МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА
FREE-WHEELING CLUTCH

Изобретение относится к муфтам свободного хода одностороннего действия.
Известны муфты свободного хода, их достоинства и недостатки, например, из [1] с.213…244.
Известна муфта свободного хода, содержащая первый вал и охватывающую его обойму со вторым валом, установленные на подшипниках с возможностью вращаться синхронно и относительно между собой по направлению и скорости, а также устройство включения-выключения их взаимного сцепления, например, из [1] с.213…216, рис.V1.2.а) - прототип.
Недостаток ее в недостаточной долговечности при большой частоте включения-выключения, например, в механических импульсных передачах [2].
Техническим результатом изобретения является увеличение долговечности муфты свободного хода при большой частоте ее включения-выключения на больших скоростях вращения вала.
Сущность изобретения - муфта свободного хода, содержащая первый вал и охватывающую его обойму со вторым валом, установленные на подшипниках с возможностью вращаться синхронно и относительно между собой по направлению и скорости, а также устройство включения-выключения их взаимного сцепления, причем по изобретению первый вал выполнен в виде центрального винта насоса, корпус которого является обоймой, устройство включения-выключения сцепления первого вала со вторым содержит пару соседних винтов, витки которых расположены между витками центрального винта с двух сторон и установлены с возможностью вращения вокруг центрального винта вместе с корпусом насоса, причем входной-выходной каналы насоса сообщены между собой через обратные клапаны, а полости заполнены рабочей жидкостью.
Благодаря этому муфта устойчива к динамическим нагрузкам, надежна, достаточно долговечна при большой частоте ее включения-выключения на больших скоростях вала (до 18000 об/мин) [3] с.353, параграф. 82, имеет минимальный момент инерции.
Устроена муфта свободного хода (далее муфта), например, следующим образом.
На чертеже изображена муфта в трех проекциях.
Условные обозначения на чертеже:
1 - первый вал, выполненный за одно целое с центральным винтом насоса, (далее вал-винт),
2 - обойма, выполненная за одно целое с корпусом насоса, (далее обойма-корпус),
3 - торцевая со сквозным отверстием для вала 1 крышка обоймы 2 (далее крышка),
4 - второй вал, выполненный за одно целое с глухой торцевой крышкой обоймы 2, (далее крышка-вал),
5 - винт, витки которого расположены между витками центрального винта с возможностью обкатывания вокруг центрального винта вместе с обоймой-корпусом 2, (далее винт),
6 - шарик-клапан в отверстии квадратного сечения с коническим гнездом для клапана (далее клапан),
7 - штырь-ограничитель хода клапана (далее ограничитель),
8 - компенсатор теплового расширения рабочей жидкости, выполненный из бензомаслостойкой и термостойкой губчатой резины с закрытыми порами [4] с.279, (далее компенсатор),
9 - подшипник, например двухрядный подшипник по ГОСТ 4252-75.
Полости обоймы 2 заполнены негорючей и взрывобезопасной рабочей жидкостью, например Б-2-П [5] с.8. Входной-выходной каналы насоса расположены у торцевых крышек 3,4 и сообщены между собой через клапаны 6. Подклапанные полости содержат компенсаторы 8. Обойма-корпус 2, крышка 3 и крышка-вал 4 соединены метизами.
Работа. Пусть вал-винт 1 вращают по стрелке на чертеже (против часовой стрелки). Витками винтов 5 и вала-винта 1 насоса выталкивают жидкость через выходной канал насоса у крышки 4 в подклапанную полость, открывают ее потоком клапан 6. Жидкость проходит через клапан 6, далее через входной канал у крышки 3 и заполняет впадины между витками насоса, которыми свободно прокачивают ее на следующий круг. Поэтому вращающий момент на обойму 2 и вал 4 не передают. Пусть винт 1 вращают по часовой стрелке. Первой же дозой жидкости клапан 6 закрывают и далее относительное вращение вала-винта 1 и винтов 5 невозможно. Поэтому валом-винтом 1 вращают обойму 2 с валом 4. Благодаря таким свойствам муфты обойма 2 имеет возможность обгонять по часовой стрелке винт 1. Если же обойму вращают против часовой стрелки, то вращающий момент передают на вал-винт 1. При нагреве и расширении рабочей жидкости приращением ее объема сжимают компенсаторы 8.
Итак, описанной выше муфтой выполняют тот же процесс, что и известной муфтой свободного хода, при увеличенной долговечности, больших оборотах вала и частоте ее включения-выключения.
Источники информации
1. B.C.Поляков и др. Справочник по муфтам. 2-е изд. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ие, 1979, - 344 с.
2. В.Ф.Мальцев. Механические импульсные передачи. М.: Машиностроение, 1978, - 367 с.
3. Т.Б.Башта. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. М.: Машиностроение, 1974.
4. Машиностроительные материалы: Краткий справочник / В.М. Раскатов и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980, - 511 с.
5. Минаев Ю.И., Чернигин Ю.П. Гидравлические системы и проводы судов на подводных крыльях. Л.: Судостроение, 1972, - 176 с.