НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Полезная модель относится к устройствам передачи крутящего момента гибкой связью, применяемым в машиностроении, в частности, на зерноуборочных комбайнах, в которых ведущий шкив совмещен с валом двигателя.
Известны способы и устройства натяжения ременных передач в кинематических схемах зерноуборочных комбайнов СК-5 "Нива" и СК-6 "Колос" [Зерноуборочные комбайны «НИВА» и «Колос». - М.: «Колос», 1974], содержащие натяжной ролик, шарнирно смонтированный на оси и неподвижно установленный в рычаге, механизм регулировки натяжения ремня: винтовую тягу и сектор с болтом крепления рычага. Расчетное рабочее натяжение ремней в этих решениях осуществляется с помощью механизмов регулировки натяжения.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является механизм натяжения и регулировки ременной и цепной передач [Пат. RU 119574 от 13.01.2013], содержащий ведущий и ведомый шкивы, корпус натяжного механизма, ось натяжения, ось с резьбовой частью для осевой регулировки натяжного шкива, натяжной шкив. Ведущий шкив приводится во вращение от двигателя. Ременный (цепной) контур натягивают перемещением натяжного шкива (звездочки) вдоль оси натяжения в корпусе натяжного устройства.
Недостатками перечисленных устройств и механизмов являются уменьшение расчетного рабочего натяжения ремня при его вытяжке в процессе эксплуатации и, как следствие, необходимость проведения своевременной регулировки натяжения во время работы комбайна или при очередном техническом обслуживании; снижение долговечности подшипников шкивов, вызванное динамическими нагрузками как в радиальном, так и осевом направлениях, т.к. ведущий шкив находится в инерциальной системе, отличной от ведомого и натяжного шкивов, вследствие разнонаправленных колебаний двигателя на упругих опорах, особенно в неустановившихся режимах пуска и останова двигателя. Эти недостатки, в конечном итоге, отрицательно сказываются на долговечности подшипников и ремня и повышают трудоемкость операций регулировки и технического обслуживания комбайна.
Задачей заявляемой полезной модели является получение стабильного натяжения приводного ремня в течение срока его эксплуатации, снижение динамической радиальной и исключение осевой составляющих нагрузки на подшипники, увеличение ресурса приводного ремня и подшипников, снижение трудоемкости операций регулировки и технического обслуживания комбайна.
Для достижения указанного технического результата в заявляемую полезную модель, содержащую ведущий и ведомый шкивы, ось с резьбовой частью для осевой регулировки натяжного шкива и натяжной шкив, введены рычаг, сферическая втулка и автоматическое натяжное устройство, при этом рычаг шарнирно закреплен на оси и через сферическую втулку компенсирует радиальное и осевое смещения шкивов, а автоматическое натяжное устройство включает в себя пружину, сферическую шайбу, опорный кронштейн, тягу, упор, гайки, вилку и ось, при этом пружина опирается на сферическую шайбу, которая скользит по коническому отверстию опорного кронштейна, тем самым позволяя изменять угол установки тяги относительно опорного кронштейна, которая, в свою очередь, передает усилие на пружину, действующую на упор и гайки, и на рычаг при помощи шарнирного соединения тяги, образованного вилкой и осью, позволяющего компенсировать изменение межосевых расстояний шкивов и получить стабильное натяжение приводного ремня в течение срока его эксплуатации.
Благодаря введению указанных признаков достигают стабильного натяжения приводного ремня в течение срока его эксплуатации, снижения динамической радиальной и исключения осевой составляющих нагрузки на подшипники, увеличения ресурса приводного ремня и подшипников, снижения трудоемкости операций регулировки и технического обслуживания комбайна.
Заявляемое устройство иллюстрируется чертежами:
- фиг. 1 - конструкция ременной передачи в изометрической проекции;
- фиг. 2 - сечение оси вращения рычага натяжника.
