Муфты-свободного-хода

Муфты свободного хода

100 руб.

Описание товара

Муфты свободного хода

           Муфты свободного хода (обгонные муфты) служат для передачи вращения только в одном направлении, или суммирования несколько вращений в различном направлении и с различной скоростью. Они применяются в машинах и оборудовании, механизмы которого совершают периодическое движение с выстоями, или реверсивное движение с разными скоростями. По типу заклинивающего механизма муфты свободного хода делятся на роликовые, эксцентриковые и храповые.
Из всех типов механизмов свободного хода наибольшее распространение получили роликовые обгонные муфты по причине, прежде всего, простоты и технологичности конструкции, а также надежности при работе с большими скоростями и способности передавать большие крутящие моменты. Основные конструктивные параметры обгонных муфт применяемых в станкостроении для передачи крутящего момента в пределах 2,4 – 785 Нм определены МН 3 – 61, конструктивные размеры обгонных муфт применяемых в полиграфическом машиностроении определены ОСТ 27 – 60 – 721 – 84
По функциональному назначению роликовые обгонные муфты делятся на три типа:
− одностороннего действия,
− двустороннего действия,
− реверсивные муфты.
Роликовые обгонные муфты одностороннего действия применяются для привода механизма, который совершают периодическое движение с выстоями. Согласно МН 3 – 61 этот тип имеет два исполнения:
− исполнение I с тремя роликами (см. Рис. 51а),
− исполнение II c пятью роликами (см. Рис. 51б).

 

Рис 51 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия по         МН 3 – 61 исполнение I и II

         На Рис 51а показана конструкция обгонной муфты одностороннего действия исполнения I по МН 3 – 61. Она состоит из звездочки 1, обоймы 2, роликов 3 и пружинных толкателей 4. Ролики 3 расположены в клиновых пазах образованных внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 2 и клиновыми скосами звездочки, при этом угол клина выполняется в пределах самоторможения a = 6 – 8 град. Осевое положение роликов 3 ограничено установленными с обеих сторон шайбами 5, положение которых на ступице звездочки 1 фиксируется стопорными кольцами 6, а в образовавшееся при этом пространство, при сборке муфты, закладывается консистентная смазка, обеспечивающая ее надежную работу. Для получения постоянных по величине углов заклинивания роликов рабочая контактная поверхность звездочки делается не плоской, а цилиндрической, эксцентричной, или профилируется по логарифмической спирали.
Работает муфта следующим образом. При вращении звездочки 1 по часовой стрелке (ведущим звеном может быть и обойма 2, но тогда ее вращение должно быть противоположного направления) происходит заклинивание роликов 3 в клиновых пазах муфты и движение передается ведомому элементу привода. Обгонная муфта с тремя роликами применяется для передачи небольших крутящих моментов при скорости не более 5 м/с
При использовании обгонной муфты исполнения II по МН 3 – 61 работающей в условиях высоких скоростей и передачи больших крутящих моментов, в зоне контакта звездочки 1 с роликами 3 устанавливаются твердосплавные вставки 7, которые запрессовываются в соответствующие пазы звездочки (см. Рис 52). В остальном конструкция муфты аналогична конструкции муфты показанной на Рис 51б.

Рис 52 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия
исполнения II по МН 3 – 61 с твердосплавными вставками

       Если на обойме обгонной муфты устанавливается зубчатое колесо, звездочка или шкив, на которые в процессе работы передачи действуют осевые нагрузки, то в состав муфты вводятся подшипники, которые в данном случае являются опорами, воспринимающими эти нагрузки и тем самым разгружающие обгонную муфту, которая в этом случае передает только крутящий момент. При этом эти опорные подшипники позволяют обеспечить требуемую величину радиального и торцевого биения, зубьев колеса и звездочки и канавок шкива, величина которых оговаривается соответствующими стандартами. На Рис 53 показана конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено зубчатое колесо. Она содержит звездочку 1, закрепленную посредствам шпоночного соединения на ведущем валу 2, который расположен в станине машины на подшипниках 3, обойму 5, запрессованную в отверстие зубчатого колеса 6, которая расположена на подшипниках 4 на посадочных поверхностях звездочки 1, при этом между обоймой 5 и звездочкой 6 находятся ролики 9, которые контактируют с твердосплавными вставками запресованными в пазы звездочки 1. Осевое положение роликов 9 контролируется шайбами 11, которые поджаты внутренними кольцами подшипников 4, при этом наружные кольца последних зафиксированы в отверстии обоймы 5 посредствам стопорных колец 8. На валу 2 установлена шайба 7 торцевого крепления муфты, которая упирается во внутреннее кольцо правого подшипников 4.

