КЛИНОРЕМЁННЫЙ 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 два диска с коаксиальными ступицами, между которыми установлена направляющая в виде шпонки, что обеспечивает синхронное вращение дисков. Первый диск подпружинен относительно второго и снабжен первым кулачком с антифрикционными накладками. Элементы двух дисков со ступицами, пружиной, шпонкой и антифрикционными накладками образуют блок дисков, который имеет возможность вращаться на валу контрпривода молотильного барабана за счет подшипников скольжения, установленных во внутреннюю часть ступицы второго диска. Перемещение блока дисков вдоль вала контрпривода ограничено вторым кулачком, зафиксированным на валу контрпривода, при этом крутящий момент передастся от ведущего вариатора на диски ведомого посредством ремня, и первый диск за счет первого кулачка антифрикционными накладками воздействует на второй кулачок, тем самым приводит во вращение вал контрпривода молотильного барабана.
Известный вариатор имеет следующие недостатки:
требуемая высокая точность изготовления, что увеличивает себестоимость вариатора;
необходимость частой периодической смазки дорогостоящим средством;
необходимость частой и трудоемкой операции замены направляющей шпонки вследствие ее быстрого износа от воздействия на нее больших нагрузок;
необходимость периодической замены антифрикционных накладок, что увеличивает трудоемкость обслуживания клиноременного вариатора.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является шкив клиноременного вариатора [Патент RU 196020 U1, опубл. 13.02.2020], состоящий из двух дисков, один из которых подвижен в осевом и в угловом направлениях, второй подвижен только в угловом направлении, механизм перемещения первого диска, включает в себя пружину, палец и первый кулачок, при этом диски связаны между собой пальцем, который перемещается по антифрикционной втулке, установленной во втором диске. Оба диска установлены на валу, причем подвижный диск - с помощью подшипника скольжения, а неподвижный диск - с помощью двух подшипников качения. Кулачок первого диска взаимодействует со вторым кулачком, зафиксированным на валу. Для уменьшения силы трения между кулачковыми поверхностями размещены антифрикционные накладки.
Недостатками прототипа являются: увеличенный зазор между пальцем и антифрикционной втулкой второго диска, необходимый для обеспечения собираемости, что приводит к угловым перемещениям первого диска и к появлению трения между ремнем и дисками, вызывающего нагрев и износ ремня, и уменьшение эффективности работы передачи; поверхность, по которой перемещается первый диск, а также кулачки не защищены от попадания пыли, грязи, влаги, что приводит к коррозии этих поверхностей, их быстрому износу и уменьшению срока службы клиноременного вариатора; применение вкладышей между кулачками требует их периодической замены вследствие износа в процессе эксплуатации, что увеличивает трудоемкость обслуживания клиноременного вариатора.
Задача полезной модели - снижение трудоемкости обслуживания, повышение эффективности работы передачи и увеличение ресурса элементов клиноременного вариатора в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в клиноременный вариатор, включающий в себя ведомый вариатор, состоящий из двух дисков, один из которых подвижен в осевом и в угловом направлениях, второй подвижен только в угловом направлении, механизма перемещения первого диска, включающего в себя пружину, палец и первый кулачок, при этом диски связаны между собой пальцем, введена антифрикционная втулка в составе второго диска, в которую входит палец, при этом внутреннее отверстие втулки смещено относительно ее наружной поверхности. Второй диск закреплен на ступице, установленной на валу с помощью подшипников, при этом первый диск выполнен с возможностью перемещения по ступице в осевом направлении и передачи крутящего момента на шкив посредством установленного на нем второго кулачка, при этом шкив выполнен с возможностью перемещения в осевом и в угловом направлениях. Первый диск имеет уплотнение и выполнен с возможностью упора во внутреннюю поверхность кожуха, установленного на шкиве с образованием закрытой области для обеспечения работы в смазке первого диска со ступицей второго диска, а также кулачков.
