ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СЦЕПНАЯ МУФТА С КОЛОВРАТНЫМ ЛОПАСТНЫМ НАСОСОМ Российский патент 1998 года по МПК F16D31/00 F16D31/02 

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

Известны муфты с дисковым сцеплением, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал с помощью прижимных дисков, закрепленных на валах [1].

Недостатком данных муфт является сложность конструкции, больше габариты и недостаточный ракурс работы, связанный с трением между дисками.

Известны также гидромуфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал при значительной угловой скорости, но не позволяющие обеспечить устойчивую работу из-за возможности проскальзывания валов, при этом у них существует зависимость передаваемого крутящего момента от числа оборотов [2].

Наиболее близким аналогом данного изобретения является гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом и золотниковым регулированием, содержащая ротор с выдвижными подпружиненными лопастями, удерживаемыми в убранном положении механическими защелками, охватывающий ротор внешний корпус с эксцентрично выполненной внутренней цилиндрической поверхностью, образующей с ротором зоны высокого и низкого давления рабочей жидкости, золотник со штоком и поршнем, и предохранительный клапан, установленные с возможностью перекрытия сообщения между упомянутыми зонами. [3].

Однако данная муфта также не обеспечивает надежной работы, так как трудно добиться безотказного срабатывания механических защелок для лопастей ротора, всегда существует опасность их заклинивания и поломки муфты. Кроме того, муфта не позволяет изменять направление вращения валов, так как ее лопасти расположены не по радиусу к центру вращения ротора, а с некоторым наклоном.

Задачей изобретения является повышение надежности работы муфты при улучшении массогабаритных характеристик и увеличение ресурса работы, а также возможность обеспечения изменения направления вращения при использовании муфты в реверсивных механизмах.

Указанные технические результаты достигаются за счет использования гидропривода с золотником и поршнем, позволяющим осуществлять изменение эксцентриситета ротора с лопастями относительно специально введенного промежуточного элемента, перемещаемого давлением рабочей жидкости в радиальном направлении между ротором и корпусом, при этом лопасти ротора расположены радиально к центру его вращения.

На фиг. 1 представлен продольный разрез муфты; на фиг.2 - ее поперечное сечение в рабочем положении; на фиг.3 - поперечное сечение в выключенном положении,
Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит ротор 1 с прорезями 2 для перетекания рабочей жидкости, пазами для установки лопастей 3, пружины 4 для поджатия лопастей 3, статор 5 с крышкой 6, золотник 7, снабженный штоком и поршнем и установленный с возможностью разобщения зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, образующихся при вращении ротора 1, между статором 5 и ротором 1 с зазором размещен промежуточный элемент 16 с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих 21 статора 5. При этом муфта снабжена по меньшей мере двумя предохранительными клапанами 22 и 17, один из которых установлен в зоне высокого давления на промежуточном элементе 16, а другой - на статоре 5 с возможностью дополнительного сообщения между собой зон высокого и низкого давления. Золотник 7 расположен внутри ротора 1 и снабжен поршневым кольцом 8, охватывающим его шток с возможностью перемещения и фиксации посредством штифтов 9, а зона низкого давления между статором 5 и промежуточным элементом 16 сообщена при помощи канала 20 с зоной низкого давления между промежуточным элементом 16 и ротором 1.

Также муфта снабжена рычагами 1-го рода 24, закрепленными на поверхности ротора 5, причем одни концы рычагов 1-го рода 24 шарнирно соединены с тягой 26, закрепленной на промежуточном элементе 16, а другие снабжены балансировочными грузами 23. Рычаги 1-го рода 24 и балансировочные грузы 23 могут при необходимости размещаться как с внешней стороны статора 5, так и с его внутренней стороны в пространстве между статором 5 и промежуточным элементом 16, причем может использоваться лишь один рычаг 1-го рода 24 и один балансировочный груз 23 при наличии на статоре 5 закрепленного противовеса (не показан) балансировочному грузу 23.