Рис 53 Конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено
зубчатое колесо.

       Основными параметрами обгонной муфты является передаваемый ею крутящий момент и стабильность срабатывания (включения и выключения). В ряде механизмов и агрегатов указанные параметры обгонной муфты в значительной степени определяют надежность его работы, а иногда и работоспособность технического объекта, в который он входит. Поэтому достаточно актуальны и остро востребованы варианты конструкции обгонных муфт позволяющие улучшить вышеуказанные показатели.
Основным конструктивным приемом позволяющим увеличить передаваемый обгонной муфтой крутящий момент без увеличения ее диаметра является увеличение заклинивающих элементов – роликов, что позволяет снизить контактные напряжения возникающие, возникающие при работе муфты в месте контакта роликов с ведущей и ведомой полумуфтами (обоймой и звездочкой). Наиболее простым способом увеличения передаваемого обгонной муфтой крутящего момента является установка роликов в два ряда.

Рис 55 Конструкция тяжело нагруженной обгонной муфты работающей с высокой скоростью.

            На Рис 55 показана конструкция тяжело нагруженной обгонной муфты работающей с высокой скоростью. Эта обгонная муфта содержит ведущий кривошип 1, жестко закрепленный посредствам шпоночного соединения на звездочке 2, которая через два ряда роликов 5 поджатых двумя рядами толкателей 7 взаимодействует с обоймой 3. Осевое положе-ние роликов 5 ограничено боковыми шайбами 8 и разделительным кольцом 9. Обойма 3 посредствам болтов и штифтов соединена со ступицей 4, посредствам которой она устанавливается на валу приводимого механизма. Для обеспечения герметичности внутренне-го объема муфты, в который закладывается консистентная смазка, на обойме установлена крышка 10 с уплотнением. Для повышения долговечности муфты за счет снижения износа рабочих поверхностей звездочки 2 в ней выполнены призматические пазы, в которые запрессованы вставки 6 выполненные из твердого сплава, посредствам которых звездочка контактируют с роликами 5.
Вторым направлением позволяющим увеличить передаваемый обгонной муфтой крутящий момент является увеличение количества роликов установленных в один ряд. Однако необходимо отметить, что для обеспечения стабильной и долговечной работы многороликовой обгонной муфтой, требуется изготовление входящих в нее деталей, с точностью намного более высокой чем, деталей обгонной муфты одностороннего действия традиционной конструкции показанной на Рис 52, при этом, особенно существенно увеличивается трудоемкость изготовления многозубой звездочки.

Рис 56 Конструкция многороликовой обгонной муфты одностороннего действия.

           Конструкция многороликовой обгонной муфты одностороннего действия с повышенной нагрузочной способностью показана на Рис 56. Она содержит звездочку 1, обойму 2, установленную на посадочных местах звездочки 1 посредствам радиально упорных конических роликоподшипников 5, а также ролики 3, установленные в сепараторе 4. При этом осевой зазор в роликоподшипниках 5 регулируется посредствам комплекта прокладок устанавливаемых по опорный торец крышки 6, а между торцем внутреннего кольца подшипника 5 и торцем сепаратора 4 установлено кольцо 7, толщина которого выбирается таким образом, чтобы сепаратор 4 имел возможность свободного вращения относительно звездочки 1. Кроме того, сепаратор 7 и звездочка 1 соединены посредствам пружины, которая постоянно прижимает ролики 3 к наклонной поверхности зубьев звездочки 1 и внутренней цилиндрической поверхности обоймы 2 (пружина на Рис 56 не показана). Работает многороликовая обгонная муфта, также как и обгонная муфта одностороннего действия рассмотренная ранее.

Рис 57 Конструкция многороликовой обгонной муфты с повышенной износостойкостью

           На Рис 57 показана конструкция тяжело нагруженной высокоскоростной многороликовой обгонной муфты с повышенной износостойкостью звездочки. Она содержит ведущий вал, выполненный, за одно со звездочкой 1, цапфа которого на подшипнике 3 установлена в расточке ведомого вала выполненного за одно с обоймой 2, при этом цапфа ведомого вала на подшипнике 4 установлена в корпусе агрегата. Между звездочкой и обоймой в сепараторе 5 установлены ролики 6 обгонной муфты, которые контактируют с внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 2 и рабочими площадками 10 звездочки 1, при этом в звездочке 1 выполненные радиальные каналы 11 для подвода смазки, которые смещены от линии контакта роликов 6 с площадкой 10 таким образом, чтобы между ними образовывался масляный клин. Кроме того на цапфе ведущего вала посредствам игольчатого подшипника 7 установлена промежуточная втулка 8, имеющая фланец 12 с поводками 13, которые входят в ответные пазы 14 сепаратора 5, при этом втулка 8 взаимодействует со звездочкой 1 посредствам пружины кручения 9.

