Натяжное устройство цепной передачи
CHAIN TENSIONER

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных агрегатах, содержащих цепные передачи.
Известно натяжное устройство цепной передачи содержащее корпус, установленный в нем механизм перемещения с валом, расположенной на нем звездочкой, посадочная поверхность звездочки выполнена сфероидальной, между ней и валом установочного элемента размещена пружина, форма поверхности которой эквидистантна посадочной поверхности звездочки (А.С. 998787 опубл. 23.02.83 бюл. №7).
Недостатком данного устройства является низкое обеспечение демпфирования колебания цепи, сложность изготовления сфероидальной посадочной поверхности звездочки, соответствующей ей по форме пружине, сложность монтажа пружины, а также достаточно быстрый износ трущихся поверхностей крайних витков пружины и вала, контактирующих между собой, и как следствие появление (увеличение) радиального зазора и значительных биений звездочки.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является натяжное устройство цепной передачи, содержащее корпус, установленный в нем механизм перемещения, закрепленный на нем установочный элемент с валом, на котором расположена звездочка. Посадочная поверхность звездочки выполнена цилиндрической, а вокруг вала соосно с ним между его поверхностью и цилиндрической посадочной поверхностью звездочки размещены усеченные полые цилиндры, при этом усеченные полые цилиндры по отношению к валу установочного элемента и к цилиндрической посадочной поверхности звездочки установлены с возможностью их взаимного вращательного перемещения относительно друг друга с образованием шарнирного соединения (Пат. 2695933 F16H 7/12, опубл. 29.07.2019 Бюл. № 22).
Недостатком данного устройства является довольно низкое обеспечение демпфирования колебания цепи в сложных условиях эксплуатации и повышенных динамических нагрузках кратковременно, значительно превышающих расчетные.
Технической задачей изобретения является снижение динамических нагрузок, повышении надежности и долговечности натяжного устройства.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в натяжном устройстве цепной передачи, содержащем корпус, установленный в нем механизм перемещения, закрепленный на нем установочный элемент с осью, на которой расположена звездочка, посадочная поверхность звездочки выполнена цилиндрической, а вокруг оси соосно с ней между ее поверхностью и цилиндрической посадочной поверхностью звездочки размещены усеченные полые цилиндры, при этом усеченные полые цилиндры по отношению к оси установочного элемента и к цилиндрической посадочной поверхности звездочки установлены с возможностью их взаимного вращательного перемещения относительно друг друга с образованием шарнирного соединения новым является то, что на оси установочного элемента установлена свободновращающаяся двухсторонняя конусная втулка по обе стороны от которой находятся две шайбы с полусферическими опорными поверхностями, прижимаемые в осевом направлении к свободновращающейся втулке двумя неметаллическими упругими шайбами, фиксация которых осуществляется гайкой, при этом звездочка центральной частью цилиндрического отверстия ступицы контактирует с центральной частью свободновращающейся двухсторонней конусной втулки, а фаски цилиндрического отверстия звездочки опираются на полусферические поверхности шайб.
Технический результат изобретения заключается в снижении динамических нагрузок, повышении надежности и долговечности натяжного устройства.
На фиг.1 изображено предлагаемое натяжное устройство, на фиг. 2 - рабочая зона натяжного устройства.
Предлагаемое натяжное устройство состоит из корпуса 1, установленного в нем механизма перемещения 2, закрепленного в последнем установочного элемента 3 с осью 4, установленной на нее звездочкой 5, посадочная поверхность которой выполнена цилиндрической, а между ней и осью установочного элемента находится свободновращающаяся двухсторонняя конусная втулка 6 расположенная соосно с осью 4, при этом за счет формы свободновращающейся двухсторонней конусной втулки 6 между посадочной цилиндрической поверхностью звездочки 5 и наружными конусными поверхностями втулки 6 существует зазор переменной величины (фиг. 2). Также на оси 4 по обе стороны от втулки 6 находятся две шайбы 7, одна из опорных поверхностей которых выполнена полусферической, прижимаемые к втулке 6 двумя неметаллическими упругими шайбами 8, фиксация которых осуществляется гайкой 10 через шайбу 9. Звездочка 5 центральной частью цилиндрического отверстия ступицы контактирует с центральной частью, например, по скользящей посадке, со свободновращающейся двухсторонней конусной втулкой 6, а фаски цилиндрического отверстия звездочки 5 опираются на полусферические поверхности шайб 7.
Натяжное устройство работает следующим образом. При движении цепи (не показана) контактирующая с ней звездочка 5 центральной частью цилиндрического отверстия ступицы опирающаяся на центральную часть свободновращающейся двухсторонней конусной втулки 6, а фаски цилиндрического отверстия звездочки 5 на полусферические поверхности шайб 7 самоустанавливается в плоскости движения цепи ввиду наличия возможности угловой компенсации перекосов за счет установки фасок отверстия ступицы на полусферические поверхности шайб 7, поджатых снаружи неметаллическими упругими шайбами 8, фиксация которых осуществляется гайкой 10.
При возникновении незначительных динамических нагрузок (ударов, толчков) их компенсация осуществляется за счет упругого контакта фасок посадочного отверстия ступицы звездочки 5 с полусферическими поверхностями шайб 7, который возникает под действием упругих неметаллических шайб 8 на плоские поверхности шайб 7. Звездочка 5 может «покачиваться» т.е. ее ось вращения может отклоняться от геометрической оси установочного элемента 3 с осью 4, за счет контакта центральной части цилиндрического отверстия ступицы звездочки 5 с центральной частью свободновращающейся двухсторонней конусной втулки 6, а также зазора между посадочной цилиндрической поверхностью звездочки 5 и наружными конусными поверхностями втулки 6. Данный зазор заполнен смазкой (маслом) повышенной вязкости и может компенсировать динамические нагрузки. При более значительных динамических нагрузках отклонение оси вращения звездочки 5 от геометрической оси установочного элемента 3 с осью 4 будет ограничиваться как боковой поверхностью свободновращающейся двухсторонней конусной втулки 6, так и демпфирующими свойствами слоя смазки (масла) повышенной вязкости, находящейся в зазоре, а также упругими свойствами неметаллических шайб 8.
Легкость вращения звездочки и компенсация динамических нагрузок, обеспечивается также наличием смазки между осью 4 и свободновращающейся двухсторонней конусной втулкой 6, установленной соосно с осью 4, а также между цилиндрическим отверстием ступицы звездочки и наружными конусными поверхностями свободновращающейся двухсторонней конусной втулки 6.
Использование предлагаемого устройства позволит компенсировать как значительные, так и незначительные динамические нагрузки, во-первых, за счет того, что фаски цилиндрического отверстия звездочки 5 будут упруго контактировать с полусферическими поверхностями шайб 7 (т.к. они находятся в контакте с упругими неметаллическими шайбами 8); во-вторых, более мощное динамическое воздействие будет компенсироваться за счет наличия смазки (масла) повышенной вязкости в зазоре между цилиндрической посадочной поверхностью звездочки 5 и наружными конусными поверхностями свободновращающейся втулки 6. Кроме этого внешнее воздействие на звездочку также будет компенсироваться  за счет масляного слоя между осью 4 и свободновращающейся на данной оси двухсторонней конусной втулкой 6.
Все это приведет к снижению динамических нагрузок и, как следствие, повышению надежности и долговечности натяжного устройства и цепной передачи.