RU2536035C2 - Hydromechanical clutch - Google Patents
Hydromechanical clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536035C2 RU2536035C2 RU2012110183/11A RU2012110183A RU2536035C2 RU 2536035 C2 RU2536035 C2 RU 2536035C2 RU 2012110183/11 A RU2012110183/11 A RU 2012110183/11A RU 2012110183 A RU2012110183 A RU 2012110183A RU 2536035 C2 RU2536035 C2 RU 2536035C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling
- hydraulic
- damper
- hydraulic machine
- valve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к предохранительным упруго-демпфирующим муфтам для передачи вращения, и может быть использовано в приводах тяжелонагруженного технологического оборудования.The invention relates to mechanical engineering, in particular to safety elastic-damping couplings for transmitting rotation, and can be used in drives of heavily loaded technological equipment.
Известна гидромеханическая муфта по патенту РФ №2186270, содержащая две полумуфты кинематически связанные посредством передаточного механизма и гидроцилиндра, поршневая полость которого гидравлически соединена с гидродемпфером и гидроаккумулятором через управляемый гидрораспределитель.Known hydromechanical coupling according to the patent of the Russian Federation No. 2186270, containing two coupling halves kinematically connected by means of a transmission mechanism and a hydraulic cylinder, the piston cavity of which is hydraulically connected to the hydraulic damper and the hydraulic accumulator through a controlled valve.
К основному недостатку этой муфты можно отнести сложность балансировки ее, особенно на высоких частотах вращения, из-за радиального смещения элементов передаточного механизма.The main disadvantage of this coupling is the difficulty of balancing it, especially at high speeds, due to the radial displacement of the elements of the transmission mechanism.
За прототип выбрана гидромеханическая муфта по патенту РФ на полезную модель №104264 от 10.05.2011 года, F16D 31/00, содержащая две полумуфты, кинематически связанные посредством передаточного механизма, который выполнен в виде дифференциальной передачи винт-гайка и гидроцилиндра, поршневая полость которого гидравлически соединена с гидродемпфером и гидроаккумулятором через управляемый гидрораспределитель, с системой управления по моменту на муфте, причем гидросистема выполнена неподвижной, а резьба в передаче винт-гайка выполнена несамотормозящейся.A hydromechanical coupling was selected for the prototype according to the RF patent for utility model No. 104264 dated 05/10/2011, F16D 31/00, containing two coupling halves kinematically connected by means of a transmission mechanism, which is made in the form of a differential screw-nut transmission and a hydraulic cylinder, the piston cavity of which is hydraulically connected to the hydraulic damper and the hydraulic accumulator through a controlled valve, with a torque control system on the coupling, the hydraulic system being fixed, and the thread in the screw-nut transmission made non-self-locking yascheysya.
Эта муфта обладает предохранительной функцией и возможностью автоматического (или по команде оператора) восстановления после срабатывания. Муфта обеспечивает упругое демпфирование импульсных перегрузок в небольшом диапазоне, определяемом длиной винта и объемом гидродемпфера.This clutch has a safety function and the ability to automatically (or at the command of the operator) recovery after operation. The coupling provides elastic damping of pulse overloads in a small range determined by the length of the screw and the volume of the hydraulic damper.
К недостаткам прототипа можно отнести ограниченный угол относительного вращения полумуфт в режиме упругого демпфирования и возникновение ударных нагрузок в шлицевом соединении элементов муфты при размыкании и восстановлении.The disadvantages of the prototype include the limited angle of relative rotation of the coupling in the mode of elastic damping and the occurrence of shock loads in the spline connection of the coupling elements during opening and recovery.
Целью изобретения является увеличение угла относительного закручивания полумуфт, исключение удара в элементах муфты при размыкании и восстановлении ее.The aim of the invention is to increase the angle of relative twisting of the coupling halves, the exclusion of shock in the elements of the coupling when opening and restoring it.
Указанная цель достигается тем, что в гидромеханической муфте, содержащей две полумуфты, кинематически связанные посредством дифференциального передаточного механизма и гидромашины, которая гидравлически связана с гидродемпфером посредством управляемого гидрораспределителя с системой управления по моменту на муфте, причем гидросистема выполнена неподвижной, согласно изобретению передаточный механизм выполнен дифференциальным планетарным, а в качестве гидромашины используется обращаемый гидравлический насос-мотор, который связан с одной из степеней свободы передаточного механизма, а второй выход гидрораспределителя связан со сливом.This goal is achieved by the fact that in a hydromechanical coupling containing two coupling halves, kinematically connected by means of a differential gear and a hydraulic machine, which is hydraulically connected to the hydraulic damper by means of a controlled valve with a torque control system on the coupling, the hydraulic system is stationary, according to the invention, the gear mechanism is made differential planetary, and as a hydraulic machine a reversible hydraulic motor pump is used, which n with one degree of freedom gear mechanism, and the second output of the control valve associated with the discharge.
