МНОГОДИСКОВАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к многодисковым фрикционным муфтам, преимущественно транспортных средств.
Известны многодисковые фрикционные муфты, содержащие две полумуфты, взаимодействующие через фрикционные диски, между которыми расположены упругие элементы (А.С. №970000, F 16 D 13/52, 1982 - [1], А.С.№1006814, F 16 D 13/52, 1983 - [2], А.С. №727899, F 16 D 13/52, 1980 - [3], А.С. №1278519, F 16 D 13/52, 1984 - [4].
Особенностью этих муфт является применение упругих элементов, установленных между дисками и обеспечивающих гарантированное разведение дисков муфты для полного ее выключения и повышения за счет этого надежности работы муфты.
В муфте [1] применены пружины, расположенные между опорным диском и каждым из нажимных дисков, снабженные ползунами в виде стаканов с буртами и упорами в виде втулок, обеспечивающими гарантированное индивидуальное разведение нажимных дисков. Конструкция муфты отличается сложностью, при этом она не обеспечивает плавность включения муфты.
Фрикционная муфта [2] между нажимными и фрикционными дисками имеет кольцевые гофрированные пружины, толщина которых в свободном состоянии больше толщины фрикционных дисков, обеспечивающие разведение дисков в выключенном состоянии.
Основными недостатками этих вариантов муфт является сложность конструкции и сложность обеспечения плавного увеличения передаваемого крутящего момента в процессе включения муфты.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и получаемому результату является многодисковая фрикционная муфта,
содержащая внутреннюю полумуфту с продольными пазами, установленные на ней фрикционные диски, выполненные с выступами, расположенными в пазах внутренней полумуфты, наружную полумуфту с пальцами, расположенными равномерно по окружности, смонтированные на ней нажимные и упорный диски, поршень гидроцилиндра и устройство для индивидуального разведения дисков, выполненное в виде контактирующих с дисками пружин (А.С. №970000, F 16 D 13/52, 1982 - [1], принятая в качестве прототипа.
Недостаток известной муфты - сложность обеспечения плавного увеличения передаваемого крутящего момента в процессе включения муфты.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении плавности и безударного включения муфты для повышения надежности и долговечности машин и механизмов, использующих многодисковые фрикционные муфты.
Технический результат достигается тем, что в многодисковой фрикционной муфте, содержащей внутреннюю полумуфту с продольными пазами, установленные на ней фрикционные диски с выступами, входящими в продольные пазы, наружную полумуфту с продольными направляющими, расположенными равномерно по окружности, смонтированные на ней нажимные и упорный диски, связанные с продольными направляющими наружной полумуфты, поршень гидроцилиндра и устройство для индивидуального разведения дисков, выполненное в виде контактирующих с дисками пружин, новым является то, что установленные между каждой парой нажимных дисков, между последним нажимным диском и упорным диском на продольных направляющих комплекты пружин отличаются друг от друга жесткостью.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг.1, 2, 3, где:
Фиг.1 - муфта с четырьмя фрикционными дисками (в разрезе);
Фиг.2 - вид характеристик четырех комплектов пружин;
Фиг.3 - зависимость момента, передаваемого муфтой, от перемещения поршня.
Предлагаемая муфта состоит из наружной полумуфты 1, в которой размещен поршень гидроцилиндра 2, нажимные 3, перемещающиеся в осевом направлении, и опорный 4 диски, передающие вращающий момент на наружную полумуфту 1 через направляющие пальцы 5, и внутренней полумуфты 6, с которой через шлицевое соединение связаны фрикционные диски 7. Между нажимными дисками установлены комплекты междисковых пружин 8, 9, 10, 11. Жесткость пружин в комплекте одинаковая, а жесткость пружин от комплекта к комплекту различна.
Многодисковая фрикционная муфта работает следующим образом. Жесткость и начальная длина пружин в каждом комплекте выбраны таким образом, что при отсутствии давления в цилиндре фрикционные диски разводятся пружинами на равные расстояния, отмеченные на Фиг.2 как начальный зазор. При этом усилия всех пружин одинаковы, равны Fнач и обеспечивают возврат поршня в исходное положение.
При подаче жидкости в цилиндр наиболее быстро деформируются пружины 1-й ступени как наименее жесткие. Когда давление в цилиндре достигнет значения F1 (Фиг.2), в первой ступени начальный зазор будет полностью выбран и соответствующий фрикционный диск начнет передавать вращающий момент от ведущей полумуфты к ведомой (Мфр). Этот момент будет плавно нарастать в соответствии с перемещением поршня при увеличении давления в цилиндре (Фиг.3). В остальных фрикционных парах будет сохраняться зазор, и они не будут принимать участия в формировании вращающего момента. При достижении в цилиндре давления F2 будет выбран зазор во второй фрикционной паре и она включается в передачу вращающего момента (Фиг.3). Постепенно в процессе перемещения поршня Мфр будет плавно увеличиваться, как показано на Фиг.3.
Когда рабочий ход поршня 2 будет полностью выбран, величина Мфр будет увеличиваться с ростом давления в цилиндре.
За счет включения в конструкцию фрикционной муфты комплектов междисковых пружин с различной жесткостью обеспечивается плавное увеличение передаваемого вращающего момента, что предотвращает возникновение жестких ударных нагрузок в механизме. Второй положительный эффект предлагаемой конструкции состоит в том, что включение фрикциона начинается и происходит еще в процессе движения поршня. Это позволяет при необходимости сократить время включения с сохранением плавности включения. Если нет необходимости в сокращении времени включения, положительный эффект предлагаемой конструкции состоит в том, что уменьшается расход жидкости, подаваемой в цилиндр, т.е. можно применить экономичный насос с меньшей производительностью.