РЕССОРНЫЙ ЛИСТ И ОБГОННАЯ МУФТА, ОСНАЩЕННАЯ ЭТИМ РЕССОРНЫМ ЛИСТОМ
SPRING PLATE AND OVERRUNNING CLUTCH FITTED BY SPRING PLATE

Область применения
Данное изобретение относится к рессорному листу и обгонной муфте, оснащенной этим рессорным листом.
Уровень техники
Обгонная муфта - это муфта, которая может обеспечивать автоматическое сцепление и расцепление при изменении относительной скорости движения ведущего и ведомого элементов или при изменении направления вращения; это базовый компонент электромеханической интегрированной трансмиссии, основная функция которого состоит в предотвращении реверса, точном позиционировании, передаче или прерывании вращающего момента. Муфта также имеет название ограничитель обратного хода или однонаправленный подшипник. Муфта широко используется в различных станках, упаковочных, печатных машинах, оборудовании для легкой промышленности, текстильном, нефтехимическом, цементном, металлургическом оборудовании, транспортировочных механизмах, редукторах и т.п. Существует множество видов обгонных муфт. Наиболее распространенными являются храповые обгонные муфты, игольчатые (роликовые) обгонные муфты, клиновые обгонные муфты и др. Среди них, игольчатые обгонные муфты, как правило, состоят из внутреннего кольца, внешнего кольца, игольчатых роликов и пружин. Игольчатые ролики за счет силы упругости пружин поддерживают состояние готовности обгонной муфты к работе. По отношению к роликам пружины выполняют амортизационную функцию, в результате чего обеспечивается плавная непрерывная работа обгонной муфты в процессе вращения. Таким образом, собственно конструкция пружины и способ ее установки и фиксации в значительной степени влияют на плавность и непрерывность вращения обгонной муфты, на срок ее службы и другие эксплуатационные характеристики. Пружина является ключевым элементом обгонной муфты. Пружина должна сохранять силу упругости (возможность восстановления первоначальной формы), при этом она также должна обладать хорошими характеристиками по сопротивлению усталости, а также должна быть прочно зафиксирована в обгонной муфте. Для этого производители обгонных муфт особое внимание уделяют исследованиям вопросов конструкции пружин и способа их монтажа и фиксации. Например, китайский патент CN 2206861 Y раскрывает изобретение «однонаправленный тормозной подшипник двойного игольчатого ролика». Пружина данного подшипника по форме представляет собой эллиптический рессорный лист, который расположен в вогнутом пазу отверстия игольчатого ролика на опоре игольчатого ролика, и с ее помощью осуществляется давление на игольчатый ролик. Процесс производства опоры ролика данной конструкции довольно сложный, кроме того, поскольку рессорный лист помещается только в выпуклом пазу отверстия игольчатого ролика на опоре игольчатого ролика, когда вращение происходит на относительно высокой скорости, существует риск смещения и отсоединения рессорного листа, и, как следствие, это приводит к возникновению неисправностей. Китайский патент CN 2252910 Y раскрывает изобретение «однонаправленный стопорный комбинированный подшипник герметичного типа». В однонаправленном стопорном комбинированном подшипнике герметичного типа используется S-образная плоская пружина. В данной конструкции аналогично существует недостаток, который затрудняет процесс производства сепаратора. Американский патент №6170626 F16D 41/067 от 09.01.2001 раскрывает изобретение - один из видов обгонных муфт. Здесь конструктивно пружина обгонной муфты представляет собой рессорный лист с дугообразным передним концом, который предназначен для удерживания игольчатого ролика, и задним концом, который представляет собой упругий зажим для прикрепления пружины к траверсе сепаратора. Данная конструкция пружины в определенной степени может повысить допустимую нагрузку на пружину, однако упругий зажим заднего конца прикрепляет пружину к траверсе сепаратора, в результате чего при высокой скорости вращения в связи с действием центробежной силы существует риск отцепления упругого зажима от траверсы сепаратора. Концевые части дугообразного рессорного листа сформированы с использованием технологии штамповки, кроме того поверхность концевых частей после сгибания соприкасается с поддерживаемым роликом под острым углом, в результате чего в процессе работы поверхность игольчатого ролика частично изнашивается, а также генерируются посторонние шумы. Концевые части дугообразного рессорного листа также легко изнашиваются, что приводит к недостаточной степени упругости игольчатого ролика и потери функциональности обгонной муфты. Японский патент JP 2006-226318 A