Применение антифрикционной втулки со смещенным внутренним отверстием относительно ее наружной поверхности позволяет уменьшить зазор между пальцем и антифрикционной втулкой за счет возможности ее регулировки во время установки во второй диск путем вращения антифрикционной втулки вокруг оси; работа в смазке кулачков, первого диска со ступицей второго диска, защищенных кожухом с уплотнением от попадания пыли, грязи, влаги, снижает трудоемкость обслуживания, повышает эффективность работы передачи, увеличивает ресурс элементов клиноременного вариатора в процессе эксплуатации.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - сечение клиноременного вариатора;
фиг. 2 - антифрикционная втулка.
Заявляемое устройство включает в себя следующие конструктивные элементы (фиг. 1, 2): 1 - ступица второго диска 2 с упором 3; 4 -подшипники; 5 - ремень; 6 - первый диск; 7, 8 - первый и второй кулачки; 9 - уплотнение; 10 - пружина; 11 - шкив; 12 - кожух с внутренней поверхностью 13; 14 - палец; 15 - вал; 16 - закрытая область: 17 - антифрикционная втулка с внутренним отверстием 18 и наружной поверхностью 19.
Второй диск 2 зафиксирован на ступице 1, установленной с помощью подшипников 4 на вал 15, и имеет возможность перемещаться в угловом направлении. На ступице 1 установлены первый диск 6 и шкив 11, между которыми пружина 10 создает усилие и первый диск 6 прижимается ко второму диску 2, а шкив 11 прижимается к упору 3, тем самым создавая нагрузку на ремень 5. Первый диск 6 и шкив 11 имеют возможность перемещаться в осевом и в угловом направлениях, при этом на первом диске зафиксированы палец 14, первый кулачок 7 и уплотнение 9, при этом первый 6 и второй 2 диски связаны пальцем 14, установленным во внутреннее отверстие 18 антифрикционной втулки 17, зафиксированной на втором диске 2 по наружной поверхности 19. На шкиве 11 зафиксированы второй кулачок 8 и кожух 12, который внутренней поверхностью 13 контактирует с уплотнением 9 на первом диске 6, образуя закрытую область 16 (см. фиг. 1, 2).
Устройство работает следующим образом. Клиноременный вариатор приводится во вращательное движение ремнем 5, при этом ступица 1 вращается на подшипниках 4. Посредством ремня 5 (см. фиг. 1) на первый 6 и второй 2 диски передается крутящий момент. При увеличении крутящего момента на шкиве 11 в процессе работы первый 7 и второй 8 кулачки взаимодействуют между собой, что создает дополнительное осевое усилие, воздействующее на первый диск 6, к усилию, создаваемому от пружины 10. Отсутствие проскальзывания ремня 5 обеспечивается за счет осевого сжатия первого 6 и второго 2 дисков, а также за счет исключения их поворота друг относительно друга посредством пальца 14 и антифрикционной втулки 17, образующих подвижное соединение вдоль оси вала 15 (см. фиг. 1, 2).
В процессе работы уплотнение 9 упирается во внутреннюю поверхность 13 кожуха 12, при этом уплотнение 9 вместе с первым диском 6 совершают перемещения в осевом и круговом направлениях по отношению к кожуху 12, и в любом из положений образуют закрытую область 16 контакта кулачков 7, 8, а также подвижного диска 6 со ступицей 1. Закрытая область 16 находится в смазке.
Антифрикционная втулка 17 имеет смещение внутреннего отверстия 18 относительно наружной поверхности 19 (см. фиг. 2), что позволяет обеспечить соосность пальца 14 и антифрикционной втулки 17 во время установки последней во второй диск 2, путем ее вращения вокруг оси. Такая конструкция позволяет подобрать наименьший зазор между антифрикционной втулкой 17 и пальцем 14.
Технический результат заключается в том, что применение антифрикционной втулки со смещенным внутренним отверстием, позволяет уменьшить зазор между пальцем и антифрикционной втулкой за счет возможности се регулировки во время установки в неподвижный диск, а также работа в смазке кулачков, подвижного диска со ступицей неподвижного диска и защищенных кожухом с уплотнением от попадания пыли, грязи, влаги, снижает трудоемкость обслуживания, повышает КПД передачи, увеличивает ресурс и повышает надежность элементов клиноременного вариатора в процессе эксплуатации.