МЕХАНИЗМ СВОБОДНОГО ХОДА

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения и может найти применение в механических приводах транспортных средств, подъемно-строительной техники.
Известны микрохраповые механизмы свободного хода для инерционных трансформаторов (см. кн. Леонов А.И. Микрохраповые механизмы свободного хода. - М.: Машиностроение, 1982). Основные требования, предъявляемые к механизмам свободного хода, - обеспечение вращения вала под действием прямого импульса и надежной его остановки при возникновении обратного импульса.
В применении к высокоскоростным инерционным трансформаторам смена прямого и обратного импульсов происходит с высокой частотой и, следовательно, с большими инерционными нагрузками, что влечет при остановке обратного импульса большие ударные нагрузки на стопорящие элементы МСХ. Эти факторы вызывают поломки стопорящих элементов, в первую очередь заклинивающих стержней, что естественно отрицательно влияет на срок службы механизма свободного хода. Известны различные пути конструктивных решений, способствующих снижению ударных нагрузок и, следовательно, повышению долговечности работы механизма свободного хода. Во-первых, применяются конструкции с малым шагом зубьев храпового механизма свободного хода, что дает малый зазор между торцом зуба храповика и торцом заклинивающего стержня. Во-вторых, используются упругие элементы между корпусом механизма свободного хода и храповиком. В известных конструкциях это достигается, например, установкой большого числа упругих стопорящих элементов, деформирующихся при ударе об зубья храповика в момент возникновения обратного импульса.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является храповой механизм свободного хода (см. патент RU №2258845, F16D 41/12, 2005 г.), содержащий наружную обойму с храповыми зубьями на внутренней поверхности, концентрично ей расположенный вал с внутренней обоймой, жесткие в продольном и поперечном направлениях заклинивающие стержни, взаимодействующие с храповыми зубьями наружной обоймы и диаметрально расположенные на наружной поверхности внутренней обоймы. Недостатком известного решения является ограниченный срок службы устройства, связанный с выходом из строя заклинивающих стержней вследствие высоких динамических нагрузок, возникающих при работе механизма.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение указанного недостатка.
Это достигается тем, что механизм свободного хода, содержащий наружную обойму с храповыми зубьями на внутренней поверхности, концентрично ей расположенный вал с внутренней обоймой, жесткие в продольном и поперечном направлениях заклинивающие стержни, взаимодействующие с храповыми зубьями наружной обоймы и диаметрально расположенные на наружной поверхности внутренней обоймы, снабжен диском, прикрепленным к внутренней обойме с торцевой стороны, цилиндрическим стаканом, в котором соосно закреплена внутренняя обойма, и подающими пружинами. При этом заклинивающие стержни установлены по несколько штук в ряд в осевом направлении с возможностью осевого перемещения ряда. Подающая пружина расположена между каждым рядом заклинивающих стержней и дном стакана. Диск имеет вырезы, количество которых равно количеству осевых рядов заклинивающих стержней, а контур каждого из вырезов больше контура, образуемого вращающимся заклинивающим стержнем, и содержит участок, выполненный в виде сектора с радиусом меньшим длины заклинивающего стержня и углом большим угла, описываемого заклинивающим стержнем при его вращении. При этом центр сектора совпадает с осью вращения заклинивающего стержня, а стакан имеет наружный диаметр меньший внутреннего диаметра наружной обоймы и глубину - меньшую длины обоймы на ширину заклинивающего стержня.
Благодаря размещению во внутренней обойме более одного заклинивающего стержня в ряд с возможностью осевого перемещения ряда, а также за счет соосного размещения внутренней обоймы в цилиндрическом стакане с наружным диаметром меньшим, чем внутренний диаметр наружной обоймы и глубиной меньше длины обоймы на величину ширины заклинивающего стержня, имеется возможность обеспечить взаимодействие с храповыми зубьями на наружной обойме только первых заклинивающих стержней рядов. При этом благодаря наличию подающей пружины между каждым рядом заклинивающих стержней и дном цилиндрического стакана, а также за счет наличия прикрепленного к внутренней обойме диска с вырезами появляется возможность автоматической замены сломанного заклинивающего стержня, взаимодействующего с храповыми зубьями на наружной обойме, следующим заклинивающим стержнем ряда. При этом заменяемый заклинивающий стержень выполняет функции стопорящего элемента как и замененный, из чего следует, что ресурс работоспособности каждого ряда заклинивающих стержней больше ресурса одного заклинивающего стержня. Таким образом, общий срок службы всего механизма увеличивается по сравнению с прототипом. Причем, варьируя числом заклинивающих стержней в ряду, можно увеличивать срок службы механизма свободного хода до требуемого показателя.
На фиг.1 представлен механизма свободного хода, общий вид; на фиг.2 - вид по Б на фиг.1; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 - фрагмент механизма свободного хода.
Механизм свободного хода состоит из наружной обоймы 1 с храповыми зубьями на внутренней поверхности, внутренней обоймы 2 с заклинивающими стержнями 3, диска 4, цилиндрического стакана 5 и подающих пружин 6.
Устройство работает следующим образом. При повороте внутренней обоймы 2 в свободном направлении первые заклинивающие стержни 3 каждого ряда скользят по поверхности храповых зубьев наружной обоймы 1 и прижимаются к ней под действием центробежных сил, совершая при этом вращательное движение вокруг своей оси. При повороте внутренней обоймы 2 в обратном направлении заклинивающие стержни 3 ударяются о храповые зубья наружной обоймы 1 и останавливают внутреннюю обойму 2. Последующие заклинивающие стержни 3 каждого ряда при поворотах внутренней обоймы 2 с наружной обоймой не взаимодействуют, т.е. не задействованы. На каждый первый заклинивающий стержень 3 каждого ряда давят в осевом направлении последующие заклинивающие стержни 3 ряда за счет сил растяжения подающей пружины 6, выталкивая его из внутренней обоймы 2. Но он не может выйти из нее, т.к. его поверхность скользит по диску 4 за счет наличия перекрытия (Δ). В случае поломки длина заклинивающего стержня 3 (Lзс) уменьшается, перекрытие (Δ) исчезает, и он выталкивается из внутренней обоймы 2 под действием подающей пружины 6. На его место встает следующий заклинивающий стержень 3, включающийся сразу в работу. Аналогичным образом будет заменен поломанный заклинивающий стержень 3 в любом другом ряду, что будет продолжаться до полного использования всех заклинивающих стержней 3 ряда.