Вариатор Л.В.Карсавина Советский патент 1993 года по МПК F16H15/38 

Изобретение относится к механическим системам управления и автоматического регулирования и может быть использовано для регулирования крутящих моментов и частоты вращения бесступенчатых передач малой мощности. В частности приводов фуганков, дисковых пил, систем передач вело- мобилей и т.п.

Целью предполагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности.

На фиг.1 и 2 показан вариатор при нулевом нагружении ведущего и ведомого вала (на фиг.1 показан горизонтальный, на фиг.2 поперечный разрез).

Устройство, согласно предполагаемому изобретению, содержит корпус 1, в подшипниках 2 которого установлены ведущий и ведомый валы 3 и 4, держатели с колесами 5 которых закреплены жестко с ними, а колесам 5 размещены в V-образных, радиальных пазах 6, выполненных на противоположных торцах дополнительных валов 7 и 8, установленных в подшипниках 9,10 корпуса, причем, встречные торцы валов 7 и 8 установлены во втулке подшипника 10 с образованием полости переменного объема, сообщенного с полостью корпуса 1, (крепление подшипника 10 в корпусе 1 не обозначено) фрикционные диски 1-1, 12 закрепленные на валах 7 и 8, пружина 13, один опорный виток кото-рой опирается в корпус, а второй через упорный подшипник 14 в вал 8, пружина 15. один опорный виток которой опирается на вращающуюся опору 16 вала 3, а второй во вращающуюся опору 17 вала 7, при этом ведущий вал 3 и вал 7 образуют ведущую, а ведомый вал 4 и зал 8 ведомую систему, причем, валы 7 и 8 могут совершать возвратно-поступательное и угловое „перемещение на величину щелевых зазоров hi и h2. где hi и h2 относительно корпуса 1 и валов 3 и 4 с каретками, фрикционные ролики 18 и 19 с рабочей торовой вогнутой поверхностью, закрепленные на удлиненных осях 20, средняя часть которых закреплена во вращающихся опорах 21 корпуса 1, причем, оси 20 установлены в шарнирных опорах 21 в подшипниках (на чертеже не обозначено), а центры качения опор и осей удалены от оси вращения дисков 11 и 12, что обеспечивает минимальные проскальзывания торовых сопряжений дисков 11, 12 с роликами 18,19, причем, шаровые опоры 2 закреплены в корпусе 1 посредством подшипников 22 (обозначены условно, см. фиг.2).

Устройство работает следующим образом.

Прм нулевом изгружении валов 3. 4 щелевые зазоры hi и h2 имеют максимальные величины, колеса 5 кареток валов 3, 4 занимают .в V-образных радиальных пазах 6

промежуточных валов 7, 8 устойчивое положение (см, фиг.1). При этом контактное нажатие между дисками 11, 12 и роликами 18, 19 осуществляется пружинами 13 и 15. Причем, нажатие дисков 11 и 12 на ролики 18,

19 при равных плечах осей 20 опор 21 будут равными независимо от величин натяга пружин 13, 15 и наоборот. При этом минимальное нажатие дисков 11, 12 на ролики 18, 19 соответствует нулевому нагружению ведущего и ведомого валов 3, 4 и определяется натягом пружин 13,15 (на чертеже элементы регулирования натяга пружин не обозначены) в начальных условиях - при сборке устройства.

При нагружении валов 3,4 больше нуля,

колеса 5 кареток набегают на плоскости пазоа 6. При этом вал 8 перемещается в под. шипникзх 9, 10 вниз вместе с диском. 12

относительно торовых сопряжений роликов

18. Пружина 13 сжимается и щелевой зазор ha уменьшается на величину, пропорциональную иагружению валов 4. Подшипник 14 исключает крутильные колебания пружины 13, Одновременно перемещается вверх

вал 7 вместе с диском 11 и по торовым сопряжениям роликов 19 и щелевой зазор hi уменьшается на величину, пропорциональную нагружению вала 3. Вращающаяся опора 17 вала 7 исключает крутильные

колебания пружины 15. При этом оси 20 роликов 18 и 19 синхронно и противонаправленно поворачиваются в опорах 21 посредством подшипников 22 корпуса 1 и их торовые сопряжения с дисками 11 и 12 коитактируют между собой с усилием нажатия пропорциональным величине нагружения валов 3 и 4, При нагружении, например, вала 4, диск 11 выходит на большой диаметр роликов 19, а диск 12 на меньший диаметр

