МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к тракторостроению, и предназначена для сцепления и управления сцеплением двигателя трактора с потребителями его мощности.
Известны муфты сцепления транспортных средств, предназначенные для передачи мощности от двигателя к трансмиссии, кратковременного отъединения двигателя от силовой передачи и последующего плавного и безударного их соединения при плавном трогании транспортного средства с места, например по а.с. СССР №721602, 1004681, пат. РФ №2235229.
Указанные муфты сцепления имеют ограниченные функциональные возможности.
Так, в муфте сцепления по а.с. №721602, содержащей ведомый и нажимной фрикционные диски, сжимаемые пружинами, главный вал и вал отбора мощности, при включении двигателя крутящий момент передается двумя потоками: первый - от маховика через прижатый к нему ведомый диск на главный вал; второй - от маховика через шлицевую втулку опорного диска на вал отбора мощности. В указанной конструкции отсутствует возможность плавного безударного включения дополнительных потребителей мощности машинотранспортного агрегата.
В качестве прототипа выбрана муфта сцепления колесного трактора ЮМЗ («Тракторы ЮМЗ-6СЛ, ЮМЗ-62СЛ, ЮМЗ-6СМ, ЮМЗ-62СМ. Дополнение к техническому описанию и инструкции по эксплуатации тракторов ЮМЗ-6КЛ и ЮМЗ-6КМ», Днепропетровск, 1993 г., с.13-17, 20-22), содержащая корпус, в котором установлены ведущая полумуфта, связанная с маховиком коленчатого вала дизельного двигателя, и две ведомые полумуфта, одна из которых связана с главным валом муфты, а другая - с ведущим валом отбора мощности, ведомый вал отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора, а также механизм выключения муфты и его привод.
Ведущий вал отбора мощности - полый, изготовлен заодно с ведущей шестерней привода, выполненной с двумя зубчатыми венцами, и связан с приводом отбора мощности для прицепных рабочих органов.
Главный вал муфты расположен внутри ведущего вала отбора мощности и связан с коробкой передач.
При включенной муфте сцепления диск первой ведомой муфты передает крутящий момент от коленчатого вала дизеля на первичный вал коробки передач, а диск второй ведомой муфты - на ведущий вал отбора мощности привода прицепных рабочих органов.
На ведомом вале отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора, расположенном в заднем отсеке корпуса муфты сцепления, подвижно установлена двухвенцовая ведомая шестерня. При помощи механизма переключения ведомая шестрня, перемещаясь вводится в зацепление либо с большим, либо с меньшим венцом ведущего вала отбора мощности, с обеспечением двухскоростного привода прицепных рабочих органов.
При использовании указанной муфты сцепления в тракторе привод насоса гидросистемы трактора осуществляется от шестерни распределительного вала шестерни, что значительно увеличивает нагрузку на привод распределительного вала двигателя, в том числе динамическую. При этом, включение (выключение) насоса возможно при снижении оборотов коленчатого вала двигателя до минимально возможных и сопровождается ударом, либо после остановки двигателя, прогретого до температуры охлаждающей жидкости - выше 50°С. Кроме того, управление насосом гидросистемы может быть осуществлено только при выходе механика-водителя из кабины трактора.
Таким образом, известное техническое решение обладает ограниченными функциональными возможностями из-за того, что при его использовании нельзя производить отбор мощности для дополнительных потребителей, например для привода насоса гидросистемы трактора.
Однако, по сравнению с предыдущим аналогом, конструкция указанной муфты, при соответствующей доработке, имеет возможность реализации плавного безударного включения дополнительных потребителей, в том числе привода насоса гидросистемы трактора.
В связи с вышеизложенным, задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании муфты сцепления, обеспечивающей отбор мощности для привода насоса гидросистемы трактора, с возможностью организации при этом как двухскоростного, так и односкоростного вращения ведомого вала отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора.
Техническим результатом, получаемым при решении поставленной задачи, является расширение функциональных возможностей муфты сцепления; снижение нагрузки на привод распределительного вала двигателя; возможность расширения номенклатуры используемых двигателей; возможность управления насосом гидросистемы трактора из кабины.
