КЛИНОРЕМЕННЫЙ ВАРИАТОР

Заявляемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в конструкциях элементов механических передач, в частности, в составе привода молотильного барабана в качестве ведомого вариатора.
Известен ведомый вариатор комбайна РСМ-161, который применяется совместно с принудительно регулируемым (посредством гидроцилиндра) ведущим вариатором [Комбайн зерноуборочный самоходный РСМ-161. - Руководство по эксплуатации. - Ростов-на-Дону: ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш», 2017]. Ведомый вариатор содержит неподвижный и подвижный диски с коаксиальными ступицами, между которыми установлена направляющая в виде шпонки, что обеспечивает синхронное вращение дисков. Подвижный диск подпружинен относительно неподвижного диска и снабжен тремя кулачками. Элементы неподвижного и подвижного дисков со ступицами, пружиной, шпонкой и накладками образуют блок дисков, который имеет возможность вращаться на валу контрпривода молотильного барабана за счет подшипников скольжения, установленных во внутреннюю часть ступицы неподвижного диска. Перемещение блока дисков вдоль вала контрпривода ограничено кулачковой муфтой, зафиксированной на валу контрпривода, при этом крутящий момент передается от ведущего вариатора на диски ведомого посредством ремня, и подвижный диск за счет кулачков воздействует на зубья кулачковой муфты, тем самым приводится во вращение вал контрпривода молотильного барабана.
Известный вариатор имеет следующие недостатки:
высокая требуемая точность изготовления, что увеличивает себестоимость вариатора;
необходимость частой смазки дорогостоящим средством;
необходимость частой и трудоемкой операции замены направляющей шпонки вследствие быстрого ее изнашивания (уменьшения ее ресурса) от воздействия на нее высоких нагрузок за счет малого плеча расположения.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является шкив клиноременного вариатора [Патент RU 61004 U1, приоритет 10.02.2007], состоящий из взаимно подпружиненных неподвижного и подвижного дисков с коаксиальными ступицами, при этом подвижный диск содержит кулачки и пружину, установленную в полость стаканообразующей кулачковой муфты, установленной на ступице неподвижного диска между гайкой и ступицей подвижного диска с возможностью взаимодействия с кулачками, при этом ступица подвижного диска снабжена втулкой из антифрикционного материала сухого трения.
Недостатками прототипа являются:
низкая надежность работы вариатора, так как при работе подвижный диск проворачивается относительно неподвижного диска, что приводит к кратковременной пробуксовке ремня и снижает его ресурс или приводит к выходу его из строя;
необходимость частой смазки коаксиальных ступиц, что приводит к дополнительным затратам по трудоемкости обслуживания, а также по использованию смазочных материалов;
высокая требуемая точность изготовления, что увеличивает себестоимость вариатора.
Задача полезной модели - улучшение потребительских качеств и уменьшение затрат на обслуживание ведомого вариатора, снижение себестоимости его изготовления, увеличение его ресурса и повышение надежности в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в ведомый вариатор, установленный на валу молотильного барабана и связанный с ведущим вариатором посредством клиновидного ремня, включающий в себя взаимно подпружиненные за счет пружины неподвижный и подвижный диски, при этом подвижный диск снабжен кулачками из полимерных материалов, которые взаимодействуют с зубьями кулачковой муфты, а неподвижный диск имеет в своем составе ступицу, введены шесть направляющих осей, по которым подвижный диск имеет возможность совершать осевые перемещения по шести втулкам, установленным в подвижном диске, что обеспечивает синхронное вращение подвижного и неподвижного дисков, при этом фиксация пальцев в неподвижном диске и фиксация втулок в подвижном диске обеспечены прессовой посадкой, а также шесть направляющих пальцев, которые связаны между собой с помощью фиксатора и болтов. Элементы неподвижного и подвижного дисков, пружина, сжатая крышкой, которая зафиксирована стопорным кольцом на ступице неподвижного диска, образуют блок дисков, который имеет возможность вращаться на ступице кулачковой муфты за счет подшипников скольжения, установленных во внутреннюю часть ступицы неподвижного диска и не требующих периодической смазки. Осевое перемещение блока дисков вдоль ступицы кулачковой муфты ограничено двумя упорами из полимерных материалов, шайбой, установленной в упор буртика вала молотильного барабана, и ступицей кулачковой муфты, при этом ступица кулачковой муфты зафиксирована на валу молотильного барабана от осевого перемещения шайбой и гайками, а крутящий момент на вал передается с помощью шпонки.
Применение подшипников скольжения, не требующих смазки, а также исключение из конструкции вариатора ступицы на подвижном диске и применение шести направляющих осей с полимерными втулками позволяет исключить необходимость в периодическом обслуживании для смазывания, улучшает потребительские свойства, а также снижает себестоимость изготовления и обслуживания ведомого вариатора.