          Работает обгонная муфта следующим образом. При вращении ведущего вала вместе со звездочкой 1 по часовой стрелке (см. Рис. 57 разрез А – А), за счет усилия пружины кручения 9 поводки 13, взаимодействуя с пазами 14, сепаратора 5 поворачиваю его таким образом, что происходит заклинивание роликов 6 между площадками 10 звездочки и внутренней цилиндрической поверхностью обоймы, в результате чего крутящий момент от ведущего вала через обгонную муфту передается ведомому валу. При вращении ведущего вала в противоположную сторону происходит расклинивание муфты, и передача крутящего момента прекращается. Смазка, подаваемая по радиальным отверстиям 11 в звездочке 1 в рабочую зону обгонной муфты, обеспечивает стабильность работы роликов 6 и снижение износостойкость площадок 10 звездочки 1, повышая тем самым из-носостойкость муфты в целом.

Рис 58 Конструкция высокоскоростной многороликовой
обгонной муфты с наружной звездочкой

        В приводе быстроходных механизмов применяются многороликовые обгонные муфты с наружной звездочкой, которые обладают повышенной износостойкостью и имеют малый момент холостого хода. На Рис 58 показана конструкция высокоскоростной многороликовой обгонной муфты с наружной звездочкой. Она содержит ведущую полу-муфту, выполненную в виде толстостенной втулки 1, закрепленной на валу 2 посредствам шпоночного соединения, наружную звездочку 3 и расположенные в пространстве между ними ролики 5, установленные в сепараторе 4 подпружиненном пружинами 8. С обоих торцев ролики 5 закрыты кольцами 6, осевое положение которых зафиксировано стопорными кольцами 7. При совершении втулкой 1 холостого хода ро-лики 5 под действием центробежных сил отрываются от ее поверхности с образование зазора S и далее двигаются без контакта с ней, что практически исключает их трение, и таким образом существенно снижает момент холостого хода муфты.
Третьим направлением, позволяющим увеличить передаваемый обгонной муфтой крутящий момент без увеличения ее радиального размера, является использование в качестве тел качения эксцентриковых роликов, применение которых дает возможность упростить конструкцию звездочки, рабочая поверхность которой, в данном случае, имеет цилиндрическую форму, что позволяет традиционными методами изготовить ее с высокой точностью.

Рис 59 Конструкция обгонной муфты с эксцентриковыми роликами.

          На Рис 59а показана конструкция обгонной муфты с эксцентриковыми роликами. Она содержит внутреннюю обойму 1, наружную обойму 2, эксцентриковые ролики 3, с пазами в верхней и нижней части, в которых размещены браслетная пружина 4, прижимающая ролики к полумуфтам и кольцо 5, демпфирующее колебания роликов при расклинивании в период свободного хода. Осевое положение эксцентриковых роликов 3 фиксируется шайбами 6, установленными с обоих торцев муфты, и закрепленных на наружной обойме 2 посредствам болтов 7. Браслетная пружина 4 расположена в пазах роликов под некоторым углом и за счет силы упругости стремится повернуть ролики, прижимая их к рабочим поверхностям полумуфт. При вращении наружной обоймы 2 относительно внутренней обоймы 1 по часовой стрелке эксцентриковые ролики 3 под действием сил трения возникающих в месте их контакта с обоймами также поворачиваются по часовой стрелке и скользят по их рабочим поверхностям. При противоположном вращении наружной обоймы относительно внутренней (против часовой стрелки) эксцентриковые ролики также повернутся против часовой стрелки и встанут в распор между обоймами, соединив обоймы между собою.
Для создания болеем благоприятных условия для контакта эксцентриковых роликов последние, не только поджимаются браслетными пружинами, но и устанавливаются в специальные сепараторы. На Рис 59б показана конструкция муфты с эксцентриковыми роликами установленными в сепаратор. Она содержит установленный между обоймами 1 и 2 штампованный сепаратор 5, лепестки 7 которого отогнуты таким образом, что проходят в промежутки между головками эксцентриковых роликов 3 с зазором S и сопрягаются с отверстием наружной обоймы 2, при этом ролики прижимаются к обоймам двумя пружинами 4, располагающиеся в их торцевых пазах.
Несмотря на свою простоту браслетные пружины, применяемые для прижима эксцентриковых роликов к обоймам, имеют рад существенных недостатков, заключающихся в неравномерном прижиме роликов к рабочим поверхностям обойм и низкой демпфирующей способности колебаний роликов при свободном ходе муфты. Для устранения указанных недостатков вместо браслетных пружин помимо сепараторов применяются пружины с отогнутыми выступами, гарантировано прижимающими ролики к рабочим поверхностям обойм.