Кроме того, муфта содержит круговой поршень 10, шайбу 11 с штифтом 12 и с цапфой для ее перемещения (не показана), заглушки 13, уплотнения 14, кольцевую выточку 15, выполненную в корпусе статора 5, канал 18 в статоре 5, кольцевую выточку 19 в подвижном промежуточном элементе 16, плоские направляющие 21 статоре 5 для диаметрального перемещения промежуточного элемента 16, при этом у муфты образованы зоны (полости) Б, С, D, E, F, G, M, N, G₁, G₂, причем полость Б заполнена газом, а остальные - рабочей жидкостью.

Муфта работает следующим образом.

В рабочем положении (сцепление включено) при вращении ротора 1 в зонах высокого давления G₁ (вращение по часовой стрелке) или G₂(вращение против часовой стрелки) между ротором 1 и подвижным промежуточным элементом 16 образуется замкнутый объем с повышенным давлением, создающий за счет эксцентриситета подвижного промежуточного элемента 16 крутящий момент на этом элементе, который передается на статор 5. При повышении давления выше допустимого срабатывает предохранительный клапан 22 и жидкость из полости M через предохранительный клапан 17 и канал 20 поступает в зону низкого давления G₂ (вращение по часовой стрелке). В этом случае при максимальном допустимом крутящем моменте будет иметь место проскальзывание ротора 1 относительно статора 5.

В рабочем положении балансировочные грузы 23 смещены относительно оси вращения ротора 1 и статора 5 в противоположном направлении относительно смещения промежуточного элемента 116.

Для выключения муфты золотник 7 с помощью шайбы 11 передвигается влево вместе с поршнем 8, жидкость из полости M всасывается через канал 18 в полость E, а вытесняемая поршнем 8 жидкость из полостей D и C через прорези 2 попадает в полости G и через канал 20 поступает в полость N, тем самым уменьшая эксцентриситет промежуточного элемента 16 до нуля - свободное вращение ротора 1. Одновременно балансировочные грузы 23 с помощью тяги 26 приводятся в симметричное положение.

Использование: в области машиностроения, в частности в трансмиссиях механических передач транспортных средств. Сущность изобретения: гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит статор, размещенный внутри статора ротор с подпружиненными лопастями, установленный с возможностью вращения и образования при работе зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, и золотник, снабженный штоком и поршнем и установленный с возможностью разобщения упомянутых зон, при этом между статором и ротором с зазором размещен промежуточный элемент с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих статора, кроме того, муфта снабжена, по меньшей мере, двумя предохранительными клапанами, один из которых установлен в зоне высокого давления на промежуточном элементе, а другой - на статоре с возможностью дополнительного сообщения между собой зон высокого и низкого давления, золотник расположен внутри ротора и снабжен поршневым кольцом, охватывающим его шток с возможностью перемещения и фиксации посредством штифтов, а зона низкого давления между статором и промежуточным элементом сообщена при помощи канала с зоной низкого давления между промежуточным элементом и ротором, причем муфта может быть снабжена рычагами 1-го рода, закрепленными на поверхности статора, при этом одни концы рычагов шарнирно соединены с тягой, закрепленной на промежуточном элементе, а другие снабжены балансировочными грузами. 3 ил.

1. Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом, содержащая статор, размещенный внутри статора ротор с пружинами для поджатия лопастей, установленный с возможностью вращения и образования при работе муфты зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, и золотник, снабженный штоком и поршнем и установленный с возможностью разобщения упомянутых зон, отличающаяся тем, что в муфте между статором и ротором с зазором размещен промежуточный элемент с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих статора, при этом муфта снабжена, по меньшей мере, двумя предохранительными клапанами, один из которых установлен в зоне высокого давления на промежуточном элементе, а другой - на статоре с возможностью дополнительного сообщения между собой зон высокого и низкого давления, при этом золотник расположен внутри ротора и снабжен поршневым кольцом, охватывающим его шток с возможностью перемещения и фиксации посредством штифтов, а зона низкого давления между стотором и промежуточным элементом сообщена при помощи канала с зоной низкого давления между промежуточным элементом и ротором. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена рычагами 1-го рода, закрепленными на поверхности статора, причем одни концы рычагов 1-го рода шарнирно соединены с тягой, закрепленной на промежуточном элементе, а другие снабжены балансировочными грузами.