Поставленная задача решается тем, что в муфте сцепления, содержащей корпус, размещенные в корпусе ведущую полумуфту, связанную с маховиком коленчатого вала двигателя, две ведомые полумуфты - первую, связанную с главным валом муфты, и вторую, связанную с ведущим валом отбора мощности, оборудованном зубчатыми венцами, и ведомый вал отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора, согласно полезной модели, на корпусе муфты с образованием единого картера закреплен дополнительный корпус, на котором установлен насос гидросистемы трактора, при этом в дополнительном корпусе установлена на подшипниках ведомая шестерня привода отбора мощности насоса гидросистемы, соединенная с валом насоса посредством двухпозиционной зубчатой муфты, управляемой из кабины трактора, а в корпусе муфты сцепления установлена ось с промежуточной шестерней для передачи крутящего момента от ведущего вала отбора мощности на упомянутую ведомую шестерню.
При этом на ведомом валу отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора подвижно установлена двухвенцовая ведомая шестерня, вводимая в зацепление с одним из зубчатых венцов ведущего вала отбора мощности посредством механизма переключения, с обеспечением при этом повышенной или пониженной скорости вращения ведомого вала отбора мощности.
Кроме того, возможно выполнение муфты сцепления, когда на ведомом валу отбора мощности привода прицепных рабочих органов трактора неподвижно установлена ведомая шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом ведущего вала отбора мощности, с обеспечением при этом заданной скорости вращения ведомого вала отбора мощности.
Анализ отличительных признаков полезной модели показал, что:
- наличие дополнительного корпуса, образующего с корпусом муфты единый картер, обеспечивает наиболее простую конструкцию по передаче мощности от ведущего вала отбора мощности для привода насоса гидросистемы трактора и смазку его деталей. Этой же цели служит выполнение привода насоса гидросистемы трактора в виде зубчатого зацепления ведомой шестерни, установленной на подшипниках внутри дополнительного корпуса, и промежуточной шестерни, размещенной на оси, установленной в корпусе муфты сцепления;
- соединение вала насоса с ведомой шестерней привода отбора мощности насоса осуществлено посредством двухпозиционной зубчатой муфты с обеспечением управления ею из кабины трактора, что позволяет производить включение (выключение) насоса гидросистемы оператором, не выходя из трактора;
- подвижная установка на ведомом валу отбора мощности двухвенцовой ведомой шестерни, вводимой в зацепление с одним из зубчатых венцов ведущего вала отбора мощности посредством механизма переключения, обеспечивает двухскоростной привод ведомого вала отбора мощности привода прицепных рабочих органов;
- неподвижная установка на ведомом валу отбора мощности ведомой шестерни, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом ведущего вала отбора мощности, обеспечивает односкоростной привод ведомого вала отбора мощности привода прицепных рабочих органов.
По второму варианту поставленная задача решается тем, что в муфте сцепления, содержащей корпус, размещенные в корпусе ведущую полумуфту, связанную с маховиком коленчатого вала двигателя, две ведомые полумуфты - первую, связанную с главным валом муфты, и вторую, связанную с ведущим валом отбора мощности, согласно полезной модели, на корпусе муфты с образованием единого картера закреплен дополнительный корпус, на котором установлен насос гидросистемы трактора, при этом в дополнительном корпусе установлена на подшипниках ведомая шестерня привода отбора мощности насоса гидросистемы, соединенная с валом насоса посредством двухпозиционной зубчатой муфты, управляемой из кабины трактора, а в корпусе муфты сцепления установлена ось с промежуточной шестерней для передачи крутящего момента от ведущего вала отбора мощности на упомянутую ведомую шестерню.
Анализ отличительных признаков по второму варианту муфты сцепления показал, что влияние отличительных признаков на достижение технического результата полезной модели и причинно-следственная связь между ними и техническим результатом аналогичны рассмотренному выше первому варианту полезной модели. Отличие от первого варианта заключается в том, что в конструкции муфты отсутствует ведомый вал отбора мощности. Указанный вариант выполнения возможен в том случае, когда отсутствует необходимость в отборе мощности для прицепных рабочих органов.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - схема размещения муфты сцепления и органов ее управления в тракторе;
- на фиг.2 - муфта сцепления с установленным на ее корпусе насосом гидросистемы трактора;
- на фиг.3 - муфта сцепления по второму варианту исполнения.
