Устройство главного фрикциона
Главный фрикцион (рис. 3.2) состоит из ведущих частей, соединенных с маховиком двигателя, ведомых частей, соединенных с ведущим валом коробки передач, и механизма выключения.
Ведущие части (рис. 3.3):
Опорный диск;
Ведущий барабан;
Ведущий диск;
Нажимной диск;
Нажимные пружины.
Опорный диск (рис. 3.3. б) стальной, по окружности диска выполнены отверстия для крепления к маховику коленчатого вала. Одна из поверхностей диска является поверхностью трения. В центре диска выполнена расточка для установки подшипника ведущего вала КП, и в ней шлицы – для установки валика привода масляного насоса системы гидроуправления.
Рис. 3.2. Главный фрикцион:
1 - двуплечий рычаг; 2 - вилка; 3 - регулировочная гайка; 4 - стопорная планка; 5 - оттяжная пружина; 6 - пробка отверстия для смазки; 7 - ведущий вал коробки передач; 8 - самоподжимная манжета; 9 - бустер главного фрикциона; 10 - поршень бустера; 11 - корпус уплотнения; 12 - подшипник; 13 - корпус подшипника механизма выключения; 14 - кожух главного фрикциона; 15 - картер коробки передач; 16 - нажимные пружины; 17 - ведущий барабан; 18 - болт; 19 - опорный диск; 20 - ведущий диск трения; 21 - ведомый диск трения; 22 - нажимной диск; 23 - ведомый барабан; 24 - стакан пружин; 25 - ведущий валик масляного насоса; 26 - кольцо-ограничитель хода поршня; 27 и 29 - резиновые кольца; 28 - кожух; 30 - болт крепления стопорной планки; 31 - крышка корпуса подшипника; а - полость.
Ведущий барабан (рис. 3.3. а) стальной, болтами крепится к опорному диску. На внутренней окружности барабана нарезаны зубья для соединения с зубьями ведущего и нажимного дисков.
Ведущий диск (рис. 3.3. д) стальной. На наружной поверхности имеет зубья для соединения с ведущим барабаном. Боковые поверхности диска являются поверхностями трения.
Нажимной диск (рис. 3.3. г) стальной, на наружной поверхности имеет зубья для соединения с ведущим барабаном. Одна поверхность диска является поверхностью трения. На второй поверхности выполнены гнезда для установки нажимных пружин и три прилива для крепления двуплечих рычагов.
Рис. 3.3. Ведущие части:
а - ведущий барабан; б - опорный диск; в - кожух; г - нажимной диск; д - ведущий диск.
Кожух (рис. 3.3. в) представляет собой стальную фигурную штамповку. По окружности кожуха выполнены отверстия для крепления к маховику и отверстия для установки стаканов, в которые установлены нажимные пружины. Кроме того, в кожухе выштамповано три выступа с отверстиями, в которые устанавливаются регулировочные болты двуплечих рычагов.
Нажимные пружины (рис. 3.2) стальные, одним концом упираются в стаканы кожуха, другим – в гнезда нажимного диска, отжимая его в сторону маховика.
Ведомые части (рис. 3.4):
Ведомый барабан;
Ведомые диски.
Рис. 3.4. Ведомые части:
а - ведомый барабан; б - ведомый диск.
Ведомый барабан (рис. 3.4. а) стальной, ступицей установлен на шлицы ведущего вала КП. По окружности барабана нарезаны зубья для соединения с зубьями ведомых дисков.
Ведомые диски (рис. 3.4. б) стальные, с двух сторон к ним приклепаны фрикционные накладки для повышения коэффициента трения.
По внутренней окружности на дисках нарезаны зубья для соединения с ведомым барабаном. Один диск установлен между опорным диском и ведущим диском, второй – между ведущим и нажимным дисками.
Механизм выключения (рис. 3.2):
Двуплечие рычаги;
Гидравлический цилиндр;
Поршень с упорным подшипником;
Оттяжные пружины.
