RU61824U1

RU61824U1 - BELT DRIVE SYSTEM

Info

Publication number: RU61824U1
Application number: RU2006137000/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Андреевич Миронычев; Николай Константинович Шишкин; Павел Алексеевич Меньшенин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод"
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2007-03-10

Abstract

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к устройствам приводов гибкой связью навесных агрегатов, требующих синхронизации вращения ведущего и ведомого валов. Технический результат - снижение вибраций длинной ветви приводного ремня с целью уменьшения угловых колебаний ведомого шкива относительно ведущего и обеспечения заданной кинематической точности привода. Для этого в системе ременного привода, содержащем ведущий шкив, как минимум один ведомый шкив, приводной ремень, соединяющий ведущий шкив с ведомым шкивом, устройство натяжения ремня, имеющее поворотный рычаг, натяжной ролик, особенностью является то, что система содержит гаситель вибраций приводного ремня, закрепленный на неподвижной оси с возможностью поворота в месте крепления, состоящий из равно- или разноплечего коромысла с успокоительными роликами и ступицей, имеющей демпфирующий элемент, выполненный из упругого материала. Коме этого, равно- или разноплечее коромысло с роликами размещено таким образом, что успокаиваемая ветвь ремня на участке между ведущим и ведомым шкивами точками одновременного касания роликов разделена на три участка разной длины, имеющих различные резонансные частоты колебания.The invention relates to engine building, in particular to drive devices with flexible coupling of mounted units requiring synchronization of rotation of the drive and driven shafts. The technical result is the reduction of vibrations of a long branch of the drive belt in order to reduce the angular oscillations of the driven pulley relative to the drive pulley and ensure the given kinematic accuracy of the drive. To do this, in a belt drive system containing a drive pulley, at least one driven pulley, a drive belt connecting the drive pulley to the driven pulley, a belt tension device having a pivot arm, a tension roller, a feature is that the system comprises a vibration damper of the drive belt, mounted on a fixed axis with the possibility of rotation in the place of attachment, consisting of an equally or different shoulders rocker arm with soothing rollers and a hub having a damping element made of elastic material. To this, an equal or different arm beam with rollers is placed in such a way that the calming belt branch in the section between the driving and driven pulleys of the points of simultaneous contact of the rollers is divided into three sections of different lengths having different resonant vibration frequencies.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к устройствам приводов гибкой связью навесных агрегатов, требующих синхронизации вращения ведущего и ведомого валов.The invention relates to engine building, in particular to drive devices with flexible coupling of mounted units requiring synchronization of rotation of the drive and driven shafts.