Рис 60 Конструкция обгонной муфты с эксцентриковыми роликами, установленными в сепараторе с пружинами кручения.

      На Рис 60 показана конструкция обгонной муфты с эксцентриковыми роликами, установленными в сепараторе с пружинами кручения. Она содержит наружную обойму 1 с зубчатым венцом, установленную на ведущем валу 2 посредствам подшипников 6, центральная шейка которого является внутренней обоймой обгонной муфты, а в пространстве между подшипниками 6 установлен сепаратор 4, в пазах которого расположены эксцентриковые ролики 3, поджатые к обоймам посредствам пружин кручения 5. Сепаратор 4 состоит из двух боковых стенок 9, в которых выполнены канавки 12 перемычки 10, с окнами 17 имеющими пазы 13, а также канавки 12. Пружины 5 имеют две витые части 14, среднюю часть 15, выполненную в виде скобы и свободные концы 16, которые заводятся в канавки 12 сепаратора 4. Устанавливаются пружины 5 в сепаратор таким образом, чтобы своей скобообразной частью 15 поджимать расположенные в окнах 17 эксцентриковые ролики 3.
Работает обгонная муфта следующим образом. При вращении ведущего вала 2 по часовой стрелке под действием сил трения ролики 3 разворачиваются в туже сторону и происходит их заклинивание между наружной и внутренней обоймами, в результате чего наружная обойма 1 начинает синхронно с валом 2 вращаться по часовой стрелке передавая при этом крутящий момент.

         Односторонняя обгонная муфта двустороннего действия применяется, когда необходимо связать три кинематические цепи. Например в случае если необходимо ведущему валу исполнительного механизма, в течении цикла работы агрегата, сообщать движения с различными скоростями. На Рис 61 показана конструкция и схема работы односторонней обгонной муфты двустороннего действия (обгонная муфта исполнения III по МН 3 – 61)

Рис 61 Конструкция и схема работы односторонней обгонной муфты двойного действия муфты (обгонная муфта исполнения III по МН 3 – 61)

           Муфта содержит обойму 1, звездочку 2, клиновые поверхности, которых контактируют с комплектом роликов 3, поджатых подпружиненными плунжерами 4, а также вилку 5 с поводками 6, расположенными в пазах, образованных отверстием обоймы и наклонными поверхностями звездочки (см. Рис. 61а). Осевое положение роликов 3 ограничено шайбами 7, зафиксированными стопорными кольцами 8. При этом, между вилкой 5 и звездочкой 2 существует постоянная кинематическая связь т. е. они вращаются совместно. Ведущим может быть любое звено (обойма 1, звездочка 2, вилка 4). При ведущей обойме 1, вращающейся против часовой стрелки, происходит заклинивание роликов 3 и крутящий момент передается звездочке 2, которая при этом вращается со скоростью wз = wоб, а заклиненные ролики 3 ведут вилку 5, воздействуя на нее через поводки 6. При этом момент передаваемый вилке 5 намного меньше момента передаваемого звездочке. При возрастании приложенного к вилке 5 момента сопротивления происходит расклинивание роликов и разъединение обоймы и звездочки. Вилка 5, будучи связанной с независимым источником движения может сообщать звездочке 2 ускоренное движение в обоих направлениях. При вращении вилки 5 против часовой стрелки, с угловой скоростью превышающей угловую скорость обоймы 1             (wз > wоб) происходит расклинивание роликов 3 с обоймой 1 и звездочкой 2 и передача крутящего момента звездочке 2 прекращается (см. Рис. 61б). При вращении вилки 5 по часовой стрелке она выталкивает ролики 3 из клиновой щели между обоймой 1 и звездочкой 2 и вращает звездочку, непосредственно действуя на нее (см. Рис 61в). При ведущей звездочке 2 вращающейся по часовой стрелке, также происходит расклинивание роликов 3, и крутящий момент передается обойме 2. Передача вращения по часовой стрелке от звездочки 2 к вилке 5 происходит при совместном движении звездочки и обоймы, при условии что           wз > wоб , либо независимо от обоймы, при условии, что ее скорость wоб > wз

Двойная обгонная муфта двустороннего действия отличаются от односторонней тем, что имеет удвоенное количество роликов, а звездочка выполнена с двумя рабочими поверхностями, взаимодействующими с роликами при различном направлении вращения обоймы или звездочки. Конструкция обгонной муфты такого типа показана на Рис 62