Двуплечие рычаги . Каждый рычаг шарнирно устанавливается на стойке, которая регулировочным болтом соединяется с кожухом. Наружный конец рычага шарнирно соединен с выступом нажимного диска, внутренние концы рычагов свободны. При нажатии на свободный конец рычага он поворачивается относительно стойки, перемещая нажимной диск. На регулировочный болт наворачивается регулировочная гайка, которая стопорится планкой. При отворачивании (заворачивании) гайки регулируется зазор в механизме выключения.
Гидравлический цилиндр стальной, цилиндрической формы, с фланцем. Запрессован в переднюю перегородку картера КП, фланцем крепится к ней болтами. Внутри цилиндра установлен поршень с упорным подшипником. Подвод масла в цилиндр осуществляется через сверление в перегородке картера КП.
Поршень с упорным подшипником кольцевого типа, помещен внутри цилиндра. Внутри поршня проходит ведущий вал КП. Уплотнение поршня осуществляется манжетами. На поршень напрессован упорный роликоподшипник, для его смазки в корпус ввернута масленка.
Оттяжные пружины обеспечивают отведение поршня с упорным подшипником от нижних концов двуплечих рычагов. Одним концом соединены с корпусом подшипника, другим – со стойками, ввернутыми в перегородку картера КП.
На гусеничных машинах обычно устанавливают дисковые сцепления (их называют главными фрикционами в отличие от бортовых фрикционов в механизмах поворота) с шариковым механизмом выключения. В изучаемых ТС применяются, как правило, двух- и многодисковые главные фрикционы.
По устройству и принципу действия двухдисковые главные фрикционы гусеничных машин аналогичны рассмотренному ранее двухдисковому сцеплению автомобилей. Многодисковый главный фрикцион во многом подобен бортовому фрикциону.
Рассмотрим привод управления главным фрикционом, имеющий сервомеханизм пружинного типа.
Исходное положение педали 1 регулируется ограничительным болтом 9, а полный ход - упорным болтом 3. Для уменьшения усилия нажатия на педаль при выключении главного фрикциона служит сервомеханизм, который состоит из рычага 8, сервопружины 4, вилки 6, регулировочной гайки 5 и кронштейна 2. Величина сжатия сервопружины регулируется таким образом, чтобы педаль после включения главного фрикциона возвращалась в исходное положение.
При включенном главном фрикционе педаль привода управления находится в крайнем заднем положении и упирается рычагом в ограничительный болт 9. Для выключения главного фрикциона необходимо нажать педаль, перемещение которой через валики, рычаги и тяги передается на рычаг 14. Перемещение педали, при котором полностью выбирается зазор в механизме выключения, называется свободным ходом педали. В эксплуатации принято измерять свободный ход продольной тяги 13. За свободным ходом следует рабочий ход педали (начинается сжатие пружин и перемещение нажимного диска), который продолжается до тех пор, пока рычаг педали не коснется упорного болта 3.
Рис. Привод управления главным фрикционом:
1 - педаль управления главным фрикционом; 2 - кронштейн сервопружины; 3, 9 - упорный и ограничительный болты; 4 - сервопружина; 5 - регулировочная гайка; 6 - вилка сервопружины; 7 - вал педали; 8 - рычаг; 10, 12, 13 - тяги; 11 - двуплечие рычаги; 14 - рычаг вилки механизма выключения главного фрикциона
Выключение главного фрикциона облегчается пружиной сервомеханизма. В исходном положении (главный фрикцион включен) линия действия сервопружины 4 проходит правее оси поворота педали, поэтому сервопружина через рычаг 8 удерживает педаль в заднем положении и прижимает рычаг педали к заднему упорному болту. Во время свободного хода педали (когда усилие на сжатие нажимных пружин еще не затрачивается) сервопружина несколько сжимается и линия действия ее силы приближается к оси поворота педали. При дальнейшем ходе педали линия действия силы сервопружины перемещается левее оси поворота педали. Пружина начинает разжиматься и облегчает выключение фрикциона, так как направление ее усилия совпадаем р направлением усилия механика-водителя.