также раскрывает некоторые конструкции рессорных листов, используемых в обгонных муфтах. Однако часть рессорных листов для удерживания роликов в подвешенном состоянии имеет складную форму. Под действием силы на рессорный лист основание складной части может легко переломиться. Также при высокоскоростном, высокочастотном вращении обгонной муфты существует риск смещения и отсоединения рессорного листа. Например, рессорные листы, изображенные на рис.8, 9 и 10, подвешены на траверсе сепаратора, и рессорный лист и сепаратор могут сместиться по осевому сечению. Таким образом, сила упругости, действующая от рессорного листа на игольчатый ролик во время его движения, имеет очень непостоянные характеристики. Более того, та часть рессорного листа, которая удерживает игольчатый ролик в подвешенном состоянии, имеет зигзагообразную форму, образованную с использованием технологии штамповки; в процессе работы под влиянием силы, действующей на рессорный лист, основание складной части может легко переломиться, в результате на выходе получается бракованная продукция. Далее, как показано на рис.3, 4, 5, 6, 7 и 12b, место соприкосновения рессорного листа и игольчатого ролика - в центральной части ролика, а не в той части, которая ближе к концевой части. Поэтому сила, действующая на ролик во время его работы, не равномерная, что приводит к наклону ролика.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в решении следующих технических проблем: изобретение решает проблему существующего риска смещения и отсоединения рессорного листа при высокой скорости вращения обгонной муфты; настоящее изобретение предлагает рессорный лист и обгонную муфту, оснащенную этим рессорным листом, при этом в целях прочной и надежной фиксации на сепараторе рессорный лист идеально подходит к сепаратору, тем самым обеспечивается плавная стабильная работа обгонной муфты.
Цель данного изобретения реализуется следующим образом: рессорный лист, главным образом, используемый в обгонной муфте, устанавливается на сепараторе обгонной муфты и удерживает игольчатый ролик в подвешенном состоянии. Рессорный лист состоит из опорной пластины, зажимной пластины и соединительного моста. Опорная пластина удерживает игольчатый ролик в подвешенном состоянии. Соединительный мост соединяет опорную пластину с зажимной пластиной. Зажимная пластина состоит из прямой планки, концы которой имеют загибы V-образной формы. Внутренняя поверхность V-образного загиба зажимной пластины рессорного листа совпадает с поверхностью основания монтажного паза рессорного листа. Монтажные пазы для рессорных листов расположены в местах, соответствующих траверсам, на торцевой поверхности первой и второй кольцеобразных торцевых стенок сепаратора. V-образный загиб с двух концов зажимной пластины зажимается на сепараторе, таким образом рессорный лист надежно и прочно фиксируется на сепараторе, что не позволяет ему отклоняться от рабочего положения под действием частых ударов или центробежной силы.
Зажимная пластина (3-2) состоит из прямой планки (3-2-1) с «V»-образными загибами (3-2-2) с двух сторон на концах. Обгонная муфта имеет сепаратор, множество игольчатых роликов и множество рессорных листов. Монтажные пазы для рессорных листов соответственно расположены в местах, совпадающих с каждой траверсой. Основное тело опорной пластины рессорного листа представляет собой прямой сегмент, по концам которого имеются дугообразные сегменты. Прямой сегмент прочно соединяется с двумя дугообразными сегментами. Торцевые поверхности дугообразных сегментов опорной пластины удерживают игольчатый ролик в подвешенном состоянии. Количество соединительных мостов - два элемента, соединительные мосты по форме напоминают цифру «7». Один конец соединительного моста соединяется с торцевой кромкой прямой планки зажимной пластины, другой конец соединяется с торцевой кромкой прямого сегмента опорной пластины. Место, где соединительный мост соединяется с опорной пластиной, прилегает к месту соединения дугообразного сегмента с прямым сегментом. Длина дугообразного сегмента в развернутом виде совпадает или почти совпадает с длиной прямого сегмента опорной пластины. Основная часть опорной пластины рессорного листа представляет собой прямой сегмент, по концам которого имеются дугообразные сегменты, таким образом, повышается жесткость опорной пластины рессорного листа. Два соединительных моста используются для соединения зажимной пластины и опорной пластины, таким образом, обеспечивается индивидуальная нагрузка на каждый дугообразный сегмент на каждом из двух концов опорной пластины, а также равномерное действие силы.