Рис 62 Конструкция двойной обгонной муфты
двустороннего действия

               Она содержит установленное на валу 1 посредствами подшипника скольжения 2 зубчатое колесо 3, на котором с помощью болтового соединения 4 и штифтов 5 жестко закреплена обойма 6, взаимодействующая посредствам роликов 11 со звездочкой 7, закрепленной с помощью шпоночного соединения на валу 1. В пространстве между звездочкой 7 и отверстием обоймы 6, помимо роликов 11 постоянно поджатых к рабочим поверхностям звездочки 7 с помощью подпружиненных толкателей 12 расположены поводки 10 вилки 9, которая посредствам шпоночного соединения закреплена на валу 8, расположенным соосно с валом 1. На наружной поверхности звездочки 7 выполнены две разнонаправленные клиновые рабочие поверхности а и б, которые при заклинивании муфты взаимодействуют с соответствующими роликами 1. Заклинивание роликов 11 происходит как при ведущей обойме 6, так и при ведущей звездочке 7 при их вращении, как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. При ведущей обойме 6 полный крутящий момент передается звездочке 7 и ограниченный крутящий момент вилке 9, в соответствии с моментом сопротивления приложенным к последней. Вилка 9 может вести только звездочку 7, а звездочка может передавать вращение, как обойме 1, так и вилке 9.

Рис 63 Конструкция двойной обгонной муфты двустороннего действия с увеличенной нагрузочной способностью.

         На Рис 63 показана конструкция двойной обгонной муфты двустороннего действия с увеличенной нагрузочной способностью, которая обеспечивается за счет увеличения в два раза роликов и контактирующих с ними звездочек. Она содержит вал 1 выполненный за одно целое с обоймой 2, который установлен в корпусе на подшипниках 3, расположенный соосно с ним вал 2 с закрепленными на нем посредствам шпоночных соединений двумя звездочками 6 и вилкой 7 с поводками 8. Между звездочками 6 и обоймой 2 установлены ролики 9, взаимодействующие с отверстием обоймы 1 и разнонаправленными клиновыми рабочими площадками звездочек 6, а также поводками 8 вилок 7, расположенными в пазах образованных отверстием обоймы 2 и клиновыми площадками звездочек 6. Конструкция обгонной муфты позволяет осуществлять передачу крутящего момента при ведущем вале 1 от обоймы 2 через ролики 9 и одну из звездочек 6 валу 4, а также при ведущем вале 4 передавать крутящий момент через одну из звездочек 4 и ролики 9 обойме 2 и валу 1. Заклинивание звездочек 6, имеющих разнонаправленные клиновые рабочие площадки, взаимодействующие с роликами 9, происходит при различном направлении вращения.

         Реверсивная обгонная муфта предназначена для передачи вращения от ведущего вала к ведомому, в двух противоположных направлениях, как с одинаковой, так и с различной по величине скоростью. На Рис 64 показана конструкция реверсивной обгонной муфты.

Рис 64 Конструкция реверсивной обгонной муфты.

           Она содержит закрепленную на валу 1 посредствам шпоночного соединения звездочку 2, клиновые рабочие поверхности которой с помощью двух комплектов роликов 3а и 3б взаимодействуют с обоймой 4, которая установлена в отверстии зубчатого колеса 10, кроме того, на валу 1 посредствам подшипника скольжения 7 установлена вилка 5, поводки 6 которой в ходят в пазы, образованные отверстием обоймы 4 и клиновыми рабочими поверхностями в и г. Осевое положение роликов ограничено шайбами 8, которые зафиксированы стопорными кольцами 9. Ролики 3а и 3б расположены между выступами 11 звездочки 2, и прижаты к ее клиновым рабочим поверхностям в и г с помощью толкателей 13 подпружиненных пружиной 12, которые расположены в отверстиях выступов 11.
Работает реверсивная обгонная муфта следующим образом. При вращении обоймы 4 и повороте вилки 5 по часовой стрелке, комплект роликов 3б под действием толкателя 13 подпружиненного пружиной 12 зажимается между цилиндрической поверхностью отверстия обоймы и клиновой рабочей поверхностью г звездочки 2, а комплект роликов 3а принудительно смещенный поводками 6 вилки 5 в сторону расклинивания, образует с клиновой рабочей поверхностью в звездочки 2 разор S. В результате этого звездочка 2 вращается по часовой стрелке. При противоположном вращении обоймы 2 и повороте вилки 5 будет происходить заклинивание комплекта роликов 3а между цилиндрической поверхностью отверстия обоймы 4 и клиновой рабочей поверхностью в звездочки 2, а также расклинивание роликов 3б, в результате чего звездочка 2 будет вращаться против часовой стрелки. При передаче вращения от звездочки 2 к обойме 4 в обеих направлениях, вилка 5 должна совершать поворот в направлении противоположном направлению вращения ведущей звездочки.