Усилие механика-водителя, прикладываемое к педали для выключения главного фрикциона, в случае действия сервомеханизма уменьшается примерно на 30 %. При отпускании педали сила нажимных пружин главного фрикциона поворачивает подвижную чашку механизма выключения и через привод управления возвращает педаль в исходное положение - сервопружина препятствует резкому включению главного фрикциона.
Для чего предназначен фрикционный тормоз на катушке что это такое знают наверняка как опытные рыболовы, так и начинающие. Но правильная настройка фрикциона для новичков может оказаться непосильной задачей. Однако не стоит отчаиваться. Рано или поздно вам придётся столкнуться с этим вопросом. И когда вы научитесь, то поймёте, что ничего сложного в этом нет.
Как правило, все выпускаемые сегодня безынерционные катушки оснащены так называемым фрикционным тормозом. Он позволяет стравливать леску под определенным усилием. Перед каждой рыбалкой стоит отрегулировать его под конкретную снасть.
Использование фрикциона позволяет использовать более деликатную снасть:- Увеличивается шанс на поимку трофея.
- Снижается количество обрывов лески и вероятность того, что крючок разогнется.
Рассмотрим расположение фрикциона на катушке и что такое устройство дает рыболову.
Различают безынерционные катушки с передним и задним фрикционным тормозом. Если первые, как правило, используют для спиннинговой ловли, то вторые для фидерных удилищ. Существует также система, сочетающая два этих тормоза. Она называется байтраннер.
Каждая из систем имеет право на жизнь и обладает своими положительными и отрицательными чертами.
Передний фрикционный тормоз более чувствительный, чем задний.
- Регулировка производится с помощью специального винта, крепящего шпулю. Из-за этого приходится тратить значительное время для её смены.
- Считается, что катушки с передним тормозом более надежны, так как оснащены механической схемой.
- В таких катушках за счет подкладывания шайб под шпулю возможна регулировка намотки.
- Позволяют регулировать снасть даже во время вываживания.
- Смена шпули осуществляется простым нажатием.
- Стоимость шпули значительно ниже.
- Отсутствуют прижимная шайба и гайка. В процессе смены шпули есть риск потерять их.
Байтраннер позволяет гасить резкие рывки рыбы до подсечки. После подсечки нужно переключаться на передний фрикцион.
- Такие катушки совместно с маркерным поплавком можно использовать для проверки глубины водоема.
- Препятствует падению удилища в воду с подставки.
- Сам механизм за счет более точной балансировки менее подвержен вибрации, работает более плавно.
Назначение одиночного заднего и переднего фрикциона сводится к вываживанию рыбы после подсечки. В случае использования байтраннера назначение переднего фрикциона – вываживание, а заднего — регулировка усилия свободного вращения шпули до подсечки.
На сегодняшний день на рынке рыболовных катушек появились модели с тремя фрикционами.
- Третий «тормоз борьбы» предназначен для вываживания крупной рыбы.
- У каждого из трех тормозов трещотка звучит по-разному. Тем самым, рыбаку легче определить, какой из фрикционов работает в данный момент.
Цены на такие катушки довольно высокие. Прежде чем покупать такую, следует подумать о её целесообразности.
Система стравливания лески призвана создавать определенное усилие при стравливании лески. Необходимо настраивать её таким образом, чтобы избежать обрыва снасти.
Правильно настроенная система тормозного стравливания поможет в борьбе за улов:- Для начала стоит привязать основную леску к дереву или любому стационарному предмету.
- Натягивая удилищем основную леску стоит регулировать винт фрикционного тормоза.
- Идеальным будет соотношение, когда ваша система торможения лески начнет срабатывать на 1 килограмм меньше, чем разрывная нагрузка основного шнура.
- Опытные рыболовы для этого используют безмен. Сначала им проверяют фактическую разрывную нагрузку лески, а потом подстраивают фрикцион на меньшее усилие.