Известно устройство для управления уровнями шума/вибраций приводного ремня, включающее ременную систему привода, имеющую по крайней мере один ремень, охватывающий ведущий и ведомый ролики (шкивы), кроме этого содержит цельный рычаг служащий опорой холостого шкива, выполненный из нейлона и упор, служащий для ограничения поворачивания рычага и перемещения его в направлении ремня (см. патент US №6033330 от 07.06.1995, Int. C1⁷: F 16 H 7/08).A device for controlling noise / vibration levels of a drive belt is known, including a belt drive system having at least one belt covering the driving and driven rollers (pulleys), in addition, it contains an integral lever serving as a support for an idle pulley made of nylon and an emphasis serving for restrictions on turning the lever and moving it in the direction of the belt (see US patent No. 6033330 from 06/07/1995, Int. C1 ⁷ : F 16 H 7/08).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного решения, является то, что основной эффект от его применения достигается на установившихся режимах работы приводимого механизма. На переменных режимах с резкими изменениями угловых скоростей ведущего шкива, характерных для двигателей внутреннего сгорания, из-за инерционности приводимых механизмов двигателя в ветви ременного привода будут возникать знакопеременные ускорения, приводящие к закрутке (угловым колебаниям) ведомого шкива относительно ведущего и колебаниям ветвей ременного привода. Ветви, имеющие собственную инерционную массу, совершая колебательные движения усиливают закрутку (угловые колебания) ведомого шкива и приводят к потере кинематической точности привода, например газораспределительного механизма или топливного насоса высокого давления двигателя и, соответственно, ухудшению характеристик двигателя.For the reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the known solution, the main effect of its application is achieved at steady-state operating modes of the driven mechanism. In variable modes with sharp changes in the angular velocities of the drive pulley, characteristic of internal combustion engines, due to the inertia of the driven engine mechanisms, alternating accelerations will occur in the branch of the belt drive, leading to a twist (angular vibrations) of the driven pulley relative to the drive and oscillations of the belt drive branches. Branches having their own inertial mass, making oscillating movements, increase the twist (angular vibrations) of the driven pulley and lead to a loss in the kinematic accuracy of the drive, for example, a gas distribution mechanism or a high-pressure fuel pump of the engine and, accordingly, deterioration of engine performance.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является конструкция системы ременного привода и устройства натяжения для нее. Конструкция содержит несколько альтернативных вариантов исполнения и включает ведущий шкив, как минимум один ведомый шкив, ремень, соединяющий шкивы и устройство натяжения ремня, имеющее рычаг, установленный с возможностью поворота на основании, натяжной ролик, который взаимодействует с ремнем привода, кроме этого включен отклоняющий элемент, соединяющий пружину кручения и демпфирующий элемент, взаимодействующий с рычагом в точке его поворота. Кроме этого, указанная конструкция защищает вариант, содержащий дополнительно второй демпфирующий элемент, который взаимодействует с возможностью поворота с первым демпфирующим элементом и взаимодействующий с основанием за счет фрикционной поверхности, (см. патент РФ №2272947 от 23.05.2002, МПК: F 16 H 7/12).The closest device of the same purpose to the claimed utility model in combination of essential features is the design of the belt drive system and the tension device for it. The design contains several alternative versions and includes a drive pulley, at least one driven pulley, a belt connecting the pulleys and a belt tension device having a lever mounted to rotate on the base, a tension roller that interacts with the drive belt, in addition, a deflecting element is included connecting the torsion spring and the damping element interacting with the lever at its turning point. In addition, this design protects the option, additionally containing a second damping element, which interacts with the possibility of rotation with the first damping element and interacts with the base due to the friction surface (see RF patent No. 2272947 from 05.23.2002, IPC: F 16 H 7 /12).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является его конструктивная сложность, вызванная применением большого количества подгоняемых друг к другу деталей, и, соответственно, трудоемкость изготовления и настройки механизма устройства, при этом эффективная работа устройства обеспечивается только на стационарных режимах работы двигателя и при плавном изменении частоты вращения ведущего вала. На переменных режимах с резкими изменениями угловых скоростей ведущего шкива, характерных для двигателей внутреннего сгорания, из-за инерционности приводимых механизмов двигателя в приводе будут возникать знакопеременные ускорения, приводящие к закрутке (угловым колебаниям) ведомого шкива относительно ведущего, в т.ч. воздействующие на натяжной ролик, который, взаимодействуя с демпфирующим элементом, за счет податливости демпфера будет отклоняться, в результате чего будет нарушаться The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype are its structural complexity caused by the use of a large number of parts adjusted to each other, and, accordingly, the complexity of manufacturing and adjusting the mechanism of the device, while the effective operation of the device is ensured only at stationary engine operating modes and with a smooth change in the speed of the drive shaft. In variable modes with sharp changes in the angular velocities of the drive pulley, characteristic of internal combustion engines, due to the inertia of the driven engine mechanisms, alternating accelerations will occur in the drive, leading to a twist (angular vibrations) of the driven pulley relative to the drive pulley, including acting on the tension roller, which, interacting with the damping element, due to the flexibility of the damper will deviate, as a result of which it will be violated

синхронизация валов и управляемость системами топливоподачи и газораспределения (в зависимости от назначения привода) двигателя.shaft synchronization and controllability of the fuel supply and gas distribution systems (depending on the purpose of the drive) of the engine.

Сущность полезной модели - заключается в применении в системе ременного привода гасителя вибрации, выполненного как отдельный элемент, состоящий из равно- или разноплечего коромысла с успокоительными роликами и ступицей для соединения с осью.The essence of the utility model is the use of a vibration damper in the belt drive system, made as a separate element, consisting of an equal or different arms rocker with soothing rollers and a hub for connecting to the axis.