Обгонная муфта с рессорным листом, описанным выше, состоит из сепаратора, множества игольчатых роликов и множества рессорных листов. Сепаратор состоит из первой и второй кольцеобразных торцевых стенок, разделенных по общему осевому сечению, траверс, соединяющих две кольцеобразных торцевых стенки, и промежуточного отверстия между кольцеобразными торцевыми стенками и траверсами, служащего для удержания игольчатого ролика. Монтажные пазы для рессорных листов расположены в местах, соответствующих траверсам, на торцевой поверхности первой и второй кольцеобразных торцевых стенок. В осевом сечении сепаратора основание монтажного паза для рессорного листа имеет V-образную форму. Вышеописанный рессорный лист состоит из опорной пластины, зажимной пластины и соединительного моста, соединяющего опорную пластину с зажимной пластиной. Зажимная пластина состоит из прямой планки, концы которой имеют загибы V-образной формы. Внутренняя поверхность V-образных загибов коррелирует с поверхностью основания монтажного паза рессорного листа. V-образный загиб с двух концов зажимной пластины зажимается на сепараторе, таким образом рессорный лист надежно и прочно фиксируется на сепараторе, что не позволяет ему отклоняться от рабочего положения во время под действием частых ударов или центробежной силы.
В свободном состоянии угол, образуемый между V-образным загибом и прямой планкой зажимной пластины чуть меньше угла, образуемого между поверхностью основания монтажного паза рессорного листа и внешней поверхностью траверсы. Как правило, угол, образуемый между V-образным загибом и прямой планкой зажимной пластины, на 5-15° меньше угла, образуемого между поверхностью основания монтажного паза рессорного листа и внешней поверхностью траверсы. Благодаря соответствующей силе упругости V-образного загиба, зажимная пластина рессорного листа прочно фиксируется на сепараторе.
Данное изобретение обладает следующими преимуществами: рессорный лист имеет простую конструкцию, удобен для производства и монтажа. Благодаря тому, что V-образные загибы с двух концов зажимной пластины зажимаются на сепараторе, рессорный лист надежно и прочно фиксируется на сепараторе, что не позволяет ему отклоняться от рабочего положения под действием частых ударов или центробежной силы. Также отсутствует вероятность относительного смещения рессорного листа и сепаратора, и, как следствие, сила упругости, действующая на игольчатый ролик, является относительно равномерной. V-образные загибы с двух концов зажимной пластины зажимаются на сепараторе, выполняя ограничительную функцию, тем самым предотвращая осевое смещение рессорного листа. Основное тело опорной пластины рессорного листа представляет собой прямой сегмент, с двух концов опорной пластины имеются дугообразные сегменты. Данная конструкция повышает жесткость опорной пластины рессорного листа. Два соединительных моста используются для соединения зажимной пластины и опорной пластины, таким образом, обеспечивается индивидуальная нагрузка на дугообразный сегмент на каждом из двух концов опорной пластины, а также равномерное действие силы и высокая допустимая нагрузка.
Краткое описание чертежей
Нижеприведенные рисунки и примеры осуществления дают более полное описание данного изобретения.
На Фиг.1 показана конструктивная схема рессорного листа.
На Фиг.2 показана конструктивная схема обгонной муфты.
На Фиг.3 показана конструктивная схема сепаратора.
На Фиг.4 показан разрез А-А на Фиг.3.
На Фиг.5 показан вид «С» на рисунке 4.
На Фиг.6 показана схема соединения рессорного листа и сепаратора.
Позиции на фигурах
1. Сепаратор
1-1. Траверса
1-2. Кольцеобразная торцевая стенка
1-2-1. Монтажный паз рессорного листа
1-3. Промежуточное отверстие
2. Игольчатый ролик
3. Рессорный лист
3-1. Опорная пластина
3-1-1. Прямой сегмент
3-1-2. Дугообразный сегмент
3-2. Зажимная пластина
3-2-1. Прямая планка
3-2-2. V-образный загиб
α. Угол, формируемый между V-образным загибом и прямой планкой
α′. Угол, формируемый между поверхностью основания монтажного паза рессорного листа и внешней поверхностью траверсы
3-3. Соединительный мост
4. Внутреннее кольцо
5. Внешнее кольцо
Примеры осуществления изобретения
На Фиг.1 лучше всего проиллюстрирован пример конструкции рессорного листа в соответствии с данным изобретением. Рессорный лист состоит из опорной пластины 3-1, зажимной пластины 3-2 и двух соединительных мостов 3-3. Опорная пластина 3-1 удерживает игольчатый ролик 2 в подвешенном состоянии. Соединительные мосты 3-3 соединяют опорную пластину 3-1 с зажимной пластиной 3-2 и по форме напоминают цифру «7». Зажимная пластина 3-2 представляет собой прямую планку 3-2-1, на концах которой расположены два V-образных загиба 3-2-2. Основное тело опорной пластины 3-1 - это прямой сегмент 3-1-1 с дугообразными сегментами 3-1-2 на его концах. Прямой сегмент 3-1-1 прочно соединяется с двумя дугообразными сегментами 3-1-2. Торцевые поверхности дугообразных сегментов 3-1-2 опорной пластины 3-1 удерживают игольчатый ролик 2 в подвешенном состоянии. Один конец соединительного моста 3-3 соединяется с торцевой поверхностью прямой планки 3-2-1 зажимной пластины, другой конец соединительного моста 3-3 соединяется с торцевой поверхностью прямого сегмента 3-1-1 опорной пластины 3-1. Место соединения соединительного моста 3-3 и опорной пластины 3-1 расположено рядом с местом соединения прямого сегмента 3-1-1 с дугообразным сегментом 3-1-2. Длина дугообразного сегмента 3-1-2 в развернутом виде практически полностью совпадает с длиной прямого сегмента 3-1-1 опорной пластины 3-1.