Не стоит настраивать стравливание прямым натяжением лески от катушки без использования удилища. Во время вываживания часть нагрузки ложится на сам бланк. Тем самым такая регулировка будет не вполне достоверной.
И все же какими бы чертами не обладали те или иные катушки, выбор остается всегда за вами.
Многодисковая фрикционная муфта – это разновидность механизмов передачи крутящего момента, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков. Момент передается за счет силы трения, возникающей при сжатии дисков. Многодисковые муфты широко используются в различных узлах трансмиссии автомобилей. Рассмотрим устройство, принцип действия, а также плюсы и минусы данных механизмов.
Принцип работы муфты
Общий вид многодисковой фрикционной муфтыОсновная задача многодисковой муфты – в нужный момент плавно соединить и разъединить входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы с помощью силы трения между дисками. При этом от одного вала к другому передается крутящий момент. Диски сжимаются за счет действия давления жидкости.
Отметим, что чем сильнее соприкасаются поверхности дисков, тем больше величина передаваемого момента. При работе муфта может пробуксовывать, при этом ведомый вал разгоняется плавно, без рывков и ударов.
Главное отличие многодискового механизма от других заключается в том, что за счет наращивания количества дисков увеличивается количество соприкасающихся поверхностей, в результате чего становится возможным передавать больший крутящий момент.
Основа нормальной работы фрикционной муфты – наличие регламентированного зазора между дисками. Этот интервал должен равняться значению, которое установил производитель. Если зазор между дисками муфты будет меньше положенного, то фрикционы будут постоянно находиться в «поджатом» состоянии и, соответственно, быстрее изнашиваться. Если же расстояние будет больше, то при работе будет наблюдаться пробуксовка муфты. В этом случае тоже не избежать быстрого износа. Точная регулировка зазоров между фрикционами при ремонте муфты – залог ее правильной работы.
Устройство и основные компоненты
Многодисковая фрикционная муфта конструктивно представляет собой пакет из стальных и фрикционных дисков, которые чередуются между собой. Их количество напрямую зависит от того, какой крутящий момент необходимо передавать между валами.
Принцип работы многодисковой муфты Итак, в муфте присутствует два вида дисков – стальные и фрикционные. В чем же их различие? Все дело в том, что второй вид дисков имеет специальное покрытие, называемое «фрикционным». Оно изготовлено из материалов, которые имеют повышенный коэффициент трения: керамика, углеродные композиты, кевларовые нити и проч.
Чаще всего фрикционные диски – это стальные диски с фрикционным слоем. Однако, их основой не всегда выступает сталь, иногда эти части муфты изготавливают из прочной пластмассы. Диски крепятся к ступице ведущего вала.
Обычные стальные диски без фрикционных покрытий фиксируются в барабане, связанном с ведомым валом.
Также в конструкцию муфты входят поршень и возвратная пружина. Под действием давления жидкости поршень давит на пакет дисков, за счет чего и возникает сила трения между ними, а также передается крутящий момент. После того, как давление сбрасывается, пружина возвращает поршень обратно, и муфта выключается.
Различают два типа многодисковой муфты: сухая и мокрая. Второй тип устройств частично заполнен маслом. Смазочный материал необходим для:
- более эффективного отвода тепла;
- смазывания деталей муфты.
Мокрая многодисковая муфта имеет один недочет – у нее отмечается низкий коэффициент трения. Данный недостаток производители компенсируют с помощью увеличения давления на диски, а также благодаря использованию новейших фрикционных материалов.
Преимущества и недостатки
Преимущества многодисковой фрикционной муфты:
- компактность;
- при использовании многодисковой муфты значительно уменьшаются габариты узла;
- передача существенного крутящего момента при малых размерах механизма (за счет увеличения количества дисков);
- плавность работы;
- возможность соосно соединять ведущий и ведомый валы.
Однако, данный механизм не лишен недостатков. Например, при работе может наблюдаться пригорание стальных и фрикционных дисков. У мокрых многодисковых муфт при изменении вязкости смазочного материала также меняется коэффициент трения.
