Обгонная муфта (подшипник свободного хода, оne-way bearing)

По материалам: RcTek.
Автор перевода: Владислав Ярополов.

Обгонные муфты часто используются в коробках передач радиоуправляемых моделей. Обгонная муфта это узел, содержащий ролики из закаленной стали, которые позволяют свободное вращение вала, когда они вращаются только в одном направлении. Конструкция, использованная в этой статье, не основывается на каком-либо конкретном продукте и служит только для демонстрации принципа работы обгонной муфты.

Конструкция

Обгонная муфта имеет относительно простую конструкцию и состоит из четырех деталей.

Рисунок показывает полностью собранный подшипник, который состоит из следующих основных деталей:

Корпус - внешняя часть, обычно это отрезок стальной трубки с отформованными краями для удержания внутренних компонентов.

Клетка - внутренняя деталь, которая обычно изготовлена из твердой пластмассы. Она действует как удерживающий, ограничивающий и заклинивающий механизм для деталей, которые показаны ниже.

Остальные детали узла показаны ниже и удерживаются в подшипнике с помощью клетки:

Игольчатый ролик - тонкий хромированный ролик из закаленной стали, который обеспечивает ровную, твердую поверхность качения для контакта с валом.

Пружина - полоска пружинной стали, которая контролирует положение игольчатых роликов.

Как это работает

Подшипник вставляется в корпус, а внутрь вставляется вал, который должен свободно вращаться в одном направлении, но в другом направлении вал должен передавать усилие вращения.

Для того, чтобы подшипник позволил корпусу выполнять эту двойную роль, он должен содержать механизм, который блокирует подшипник и останавливает его действие в качестве подшипника.

Это достигается использованием клетки, которая сконструирована таким образом, чтобы позволить игольчатым роликам двигаться боком относительно вала. Клетка также обладает встроенным наклонным/клиновидным механизмом для работы в качестве тормоза/сцепления для игольчатых роликов.

Рисунки ниже показывает поперечное сечение внутреннего устройства подшипника. Они показывают положение игольчатых роликов в процессе работы.

Свободное положение - когда игольчатые ролики расположены с левой стороны, они лежат на пружинах, которые контролируют, насколько далеко ролики могут перемещаться в этом направлении. Так как в этом положении на ролики нет нагрузки, подшипник свободно вращается.

Заблокированное положение - когда игольчатые ролики расположены с правой стороны, они застревают между клеткой и валом, где они уже не могут вращаться.

Эффективность

Поскольку в процессе работы игольчатые ролики вращаются в контакте с пружинами, небольшая нагрузка на узел приводит к минимальным потерям в эффективности.

Как показано на рисунке, область контакта пружин с игольчатыми роликами является минимальной.

Смазка

Как и любой подшипник, для длительной и безотказной работы обгонная муфта требует смазки. Этот тип подшипников для своей работы требует небольшого количества ОЧЕНЬ жидкого масла.

Масло должно быть достаточно густым, чтобы обеспечить достаточную смазку, но достаточно жидким, чтобы позволить осуществляться блокирующему действию подшипника. Существуют специальные масла от производителей подшипников, но можно обойтись и подходящими заменителями (например, жидкое автомобильное масло, масло для швейных машин).

Пример использования обгонной муфты

Двухскоростная коробка передач является хорошим примером работы обгонной муфты. Первоначальное усилие вращения заставляет игольчатые ролики перейти в заблокированное положение и приводит в движение первую шестерню. Затем более высокая скорость вращения второй шестерни позволяет игольчатым роликам вернуться в свободное положение.

Заключение

Несмотря на то, что существуют различные конструкции обгонных муфт, включая такие, в которых пружины расположены таким образом, чтобы они возвращали игольчатые ролики из заблокированного положения, основной принцип работы остается одинаковым.

Вернуться к списку   Обсудить на форуме