Рис 65 Конструкция реверсивной обгонной муфты с двумя звездочками, связанными друг с другом посредствам поводков.

          На Рис 65 показана конструкция реверсивной обгонной муфты с двумя звездочками, связанными друг с другом посредствам поводков. Она содержит быстроходную 1 и тихоходную 2 шестерни – обоймы, которые на подшипниках скольжения 13 и 14 установлены на валу 3, при этом между ними расположена звездочка 6, закрепленная на валу 3 посредствам шпоночного соединения и взаимодействующая с шестерней – обоймой 2 посредствам роликов 7, а на наружной поверхности ступицы этой звездочки, установлена с возможностью свободного вращения звездочка 4, взаимодействующая с шестерной – обоймой 1 посредствам роликов 5. Кроме этого, звездочка 4 оснащена поводками 11, которые имеют возможность взаимодействовать с роликами 7. Ролики 5 и 7 поджаты в направлении заклинивания подпружиненными толкателями 9 и 10, а их осевое положение ограничено шайбой 12 расположенной между звездочками 4 и 6. Шестерни 1 и 2 получают привод от одного вала, но имея различный диаметр, вращаются с различной угловой скоростью.
Работает обгонная муфта следующим образом. При вращении обоих шестерен по часовой стрелке (см. разрез А – А на Рис 65) происходит заклинивание роликов 5 между поверхностью отверстия шестерни – обоймы 1 и рабочими поверхностями звездочки 4, при этом ролики 7 расклинены и шестерня 2 вращается вхолостую. Звездочка 4 вращаясь вместе с шестерней – обоймой 1 своими поводками 11отжимает ролики 7от шестерни – обоймы 2, доводя их до упора в выступы звездочки 6 и через нее передает вращение валу 3 с увеличенной скоростью. При вращении обоих шестерен против часовой стрелки (см. раз-рез Б – Б на Рис 65) происходит заклинивание роликов 7 между поверхностью отверстия шестерни – обоймы 2 и рабочими поверхностями звездочки 6, которая передает вращение валу 3 с пониженной скоростью. В это время звездочка 6, взаимодействуя своими выступами с поводками 11 звездочки 4, заставляет ее вращаться в том же направлении, что при-водит к расклиниванию роликов 5 и как следствие вращению шестерни 1 вхолостую.

              Стабильность работы роликовой обгонной муфты (время включения и выключения), а также ее износостойкость и нагрузочная способность в определяющей степени за-висят от синхронности заклинивания и расклинивания роликов, на которую существенным образом влияет точность изготовления и сборки основных деталей муфты (звездочки, обоймы и роликов).

Рис 66 Требования по точности к размерам и поверхностям звездочки и обоймы обгонной муфты

      Требования по точности к размерам и поверхностям звездочки обгонной муфты показаны на Рис 66а. Допуск на размер B от рабочей плоскости звездочки А до центра ее отверстия D устанавливается по посадке h6, при этом разность размеров Δ В, в пределах одной звездочки должна составлять не более 0,6 – 0,7(h6). Непараллельность плоскости А к оси отверстия D не должна превышать устанавливается по 6 – 7 степени точности ГОСТ 24643 – 81. Угол заклинивания α выбирается в пределах 6 – 8 град, при этом разность угла заклинивания Δ α, в пределах одной звездочки не должна превышать величины ± 10 мин, что обеспечивает равномерность нагружения и стабильность заклинивания роликов. Посадка отверстия D звездочки на вал выполняется по посадке Н7. Допуск на ширину ступицы В звездочки и допуск на ширину звездочки в рабочей зоне В1 устанавливаются по посадке h8. Торцевое биение ступицы звездочки на диаметре D2 и торцевое биение звездочки на диаметре на диаметре D1 устанавливаются по 8 степени точности ГОСТ 24643 – 81

Требования по точности к размерам и поверхностям обоймы обгонной муфты показаны на Рис 66б. Внутренний диаметр обоймы D выполняется по посадке Н7, наружный диаметр обоймы D1 выполняется по переходной посадке величина натяга которой увеличивается по мере роста передаваемых обгонной муфтой динамических нагрузок, а ширина обоймы В выполняется по посадке h8. Радиальное биение наружного диаметра D1 относительно оси отверстия D устанавливается по 6 степени точности ГОСТ 24643 – 81, а торцевое биение боковых поверхностей обоймы относительно оси отверстия D устанавливается по 7 степени точности ГОСТ 24643 – 81.

