Принцип работы обгонной муфты, устройство, преимущества и недостатки

Обгонные муфты широко используются в различных механизмах и машинах для снижения вибрации и обеспечения плавности хода. Такой функционал используется в автомобилях, турбированных установках, самолетах и вертолетах, велосипедах. Везде, где нужно обеспечить движение в одном направлении, позволяя вращение в обратную сторону. Рассмотрим, что такое обгонная муфта, принцип работы, назначение и преимущества узла.

Из чего состоит обгонная муфта, ее назначение

Обгонная муфта (инерционный шкив) предназначена для плавного бесступенчатого регулирования частоты вращения выходного вала без изменения числа оборотов ведущего вала. Проще говоря, механизм уменьшает вибрацию и снижает уровень шума при переключении оборотов на более низкую частоту.

Муфта свободного хода используется в различных редукторах, вариаторах, приводах станков и другого промышленного оборудования, выступая посредником между мотором и стартером.

Конструктивно обгонная муфта состоит из 2-х элементов – ведущей и ведомой полумуфт. Ведущая полумуфта соединяется непосредственно с входным валом, ведомая – с выходным. Между собой эти две полумуфты сцепляются при помощи специальных элементов – шариков (роликов) или зубьев.

Принцип работы

Обгонные муфты делят на роликовые, которые работают в результате заклинивания роликов между полумуфтами, и храповые, действующие по принципу зацепления зубьями.

Роликовый инерционный шкив состоит из ведущей и ведомой частей. В ведущей размещены ролики, которые под действием центробежной силы при вращении расходятся в радиальных пазах и прижимаются к конической поверхности муфты. На низких оборотах двигателя ролики не выходят из гнезд и вращение на муфту не передается. По мере увеличения частоты вращения ролики прижимаются сильнее, муфта начинает пробуксовывать и постепенно набирает обороты.

В храповой муфте принцип работы другой. При вращении храповое колесо перемещается в осевом направлении, его наклонные зубья входят в зацепление с зубьями ведомого колеса. При этом колеса сжимают пружины, возникает трение, и крутящий момент передается на трансмиссию. С увеличением оборотов осевая сила возрастает, муфта полностью включается.

В обоих случаях используется принцип создания сил трения при вращении для плавной и бесступенчатой передачи силы вращения от двигателя к трансмиссии.

Слабые и сильные стороны обгонной муфты

Муфта свободного хода имеет свои плюсы и минусы, о которых следует знать для правильной эксплуатации механизма.

К преимуществам можно отнести:

• Простoту конструкции и надежность;

• Понятный принцип работы;

• Низкую стоимость.

К недостаткам относят:

• Потери мощности из-за трения;

• Ограничения по максимальному крутящему моменту;

• Нагрев при высоких нагрузках.

Храповые муфты в принципе более надежны, чем роликовые, но их нельзя применять при работе с большими скоростями или большим числом включений. Возникает удар при зацеплении, который приводит к поломкам. Обгонные муфты на роликах проще в эксплуатации, практически бесшумны, но не ремонтопригодны.

Благодаря простому принципу работы, надежности и относительно низкой стоимости, обгонные муфты широко используются в приводах технологического оборудования.