 1 і корпусу 3, а шліци 17 лівого диска 12, розміщеного зі сторони маховика 5, направлені в сторону протилежну напрямку косих шліців 6 ведучого натискного диска 1 і корпусу 3. Силові пружини стискання 9, які з'єднують ведучий натискний диск 1 та рухому навколо корпусу 3 обойму 10, встановлені під кутом меншим 90° до радіальної вертикальної осі ведучого натискного диска 1, що забезпечує притискання ведучого натискного диска 1 в сторону від веденого диска 11 в неробочому стані муфти та його фіксацію з веденим диском 11 в неробочому стані муфти, а їх кількість більше двох натискний ведучий диск 1 від перекосів, як у робочому так і в неробочому стані муфти. Для центрування та утримання, як одного цілого, збірного веденого диска 11 він підпружинений на веденому валу 16 з обох сторін рівносильними тарілчастими пружинами 19 і 20. Муфта закрита кожухом 21. Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу працює так. До початку обертання ведучого вала 4 автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу знаходиться у неввімкненому стані. При обертанні ведучого вала 4 з частотою обертів холостого ходу сили пружності силових пружин стиску 9 утримують ведучий натискний диск 1 у початковому стані, тобто в крайньому правому положенні. При збільшенні обертів ведучого вала 4 ведучий натискний диск 1 під дією сили інерції своєї маси, яка стає більшою сил пружності силових пружин стиску 9 за допомогою косого шліцьового з'єднання 6 на циліндричній поверхні 2 корпусу 3 зміщується в сторону веденого диска 11. Під час руху ведучого натискного диска 1 обойма 10 повертається навколо своєї осі на корпусі 3, силові пружини стиску 9 переходять радіальну вертикальну вісь, перпендикулярну до поздовжньої осі веденого вала 16 і ведучий натискний диск 1 входить в контакт з фрикційною накладкою 15 правого диска 13 веденого диска 11. Між боковими поверхнями фрикційної накладки 15 правого диска 13 і ведучого натискного диска 1 виникають сили тертя, які приводять у рух правий диск 13, а через нього та косе шліцьове з'єднання 18 і ведений вал 16. При цьому, силові пружини стискання 9 фіксують ведучий натискний диск 1 в робочому стані, тобто в крайньому лівому положенні та забезпечують передачу обертального моменту від ведучого вала 4 до веденого вала 16. В подальшому при збільшенні обертів ведучого вала 4, а відповідно і веденого вала 16, лівий натискний диск 12, під дією сили інерції своєї маси пересилюючи силу пружності тарілчастої пружини 19, зміщується на косих шліцах 17 веденого вала 16 в сторону маховика 5, внаслідок чого між боковими поверхнями фрикційної накладки 14 і маховика 5 виникають додаткові сили тертя, які збільшують обертальний момент, що передається від ведучого вала 4 до веденого вала 16. Завдяки тому, що при русі ведучого натискного диска 1 силові пружини 9 спочатку стискаються, а перейшовши радіальну вертикальну вісь розпускаються, швидкість 2 UA 83066 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 руху ведучого натискного диска 1 змінюється від нуля до максимуму, тобто на початку переміщення ведучого натискного диска 1 вибираються зазори між поверхнями тертя ведучого натискного диска 1 та фрикційними накладками 15 правого диска 13 при зростаючій до максимуму швидкості руху ведучого натискного диска 1. Після проходження холостого ходу починається процес зчеплення ведучого натискного диска 1 і веденого диска 13 при зменшенні швидкості від максимальної до мінімальної величини, чим забезпечується плавність вмикання муфти, а в подальшому при збільшенні руху ведучого натискного диска 1 відбувається фіксація дисків 1 і 13 в робочому стані. Вмикання лівого диска 12 вже відбувається при обертанні ведучого вала 4 і веденого вала 16, що також забезпечує плавне та м'яке зчеплення лівого диска 12 та маховика 5. Для роз'єднання муфти оберти ведучого вала 4 зменшують до частоти холостого ходу, і відповідно при зменшенні обертів ведучого вала 4, ведучий натискний диск 1, під дією сили інерції своєї