Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом

Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом

Реферат

 

Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит корпус, ротор с подпружиненными лопастями, расположенный соосно с корпусом с образованием между корпусом и ротором зон высокого и низкого давления рабочей жидкости. Муфта содержит также золотник, который включает в себя шток и поршень и установлен с возможностью разобщения упомянутых зон высокого и низкого давления. При этом муфта снабжена механизмом для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора, а также цилиндрическим элементом, расположенным с эксцентриситетом относительно упомянутого ротора с возможностью перемещения в радиальном направлении между корпусом и ротором. Лопасти ротора находятся в контакте с упомянутым цилиндрическим элементом. Механизм для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора выполнен в виде гидропривода. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в повышении надежности и ресурса работы муфты, улучшении ее массогабаритных характеристик и обеспечении возможности изменения направления вращения валов. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в трансмиссиях механических передач, в частности транспортных средств.

Известны муфты с дисковым зацеплением, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал с помощью прижимных дисков, закрепленных на этих валах (см. , например, Политехнический словарь, изд. третье, М.: Советская энциклопедия, 1989, с. 577).

Недостатком этих устройств является сложность конструкции, большие габариты и недостаточный ресурс работы, связанный с наличием силы трения между дисками.

Известны гидромуфты, передающие крутящий момент от ведущего на ведомый вал при значительной угловой скорости, но они не обеспечивают устойчивую работу из-за возможности проскальзывания валов и зависимости передаваемого крутящего момента от числа оборотов (см., например, Краткий политехнический словарь, М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955, с.212).

Известна также гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом и золотниковым регулированием, содержащая ротор с пазами для размещения подпружиненных лопастей, расположенный соосно ротору внешний корпус с образованием зон высокого и низкого давления рабочей жидкости между ротором и корпусом, золотник со штоком и поршнем, установленный с возможностью перекрытия сообщения между упомянутыми зонами, и механизм приведения лопастей в рабочее состояние и фиксации лопастей в нерабочем состоянии в пазах ротора с помощью механических защелок (см., SU 36735A (Ротань Н.Т.), 31.05.34, F 16 D 31/02 ).

Данная муфта также не обеспечивает надежной работы, т.к. трудно обеспечить безотказную работу механических защелок фиксации лопастей. Ее недостатком является сложность конструкции, а также возможные динамические нагрузки при частичном выдвижении лопастей в случае сцепления валов при больших относительных скоростях. Кроме того, муфта не позволяет изменять направление вращения валов, т. к. ее лопасти расположены не по радиусу к центру вращения.

Задачей изобретения является обеспечение надежности работы при улучшении массогабаритных характеристик и повышении ресурса работы, а также возможность обеспечения изменения направления вращения валов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит корпус, ротор с подпружиненными лопастями, расположенный соосно корпусу с образованием между корпусом и ротором зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, золотник, содержащий шток и поршень и установленный с возможностью разобщения упомянутых зон высокого и низкого давления, предохранительный клапан, расположенный между указанными зонами, а также муфта снабжена механизмом для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора цилиндрическим элементом, расположенным с эксцентриситетом относительно упомянутого ротора с возможностью перемещения в радиальном направлении между корпусом и ротором, причем лопасти ротора находятся в контакте с этим цилиндрическим элементом, на котором выполнены наружные радиально направленные выступы, а в корпусе выполнены пазы для размещения указанных выступов, причем в роторе выполнены пазы для установки упомянутых лопастей, при этом механизм для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора выполнен в виде гидропривода, содержащего поршень, расположенный внутри ротора и закрепленный при помощи штифтов на упомянутом штоке золотника, при этом на внутренней стенке ротора и штоке золотника выполнены кольцевые проточки, а упомянутые штифты установлены с возможностью поочередного контактирования с указанными кольцевыми проточками, при этом в муфте выполнены каналы и прорези для прохода рабочей жидкости, таким образом, что при движении поршня золотника под действием перетекающей по указанным каналам и прорезям рабочей жидкости происходит изменение эксцентриситета цилиндрического элемента относительно ротора.

На фиг. 1 представлен продольный разрез муфты, а на фиг.2 - сечение по A-A фиг.1, на фиг.3 - сечение по B-B фиг.1.

Гидравлический сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит корпус 1, ротор 2 с подпружиненными лопастями 3, расположенный соосно корпусу с образованием между корпусом и ротором зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, золотник 4, содержащий шток и поршень и установленный с возможностью разобщения упомянутых зон высокого и низкого давления, предохранительный клапан 5, расположенный между указанными зонами, также муфта содержит цилиндрический элемент 6, расположенный с эксцентриситетом относительно упомянутого ротора с возможностью перемещения в радиальном направлении между корпусом и ротором, причем лопасти 3 ротора 2 находятся в контакте с этим цилиндрическим элементом 6, на котором выполнены наружные радиально направленные выступы 7, а в корпусе выполнены пазы для размещения указанных выступов, причем в роторе выполнены пазы для установки упомянутых лопастей 3, муфта снабжена механизмом для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора, при этом упомянутый механизм выполнен в виде гидропривода, содержащего поршень 8, расположенный внутри ротора 2 и закрепленный при помощи штифтов 9 на упомянутом штоке золотника 4, при этом на внутренней стенке ротора 2 и штоке золотника 4 выполнены кольцевые проточки 10 и 11 соответственно, а упомянутые штифты 9 установлены с возможностью поочередного контактирования с указанными кольцевыми проточками 10 и 11, при этом в муфте выполнены каналы и прорези 12, 13, 14, 15 для прохода рабочей жидкости таким образом, что при движении поршня золотника 4 под действием перетекающей по указанным каналам и прорезям рабочей жидкости происходит изменение эксцентриситета цилиндрического элемента относительно ротора.