Технический результат - снижение вибраций длинной ветви приводного ремня с целью уменьшения угловых колебаний ведомого шкива относительно ведущего и обеспечения заданной кинематической точности привода.The technical result is the reduction of vibrations of a long branch of the drive belt in order to reduce the angular oscillations of the driven pulley relative to the drive pulley and ensure the given kinematic accuracy of the drive.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в системе ременного привода, включающем ведущий шкив, как минимум один ведомый шкив, приводной ремень, соединяющий ведущий шкив с ведомым шкивом, устройство натяжения ремня, имеющее поворотный рычаг, натяжной ролик, особенностью является то, что для снижения вибраций длинной ветви приводного ремня система содержит гаситель вибраций приводного ремня, закрепленный на неподвижной оси с возможностью поворота в месте крепления, состоящий из равно- или разноплечего коромысла с успокоительными роликами и ступицей, имеющей демпфирующий элемент, выполненный из упругого материала, кроме этого, равно- или разноплечее коромысло с роликами размещено таким образом, что успокаиваемая ветвь ремня на участке между ведущим и ведомым шкивами точками одновременного касания роликов разделена на три участка разной длины, имеющих различные резонансные частоты колебания для этого место расположения оси коромысла относительно ведущего и ведомого шкивов, соотношение длин плеч коромысла подбираются таким образом, чтобы исключить возможность огибания проходящей волной успокоительных роликов.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in a belt drive system including a drive pulley, at least one driven pulley, a drive belt connecting the drive pulley to the driven pulley, a belt tension device having a pivot arm, a tension roller, a feature is that to reduce the vibrations of the long branch of the drive belt, the system contains a vibration damper of the drive belt mounted on a fixed axis with the possibility of rotation at the attachment point, consisting of equal or non-shoulder beam with calming rollers and a hub having a damping element made of elastic material, in addition, an equal or different shoulder beam with rollers is placed in such a way that the calming belt branch on the section between the driving and driven pulleys of the points of simultaneous contact of the rollers is divided into three sections different lengths having different resonance frequencies of vibration for this, the location of the axis of the rocker arm relative to the driving and driven pulleys, the ratio of the arm lengths of the rocker arm are selected as to exclude the possibility of rounding passing wave of soothing rollers.

Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:The following illustrations are provided to illustrate this utility model:

На фиг.1 - изображена общая схема системы ременного привода с устройством натяжения приводного ремня и гасителем вибрации приводного ремня.Figure 1 - shows a General diagram of a belt drive system with a device for tensioning the drive belt and vibration damper of the drive belt.

На фиг.2 - изображено сечение А-А ступицы коромысла успокоительных роликов с демпфирующим элементом.Figure 2 - shows a section aa of the hub of the rocker arm of soothing rollers with a damping element.

Система ременного привода содержит ведущий шкив 4, ведомый шкив 5, натяжной ролик 7, приводной ремень 8, устройство натяжения ремня 6, гаситель вибрации приводного ремня, имеющий как минимум два свободно вращающийся успокоительных ролика 2, установленных на равно или разноплечем коромысле 1, имеющем возможность поворота в месте крепления неподвижной оси 3, содержащем встроенный в ступицу 10 демпфирующий элемент 9. Успокоительные ролики 2, взаимодействуют с приводным ремнем 8 таким образом, что в точках одновременного касания 11 и 12 делят успокаиваемую ветвь приводного ремня 8 на участки l₁, l₂, l₃, неравной длины.The belt drive system comprises a drive pulley 4, a driven pulley 5, a tension roller 7, a drive belt 8, a belt tension device 6, a vibration damper of the drive belt having at least two freely rotating soothing rollers 2 mounted on an equal to or different beam rocker 1 having the ability rotation in the place of attachment of the fixed axis 3, containing the damping element 9 integrated in the hub 10. The soothing rollers 2 interact with the drive belt 8 in such a way that the calms are divided at the points of simultaneous contact 11 and 12 aemuyu branch of the drive belt 8 into sections l _1, l _2, l _3, of unequal length.

Работа системы ременного привода осуществляется следующим образом: гаситель вибрации приводного ремня, состоящий из равно- или разноплечего коромысла 1, на котором расположены как минимум два свободновращающихся успокоительных ролика 2, взаимодействующих с приводным ремнем 8. Коромысло 1 с успокоительными роликами 2 размещено таким образом, что успокаиваемая ветвь приводного ремня 8 на участке между ведущим 4 и ведомым 5 шкивами точками одновременного касания 11 и 12 роликов разбивается на, по меньшей мере, три участка не равной длины - l₁, l₂, l₃, каждый со своей резонансной частотой колебаний. Колебания, возникающие в ветви приводного ремня 8, воздействуют на первый, по пути следования волны, ролик, который через одноименное плечо поворачивает в месте крепления неподвижной оси 3 коромысло 1. Второй ролик, опираясь на участок той же ветви приводного ремня, но имеющий другую резонансную частоту колебаний, через одноименное плечо и коромысло 1 своим противодействием мгновенно гасит, возникающий в The operation of the belt drive system is as follows: the vibration damper of the drive belt, consisting of equal or different shoulders rocker 1, on which are located at least two freely rotating soothing rollers 2, interacting with the drive belt 8. The beam 1 with soothing rollers 2 is placed in such a way that the reassuring branch of the drive belt 8 in the area between the driving 4 and driven 5 pulleys points of simultaneous contact of the 11 and 12 rollers is divided into at least three sections of unequal length - l ₁ , l ₂ , l ₃ , each with its own resonant frequency. Oscillations that occur in the branch of the drive belt 8 act on the first roller along the wave path, which, through the shoulder of the same name, turns the rocker 1 in the attachment point of the fixed axis 3. The second roller, relying on a section of the same branch of the drive belt, but having a different resonance the oscillation frequency, through the shoulder and rocker 1 of the same name, instantly extinguishes, arising in