Выполнение передаточного механизма планетарным позволяет увеличивать угол относительного закручивания полумуфт при упругом демпфировании практически до бесконечности, так как угол относительного закручивания полумуфт не будет зависеть от параметров передаточного механизма. Кроме того, за счет того, что при срабатывании и восстановлении не происходит кинематического размыкания и замыкания шлицевого соединения, что исключает удары в элементах муфты при размыкании и восстановлении ее, при этом повышается надежность и долговечность работы муфты по сравнению с прототипом.Performing planetary gears allows increasing the angle of relative twisting of the coupling halves with elastic damping almost to infinity, since the angle of relative twisting of the coupling halves will not depend on the parameters of the transmission mechanism. In addition, due to the fact that during operation and recovery, there is no kinematic opening and closing of the splined connection, which eliminates impacts in the elements of the coupling when opening and restoring it, while increasing the reliability and durability of the coupling compared to the prototype.
Большой угол относительного вращения полумуфт может обеспечить в ряде случаев разгон высоко инерционной технологической машины до рабочих параметров без привлечения дополнительного привода, то есть у муфты появляется новая функция - она может работать как муфта включения.A large angle of relative rotation of the coupling halves can provide, in some cases, acceleration of a highly inertial technological machine to operating parameters without involving an additional drive, that is, the coupling has a new function - it can work as an on coupling.
Кроме того, согласно изобретению гидродемпфер может быть выполнен гидромеханическим или гидрогазовым. В последнем случае возможности управления рабочими параметрами муфты могут быть существенно расширены за счет изменения давления газа в гидрогазовом демпфере при настройке муфти и даже в процессе работы муфты.In addition, according to the invention, the hydraulic damper can be made hydromechanical or hydrogas. In the latter case, the ability to control the operating parameters of the coupling can be significantly expanded by changing the gas pressure in the hydrogas damper when adjusting the coupling and even during the operation of the coupling.
Кроме того, согласно изобретению в линии между гидромашиной и гидродемпфером установлен дроссель, причем степень дросселирования можно регулировать. Такое техническое решение позволяет изменять демпфирующие свойства муфты при наладке и в процессе ее работы.In addition, according to the invention, a throttle is installed in the line between the hydraulic machine and the hydraulic damper, and the degree of throttling can be adjusted. This technical solution allows you to change the damping properties of the coupling during commissioning and in the process of its operation.
Параллельно дросселю может быть установлен обратный клапан с возможностью перетекания рабочей жидкости из гидродемпфера в гидромашину, что позволяет уменьшить время возврата полумуфт в равновесное рабочее состояние после снижения импульсной кратковременной пиковой нагрузки до номинальной. Это особенно важно в тех случаях, когда пиковые нагрузки могут следовать небольшой серией. Тогда замедление возврата полумуфт в рабочее положение может привести к наложению относительных поворотов полумуфт (за счет временной задержки), что может привести к «ложному» срабатыванию муфты. Введение обратного клапана параллельно дросселю такое развитие событий исключает.In parallel with the throttle, a check valve can be installed with the possibility of flowing of the working fluid from the hydraulic damper into the hydraulic machine, which allows reducing the time of the return of the coupling halves to the equilibrium working state after reducing the pulse short-term peak load to the nominal one. This is especially important when peak loads can follow a small series. Then, a slowdown in the return of the coupling halves to the working position can lead to the imposition of relative rotations of the coupling halves (due to the time delay), which can lead to a “false” response of the coupling. The introduction of a check valve parallel to the throttle eliminates this development.
Кроме того, согласно изобретению в сливной линии за гидрораспределителем может быть установлен дроссель, причем степень дросселирования можно регулировать при наладке и в процессе работы муфты. Такое техническое решение позволяет исключить или существенно снизить параметры гидроударов в гидросистеме муфты при срабатывании гидрораспределителя.In addition, according to the invention, a throttle can be installed in the drain line behind the valve, and the degree of throttling can be adjusted during commissioning and during operation of the coupling. This technical solution allows to eliminate or significantly reduce the parameters of hydraulic shock in the hydraulic system of the coupling when the valve.