На Фиг.1-6 представлены лучшие примеры конструкции обгонной муфты, описанной в данном изобретении. Обгонная муфта имеет внутреннее кольцо 4, внешнее кольцо 5, сепаратор 1, множество игольчатых роликов 2 и множество рессорных листов 3, количество которых соответствует количеству игольчатых роликов 2. Сепаратор 1 состоит из первой и второй кольцеобразных торцевых стенок 2, разделенных по общему аксиальному направлению, траверс 1-1, соединяющих две кольцеобразные торцевые стенки, и промежуточного отверстия 1-3 между кольцеобразными торцевыми стенками 1-2 и траверсами 1-1 для удерживания игольчатого ролика 2. Монтажные пазы 1-2-1 для рессорных листов соответственно расположены в местах, совпадающих с каждой траверсой 1-1, на торцевой поверхности первой и второй кольцеобразных торцевых стенок. По осевому сечению сепаратора 1 основание монтажного паза для рессорного листа 1-2-1 имеет V-бразную форму. Рессорный лист 3 состоит из опорной пластины 3-1, зажимной пластины 3-2 и соединительного моста 3-3. Опорная пластина 3-1 удерживает игольчатый ролик 2 в подвешенном состоянии, а соединительный мост 3-3 соединяет опорную пластину 3-1 с зажимной пластиной 3-2. Зажимная пластина 3-2 представляет собой прямую планку 3-2-1, на концах имеются V-образные загибы 3-2-2. Внутренняя поверхность V-образного загиба 3-2-2 зажимной пластины 3-2 соединяется с поверхностью основания монтажного паза для рессорного листа 1-2-1. В свободном состоянии угол α, образуемый между V-образным загибом 3-2-2 и прямой планкой 3-2-1 зажимной пластины 3-2 на 6° меньше угла α′, образуемого между монтажным пазом для рессорного листа 1-2-1 и внешней поверхностью траверсы 1-1. Благодаря соответствующей силе упругости V-образного загиба 3-2-2, зажимная пластина 3-2 рессорного листа 3 прочно фиксируется на сепараторе 1, что не позволяет рессорному листу отклоняться от рабочего положения под действием частых ударов или центробежной силы. Также отсутствует вероятность относительного смещения рессорного листа и сепаратора, и, как следствие, сила упругости, действующая на игольчатый ролик, является относительно равномерной. Центральная часть опорной пластины 3-1 это прямой сегмент 3-1-1 с дугообразными сегментами 3-1-2 на концах. Прямой сегмент 3-1-1 прочно соединяется с двумя дугообразными сегментами 3-1-2, торцевые поверхности двух дугообразных сегментов 3-1-2 опорной пластины 3-1 удерживают игольчатый ролик 2 в подвешенном состоянии. Соединительные мосты 3-3 представлены в количестве двух штук и по форме напоминают цифру «7». С одного конца каждый соединительный мост 3-3 соединяется с торцевой поверхностью прямой планки 3-2-1 зажимной пластины, а с другого конца каждый соединительный мост 3-3 соединяется с торцевой поверхностью прямого сегмента 3-1-1 опорной пластины 3-1. Место соединения соединительного моста 3-3 и опорной пластины 3-1 расположено рядом с местом соединения прямого сегмента 3-1-1 с дугообразным сегментом 3-1-2. Длина дугообразного сегмента 3-1-2 в развернутом виде практически полностью совпадает с длиной прямого сегмента 3-1-1 опорной пластины 3-1. Центральная часть опорной пластины 3-1 рессорного листа 3 это прямой сегмент 3-1-1 с дугообразными сегментами 3-1-2 на концах. Данная конструкция повышает жесткость опорной пластины 3-1 рессорного листа 3. Два соединительных моста 3-3 используются для соединения зажимной пластины 3-2 и опорной пластины 3-1, таким образом обеспечивается индивидуальная нагрузка на дугообразные сегменты 3-1-2 на каждом из двух концов опорной пластины 3-1, а также равномерное действие силы и высокая допустимая нагрузка.