ХРАПОВЫЙ МЕХАНИЗМ СВОБОДНОГО ХОДА
RATCHET MECHANISM OF FREE TRAVEL

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в импульсных приводах, стендовом оборудовании и т.д.
Известен храповый механизм свободного хода, содержащий храповое колесо с дисковыми поводками, обойму с установленными на ней собачками, контактирующими с зубьями храпового колеса, упоры, выполненные на боковых гранях собачек и контактирующие с дисковыми поводками, два кольцевых ограничителя, установленные концентрично храповому колесу и связанные с ним (a.с. №1027448, МПК F16 41/12, опубл. 07.07.83 г., №25).
Недостатком данного устройства является преждевременный износ деталей, что приводит к снижению долговечности механизма в целом.
Известен храповый механизм свободного хода, содержащий колесо, обойму, на внутренней поверхности которой имеется кольцевая канавка, в обойме установлены пластины, контактирующие с зубьями храпового колеса. Кроме того, механизм содержит подвижные опоры, на которых расположены оси пластин и упругие элементы, выполненные в виде кольца, установленного в канавку и зафиксированного в ней расположенными по окружности подвижными опорами (а.с. №836415, МПК F16D 41/12, опубл. 07.06.81 г., №21).
Недостаток устройства в том, что при работе механизма в фазе свободного хода происходит интенсивный износ подвижных сухарей, что снижает долговечность механизма.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является храповый механизм свободного хода, содержащий храповое колесо с закрепленными на нем двумя дисками, обойму с установленными в ней на осях пластинами, контактирующими с зубьями храпового колеса, закрепленные на пластинах гильзы с вставленными в них подвижными сухарями, разжимаемыми пружинами. Рабочая поверхность каждого диска выполнена в виде двух концентричных колец, имеющих различный коэффициент трения, причем меньший коэффициент трения у большего наружного кольца, на обойме выполнены радиальные приливы, содержащие профилированные сходящиеся канавки с упорами на концах, в которых размещены подвижные элементы пружин, канавки выполнены по радиусу перемещения сухарей вокруг осей вращения пластин (патент №2119601, МПК F16D 41/12, опубл. 27.09.98 г., №27).
Недостатком прототипа является сложность конструкции. Рабочая поверхность каждого диска выполнена из двух концентрических колец из различных материалов. Обойма имеет приливы, в которых выполнены профилированные сходящиеся канавки. В переходной зоне, при движении сухаря с одного кольца на другое, из-за разного коэффициента трения на них сила трения изменяется, в результате возникают дополнительные колебания тел заклинивания, что приводит к уменьшению срока службы и к увеличению износа механизма в целом.
Предлагаемым изобретением решается задача: повышение долговечности, снижение шума.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении плавного движения рабочих тел заклинивания.
Указанный технический результат достигается тем, что в храповом механизме свободного хода, содержащем храповое колесо с закрепленными на нем двумя дисками, обойму с установленными в ней на осях пластинами, контактирующими с зубьями храпового колеса, закрепленные на пластинах гильзы с вставленными в них подвижными сухарями, разжимаемыми пружинами, новым является то, что рабочая поверхность каждого диска относительно торцевой плоскости храпового колеса выполнена под углом α из условия равенства моментов от сил трения и веса пластин, рабочая поверхность сухарей имеет клиновую или конусную форму.
Совокупность признаков заявляемого изобретения позволяет обеспечить плавное движение рабочих тел заклинивания, тем самым продлить срок службы храпового механизма свободного хода и снизить его шум.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.
Сущность предлагаемого механизма поясняется чертежами, где:
на фиг.1 представлен храповый механизм свободного хода,
на фиг.2 - разрез по оси вращения фиг.1,
на фиг.3 - расчетная схема.
Храповый механизм свободного хода содержит храповое колесо 1 и обойму 2. В обойме 2 на осях 3 установлены тела заклинивания пластины 4. На пластинах 4 закреплены гильзы 5 с вставленными в них сухарями 6, разжимаемыми предварительно поджатой пружиной 7. К храповому колесу крепятся два диска 8. Рабочая поверхность дисков 8 выполнена под углом α к торцевой поверхности храпового колеса 1. Рабочая поверхность сухарей 6 имеет конусную форму.
Механизм работает следующим образом. При повороте храпового колеса 1 против часовой стрелки пластины 4 увлекаются сухарями 6 за счет силы трения и входят в зацепление с зубьями храпового колеса 1. Пластины 4, обойма 2 вращаются как единое целое. Храповый механизм включен, происходит рабочий ход.
При повороте храпового колеса 1 по часовой стрелке (свободный ход) пластины 4 перемещаются от храпового колеса 1 по радиусу относительно (вокруг) осей 3 до определенного равновесного состояния, определяющегося условием равенства моментов от сил трения и веса пластин 4 относительно осей 3.
тp
∑M(F)=∑М(ϑ)
Равенство моментов от сил трения и веса пластин достигается за счет уменьшения силы трения между трущимися элементами, наклонными рабочими поверхностями дисков 8 и сухарей 6, так как при движении пластин вверх сила трения уменьшается, а при движении вниз увеличивается. Сила трения определяется Fтp.=N·f; нормальная сила - N=C·Δl - величина переменная, зависит от жесткости пружины с и ее абсолютной деформации Δl. Если величина момента трения недостаточна для удержания пластин в крайнем, максимально удаленном от центра храпового колеса 1 положении, то пластины 4 переместятся к храповому колесу. Пружина 7 сожмется, следовательно, увеличится сила трения, и возрастет момент трения относительно осей 3. С увеличением момента трения пластины 1 переместятся вверх. Момент трения уменьшится и т.д. Колебания пластин 4 и их удержание будет происходить около положения равновесного состояния.