Кроме того, шток золотника снабжен ограничительным выступом 16 для упора в корпус 1 в рабочем состоянии и в поршень 8 в нерабочем состоянии муфты (в расцепленном состоянии) Во внутренней цилиндрической полости ротора расположен поршень 17, отделяющий воздушную полость Б от остальных полостей муфты, заполненных жидкостью. Полость Б загерметизирована заглушкой 18. Движение золотника 4 обеспечивается за счет внешнего воздействия на кольцевую шайбу 19, соединенную с золотником штифтом 20, который перемещается в осевых прорезях корпуса 1. В цилиндрическом элементе 6 с выступами 7, входящими в пазы корпуса, выполнены боковые прорези 15. В одном из выступов 7 размещен предохранительный клапан 5, а в другом выполнен канал 14.

При вращении ротора относительно корпуса по часовой стрелке между ротором и корпусом слева от вертикальной оси создается зона высокого давления G, а справа - низкого G₁.

В пазу корпуса между выступом 7, в котором размещен предохранительный клапан, и корпусом образуется полость К, соединенная каналом 13, выполненным в корпусе 1, с полостью E, заключенной внутри ротора между корпусом и поршнем 8. Полости F, образованные в пазах ротора между лопастями и ротором, соединены между собой кольцевой проточкой 21, выполненной в торцевой части корпуса. Кроме того, в центральной полости ротора образованы полости C и D. Внутри лопастей размещены пружины 22.

Гидравлическая сцепная муфта работает следующим образом.

При любом состоянии муфты лопасти 3 постоянно прижаты к цилиндрическому элементу 6 с помощью пружины 22 и центробежных сил при вращении ротора с лопастями. При этом лопасти сохраняют возможность движений в пазах ротора за счет соединения полостей F с помощью кольцевой проточки 21.

В рабочем состоянии муфты проворот ротора невозможен относительно цилиндрического элемента 6 (и относительно корпуса), т.к. зона высокого давления G разобщена с зоной низкого давления G₁ за счет перекрытия каналов 12 поршнем золотника 4. Поршень 8 удерживается в неподвижном относительно ротора положении за счет упора штифтов 9 в кольцевую выточку ротора 10, выход штифтов из этой выточки невозможен, т.к. с внутренней стороны они упираются в цилиндрическую часть штока золотника.

Для отключения муфты кольцевая шайба 19 перемещается влево, тем самым с помощью штифта 20 золотник 4 также перемещается влево, при этом с внутренней стороны штифтов 9 оказывается проточка 11 золотника и штифты могут сместиться к центру и расконтрить поршень 8 от ротора, но могут и удерживаться центробежными силами.

При дальнейшем движении золотника 4 влево выступ 16 на золотнике, следующий за проточкой, упирается в поршень 8, на штифты со стороны поршня действует сила в боковом направлении, что заставляет штифты переместиться в радиальном направлении к центру в проточку золотника по наклонной плоскости кольцевой выточки в роторе (аналогично шариковым замкам). Движение золотника 4 до момента контакта выступа 16 с поршнем 8 обеспечивает открытие каналов 12 и сообщение полостей G и G₁ через полость D. В таком состоянии возможен проворот ротора относительно корпуса за счет перетекания жидкости между полостями G и G₁ через полость D и при перетекании жидкости между полостями F через проточку 21.

При дальнейшем движении поршня 8 влево жидкость через канал 13 всасывается в полость E из полости K, а выталкиваемая из полости D жидкость через каналы 12, полости G и G₁, через канал 14 нагнетается в полость L. За счет разряжения в полости K и повышенного давления в полости L происходит уменьшение эксцентриситета элемента 6 относительно ротора 2. При соосном расположении элемента 6 и ротора 2 передаваемый крутящий момент будет незначителен и будет определяться трением жидкости об элемент 6.

Для предотвращения возникновения недопустимо больших давлений при малом эксцентриситете и больших оборотах установлен предохранительный клапан 5 между зонами G и G₁.

Формула изобретения

Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом, содержащая корпус, ротор с подпружиненными лопастями, расположенный соосно с корпусом с образованием между корпусом и ротором зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, золотник, содержащий шток и поршень и установленный с возможностью разобщения упомянутых зон высокого и низкого давления, предохранительный клапан, расположенный между указанными зонами, отличающаяся тем, что муфта снабжена механизмом для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора, цилиндрическим элементом, расположенным с эксцентриситетом относительно упомянутого ротора с возможностью перемещения в радиальном направлении между корпусом и ротором, причем лопасти ротора находятся в контакте с этим цилиндрическим элементом, на котором выполнены наружные радиально направленные выступы, а в корпусе выполнены пазы для размещения указанных выступов, причем в роторе выполнены пазы для установки упомянутых лопастей, при этом механизм для уборки и фиксации в нерабочем положении лопастей ротора выполнен в виде гидропривода, содержащего поршень, расположенный внутри ротора и закрепленный при помощи штифтов на упомянутом штоке золотника, при этом на внутренней стенке ротора и штоке золотника выполнены кольцевые проточки, а упомянутые штифты установлены с возможностью поочередного контактирования с указанными кольцевыми проточками, при этом в муфте выполнены каналы и прорези для прохода рабочей жидкости таким образом, что при движении поршня золотника под действием перетекающей по указанным каналам и прорезям рабочей жидкости происходит изменение эксцентриситета цилиндрического элемента относительно ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3