Заявляемая полезная модель содержит следующие конструктивные элементы: приводной ремень 1, ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, натяжной шкив 4, перемещающийся по радиусу на рычаге 5 относительно оси 6, на которой он устанавливается при помощи сферической втулки 7, пружину 8, опирающуюся на сферическую шайбу 9, которая скользит по коническому отверстию опорного кронштейна 10, тем самым позволяя изменять угловое положение тяги 12 относительно последнего, которая, в свою очередь, передает усилие и, соответственно, обеспечивает перемещение пружины 8, действующей на упор 11 и гайки 13, рычагу 5 при помощи шарнирного соединения тяги 12, образованного вилкой 14 и осью 15.
Устройство работает следующим образом. Вращающий момент передается приводным ремнем 1 от ведущего шкива 2, установленного на валу двигателя (на фиг. 1 не показан), через натяжной шкив 4 ведомому шкиву 3. Начальное натяжение приводного ремня 1 достигается усилием пружины 8, регулируемым при помощи гаек 13. Изначально усилие пружины 8 устанавливается таким, чтобы обеспечить достаточное натяжение ремня, с учетом максимально возможной вытяжки, в течение всего срока эксплуатации приводного ремня 1. Относительно опорного кронштейна 10 и сферической шайбы 9 усилие пружины 8 передается через упор 11 и гайки 13 тяге 12, которая крепится шарнирно к рычагу 5 с помощью вилки 14 и оси 15. При этом погрешность изготовления пружины 8 и тяги 12 компенсируется осевым перемещением вилки 14 и гаек 13 по резьбе тяги 12, позволяя получить необходимое усилие пружины. Компенсация вытягивания приводного ремня 1 происходит за счет проворачивания натяжного шкива 4, закрепленного на рычаге 5 относительно оси 6, за счет усилия пружины 8, увеличивая длину ведомой ветви приводного ремня 1. При этом угол охвата приводного ремня 1 на натяжном шкиве 6 увеличивается, что приводит к увеличению давления последнего на приводной ремень 1, тем самым компенсируя уменьшение усилия пружины 1 вследствие ее растяжения. Положение опорного кронштейна 10, сферическая шайба 9 и шарнирное соединение тяги 12 с рычагом 5 осью 15 позволяют сохранять постоянный угол вектора силы действия пружины 8 на рычаг 5, обеспечивая стабильность натяжения приводного ремня 1 при изменении углового положения натяжного шкива 4. Такой же процесс происходит при уменьшении межосевого расстояния между ведущим 2 и ведомым 3 шкивами, вызванном колебаниями двигателя в радиальном направлении на упругих опорах. При увеличении межосевого расстояния между ведущим 2 и ведомым 3 шкивами, вызванном колебаниями двигателя на упругих опорах происходит обратный процесс. При смещении плоскостей симметрии канавок ведущего 2 и ведомого 3 шкивов, обусловленном колебаниями двигателя в осевом направлении на упругих опорах, радиальная составляющая силы, возникающей в приводном ремне 1, воздействует на канавки натяжного шкива 4 и проворачивает рычаг 5 с установленным на нем натяжным шкивом 4 в направлении ее действия относительно сферической втулки 7, установленной на оси 6, до совпадения плоскостей действия осевой составляющей силы приводного ремня 1 и натяжного шкива 4. При этом тяга 12, являющаяся осью пружины 8, также проворачивается в отверстии опорного кронштейна 10 за счет сферической шайбы 9, сохраняя компланарность с плоскостью симметрии натяжного шкива 4. Таким образом, векторная сумма осевых составляющих сил становится равной нулю, система становится уравновешенной, и натяжной шкив 4 сохраняет свою ориентацию в плоскости симметрии приводного ремня 1. Совокупность данных процессов позволяет достигнуть радиального и осевого симметричного демпфирования, что наряду со стабильным натяжением приводного ремня 1 позволяет уменьшить динамическую радиальную нагрузку и исключить влияние ее осевой составляющей на подшипники ведущего 2, ведомого 3 и натяжного 4 шкивов.
Технический результат заключается в создании стабильного натяжения приводного ремня в течение срока его эксплуатации, снижении радиальной и исключения осевой составляющих динамической нагрузки на подшипники, увеличении ресурса приводного ремня и подшипников и снижении трудоемкости операций регулировки и технического обслуживания комбайна.