АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Техническое решение относится к области машиностроения, в частности к передачам с гибкой связью.
Известно механическое устройство (см., например, а.с. СССР №346528, кл. F16Н 7/08 от 25.12.70 г.) для натяжения гибкого элемента, содержащее корпус, крышку, подпружиненный плунжер, взаимодействующий с роликом натяжного устройства. На наружной поверхности плунжера выполнена кольцевая канавка специального профиля, которая заполнена телами качения (шариками). Пружина перемещает плунжер и создает усилие натяжения гибкого элемента. Фиксация плунжера от обратного хода обеспечивается заклиниванием шариков в клиновом зазоре между корпусом и конической поверхностью канавки плунжера.
К недостаткам устройства следует отнести:
- технологические погрешности изготовления канавки, корпуса, шариков приведут к тому, что в процессе динамического заклинивания будут работать один, два шарика. Это приведет к образованию лунок на расклинивающих поверхностях с образованием замкового соединения и, как следствие, заклиниванию плунжера при рабочем ходе;
- устройство может работать только при определенном пространственном положении, а именно вертикальном или близким к этому, вследствие того, что шарики в клиновой зазор закатываются под собственным весом;
- замена упругого элемента после выхода его из строя требует подетальней разборки устройства, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов.
Известно автоматическое устройство для натяжения гибких элементов, (см., например, патент РФ №2132986, М. кл. F16Н 7/08 от 05.04.96 г.) состоящее из корпуса с Г-образным каналом и с угловым отверстием. Внутри Г-образного канала расположен шток с возвратной пружиной, соединенный с натяжным элементом, и подпружиненные тела качения. В горизонтальной части корпуса расположен клиновой механизм, включающий в себя толкатель и штангу. Толкатель расположен в угловом отверстии и поджат посредством штанги к одному из тел качения, находящемуся в точке перегиба Г-образного канала. Устройство содержит также регулировочную гайку, натяжную пружину, храповой механизм с фиксатором, установленным в регулировочной гайке. Корпус имеет две пары салазок с профилированными зубьями и две пары роликов с осями, жестко связанными со спаренными эксцентриками-пластинами.
Устройство решило задачу - обеспечение расширения эксплуатационных возможностей путем сокращения времени на приведение в рабочее состояние гибкой связи и на операцию ее замены. Однако конструктивная сложность и соответственно высокая себестоимость ограничило применение данного устройства в двигателях внутреннего сгорания.
Известно автоматическое устройство для натяжения гибких элементов (см. заявка №2002129661/28 (031204) от 04.11.2002 г.), содержащее корпус с основанием и цилиндрическим буртиком с аксиальной проточкой, на котором установлена цилиндрическая гильза, образующая с корпусом кольцевую камеру для масла. Внутренняя поверхность гильзы и плунжер образуют плунжерную пару. Плунжер жестко закреплен на крышке корпуса. На наружной поверхности крышки выполнен осевой выступ в виде обечайки, который может перекрывать цилиндрический буртик основания корпуса. При этом вдоль наружной поверхности проточки буртика установлена распорная пружина. Цилиндрическая гильза со стороны основания корпуса имеет дно, в котором выполнен канал для подвода масла и шариковый обратный клапан.
Указанное устройство использовало гидравлический демпфер с встроенным перепускным дросселем, что позволило сократить время на приведение в рабочее состояние гибкой связи, в том числе ее замену. Это обеспечивается подбором сечения дросселя, гидравлическое сопротивление которого должно превышать усилие демпфирования. В этом случае можно, не разбирая устройства, аксиальным усилием сместить крышку с плунжером в сторону корпуса и произвести замену гибкого элемента. В тоже время известно, что гидравлическое демпфирование может успешно работать только при отсутствии в системе воздуха. Предложенное техническое решение не показало пути решения этой проблемы, как при заполнении внутренних полостей маслом в процессе сборок, так и при транспортировке и работе в составе двигателя. Это обстоятельство привело к снижению надежности и работоспособности устройства. Дополнительно к этому следует отметить тот факт, что конструктивная сложность и, соответственно, высокая себестоимость также привели к ограничению применения данного устройства в двигателях внутреннего сгорания.
Известно гидромеханическое устройство для натяжения цепи (см., например, патент РФ №2156901 F16Н 7/08 от 30.11.98 г.), содержащее корпус в виде полого цилиндра, крышку с каналом - для подачи смазки, шариковый обратный клапан, подпружиненный плунжер. На наружной поверхности выполнены две канавки трапецеидального профиля, где установлены кольцевые элементы, которые могут последовательно взаимодействовать с кольцевыми проточками треугольного профиля корпуса. При этом сопряженные через кольцевой элемент канавки плунжера и проточки корпуса образованы частями соосных круговых конических поверхностей, имеющих одинаковые углы при вершине.
