УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА НА ВАЛУ ПРИВОДА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к автомобилестроению и может быть использована в конструкциях вентиляторов, применяемых для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
Известны электровентиляторы, включаемые в работу при достижении заданной температуры двигателя. В таких устройствах вентилятор крепится на валу электродвигателя.
Известно устройство крепления вентилятора на валу привода по заявке №2003121769/06(023119) от 15.07.2003 г. Класс МПК 7 F 04 D 29/26 (патент Российской Федерации 2231690).
Указанное техническое решение является прототипом заявляемой полезной модели.
Прототип заявленного технического решения содержит установленный на валу электродвигателя вентилятор, содержащий два диаметрально расположенных продольных паза, штифт, входящий в пазы вентилятора и обеспечивающий передачу крутящего момента, а также узел фиксации вентилятора от осевого перемещения, который выполнен в виде пластинчатой пружины с центральным отверстием диаметр которого равен диаметру кольцевой канавки вала и продольным зевом, соединенным с центральным отверстием, при этом ширина зева меньше диаметра центрального отверстия на величину, обеспечивающую потребный для установки пластинчатой пружины натяг. Пластинчатая пружина содержит полукруглую и прямоугольную части, причем прямоугольная часть, для обеспечения требуемой, как при установке, так и при эксплуатации, жесткости выполнена с продольными прорезями. На поверхности вентилятора выполнено углубление повторяющее внешний контур пластинчатой пружины.
Недостатком прототипа является недостаточная жесткость пластинчатой пружины проявляющаяся в появлении в процессе эксплуатации осевого люфта, при значительной деформации кромок пластины в процессе установки ее с натягом на диаметр канавки вала. Это связано с формой продольного зева и геометрической прямоугольной формой кромок пластины, поскольку, при установке пластины на вал, деформация кромок пластины возрастает от минимального значения на входе зева в канавку вала до максимального, в зоне центрального отверстия, при постоянной жесткости кромок пластины. Для обеспечения допустимой деформации пластины необходимо либо снижать величину натяга, что приводит к снижению надежности крепления пластины на валу, либо снижать жесткость пластины, например уменьшением ее толщины, что не обеспечивает надежности фиксации вентилятора от осевого перемещения в процессе эксплуатации устройства.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности крепления вентилятора на валу привода при снижении трудоемкости сборки и разборки устройства.
В соответствии с техническим решением, предложенным в заявке на полезную модель, указанная задача решается новой конструкцией пластинчатой пружины в устройстве крепления вентилятора.
В указанном устройстве пластинчатая пружина снабжена пазом переменной ширины, расширяющимся к центру отверстия, а наружный контур пластины имеет скошенные трапецевидные кромки, симметрично расположенные относительно оси паза, при этом размер кромок по ширине от начала паза к центру отверстия возрастает.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен разрез устройства крепления вентилятора на валу привода. На фиг.2 изображен вид в плане на пластинчатую пружину.
На валу 1 привода вентилятора 2 установлен штифт 3, входящий в продольные пазы 4 вентилятора 2, а на конце вала выполнена канавка 5, с диаметром 6. В канавку 5 заведена пластинчатая пружина 7, охватывающая пазом
8 (см. фиг.2) диаметр 6 канавки 5 вала 1. Пластинчатая пружина 7 имеет прогиб перпендикулярный оси паза 8. Начальная ширина паза 8 имеет размер «b», а в зоне центрального отверстия - размер «g», близкий или равный диаметру 6 паза 5 вала 1. Разность размеров «g» и «b» определяет натяг при посадке пластинчатой пружины 7 на вал 1. Наружный контур пластинчатой пружины 7 имеет скошенные трапецевидные кромки 9, которые в зоне размера «b» имеют минимальный размер «с», а в зоне центрального отверстия - максимальный размер «k», что обеспечивает переменную (возрастающую) жесткость пластинчатой пружины в направлении оси паза 8.
Работает устройство следующим образом. На вал 1 привода со штифтом 3 устанавливается вентилятор 2, при этом выступающие концы штифта 3 входят в пазы 4 вентилятора 2. В кольцевую канавку 5 вала 1 заводится паз 8 пластинчатой пружины 7, контактирующей вогнутой частью с вентилятором 2. Паз 8 пластинчатой пружины 7, контактируя своим минимальным размером «b» с диаметром 6 канавки 5 вала 1, обеспечивает расхождение кромок 9 пружины 7 от оси паза 8. Угол раскрытия кромок 9 пружины 7 в начальный момент-максимальный, определяемый величиной натяга паза 8 с размером «b» на диаметр 6 с размером «g» канавки 5. По мере продвижения диаметра 6 канавки 5 вала 1 к центру пластинчатой пружины 7 угол расхождения кромок 9 пружины 7 уменьшается и, при совпадении оси вала 1 с центром пластинчатой пружины 7, кромки 9 возвращаются в исходное состояние. Таким образом, штифт 3 контактируя с пазами 4 вентилятора 2 обеспечивает передачу крутящего момента с вала 1 на вентилятор 2, а пластинчатая пружина 7, установленная в канавку 5 вала 1, обеспечивает фиксацию вентилятора 2 от осевого перемещения относительно вала 1.
Выполнение пластинчатой пружины 7, с переменной жесткостью в двух плоскостях по длине паза 8, которая достигается за счет скоса кромок 9 с размера «k», в зоне центрального отверстия пружины 7, до размера «с» и выполнения пластинчатой пружины 7 в виде трапеции, позволяет обеспечить надежную осевую фиксацию вентилятора 2 относительно вала 1 при переменных осевых
эксплуатационных нагрузках. Выполнение паза 8 переменной ширины, с увеличением размера к центральному отверстию пластинчатой пружины 7 позволяет обеспечить максимальный натяг при посадке пружины 7 в канавку 5 вала 1, при одинаковых с прототипом деформациях, что обеспечивает увеличение надежности посадки пружины 7 на вал 1.
Пластинчатая пружина в заявленном техническом решении может быть изготовлена и с другим наружным контуром, при этом, конфигурация кромки пружины выполняется в соответствии с потребным расчетным законом изменения жесткости пластины. Ширина паза пластинчатой пружины по его длине может изменяться также по любому закону. Изготовление пластинчатой пружины заявленного устройства, технологично. Металлоемкость пластинчатой пружины, ее стоимость и стоимость технологической оснастки ниже чем у прототипа.