ветви ремня импульс колебательного движения, при этом высокочастотные колебания самого устройства гасителя вибрации гасятся демпфирующим элементом 9, вмонтированным в ступицу 10 коромысла 1, представляющим собой массивный элемент из упругого материала. Кроме этого для исключения при максимальных ускорениях ведущего шкива 4 отрыва успокоительных роликов 2 от поверхности приводного ремня и обеспечения наибольшей эффективности гасителя вибрации успокоительные ролики 2 располагают таким образом, чтобы образующие роликов пересекали траекторию движения обращенной к роликам поверхности ремня, на величину Δ=0,5...10,0 мм, которая зависит от длины успокаиваемой ветви длин плеч коромысла 1 и усилия натяжения ремня, создаваемого натяжным роликом 7. При использовании приводных ремней, имеющих значительную податливость, высокая эффективность гасителя вибраций обеспечивается за счет применения разноплечего коромысла 1. Соотношения длин плеч l₁, l₂, l₃ выбираются опытным путем в зависимости от податливости ремня и длины успокаиваемой ветви приводного ремня.the branches of the belt are an impulse of oscillatory motion, while the high-frequency vibrations of the vibration damper device itself are quenched by a damping element 9 mounted in the hub 10 of the rocker arm 1, which is a massive element of elastic material. In addition, to exclude at maximum accelerations of the driving pulley 4 the separation of the stilling rollers 2 from the surface of the drive belt and to ensure the highest vibration damper effectiveness, the stilling rollers 2 are positioned so that the generators of the rollers intersect the path of the belt surface facing the rollers by Δ = 0.5 ... 10.0 mm, which depends on the length of the reassuring branch of the arms of the rocker arm 1 and the tension of the belt created by the tension roller 7. When using drive belts having Full flexibility, high efficiency of the vibration damper is ensured through the use of a different-arm rocker 1. The ratios of the shoulder lengths l ₁ , l ₂ , l ₃ are chosen empirically depending on the compliance of the belt and the length of the calmed branch of the drive belt.

Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными конструкциями систем ременного привода предлагаемая конструкция составлена из простых технологичных элементов, является самонастраивающейся, менее инерционной, и при этом более эффективна, т.к. любое колебание ветви ремня получает мгновенное противодействие успокоительных роликов и затухает, при этом длина успокаиваемой ветви ремня на участке между ведущим и ведомым шкивами остается неизменной, что способствует сохранению высокой кинематической точности передачи, в т.ч. на переменных режимах работы.The advantage of the claimed utility model is that, in comparison with the known constructions of the belt drive systems, the proposed construction is composed of simple technological elements, is self-adjusting, less inertial, and more effective, because any oscillation of the belt branch receives instant counteraction of the soothing rollers and damps, while the length of the calmed belt branch in the section between the driving and driven pulleys remains unchanged, which helps to maintain high kinematic transmission accuracy, including on variable modes of operation.

Claims

1. A belt drive system comprising a drive pulley, at least one driven pulley, a drive belt connecting the drive pulley to the driven pulley, a belt tension device having a pivot arm, a tension roller, characterized in that the system comprises a vibration damper of the drive belt mounted on fixed axis with the possibility of rotation at the attachment point, consisting of an equal or different shoulders rocker arm with calming rollers and a hub having a damping element made of elastic material.

2. The system according to claim 1, characterized in that the equal or different arms rocker with rollers is placed in such a way that the calming belt branch on the section between the driving and driven pulleys of the points of simultaneous contact of the rollers is divided into three sections of different lengths having different resonant vibration frequencies .