薛世民，李謙緒，杜志高，黃強(qiáng)斌

（新疆新研牧神科技有限公司，新疆 烏魯木齊830013）

0 引言

超越離合器作為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)件，它是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間或機(jī)器內(nèi)部主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間動(dòng)力傳遞與分離功能的重要部件。它利用主、從動(dòng)部分的速度變化或旋轉(zhuǎn)方向的變換，具有自行離合功能。常用的三種類型超越離合器因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其在相同傳遞扭矩下，體積較大，且制造成本高，受損后不便于維修，需要更換新件，增加了使用成本。

針對(duì)上述情況，我們研制了一種新型簧片式大扭矩超越離合器，該離合器具有傳遞扭矩大，結(jié)構(gòu)設(shè)緊湊合理、拆卸方便快捷、使用壽命很長(zhǎng)的特點(diǎn)，可以用于農(nóng)機(jī)或其它機(jī)械產(chǎn)品上。

1 常用超越離合器結(jié)構(gòu)分類及特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)分類

滾柱式超越離合器，該類型離合器為外環(huán)與內(nèi)環(huán)支架以圓柱形滾子支撐，而內(nèi)環(huán)安裝有彈簧及頂銷(xiāo)，由頂銷(xiāo)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的推力，將滾柱往外擠壓便構(gòu)成了外環(huán)、內(nèi)環(huán)及滾柱的接觸，該離合器楔塊與內(nèi)外環(huán)之間也是以線接觸的形式來(lái)傳遞扭矩。

楔塊式超越離合器，該類型離合器的內(nèi)環(huán)及外環(huán)均為圓柱形環(huán)面。楔塊安置在保持架中來(lái)支撐內(nèi)環(huán)與外環(huán)，依照楔塊與內(nèi)環(huán)、外環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到傳遞扭力或空轉(zhuǎn)的功能，該離合器楔塊與內(nèi)外環(huán)之間是以線接觸的形式來(lái)傳遞扭矩。

棘輪式超越離合器，該類型離合器主要由棘輪和棘爪組成，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠；但外廓尺寸較大。

1.2 使用特點(diǎn)

上述滾柱式和楔塊式超越離合器其滾柱和楔塊與內(nèi)外環(huán)之間是以線接觸的形式來(lái)傳遞扭矩，由于滾柱和楔塊在熱處理過(guò)程中發(fā)生變形，因此其形狀、尺寸精度會(huì)降低，導(dǎo)致它們和內(nèi)外環(huán)由點(diǎn)接觸逐漸變成線接觸，此過(guò)程會(huì)發(fā)生很大的彈性變形，過(guò)載時(shí)滾柱和楔塊容易把內(nèi)環(huán)壓出塑性變形，使?jié)L柱和楔塊發(fā)生翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致滾柱報(bào)廢或弄壞原動(dòng)機(jī)。另外，由于滾柱和楔塊誤差大在裝配時(shí)用肉眼很難準(zhǔn)確的觀察出是否符合要求，只能反復(fù)挑選試驗(yàn)，裝配耗時(shí)長(zhǎng)，精度不高，性能不穩(wěn)定，壽命低。

2 新型簧片式大扭矩超越離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)

簧片式超越離合器結(jié)構(gòu)包括離合器外轂1、油杯2、彈性擋圈3、軸承4、擋蓋5、離合器內(nèi)轂6、簧片7、滑塊8 和油封9。離合器內(nèi)轂6 通過(guò)軸承4 與離合器外轂1 同軸安裝；彈性擋圈3 安裝于離合器外轂1 的上下兩端，防止軸承4 上下竄動(dòng)；簧片7 和滑塊8 安裝于離合器內(nèi)轂6 的外卡槽內(nèi)；擋蓋5 安裝于軸承4和離合器內(nèi)轂6 之間，防止簧片7 和滑塊8 與軸承4發(fā)生干涉。油杯2 裝配在離合器外轂1 的外圓上，油封9 裝配于離合器外轂1 的底部，防止?jié)櫥屯庑梗▓D1）。

2.2 工作原理

簧片包括簧片工作面、簧片安裝面（圖2）。當(dāng)離合器內(nèi)轂做為主動(dòng)件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，簧片自身的彈力推動(dòng)簧片的工作面向外運(yùn)動(dòng)，簧片的工作面與滑塊的支撐面接觸，推動(dòng)滑塊向外運(yùn)動(dòng)，滑塊的工作面一與離合器外轂的工作接觸面以面與面的形式接觸，滑塊的工作面二與離合器內(nèi)轂的滑塊工作面以面與面的形式接觸，此時(shí)，離合器內(nèi)轂、離合器外轂與滑塊形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了離合器內(nèi)轂帶動(dòng)離合器外轂的轉(zhuǎn)動(dòng)（圖3）。

當(dāng)離合器內(nèi)轂做為主動(dòng)件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離合器外轂上的外轂內(nèi)圓面會(huì)壓迫滑塊沿著外轂內(nèi)圓面做周向滑動(dòng)，滑塊與離合器外轂沒(méi)有動(dòng)力傳遞，從而實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)（圖4）。

3 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）滑塊與內(nèi)、外轂的接觸為面接觸，增大了受力面積，傳遞扭矩更大。

（2）離合器內(nèi)轂開(kāi)有外卡槽，將滑塊和簧片置于其中，使得內(nèi)外轂之間的間隙很小，減小了離合器的整體體積。

（3）外轂、內(nèi)轂、滑塊都是采用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)軸承鋼，并采用先進(jìn)成型、熱處理、研磨技術(shù)制造而成，可以傳遞更大的扭矩而不容易磨損變形，簧片采用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼，能夠多次反復(fù)工作而不變形，保證了所述離合器的使用壽命。

（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件更換方便，降低了維護(hù)成本。

4 工作性能特點(diǎn)及使用情況

該新型簧片式大扭矩超越離合器設(shè)計(jì)新穎，具有傳遞扭矩大、結(jié)構(gòu)緊湊、零部件少、使用可靠、故障率低、便于維護(hù)的特點(diǎn)，已大批量運(yùn)用于牧神系列穗莖兼收玉米收獲機(jī)的收草部件上，經(jīng)過(guò)多年的使用，取得了不錯(cuò)的使用效果，顯著提高了產(chǎn)品的性能，降低了相關(guān)部件的損壞幾率，大大提高了該穗莖兼收玉米收獲機(jī)的作業(yè)效率。