Муфта 1 сцепления (фиг.1) предназначена для передачи мощности от двигателя 2 к трансмиссии, кратковременного отъединения двигателя от силовой передачи и последующего плавного и безударного их соединения при плавном трогании трактора с места,
переключении передач и кратковременных остановках. Тем самым муфта сцепления предохраняет детали двигателя и силовой передачи от повреждений при резком изменении частоты вращения двигателя или скорости движения трактора. Управление муфтой 1 осуществляется из кабины педалью 3 через систему тяг и рычагов.
Муфта 1 сцепления расположена в корпусе 4 (фиг.2) и содержит ведущую полумуфту 5, связанную с маховиком 6 коленчатого вала двигателя 2, две ведомые полумуфты, из которых одна полумуфта 7 связана с главным валом 8 муфты сцепления, вторая полумуфта 9 - с ведущим валом 10 отбора мощности, и ведомый вал 11 отбора мощности привода 12 (фиг.1) прицепных рабочих органов трактора.
Ведущая полумуфта 5 состоит из нажимных дисков 13, 14 и опорного диска 15, установлена на маховике 6 посредством трех пальцев (на фиг. не показаны) и постоянно вращается вместе с ним.
Диск 16 первой ведомой полумуфты 7 установлен на шлицах главного вала 8 муфты и содержит демпферное устройство 17, обеспечивающее гашение крутильных колебаний и разгрузку элементов трансмиссии от ударных нагрузок.
Диск 18 второй ведомой полумуфты 9 установлен на шлицах ведущего вала 10 отбора мощности. В диске 18 установлены шарики 19, обеспечивающие угловую и осевую его подвижность относительно ступицы 20. Диск 18 зажимается между нажимными дисками 13, 14 пружинами 21.
Ведомые диски 16, 18 постоянно прижаты к нажимным дискам 13, 14 и маховику 6 пружинами 22, расположенными между опорным и нажимным дисками 15, 14.
Выключение муфты 1 сцепления осуществляется при помощи отводки 23, перемещающейся посредством вилки 24 и воздействующей на рычаги 25. Вилка 24 отводки закреплена на валике 26, установленном в корпусе 4 муфты. Валик 26 посредством системы рычагов и тяг связан с педалью 3 управления муфтой 1 сцепления.
Главный вал 8 муфты связан с коробкой передач, а ведущий вал 10 отбора мощности с приводом 12 (фиг.1) прицепных рабочих органов.
Вал 10 - полый, изготовлен заодно с зубчатыми венцами 27.
На корпусе 4 муфты 1 закреплен дополнительный корпус 28, образующий с корпусом 4 единый картер.
На дополнительном корпусе 28 при помощи центрирующего стакана 29 установлен насос 30 гидросистемы трактора. Привод насоса 30 осуществляется от промежуточной шестерни 31, установленной на оси 32 в корпусе 4, передающей крутящий момент от ведущего вала 10 отбора мощности на ведомую шестерню 33 привода отбора мощности насоса 30. Ведомая шестерня 33 размещена в дополнительном корпусе 28 на подшипниках
34. Соединение вала 35 насоса с шестерней 33 осуществлено посредством двухпозиционной зубчатой муфты 36. Муфта 36 перемещается по шлицам вала 35 и входит в зацепление с ведомой шестерней 33. Перемещение муфты 36 по шлицам вала 35 и удержание ее в требуемом положении осуществляется валиком 37, приводимым в действие от рычага 38, установленного на крышке муфты 1 сцепления. Валик 37 во включенном и выключенном положении удерживается фиксатором 39. Включение насоса 30 осуществляется от рычага 40 (фиг.1) управления, установленного в кабине трактора, через систему рычагов и тяг.
По первому варианту полезной модели ведомый вал 11 привода прицепных рабочих органов может иметь как двухскоростной привод, так и двухскоростной.
При двухскоростном приводе на ведомом валу 11 отбора мощности подвижно установлена ведомая двухвенцовая шестерня 41, вводимая посредством механизма 42 переключения в зацепление с одним из зубчатых венцов 27, с обеспечением при этом пониженной или повышенной скорости вращения ведомого вала 11 отбора мощности.