маси продовжує обертатись з заданою частотою пересилюючи сили пружності силових пружин стиску 9, зміщується від правого диска 13 і фіксується силовими пружинами стиску 9 в неробочому стані, тобто в крайньому правому положенні. При зменшенні обертів ведучого вала 4 зменшуються і оберти веденого вала 16, при цьому лівий диск 12 під дією сили інерції своєї маси і сили пружності тарілчастих пружин 19 зміщується на косих шліцах 17 в сторону від маховика 5. Муфта повністю роз'єднується і транспортний засіб готовий до перемикання передач. Для наступного автоматичного вмикання муфти процес повторюється. Процес гальмування двигуном транспортного засобу при спуску його під укіс відбувається так. При спуску транспортного засобу під укіс і зменшенні обертів ведучого вала 4 сили тертя між боковими поверхнями накладок 14, 15, маховика 5 і ведучого натискного диска 1 будуть зменшуватись, що може привести до пробуксування муфти зчеплення, одночасно при цьому через ведучі колеса і трансмісію транспортного засобу оберти веденого вала 16, внаслідок спуску транспортного засобу під укіс, будуть збільшуватись. Відповідно, лівий 12 та правий 13 диски, під дією сил інерції своїх мас будуть зміщуватись на косих шліцах 17 і 18, відповідно лівий диск 12 в сторону маховика 5, а правий диск 13 в сторону ведучого натискного диска 1, що приведе до збільшення сил тертя між їх боковими поверхнями. Відповідно оберти ведучого вала 4 та веденого вала 16 будуть вирівнюватись, тобто зменшуватись до обертів ведучого вала 4, таким чином буде здійснюватись гальмування транспортного засобу його двигуном. Процес запуску двигуна транспортного засобу з буксиру відбувається так. Запуск двигуна при не ввімкнутій муфті вмикається одна із передач коробки швидкостей транспортного засобу, тобто ведений вал 16 через коробку швидкостей і трансмісію транспортного засобу з'єднується з ведучими колесами і транспортний засіб переміщають за допомогою буксира, ведений вал 16 починає обертатись з подальшим збільшенням частоти обертання. Під час цього руху лівий 12 і правий 13 диски під дією сил інерції своїх мас пересилюючи силу пружності тарілчастих пружин 19 і 20 зміщуються на косих шліцах 17 і 18 веденого вала 16, лівий 12 - в сторону маховика 5, внаслідок чого між боковими поверхнями фрикційної накладки 14 і маховика 5, а правий 13 - в сторону ведучого натискного диска 1. Внаслідок цього між боковими поверхнями накладок 14 і маховика 5 та накладок 15 і натискного диска 1 виникають сили тертя, які приводять в рух через маховик 5 та ведучий натискний диск 1 і ведучий вал 4, при досягненні необхідних обертів відбувається запуск двигуна внутрішнього згоряння транспортного засобу. В момент запуску двигуна внутрішнього згоряння транспортного засобу, оберти ведучого вала 4 будуть більшими від обертів холостого ходу. В цей момент відбувається звичайне вмикання муфти і транспортний засіб отримує переміщення від свого двигуна. Для роз'єднання муфти оберти ведучого вала 4 за допомогою дросельної заслінки зменшуються до обертів холостого ходу і муфта роз'єднується. Якщо ступінь відкриття дросельної заслінки збільшити до 1 , то кутова швидкість ведучого вала двигуна збільшиться від x до при якій відбувається перетин характеристик Мдв (1 ) і Мзч . При цьому муфта зчеплення буде передавати момент M . Однак, у зв'язку з тим, що M M , транспортний засіб не зрушиться з місця. Не відбудеться зрушення транспортного засобу і при ступені відкриття дросельної заслінки рівній а2, так як момент тертя муфти зчеплення буде рівний моменту опору його руху (Mзч M ) .І тільки при ступені відкриття 55 дросельної заслінки 2 момент тертя муфти зчеплення буде більшим моменту опору (Mзч M ) - транспортний засіб зрушиться з місця. При 1 характеристика муфти зчеплення Мзч перетинається з зовнішньою характеристикою двигуна в точці, яка відповідає 3 UA 83066 U максимальній ступені відкриття дросельної заслінки max .