Применение муфты
Многодисковые фрикционные муфты широко применяются в автомобилях. Данное устройство используется в следующих системах:
- сцепление (в вариаторах без гидротрансформатора);
- автоматическая коробка передач (АКПП): муфта в АКПП служит для передачи крутящего момента к планетарному ряду;
- роботизированная коробка передач: пакет дисков с двойным сцеплением в коробке-роботе используется для высокоскоростного переключения передач;
- системы полного привода: фрикционное устройство устанавливают в раздаточной коробке (муфта здесь необходима для автоматического блокирования межосевого дифференциала);
- дифференциал: механическое устройство выполняет функцию полной или частичной блокировки.
Устройство механизированной техники предполагает наличие переходных участков, через которые транслируется крутящий момент. В большинстве случаев эту функцию передачи энергии выполняют специальные муфты. Отчасти их можно рассматривать в качестве соединительных элементов, но в перечень задач такой оснастки входит и обеспечение привода. В полной мере эту работу выполняют фрикционные муфты, которые задействуются в транспортной технике, промышленных станках, инженерном оборудовании и так далее.
Общее устройство муфты
Конструкционно муфты различаются и могут иметь особенности устройства в зависимости от типа, но чаще всего в качестве базы для них используют пакет дисковых элементов с фрикционной функцией. Конкретное число дисков будет зависеть от частоты крутящего момента, который должен быть передан от одного вала другому. В традиционной муфте предусматривается два диска. Один из них фрикционный, а другой - стальной. Причем материал изготовления тоже может быть общим. Выраженное отличие имеет фрикционное покрытие. Его задача заключается в обеспечении надежной сцепки, за счет которой будет реализовано движение валов. В целях повышения коэффициента трения фрикционные муфты снабжаются углеродными элементами и высокопрочной керамикой. Существуют и модели без фрикционных покрытий. В таких случаях дисковые стальные компоненты крепятся в барабанной основе, смежной с управляемым валом, которому передается крутящий момент. Конструкция также может дополняться возвратными пружинами и поршнем. Задача поршня заключается как раз в усилении сцепки между фрикционным покрытием и ведомым валом. Что касается пружины, то она возвращает рабочий диск на место.
Принцип работы
Как уже отмечалось, муфты могут иметь разные задачи, но в целом принцип их работы остается одним - осуществление сопряжения и разъединения двух рабочих агрегатов. В процессе подключения к движению фрикционной муфты на управляемом валу постепенно нарастает сила прижатия. То есть фрикционная сторона осуществляет поступательное сцепление с ведомым валом. В этот момент важна не столько сама сцепка, сколько схождение двух сил прижатия на фоне совершаемой работы со стороны основного вала.
Муфта для предохранения рассчитана на функцию безопасного разобщения валов при выходе пиковой величины крутящего момента за рамки стандартных значений. Подключаемый вал в дальнейшем будет продолжать стабильную плавную работу. Впрочем, это определит характер движения механизмов, которые обслуживает фрикционная муфта. Принцип работы дисков при осуществлении прямолинейного движения предполагает, что большое значение в качестве сопряжения будут иметь вспомогательные узлы и агрегаты, через которые также транслируется передача. Например, к таким могут относиться бортовые редукторы, сервомеханизм (при поворотах), а также вилка отключения муфты.
Разновидности муфты
Муфты различаются по конструкционному исполнению, способу оказания прижимного усилия и характеру обеспечения механики трения. Уже говорилось, что в качестве элементов муфты чаще всего выступают диски. Но также могут использоваться конусные, цилиндрические и барабанно-ленточные детали. Такие элементы обычно применяют в конструкциях, где реализуется нестандартная конфигурация прижима, например угловая. Техническим развитием традиционных механизмов стала многодисковая фрикционная муфта, которая выигрывает за счет плавности хода и обеспечения более высокой силы сцепления. Что касается способа оказания прижимного усилия, то оно может обеспечиваться гидравликой или пневматикой. В первом случае рабочей средой будет выступать техническая жидкость, а во втором - сжатый воздух от компрессора. Также современные муфты работают за счет электромагнитных потоков, но из-за высокой стоимости и сложности данное решение менее распространено. Механика трения, в свою очередь, обеспечивается по сухому или мокрому принципу. В первом случае движения выполняются без применения смазки, а во втором - с маслом, которое снижает негативные эффекты трения и отводит тепло.