роликов 18 осей 20 и вала 4 автоматически возрастает, пропорционально нагруже- иию, а его частота вращения понижается. При уменьшениях нагружении валов 3, 4 саморегулирование ,Мкр идет в обратном

порядке. Опора 16 пружины 15 вращается вместе с валом 3. В таком же порядке осуществляется саморегулирование нажатия дисков 11 и 12 на ролики 18, 19 осей 20. При перегрузках, например, вала 4 щелевой зазор hi уменьшается до минимума. Вал 3 перемещается вверх и через подшипник И опирается в корпус 1. Диск 11 выходит из контакта с роликами 19 и кинематическая связь валов 3, 4 разрывается.

предохраняя привод и режущий инструмент от поломок и разрушений.

При перегрузке вала 3, (вместе с валом 7), вал 8 переместится вниз, щелевой зазор ha станет минимальным, витки пружины 13 сомкнутся и диск 12 выйдет из контакта с роликами 18 осей 20, разрывая при этом кинематическую связь валов 3 и 4. Таким образом, система предохранена от перегрузок как ведущего, так и ведомого вала.

Внутренняя полость корпуса 1, подшипников 2 и 10 заполняется маслом. При этом смазка подшипников 10 может быть консистентной.

Таким образом, предложенный регулятор мощности осуществляет автоматическое регулирование мощности и ведомого вала А при постоянном /гкр ведущего вала 3. При этом осуществляется также автоматическое изменение нажатия дисков 11, 12 на фрикционные поверхности конических роликов 18,19 осей 20, величина которого всегда пропорциональна нагрузке, например, на вал 4 и т.д. Причем, удаление центров качения осей 20 и их роликов 18,19 от дисков 11,12 значительно снижает величины проскальзывания фрикционных пар и повышает их работоспособность и КПД.

Формула изобретения

Вариатор, содержащий корпус, установленные в нем с возможностью вращения ведущий и ведомый валы, промежуточные элементы и связывающие их с ведущим и ведомым валами соответственно ведущий и ведомый механизмы регулирования, отличающийся тем, что, с целью повышения

надежности и зффекшвности. промежуточные элементы выполнены в виде установленной средней частью в шарнирной опоре с возможностью вращения оси, с обеих ком- 5 цов которой установлены ролики с рабочей торовой вогнутой пооерхностью и с основаниями разных диаметров так, что рабочие поверхности роликов параллельны, каждый из механизмов регулирования выполнен в

0 виде жестко закрепленного на валу держателя, колеса, жестко закрепленного на нем, установленного с возможностью вращения и осевого перемещения дополни- тельн ого вала с выполненным на торце,

5 взаимодействующим с соответствующим валом, V-образного радиального паза, взаимодействующего с колесом, фрикционного диска, установленного на дополнительном валу и взаимодействующего с рабочими по0 верхностями роликов, равномеоно расположенных вокруг фрикционного диска, поджимающих фрикционные диски к роликам пружин, установленных в ведущем механизме регулирования одним концом на

5 ведущем валу, другим концом - на дополнительном валу с возможностью совместного вращения с валами с образованием зазора hi между взаимодействующим с ведущим валом торцем дополнительного ва0 ла и корпусом, в ведомом механизме регулирования - одним концом на корпусе, другим концом через подшипники на дополнительном валу с образованием зз- зора h2 и между взаимодействующим с ве5 домым валом торцем дополнительного вала и корпусом, а зазоры связаны между собой зависимостью Ii2 2:hi.

А-А

Использование: механические системы управления и автоматического регулирования. Сущность изобретения: вариатор, содержащий корпус 1, внутри которого размещены ведущий 3 и ведомый 4 валы, связанные с последними фрикционные диски 11,12, размещенные между ними ролики с торовой рабочей поверхностью 18, 19 и установленные шарнирно на осях также механизмы регулирования. К примеру, при нагружениях ведомого вала 4 диски перемещаются навстречу друг другу и автоматически изменяют/fcp и частоту вращения вала 4. При перегрузках вала 3 и 4 щелевые зазоры hi и Из уменьшаются до минимума и кинематическая связь валов 3 и 4 разъединяется, предохраняя привод и режущий инструмент от поломок и разрушений. 2 ил. s ел с со to о о о о

Ш2