Для обеспечения стабильной и долговечной работы обгонной муфты входящие в нее детали изготавливаются из высокопрочных сталей, которые для достижения требуемой твердости подвергаются термической обработке.
Обойма и звездочка обгонной муфты изготавливается из следующих сталей :
− для малонагруженный среднескоростных муфт из стали 20Х с цементацией на глубину 0,8 – 1,8 мм до твердости HRC 58 – 62
− для тяжело нагруженных, высокоскоростных муфт из сталей из сталей 12ХН3А (HRC 59 – 62), 18ХГТ (HRC 60 – 63), У10 (HRC 60 – 63), ШХ15 (HRC 59 – 63)
При этом для обеспечения надежной опоры сердцевина обоймы и звездочки должна иметь твердость в пределах HRC 23 – 45.

     Эксцентриковая муфта свободного хода отличается от роликовой обгонной муфты тем, что она обеспечивает передачу движения от ведущего вала к ведомому посредствам встроенных в нее эксцентриковых шайб и втулок, которые при определенном направлении движения соединяются в единую жесткую конструкцию способную передавать крутящий момент. Этот тип муфт свободного хода отличается тем, что за счет большой площади контакта взаимодействующих элементов способен передавать гораздо больший крутящий момент, но при этом они имеют повышенный момент холостого хода.

Рис 68 Конструкция эксцентриковой муфты свободного хода

          На Рис 68 показана конструкция эксцентриковой муфты свободного хода. Она содержит диск 3, установленный на кривошипной шейке 2 ведущего вала 1, взаимодействующий посредствам выступа 8 с пазом крестовины 5, которая в свою очередь посредствам своего выступа 9, взаимодействует с пазом 10 ведомого вала 6, фланец которого жестко соединен с обоймой 4, установленной с возможностью свободного вращения на валу 1. Между диском 3 и обоймой 4 установлена клиновая ползушка 13 поджатая к наружной поверхности диска 3 и внутренней поверхности обоймы 4 с помощью пружины 11 расположенной между упором 12, закрепленным на валу 1, и нижней плоскостью клиновой ползушки 13.

         Работает эксцентриковая муфта свободного хода следующим образом. При вращении ведущего вала 1 по часовой стрелке его эксцентрик 2 воздействует на диск 3, перемещению которого в радиальном направлении препятствует клиновая ползушка 13. Угол клина ползушки 13 меньше удвоенного угла трения, что исключает ее поворот относительно обоймы 4 под действие радиальной силы, приложенной со стороны диска 3. Повороту диска 3 относительно обоймы 4 препятствует крестовина 5, что в конечном результате приводит к заклиниванию клиновой ползушки 13 между диском 3 и обоймой 4, и вращению их как единое целое, по часовой стрелке и передаче крутящего момента от ведущего вала 1 к ведомому валу 6. При вращении ведущего вала 1 против часовой стрелки, диск 3 отходит от клиновой ползушки 13, которая, при этом, будучи поджатой пружиной 11, поворачивается вслед за ведущим валом 1, в результате чего муфта расклинивается и не передает крутящий момент.

Рис 69 Конструкция эксцентриковой муфты свободного хода с уменьшенным моментом холостого хода.

          На Рис 69 показана конструкция эксцентриковой муфты свободного хода с уменьшенным моментом холостого хода с высокой стабильностью срабатывания. Она содержит сдвоенный эксцентрик 1, наружные эксцентричные поверхности которого посредствам двух комплектов роликов 4, взаимодействуют с двумя эксцентриковыми втулками 3, расположенными внутри отверстия обоймы 2. Эксцентриковые втулки 3связаны между собою ступенчатым пальцем 5, который запрессован во внутреннюю эксцентриковую втулку 3, а с наружной эксцентриковой втулкой 3 он взаимодействует посредствам выполненного в ней радиального паза. Муфта снабжена тормозным устройством, которое состоит из роликов 6 расположенных между отверстием обоймы 2 и клиновыми                поверхностями эксцентриковых втулок 3 и поджатых к этим поверхностям с помощью толкателей 7 и пружин 8.
Работает муфта следующим образом. При вращении по часовой стрелке сдвоенного эксцентрика 1 происходит поворот эксцентриковых втулок 3 на некоторый угол и их прижим к противоположным сторонам поверхности отверстия обоймы 2, что приводит к последующему заклиниванию муфты. При этом эксцентриковые втулки 3 удерживаются от совместного с эксцентриком 1 поворота за счет действия момента пары сил инерции возникающих от неравномерного распределения их массы. При этом тормозные ролики 6, прижатые толкателями 7 и пружинами 8 к поверхности обоймы 2 удерживают экcцентриковые втулки 3 от совместного с эксцентриком 1 вращения, что обеспечивает надежное заклинивание. При увеличении скорости вращения обоймы 2 она поворачивает эксцентриковые втулки 3 на роликах 4 относительно эксцентрика 1 до тех пор, пока палец 5 не дойдет до упора в пазу эксцентриковой втулки, в результате чего происходит размыкание эксцентриковых втулок 3 и обоймы 2 и последняя начинает свободно вращаться. При свободном вращении обоймы 2 тормозные ролики 6 удерживают эксцентриковые втулки 3 симметрично оси, прижимая их к пальцам 5 и эксцентрику 1.