Применение ведомого вариатора с синхронным вращением подвижного и неподвижного дисков позволяет устранить пробуксовку и возможность переворота ремня, тем самым позволяет увеличить ресурс и повысить надежность конструкции.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - вариаторная передача в сборе, вид слева;
фиг. 2 - ведомый вариатор, сечение А-А с фиг. 1.
Заявляемое устройство включает в себя следующие конструктивные элементы (фиг. 1-2): 1 - ведущий вариатор; 2 - клиновой ремень; 3 - вал молотильного барабана; 4 - ведомый вариатор; 5 - фиксатор с болтами 6; 7 - подвижный диск; 8 - кулачковая муфта со ступицей 9 и торцом 10; 11 - неподвижный диск со ступицей 12; 13 - крышка; 14 - стопорное кольцо; 15 - пружина; 16 - подшипник скольжения; 17 - втулка; 18 - направляющая ось; 19 - кулачок; 20 - блок дисков; 21 - буртик вала молотильного барабана 3; 22 - шайба; 23, 24 - упоры; 25 - шайба; 26 - гайка; 27 - болты; 28 - шпонка; 29 - зуб кулачковой муфты 8.
Заявляемый ведомый вариатор 4 установлен на валу молотильного барабана 3 и связан клиновидным ремнем 2 с ведущим вариатором 1. Заявляемый ведомый вариатор 4 содержит подвижный 7 и неподвижный 11 диски со ступицей 12. На подвижном диске 7 запрессованы шесть втулок 17, в которые входят шесть направляющих осей 18, запрессованных в неподвижном диске 11. Втулки 17 и направляющие оси 18 образуют подвижное соединение вдоль оси вала молотильного барабана 3 и относительно нее ограничивают поворот подвижного диска 7 относительно неподвижного диска 11. Направляющие оси 18 связаны между собой фиксатором 5 с помощью болтов 6. Между подвижным диском 7 и крышкой 13 установлена пружина 15, при этом крышка 13 зафиксирована стопорным кольцом 14 на ступице 12 неподвижного диска 11.
Таким образом, подвижный диск 7 подпружинен относительно неподвижного диска 11, и в сборе они образуют блок дисков 20, который устанавливается на ступицу 9 с помощью подшипников скольжения 16, установленных в ступицу 12 неподвижного диска 11. Блок дисков 20 ограничен по перемещению вдоль оси вала молотильного барабана 3 с одной стороны упором 23 и кольцом 22, которое упирается в буртик 21 вала молотильного барабана 3, с другой стороны, - упором 24, который упирается в торец 10 ступицы 9, которая закреплена на кулачковой муфте 8 с помощью болтов 27. При этом ступица 9 зафиксирована на валу молотильного барабана 3 шайбой 25, гайками 26 и шпонкой 28. Требуемый угол поворота блока дисков 20 вокруг оси вала молотильного барабана 3 обеспечивается зубьями 29 кулачковой муфты 8, которые контактируют с кулачками 19, установленными на подвижном диске 7.
Устройство работает следующим образом. Посредством клинового ремня 2 (см. фиг. 1) крутящий момент передается от ведущего вариатора 1 на ведомый вариатор 4. При возникновении нагрузки на валу молотильного барабана 3 в процессе работы данная нагрузка с помощью шпонки 28 передается на ступицу 9, которая связана с кулачковой муфтой 8 при помощи болтов 27. Зубья 29 кулачковой муфты 8 приходят во взаимодействие с кулачками 19 (см. фиг. 2) и создают осевое усилие на подвижный диск 7, что приводит в движение блок дисков 20 (см. фиг. 2). При этом блок дисков 20 ограничивается в осевом перемещении упором 23 и кольцом 22, установленным в буртик 21, но поворачивается относительно оси вала молотильного барабана 3 за счет подшипников скольжения 16 на величину, пропорциональную перемещению зубьев 29 кулачковой муфты 8 по кулачкам 19. Отсутствие проскальзывания клинового ремня 2 обеспечивается за счет осевого зажатия ремня между подвижным 7 и неподвижным 11 дисками, а также за счет отсутствия их поворота друг относительно друга посредством шести направляющих осей 18 и втулок 17, образующих подвижное соединение вдоль оси вала молотильного барабана 3 (см. фиг. 1, 2).
Технический результат заключается в том, что применение ведомого вариатора с синхронным вращением подвижного и неподвижного дисков позволяет исключить пробуксовку и переворот ремня, тем самым позволяет увеличить ресурс и повысить надежность конструкции; применение подшипников скольжения, не требующих смазки, а также исключение ступицы на подвижном диске и применение шести направляющих осей с полимерными втулками позволяет исключить необходимость в периодическом обслуживании путем смазывания, что улучшает потребительские свойства, а также снижает себестоимость изготовления и обслуживания ведомого вариатора.