Кроме того, согласно изобретению гидравлический мотор-насос может быть выполнен управляемым. Такое техническое решение дает дополнительные возможности управлять переходными процессами технологической машины (например, осуществлять разгон технологической машины до рабочих параметров без дополнительного электропривода), выбирая наиболее рациональные параметры муфты для разных этапов работы или при изменяющихся условиях работы технологической машины.In addition, according to the invention, the hydraulic motor pump may be controllable. Such a technical solution provides additional opportunities to control the transient processes of the technological machine (for example, to accelerate the technological machine to operating parameters without an additional electric drive), choosing the most rational coupling parameters for different stages of operation or under changing operating conditions of the technological machine.
На фиг.1 изображена принципиальная схема гидромеханической муфты; на фиг.2 - дифференциальный планетарный передаточный механизм гидромеханической муфты; на фиг.3 - принципиальная схема гидромеханической муфты с электронными элементами системы управления.Figure 1 shows a schematic diagram of a hydromechanical coupling; figure 2 - differential planetary gear of the hydromechanical coupling; figure 3 is a schematic diagram of a hydromechanical coupling with electronic elements of a control system.
Гидромеханическая муфта содержит ведущую 1 (фиг.1) и ведомую 2 полумуфты, которые через дифференциальный планетарный передаточный механизм 3 кинематически связаны посредством гидромашины 4, которая выполнена в виде обращаемого гидравлического насоса-мотора. Гидромашина 4 гидравлически связана попеременно с гидродемпфером 5 и сливом 6 через управляемый гидрораспределитель 7. При этом гидравлическая полость управления рабочим ходом золотника гидрораспределителя 7 гидравлически связана с напорной линией 8 гидромашины 4 через систему управления по моменту на муфте, которая может быть выполнена в виде регулируемого предохранительного клапана 9 с возможностью срабатывания при заданном давлении в напорной линии 8 гидромашины 4, которое, в свою очередь, определяется моментом на муфте. Подвижный элемент гидрораспределителя 7 при срабатывании муфты стопорится механизмом фиксации 10 и может быть возвращен в исходное положение упругим элементом 11. В линии, связывающей управляющую полость предохранительного клапана 9 с гидромашиной 4, установлен дроссель 12 для предотвращения ложных срабатываний муфты при кратковременных ударных нагрузках со стороны технологической машины. Параллельно предохранительному клапану 9 установлен обратный клапан 13, который позволяет обеспечить перетекание рабочей жидкости из полости управления золотником гидрораспределителя 7, при расфиксации 10, в гидросистему при закрытом клапане 9, в процессе восстановления муфты.The hydromechanical coupling contains a leading 1 (figure 1) and a driven 2 coupling halves, which are kinematically connected through a differential
В линии, связывающей гидродемпфер 5 с гидрораспределителем 7, установлен дроссель 14. Этот дроссель обеспечивает временную задержку перетекания рабочей жидкости из гидромашины 4 в гидродемпфер 5, он также рассеивает часть энергии пиковых нагрузок на привод, что позволяет более эффективно демпфировать пиковые кратковременные нагрузки и обеспечить более быстрое затухание колебательных процессов в муфте.A throttle is installed in the line connecting the
Кроме того, параллельно дросселю 14 может быть установлен обратный клапан 15 с возможностью быстрого перетекания рабочей жидкости из гидродемпфера 5 в гидромашину 4, что позволяет уменьшить время возврата полумуфт в равновесное рабочее состояние после снижения импульсной кратковременной пиковой нагрузки до номинальной. Это особенно важно в тех случаях, когда пиковые нагрузки могут следовать небольшой серией. Тогда замедление возврата полумуфт в рабочее положение может привести к наложению относительных поворотов полумуфт (за счет временной задержки), что также может привести к «ложному» срабатыванию муфты. Введение обратного клапана 15 параллельно дросселю 14 такое развитие событий исключает.In addition, a
При срабатывании гидрораспределителя 7 магистрали 8 и 16 связывают гидромашину 4 со сливом 6.When the valve 7 is activated,
Передаточный механизм 3 выполнен в виде дифференциального планетарного механизма (фиг.2), который включает солнечное колесо 17, связанное с ведущей полумуфтой 1, сателлиты 18, связанные через водило 19 с ведомой полумуфтой 2, и коронное колесо 20, установленное в подшипниковом узле 21 и связанное с гидромашиной 4 посредством внешнего венца и шестерни 22.The