При односкоростном приводе на ведомом валу 11 отбора мощности ведомая шестерня 41 установлена неподвижно и находится в зацеплении только с одним из зубчатых венцов 27, обеспечивая при этом заданную скорость вращения ведомого вала 11 отбора мощности.
По первому варианту полезной модели ведомый вал 11 отбора мощности связан с хвостовиком 43 вала привода прицепных рабочих органов.
Второй вариант выполнения муфты сцепления возможен в том случае, когда трактор не содержит прицепные рабочие органы (хвостовик 43 вала привода привода прицепных рабочих органов отсутствует), например, при его комплектации под установку экскаваторного оборудования. В этом случае муфта сцепления содержит практически те же элементы, что и по первому варианту. Ее отличительной особенностью является то, что шестерня 41 неподвижно установлена на валу 11, находится в постоянном зацеплении с венцом 27 вала 10 и используется для смазки зубчатых зацеплений, находящихся в картере муфты сцепления.
Работа.
Муфта сцепления 1 при работе двигателя 2 трактора передает крутящий момент от маховика 6 к коробке передач через диск 16 ведомой полумуфты 7. При выключении муфты поворачивается вилка 24 и перемещает отводку 23, воздействующую на рычаги 25, пакет нажимных дисков 13, 14 отходит, сжимая пружины 22 и освобождая диск 16 ведомой полумуфты 7.
При дальнейшем выжиме педали 3 сцепления, нажимной диск 13 ведущей полумуфты 5 упирается в упоры 44 и не перемещается, нажимной диск 14 продолжает перемещаться
и освобождает диск 18 ведомой полумуфты 9, установленный на ведущем валу 10 отбора мощности.
Для отбора мощности на ведомый вал 11 отбора мощности привода прицепных рабочих органов крутящий момент от маховика 6 двигателя передается через диск 13 ведомой полумуфты 9 на ведущий вал 10 отбора мощности. При этом зубчатые венцы 27 входят в зацепление с двухвенцовой шестерней 41, установленной на ведомом валу 11 отбора мощности подвижно при двухскоростном приводе и неподвижно - при односкоростном приводе. При двухскоростном приводе шестерня 41, посредством вилки механизма 42 переключения, перемещается и вводится в зацепление либо с большим венцом 27, с обеспечением большей скорости вращения ведомого вала 11 (1000 об/мин), либо с меньшим венцом 27, с обеспечением меньшей скорости вращения вала 11 (540 об/мин).
Привод насоса 30 гидросистемы трактора осуществляется от ведущего вала 10 отбора мощности через промежуточную шестерню 31. Включение и выключение насоса 30 осуществляется оператором из кабины трактора посредством рычага 38 при выключенной ведомой полумуфте 9, перемещением двухпозиционной зубчатой муфты 36 по шлицам вала 35 насоса 30 с помощью валика 37, имеющего два фиксированных положения: включено и выключено. Ввод двухпозиционной зубчатой муфты 36 в зацепление с шестерней 33, фиксация ее в этом положении и включение полумуфты 9 обеспечивают плавное безударное включение насоса 30. Кроме того, соединение вала 35 насоса с шестерней 33 посредством зубчатой муфты 36 устраняет избыточные связи и исключает радиальную нагрузку на вал 35, возникающую при установке насоса 30 из-за неточности изготовления деталей привода и насоса. Вывод двухпозиционной зубчатой муфты 36 из зацепления с шестерней 33, фиксация ее в этом положении обеспечивает выключение насоса 30. Выключение ведомой полумуфты 9 при включении-выключении насоса уменьшает усилие на рычаге 40, уменьшает износ и забоины на зубьях двухпозиционной зубчатой муфты 36.
По второму варианту полезной модели отсутствует необходимость в отборе мощности для прицепных рабочих органов. При этом при отсутствии хвостовика 43 вал 11 не несет функции ведомого вала отбора мощности, а закрепленная на валу 11 шестерня 41 используется для смазки зубчатых зацеплений, находящихся в картере муфты 1.
Таким образом, заявляемая муфта сцепления обеспечивает отбор мощности для привода насоса гидросистемы трактора и позволяет осуществлять работу прицепных рабочих органов трактора как в односкоростном, так и в двухскоростном режимах, что и является решением поставленной задачи при создании полезной модели.