Обертальний момент M1 є граничним обертальним моментом, який може бути реалізований автоматичною муфтою зчеплення при зрушенні транспортного засобу з місця. При кутовій швидкості 2 автоматична муфта зчеплення передає максимальний обертальний момент двигуна М дв.мах і 5 10 15 20 забезпечує режим його гальмування. В діапазоні зміни кутової швидкості обертання ведучого вала двигуна від 2 до 0 режим гальмування двигуном відбувається при зниженні обертального моменту до від Мзч до нуля. При 0 муфта зчеплення повністю вимикається. Під час перемикання передач автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення має швидко та плавно вимикатись для запобігання в трансмісії транспортного засобу значних динамічних навантажень. В процесі вмикання муфти зчеплення не повинно бути надмірного пробуксовування поверхонь тертя, що приводить до погіршення зрушення з місця та розгону транспортного засобу і зносу фрикційних накладок. Тому для запобігання цих негативних явищ автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення має забезпечити при русі транспортного засобу на вищих передачах більш стрімку характеристику вмикання (крива 2) ніж при русі транспортного засобу на нижчих передачах (крива 1). Запропонована автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу відповідає основним вимогам, які пред'являються до автоматичних муфт зчеплення транспортних засобів і забезпечує м'яке та плавне вмикання муфти та режими гальмування двигуном при спуску транспортного засобу під укіс та запуску двигуна буксируванням транспортного засобу без використання спеціальних додаткових органів керування муфтою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу, яка містить ведучий натискний диск, ведений диск, з'єднаний з веденим валом за допомогою шліцьового з'єднання та механізм автоматичного керування муфтою, виконаний у вигляді інерційного диска з можливістю обмеженого осьового переміщення, з'єднаного з циліндричною поверхнею корпусу, закріпленого на маховику співвісно ведучому валу за допомогою косого шліцьового з'єднання, шліци якого виконані під кутом до поздовжньої осі ведучого вала в протилежному напрямку його обертання та натискним диском за допомогою тяг з важелями та силовими пружинами розтягу, яка відрізняється тим, що ведений диск виконаний складеним з лівого та правого дисків, встановлених неробочими поверхнями в стик один до одного і з'єднаних з веденим валом за допомогою косих шліцьових з'єднань, шліци яких виконані під кутом до поздовжньої осі веденого вала, причому шліци правого диска, розміщеного зі сторони ведучого натискного диска, направлені в напрямку косих шліців веденого натискного диска і корпусу, на якому він розміщений, а шліци лівого диска, розміщеного зі сторони маховика, направлені в сторону протилежну напрямку косих шліців ведучого натискного диска та корпусу, на якому він розміщений, та зафіксованих на ньому за допомогою двох рівносильних тарілчастих пружин. 4 UA 83066 U 5 UA 83066 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюAutomated inertial-friction coupling clutch of vehicle
Автори англійськоюFedoruk Viktor Anatoliiovych, Malaschenko Volodymyr Oleksandrovych, Strilets Volodymyr Mykolaiovych, Strilets Oleh Romanovych
Назва патенту російськоюАвтоматическая инерционно-фрикционная муфта сцепления транспортного средства
Автори російськоюФедорук Виктор Анатольевич, Малащенко Владимир Александрович, Стрилец Владимир Николаевич, Стрилец Олег Романович
МПК / Мітки
МПК: F16D 13/00, F16D 43/00
Мітки: інерційно-фрикційна, муфта, транспортного, автоматична, засобу, зчеплення
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-83066-avtomatichna-inercijjno-frikcijjna-mufta-zcheplennya-transportnogo-zasobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Автоматична інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу</a>
Попередній патент: Самокерована інерційно-фрикційна муфта зчеплення транспортного засобу
Наступний патент: Пристрій для ендоскопічної мікрогайморотомії
Випадковий патент: Пристрій для демонтажу вертикальних опор