Муфта работает следующим образом. На установившемся режиме работы технологической машины момент от ведущей полумуфты 1 через солнечное колесо 17 (фиг.2) передается через сателлиты 18 на водило 19, связанное с ведомой полумуфтой 2. В этом состоянии подвижный элемент золотникового гидрораспределителя 7 находится в нижнем положении (на фиг.1), что обеспечивает гидравлическую связь напорной линии гидромашины 4 с гидродемпфером 5. При этом коронное колесо 20 удерживается от поворота шестерней 22, связанной с гидромашиной 4, вал которой не вращается, так как давление в гидромашине 4 равно давлению в гидродемпфере 5.The coupling operates as follows. At the steady state of operation of the technological machine, the moment from the leading
При возрастании момента на полумуфте 2 коронное колесо 18 проворачивается, и гидромашина 4, демпфируя нагрузку, начинает работать в режиме насоса, закачивая жидкость через дроссель 14 в гидродемпфер 5, до тех пор, пока давление в гидромашине 4 не уравновесится давлением в гидродемпфере. При этом накапливается в гидродемпфере 5 часть энергии.As the moment increases on the
В случае снижения момента на полумуфте 2 гидромашина 4 начинает работать в режиме мотора, проворачивая коронное колесо 18 в обратную сторону и возвращая энергию, накопленную в гидродемпфере 5, в привод до тех пор, пока не установится равновесное состояние. Ускоренное возвращение жидкости в гидромашину 4 обеспечивается обратным клапаном 15.In the event of a decrease in torque on the
При этом в линии 8 создается давление пропорциональное передаваемому моменту.Thus in
При кратковременном (ударном) возрастании рабочей нагрузки выше допустимой, возрастает давление в напорной линии 8, но дроссель 12 создает определенную задержку времени срабатывания предохранительного клапана 9. Часть жидкости при этом перетекает в гидродемпфер 5, сжимая в нем рабочее тело. При этом из-за гидравлических сопротивлений в системе и в дросселе 14 происходит рассеивание части энергии и затухание возможного колебательного процесса. Это позволяет исключить «ложное» срабатывание муфты.With a short-term (shock) increase in the working load above the permissible pressure in the
Если момент на муфте превышает допустимый достаточно продолжительное время, то растет давление в напорной магистрали 8 и срабатывает предохранительный клапан 9. Высокое давление из гидромашины 4 подается в полость под золотником гидрораспределителя 7, что обеспечивает смещение вверх золотника. При этом сжимается упругий элемент 11 и срабатывает фиксатор 10. Рабочая жидкость из гидромашины 4 поступает на слив 6 по магистрали 16, резко падает давление в гидросистеме и гидромашина 4 не удерживает коронное колесо 20 дифференциального передаточного механизма 3. Гидромашина 4 работает в режиме холостого хода насоса, коронное колесо 20 вращается, что обеспечивает остановку полумуфты 2, связанной с водилом 19. Это практически означает размыкание (срабатывание) предохранительной муфты.If the torque at the coupling exceeds a permissible sufficiently long time, then the pressure in the
После снижения нагрузки до допустимой величины или после устранения причины перегрузки привода автоматически или по команде оператора открывается фиксатор 10, упругий элемент 11 возвращает золотник гидрораспределителя 7 в исходное положение, вытесняя рабочую жидкость через обратный клапан 13 в гидросистему. Гидродемпфер 5 соединяется с гидромашиной 4, которая, работая как гидромотор, проворачивает коронное колесо 20, и муфта приходит в исходное состояние, то есть самовосстанавливается.After reducing the load to an acceptable value or after eliminating the cause of the drive overload, the
Вариант гидросхемы муфты на фиг.3 отличается от вышеописанного на фиг.1 тем, что система управления по моменту на муфте 23 выполнена на электронной базе с электромеханическими исполнительными элементами, а в линии слива 16 установлен управляемый дроссель 24 и может быть добавлена система изменения начального давления в газовой полости гидродемпфера 5. Система 23 получает данные о текущем давлении в гидросистеме с датчиков давления: 25 - в магистрали 8, которое пропорционально моменту на муфте; 26 - в магистрали 16, которое позволяет оценить работу дросселя 24; 27 - в газовой полости демпфера 5, которое позволяет оценить возможности демпфирования аварийных нагрузок. Система управления 23 осуществляет управление гидрораспределителем 7, открытие и закрытие вентилей 28 и 30, при помощи которых можно осуществлять изменение давления в газовой полости гидродемпфера (сброс давления через вентиль 30, подкачка через вентиль 28 от источника газа высокого давления 29), а также управление степенью дросселирования дросселей 14, 24 и производительностью мотор-насоса 4.The variant of the coupling hydraulic circuit in Fig. 3 differs from that described in Fig. 1 in that the torque control system on the
