一种新型簧片式大扭矩超越离合器的研制

2020-09-21薛世民李谦绪杜志高黄强斌

新疆农机化 2020年5期

薛世民，李谦绪，杜志高，黄强斌

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆乌鲁木齐830013）

0 引言

超越离合器作为工业发展的基础件，它是原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件。它利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能。常用的三种类型超越离合器因其内部结构复杂，其在相同传递扭矩下，体积较大，且制造成本高，受损后不便于维修，需要更换新件，增加了使用成本。

针对上述情况，我们研制了一种新型簧片式大扭矩超越离合器，该离合器具有传递扭矩大，结构设紧凑合理、拆卸方便快捷、使用寿命很长的特点，可以用于农机或其它机械产品上。

1 常用超越离合器结构分类及特点

1.1 结构分类

滚柱式超越离合器，该类型离合器为外环与内环支架以圆柱形滚子支撑，而内环安装有弹簧及顶销，由顶销产生一个持续的推力，将滚柱往外挤压便构成了外环、内环及滚柱的接触，该离合器楔块与内外环之间也是以线接触的形式来传递扭矩。

楔块式超越离合器，该类型离合器的内环及外环均为圆柱形环面。楔块安置在保持架中来支撑内环与外环，依照楔块与内环、外环的相对运动来达到传递扭力或空转的功能，该离合器楔块与内外环之间是以线接触的形式来传递扭矩。

棘轮式超越离合器，该类型离合器主要由棘轮和棘爪组成，其特点是结构简单，工作可靠；但外廓尺寸较大。

1.2 使用特点

上述滚柱式和楔块式超越离合器其滚柱和楔块与内外环之间是以线接触的形式来传递扭矩，由于滚柱和楔块在热处理过程中发生变形，因此其形状、尺寸精度会降低，导致它们和内外环由点接触逐渐变成线接触，此过程会发生很大的弹性变形，过载时滚柱和楔块容易把内环压出塑性变形，使滚柱和楔块发生翻转，导致滚柱报废或弄坏原动机。另外，由于滚柱和楔块误差大在装配时用肉眼很难准确的观察出是否符合要求，只能反复挑选试验，装配耗时长，精度不高，性能不稳定，寿命低。

2 新型簧片式大扭矩超越离合器的结构及工作原理

2.1 结构

簧片式超越离合器结构包括离合器外毂1、油杯2、弹性挡圈3、轴承4、挡盖5、离合器内毂6、簧片7、滑块8 和油封9。离合器内毂6 通过轴承4 与离合器外毂1 同轴安装；弹性挡圈3 安装于离合器外毂1 的上下两端，防止轴承4 上下窜动；簧片7 和滑块8 安装于离合器内毂6 的外卡槽内；挡盖5 安装于轴承4和离合器内毂6 之间，防止簧片7 和滑块8 与轴承4发生干涉。油杯2 装配在离合器外毂1 的外圆上，油封9 装配于离合器外毂1 的底部，防止润滑油外泄（图1）。

2.2 工作原理

簧片包括簧片工作面、簧片安装面（图2）。当离合器内毂做为主动件顺时针转动时，簧片自身的弹力推动簧片的工作面向外运动，簧片的工作面与滑块的支撑面接触，推动滑块向外运动，滑块的工作面一与离合器外毂的工作接触面以面与面的形式接触，滑块的工作面二与离合器内毂的滑块工作面以面与面的形式接触，此时，离合器内毂、离合器外毂与滑块形成一个整体，实现了离合器内毂带动离合器外毂的转动（图3）。

当离合器内毂做为主动件逆时针转动时，离合器外毂上的外毂内圆面会压迫滑块沿着外毂内圆面做周向滑动，滑块与离合器外毂没有动力传递，从而实现超越运动（图4）。