Рис 70 Конструкция эксцентриковой муфты свободного хода с увеличенной нагрузочной способностью.

          На Рис 70 показана конструкция эксцентриковой муфты свободного хода с увеличенной нагрузочной способностью. Она содержит ведущий вал 1 с кривошипом 2, на ко-тором установлен диск 3, кинематически связанный посредствам эксцентрикового сегмента 9 с обоймой, которая выполнена из двух зубчатых колес 4 и 5 с зубчатыми венцами 7 и 8 , соединенных между собою упругим элементом 6, Эксцентриковый сегмент 9 имеет две наклонные плоскости, взаимодействующие с ответными поверхностями, выполненными в отверстиях зубчатых колес 4 и 5. При этом, величина угла наклоны ψ боковых поверхностей сегмента 9 составляет не менее двойного угла трения между сегментом и зубчатыми колесами.
Работает эксцентриковая муфта свободного хода следующим образом. При вращении ведущего вала 1 с кривошипом 2 по часовой стрелке, диск 3, установленный на кривошипе 2 затягивает эксцентриковый сегмент 9 в клиновую полость между, образованную поверхностью отверстия обоимы, выполненной в виде зубчатых колес 4 и 5, и наружной поверхностью диска 3, что приводит к заклиниванию и передаче крутящего момента от ведущего вала 1 к зубчатым колесам 4 и 5, работающими как одно целое колесо. При этом, с зубчатыми колесами 4 и 5 взаимодействуют обе наклонные плоскости сегмента 9, что увеличивает площадь их контакта и соответственно нагрузочную способность муфты. Вращение ведущего вала 1 против часовой стрелки приводит к уменьшению давления диска 3 на эксцентриковый сегмент 9, а кинематическая связь последнего с зубчатыми колесами 4 и 5 приводит к освобождению сегмента 9 и расклиниванию муфты. При этом гарантированное освобождение эксцентрикового сегмента 9 обеспечивается тем, что величина угла наклона его боковых поверхностей, составляет не менее двойного угла трения между сегментом и зубчатыми колесами.

           Храповая муфта также является представителем муфт свободного хода и отличается тем, что в ней в качестве заклинивающих элементов используются собачки, взаимодействующие с храповым колесом. Храповые муфты обычно используются для передачи небольших крутящих моментов и работают при невысоких скоростях.

Рис 71 Конструкция храповой муфты

            На Рис 71 показана конструкция храповой муфты. Она содержит сборный корпус включающий обечайку 1 и крышки 2 и 3, соединенные винами 4, в расточке которого на подшипниках 5 установлено храповое колесо 6, а в обечайке 1 корпуса муфты выполнены радиальные расточки 7, в которых посредствам болтов 9 закреплены вставки 7, в которых с помощью скоб 11 шарнирно установлены собачки 10, постоянно поджатые к зубьям храпового колеса 6 плунжерами 12 поджатыми пружинами 13, усилие которых регулируется резьбовой вставкой 14.
Работает муфта следующим образом. При повороте корпуса против часовой стрелки крутящий момент посредствам собачек 10, упирающихся в зубья храпового колеса 6, передается последнему, который поворачивается в том же направлении. При вращении кор-пуса по часовой стрелке собачки 10 скользят по наружной поверхности зубьев храпового колеса 6 и последнее остается неподвижным. Если ведущим является храповое колесо 6, то вращение корпусу передается только против часовой стрелки. Для исключения вращения храпового колеса 6 в начальный момент изменения вращения корпуса муфты против часовой стрелки храповое колесо соединяется с тормозом. Если ведущей является звездочка 6, то с тормозом связывают корпус муфты

ЛИТЕРАТУРА

1 Игнатьев Н. П. Основы проектирования Учебное пособие в двух частях Азов 2011г
2 Мальцев В Ф Роликовые механизмы свободного хода М. : Машиностроение 1968г

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 100 руб