Управляемый дроссель 24 необходим для исключения гидроударов в гидросистеме муфты при ударных изменениях нагрузки, а также при срабатывании гидрораспределителя 7.A controlled
Остальные элементы и работа этой муфты аналогичны вышеописанной на фиг.1.The remaining elements and the operation of this coupling are similar to those described in figure 1.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110183/11A RU2536035C2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Hydromechanical clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110183/11A RU2536035C2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Hydromechanical clutch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012110183A RU2012110183A (en) | 2013-09-27 |
RU2536035C2 true RU2536035C2 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=49253529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012110183/11A RU2536035C2 (en) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Hydromechanical clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536035C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607493C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Марина Борисовна Бородина | Hydromechanical clutch |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2642486A1 (en) * | 1989-01-31 | 1990-08-03 | Poclain Hydraulics Sa | Hydrostatic rotary coupling |
RU2186270C1 (en) * | 2000-11-04 | 2002-07-27 | Бородина Марина Борисовна | Hydraulic clutch |
JP2004162742A (en) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Hino Motors Ltd | Clutch control system |
RU2310778C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-11-20 | ООО "СОПИН-Сервис" | Hydrostatic coupling |
RU104264U1 (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-10 | Марина Борисовна Бородина | HYDROMECHANICAL COUPLING |
-
2012
- 2012-03-19 RU RU2012110183/11A patent/RU2536035C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2642486A1 (en) * | 1989-01-31 | 1990-08-03 | Poclain Hydraulics Sa | Hydrostatic rotary coupling |
RU2186270C1 (en) * | 2000-11-04 | 2002-07-27 | Бородина Марина Борисовна | Hydraulic clutch |
JP2004162742A (en) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Hino Motors Ltd | Clutch control system |
RU2310778C2 (en) * | 2005-10-10 | 2007-11-20 | ООО "СОПИН-Сервис" | Hydrostatic coupling |
RU104264U1 (en) * | 2010-11-18 | 2011-05-10 | Марина Борисовна Бородина | HYDROMECHANICAL COUPLING |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607493C1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-01-10 | Марина Борисовна Бородина | Hydromechanical clutch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012110183A (en) | 2013-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chapple | Principles of hydraulic systems design | |
CN108706463B (en) | Hydraulic control system of crane | |
CN107810333B (en) | Hydraulic drive for safe operation | |
JP2014211176A (en) | Vibration reducing device | |
JP6585604B2 (en) | Hydraulic pump assembly for vehicles | |
JP5314791B2 (en) | Self-weight drop mechanism and self-weight drop method using a hydraulic piston motor as a drive source | |
RU2536035C2 (en) | Hydromechanical clutch | |
JP5443652B2 (en) | Electromechanical actuators adjusted in hydraulic form and landing gear equipped with the actuators for control | |
US20130181090A1 (en) | Shock absorbers | |
EP2912321B1 (en) | Valve with a spool for the control circuit of the motor of a vehicle | |
NO323101B1 (en) | Safe valve actuator | |
RU104264U1 (en) | HYDROMECHANICAL COUPLING | |
CN203189367U (en) | Bypass throttling speed regulation system and crane | |
RU2607493C1 (en) | Hydromechanical clutch | |
RU176022U1 (en) | RECOVERABLE HYDRAULIC DRIVE | |
RU2792483C1 (en) | Hydromechanical safety device of cone crusher | |
CN212297081U (en) | Emergency operation hydraulic system and hydraulic hoist | |
BR112015011909B1 (en) | HYDRAULIC CYLINDER AND SHOVEL EXCAVATOR | |
RU2548315C1 (en) | Hydromechanical clutch | |
RU2310778C2 (en) | Hydrostatic coupling | |
CN103671317B (en) | Foundation pile construction hoist and hydraulic system thereof | |
US20150041696A1 (en) | Valve drive for actuating a valve | |
RU2186270C1 (en) | Hydraulic clutch | |
RU2244800C1 (en) | Universal hydraulic suspended pipe wrench | |
RU2398147C1 (en) | Facility for reduction of transmission rigidity of machine-tractor aggregate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141109 |