К недостаткам устройства следует отнести:
- снижение эксплуатационных возможностей из-за увеличения времени на приведение в рабочее состояние гибкой связи, а также в процессе ее замены. Это вызвано необходимостью демонтажа, подетальной разборки и монтажа изделия.
Прототипом предлагаемого изобретения является гидромеханическое устройство по патенту РФ №2156901 F16Н 7/08 от 30.11.98 г.
Целью технического решения является повышение эксплуатационных возможностей путем снижения времени на приведение в рабочее состояние гибкой связи и при ее замене.
Указанная цель достигается тем, что в известном автоматическом устройстве для натяжения гибких элементов, содержащем корпус с основанием, на котором выполнен выступ в виде цилиндрической обечайки, на внутренней поверхности которой выполнен ряд равномерно расположенных кольцевых проточек треугольного профиля, образованного частями двух круговых конических поверхностей, крышку с основанием и осевым буртиком в виде пустотелого цилиндра, на наружной поверхности которого выполнена канавка трапецеидального профиля с кольцевым элементом, который может взаимодействовать с коническими поверхностями проточки, канавки соответственно корпуса и крышки, распорную пружину, установленную коаксиально наружной поверхности выступа корпуса, сопряженные через кольцевой элемент конические поверхности проточки, канавки соответственно корпуса и крышки выполнены соосными и могут иметь общее круговое основание при этом на внутренней поверхности выступа корпуса со стороны крышки дополнительно выполнена кольцевая проточка трапецеидального профиля, которая может взаимодействовать с кольцевым элементом канавки крышки и на основаниях корпуса и крышки выполнены кольцевые канавки, в которых установлена гофрированная упруго-эластичная манжета.
Техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - продольный разрез устройства;
фиг.2 - разрез по канавке крышки и проточке корпуса в увеличенном масштабе и схема сил на кольцевом элементе, где:
F1 - сила со стороны крышки;
F2 - сила противодействия корпуса;
F3 - результирующая сила;
F4 - сила упругости кольцевого элемента.
Устройство содержит корпус 1 с основанием 2 и выступом 3, на внутренней поверхности которого выполнены кольцевые проточки 4 треугольного профиля. Проточки образованы частями круглых конических поверхностей 5,6. Внутри выступа 3 корпуса 1 установлен осевой буртик 7 основания 8 крышки 9. На наружной поверхности буртика 7 выполнена канавка 10 трапецеидального профиля, в которой установлен кольцевой элемент 11. Коаксиально наружной поверхности выступа 3 установлена распорная пружина 12. Канавка 10 буртика 7 имеет коническую поверхность 13. Конические поверхности 5, 13 соответственно проточек 4 и канавок 10 выполнены соосными и имеют общее круговое основание 14. Со стороны крышки на внутренней поверхности выступа 3 выполнена кольцевая проточка 15 трапецеидального профиля. Кроме этого на основаниях 2, 8 соответственно корпуса 1 и крышки 9 выполнены кольцевые канавки 16, 17, в которых установлена гофрированная упруго-эластичная манжета 18.
Автоматическое натяжное устройство использует упругофрикционное демпфирование для гашения колебательных процессов гибкого элемента. Подбирая углы при вершине конусов 5, 13 можно получить любое усилие упругофрикционного демпфирования необходимое для гашения колебательных процессов гибкого элемента на любых режимах работы двигателя. В тоже время при воздействии на корпус 1 или крышку 9 силой превышающей усилие упругофрикционного демпфирования кольцевой элемент 11 может последовательно взаимодействовать с проточками 4 в обратном направлении. Устройство работает следующим образом. В монтажном состоянии перед установкой устройства в двигатель кольцевой элемент 11 крышки 9 сопряжен с трапецеидальной проточкой 15 корпуса 1, которая ограничила выход буртика 7 из выступа 3. При монтаже гибкого элемента в двигатель приспособлением устройство сжимают до минимального размера и устанавливают гибкий элемент. После демонтажа приспособления распорная пружина 12 начинает перемещать крышку 9 относительно корпуса 1. После выбора слабины кольцевой элемент 11 займет определенное положение в одной из проточек 4. В процессе работы двигателя динамические нагрузки от колебательных процессов гибкого элемента будут гасится через сопряжение - коническая поверхность 13, крышка 9, кольцевой элемент 11, коническая поверхность 5 корпуса 1 на корпусных деталях двигателя. При этом углы при вершинах конических поверхностей 5, 13 подобраны таким образом, чтобы результирующая сила F3 полученная от сложения сил F1 и F2 не превышала силу упругости F4 кольцевого элемента 11. При этом упруго-эластичная манжета 18 предохраняет внутренние полости устройства от попадания грязи и влаги, что обеспечивает длительную работоспособность изделия. При замене гибкого элемента повторяется также операция, которая была описана выше, что обеспечивает повышение эксплуатационных возможностей за счет снижения времени на приведение в рабочее состояние гибкой связи.