Муфта сцепления
Данная разновидность муфты отвечает за плавное сцепление ведущего и ведомого валов. Сложность ее задачи обусловливается не столько физической сцепкой, сколько противодействием нагрузкам окружающей среды. Для понимания особенности таких муфт на фоне других деталей, обеспечивающих сцепку, можно сравнить их с аналогами в виде зубчатых и кулачковых компонентов соединительной цепи. В отличие от них, фрикционные муфты сцепления при большой разности в скоростях двух валов не дают сильных ударов и перегрузок. Они скорее затормаживают активность механизма, обеспечивая тем самым возможность соосного сопряжения в наиболее выгодный момент. Иными словами, они подстраиваются под оптимальные условия сопряжения.
Предохранительная муфта
Муфты этого типа служат для безопасного соединения или разъединения валов в том случае, если механизм работает под высокими нагрузками. Такие элементы способны автоматически восстанавливать функциональность агрегата после того, как пиковая перегрузка завершилась. Но важно иметь в виду, что из-за различий в коэффициентах трения дисков тонность работы предохранительной муфты достаточно невелика. Поэтому ее чаще используют при регулярных, но кратковременных перегрузках, когда работа механизма выходит за рамки нормативной частоты крутящего момента. Компенсация поглощаемой энергии обеспечивается пружиной, демпферными элементами устройства или теплоотводящими материалами, из которых может быть выполнена и основа конструкции.
Используемые в конструкции материалы
Традиционные технологии изготовления муфт базируются на использовании стальных сплавов с антикоррозийными покрытиями. В наши дни также развивается сегмент композитных углеродных материалов, кевларовые элементы и так далее. Самые же технически развитые детали изготавливают из специализированных фрикционных материалов. В частности, к таким можно отнести ретинакс, трибонит и пресс-композит. Первый представляет собой сплав барита, асбеста и фенолформальдегидных смол, дополненных стружкой из латуни. В состав трибонита также входят компоненты нефтепродуктов и композиты, благодаря которым диск фрикционной муфты может эксплуатироваться в условиях водной среды. Прессованные композиты отличаются тем, что в составе их структуры предусматриваются высокопрочные волокна, повышающие износостойкость деталей.
Формы выпуска деталей
Дисковые муфты представляют целый класс пластинчатых фрикционных деталей. В эту группу кроме стандартного форм-фактора также входят вкладыши, которые изготавливаются из вышеупомянутого ретинакса и композитных сплавов. Пластинчатая муфта сцепления может иметь и форму сектора. Такие элементы тоже имеют внутренний и внешний диаметры, но в конструкции предусматривается и угловой сектор, позволяющий интегрировать элемент в механизмы с нестандартной сцепкой.
Заключение
Хотя на смену традиционной механике приходят более эргономичные, функциональные и удобные в управлении приводные системы наподобие электромагнитных и пневматических, в некоторых сферах по-прежнему востребованы привычные силовые детали. К таким как раз относятся и фрикционные муфты, благодаря несложной форме которых простые технические устройства служат долго и исправно. Разумеется, есть свои сложности в обслуживании таких компонентов. Они изнашиваются, требуют ремонта и замены. Однако даже внедрение современных электромагнитных аналогов пока не способно в полной мере восполнить функцию стальной муфты с гидравликой. Другое дело, что есть спрос на повышение технико-эксплуатационных качеств за счет новых композитных материалов. Но и они принципиально отличаются лишь физико-химическими свойствами.