Свободные колеса (обгонные муфты) - это односторонние муфты, состоящие в основном из двух кольцевых элементов: ведущего и ведомого.
Их особенность заключается в том, что передача движения возможна только в одном направлении, в то время как в другом направлении два кольца разъединены.
Разъединение между двумя частями может произойти двумя способами:
Ведомое кольцо вращается быстрее ведущего кольца.
Ведущее кольцо вращается в противоположном направлении по отношению к ведомому кольцу.
Существуют три основных режима применения обгонных муфт:
АНТИРЕТУРН (против возврата):
Обгонная муфта всегда вращается свободно. Когда движение прекращается, муфта предотвращает вращение в обратном направлении. Типичные применения включают конвейеры, ковшовые подъемники, большие вентиляторы и т. д.
СУПЕРСКОРОСТЬ:
Как только ведомое кольцо начинает вращаться быстрее ведущего, соединение разрывается. Это часто используется для разъединения механизма запуска и основного двигателя, двигательных систем с двумя моторами и моторных систем, чтобы избежать пульсаций, характерных для таких двигателей, или высвободить кинетическую энергию, накопленную во время вращения, без ее передачи на внутренний сгорающий двигатель.
ИНТЕРМИТТЕНТНОЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЕ:
Обгонная муфта преобразует движение с периодическим изменением (поршневое движение, шатунное движение и т. д.) в постоянное вращательное движение с постоянным шагом (или непрерывное, если используются два свободных колеса). Типичные применения включают конвейеры, делители, швейные машины, ткацкие станки и т. д.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ТИПЫ: Обгонная муфта
Обгонная муфта с роликами:
Обгонная муфта с роликами состоят из внешнего цилиндрического кольца и внутреннего кольца, называемого "звездой" из-за его особой формы, которая позволяет определенному количеству цилиндрических роликов (каждый из них удерживается в постоянном рабочем контакте одним или двумя плунжерами, приводимыми в движение спиральными пружинами) передавать крутящий момент мгновенно. Они наиболее подходят для использования в качестве механизмов с периодическим передвижением, но также хорошо подходят для применения в случае перегрузки скорости и антитурбокомпрессора при средне-низких оборотах.
Обгонная муфта с асимметричными контактными элементами:
Этот тип состоит из двух цилиндрических колец, между которыми находится каркас, содержащий асимметричные контактные элементы и пружину. Асимметричные контактные элементы имеют больший диаметр по диагонали по сравнению с другим, что позволяет передавать крутящий момент в одном направлении или обеспечивать свободное вращение в другом. Поскольку каркас не тянется внутренним кольцом во время вращения в режиме свободы, этот тип особенно подходит для работы как антитурбокомпрессор, особенно при высоких скоростях вращения. Вариант GP включает в себя двойной каркас с ленточной пружиной внутри, которая обеспечивает как одиночное пружинное воздействие, так и синхронизацию контактных элементов. Кроме того, возможны варианты, которые позволяют избежать контакта контактных элементов с кольцами в режиме свободы, чтобы обеспечить более длительный срок службы. В каркасах количество контактных элементов очень велико, что позволяет передавать очень высокие крутящие моменты в ограниченном пространстве. Для приложений, требующих еще более ограниченных размеров, можно использовать серию GM.
Точность установки обгонной муфты:
В обгонных муфтах с роликами, используемых особенно для периодических передвижений, точность может быть улучшена с помощью:
Усиленных роликовых упорных пружин типа VV (обеспечивают более быстрый отклик при высокой частоте включений).
Более жидкой смазочной масла.
Твердосплавных опорных плит (HM), которые уменьшают износ поверхности контакта ролика и внутренние упругие деформации, которые могут вызывать задержки в передвижении (доступны только для серий GF...HM и GL...HM).
Максимальная пустотная скорость:
В направлении передачи крутящего момента, то есть в случае зажимающихся свободных колес, нет ограничений по скорости, потому что детали блокируют друг друга, поэтому фактически они стоят на месте. В случае же свободного вращения максимальные ограничения указаны в таблицах и зависят от размеров свободных колес и типа используемой смазки. Чтобы избежать повреждений, необходимо не превышать эти ограничения, и в случае работы в режиме свободы рекомендуется поддерживать безопасный запас.
Срок службы:
Чтобы обеспечить хороший срок службы обгонной муфты, необходимо анализировать и балансировать различные факторы (скорость, число включений, нагрузки и смазку) в зависимости от режима применения.
Антитурбокомпрессор:
В этом режиме наиболее важными факторами являются скорость и смазка. Поскольку обгонная муфта будет работать в режиме свободы большую часть своей жизни, необходимо ограничить износ. Для этого, после определения наиболее подходящего типа и номинального момента, его скорость, выраженная как nMAX (мин-1), должна быть в пределах указанных на странице типа (максимальные скорости предназначены для не постоянного использования) и должна обеспечиваться соответствующая смазка.
Перегрузка скорости обгонной муфты:
При этом режиме необходимо учитывать крутящие моменты, которым подвергается обгонная муфта при восстановлении передачи движения после превышения скорости или при старте. В каталоге приведены параметры для определения правильного коэффициента нагрузки. При выборе обгонной муфты для конвейера как стартера необходимо учитывать пусковые крутящие моменты двигателей. Если двигатель подключен к гидравлическому соединению (более мягкий пуск), рекомендуется использовать коэффициент нагрузки, который может варьироваться от 1,3, если пусковой крутящий момент не превышает номинального, до 1,8, если пусковой крутящий момент в 2-3 раза превышает номинальный. В случае подключения двигателя с механическим соединением (более резкий пуск), коэффициенты нагрузки должны быть увеличены с 2, если пусковой крутящий момент не превышает номинального, до 3-4, если пусковой крутящий момент очень высокий. В случае двигателей с внутренним сгоранием значения должны быть увеличены до 4-6 в зависимости от типа двигателя (бензиновый или дизель).