ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается демпферов крутильных колебаний для тяжелых автомобилей и тягачей, двигатели которых при пуске не отсоединяются от согласующего редуктора и гидротрансформатора.
Известен жидкостный демпфер крутильных колебаний (Маслов Г.С.Расчеты колебаний валов. - М.: Машиностроение, 1980. рис.60в, с.99), состоящий из корпуса с приваренной в нем лопастью и ступицы с также приваренной лопастью, в которой сделаны небольшие отверстия, через которые при крутильных колебаниях масло перетекает из одной полости в другую со значительным сопротивлением.
Недостаток демпфера состоит в отсутствии устройства, устанавливающего лопасти диаметрально противоположно относительно друг друга, что не позволяет гасить крутильные колебания при изменении направления передаваемого крутящего момента.
Известен также упруго-фрикционный демпфер крутильных колебаний (Автомобиль МА3-537. - М.: Воениздат, 1971, рис.88, с.174), содержащий наружную обойму с фрикционными накладками, взаимодействующими с подпружиненными фрикционными колодками внутреннюю обойму с вырезами, в которых тангенциально установлены пружины, обеспечивающие упругость демпфера.
Недостатком указанного демпфера является большая окружная жесткость и, как результат, большие динамические нагрузки на деталях трансмиссии. Относительный угол поворота деталей демпфера до соприкосновения витков его тангенциально установленных пружин составляет 1,7°. Получить большой угол тангенциально расположенные пружины не позволяют. Используемый в демпфере сухой фрикционный элемент гасит колебания недостаточно.
Для снижения жесткости и установки лопаток гасителя диаметрально противоположно, когда крутящий момент не передается, предлагается устанавливать спиральную пружину, угол закрутки которой в десятки раз превышает угол закрутки демпфера с тангенциально расположенными пружинами. Для гашения колебаний в демпфере установлено гидравлическое гасящее устройство.
Демпфер крутильных колебаний содержит упругий и гасящий элементы. В качестве упругого элемента установлена спиральная пружина, которая скосами на первом витке и отгибом ее конце удерживается на ступице демпфера. Для гашения колебаний установлено гидравлическое устройство. В демпфере крутильных колебании по первому варианту гидравлическое устройство состоит из наполненного маслом цилиндрического корпуса, внутри которого приварена лопасть. Ступица демпфера выполнена также с приваренной лопастью. В демпфере крутильных колебаний по
второму варианту гидравлическое устройство состоит из наполненного маслом цилиндрического корпуса, в котором закреплена поворачивающаяся заслонка. Ступица демпфера выполнена с приваренной лопастью.
На фиг.1 изображен первый вариант предлагаемого демпфера, на фиг.2 - разрез по А-А, фиг.3 - разрез по Б-Б, на фиг.4 - второй вариант демпфера, на фиг.5 - разрез по С-С
Демпфер содержит барабан 1, установленную в барабане спиральную пружину 2, гайку 3, шайбу для крепления внутреннего конца спиральной пружины 4, ступицу 5, болты крепления корпуса гасящего устройства 6, корпус гасящего устройства 7, ротор 8, сальник 9, подшипник 10, стопорное кольцо 11, крышку 12, пластину 13 крепления наружного конца спиральной пружины, болтовое крепление наружного конца спиральной пружины 14, лопасть ротора 15, лопасть 16 в корпусе гасящего устройства, пластину 17, закрывающую проход для масла при полном угле закрутки спиральной пружины.
Для крепления спиральной пружины внутренний ее конец отогнут на 90° и на прессе плотно вводится в паз ступицы. Первый внутренний виток спиральной пружины удерживается скосами, выполненными с обеих сторон витка. Гайкой 3 первый виток поджимается к выполненной на шайбе 4 конусной полке. С другой стороны первый виток прижимается к конусной поверхности на ступице, как показано на фиг.1.
Наружный конец спиральной пружины крепится болтами 14 к приваренной на барабане пластине 13. Спиральная пружина устанавливается так, чтобы она закручивалась в направлении действия крутящего момента двигателя. При больших отрицательных моментах наружный виток спиральной пружины прижимается к барабану.
Ось спиральной пружины при ее закручивании или раскручивании не занимает постоянное положение и смещается, если свободна, или на деталь, к которой крепится внутренний конец пружины (в данном случае ступица), действует радиальное усилие. Для фиксации положения ступица удерживается подшипником качения 10, а при сборке еще и стенкой барабана, где установлен сальник 9.
Гидравлическое гасящее устройство демпфера (вариант 1) состоит из корпуса 7, внутри которого приварена лопасть 16, другая лопасть 15 приварена на ступице ротора 8. Когда передаваемый крутящий момент отсутствует, корпус и ротор спиральной пружиной устанавливаются так, что приваренные к ним лопасти располагаются диаметрально противоположно относительно друг друга.
Гидравлическое гасящее устройство демпфера (вариант 2) состоит из корпуса 7, в котором установлена поворачивающаяся заслонка 20, закрепляющаяся гайкой 21 и пластиной 22, установленной на конце оси заслонки. Чтобы пластина не проворачивалась, на оси сделаны две лыски. Соответствующей формы сделано и отверстие в пластине. Пластина крепится к корпусу 7 и не дает возможности повернуться заслонке 20.
Собранный демпфер балансируется. В корпус 7 гасящего устройства заливается масло. Демпфер работает следующим образом.
Крутящий момент двигателя через соединенный с маховиком торсион 18 передается на ступицу демпфера 5, далее через спиральную пружину 2 и барабан 1 на фланец 19, установленный на валу согласующего редуктора гидротрансформатора. Параллельно со спиральной пружиной крутящий момент поступает также на ротор 8 гасящего гидравлического устройства. Под действием крутящего момента спиральная пружина может закручиваться на угол около 170 град. При этом ротор 8 поворачивается относительно корпуса 7 и лопасть 15 через оставленную щель вытесняет масло, находящееся между лопастями 15 и 16. Создается сопротивление вытеканию масла, за счет которого происходит гашение колебаний. Изменяя размеры щели и вязкость масла, можно получить нужное сопротивление гасителя. В конце поворота лопасть 15 подходит к пластине 17 и щель перекрывается, что исключает удары лопастей и резкое нагружение креплений спиральной пружины. После прекращения действия крутящего момента спиральной пружиной лопасти вновь устанавливаются диаметрально противоположно друг к другу, что позволяет гасить колебания и при обратном направлении крутящего момента.
При работе двигателя масло в гидравлическом гасителе стекает к внешней стенке его корпуса и располагается по кругу, освобождая центральную часть, где находится уплотнение. Однако при значительных колебаниях момента масло будет попадать и на сальник 9. Чтобы давлением масла резиновая манжета сальника не отжималась, она поддерживается кольцевой выточкой клинообразной формы, сделанной в стенке барабана 1