Vrijloopkoppeling - werkingsprincipe, belangrijkste elementen

Een vrijloop- of vrijloopkoppeling is een mechanisch apparaat waarvan de belangrijkste taak is om de overdracht van koppel van de ingaande as naar de aangedreven as te voorkomen wanneer de aangedreven as sneller begint te draaien. Een koppeling wordt ook gebruikt wanneer het koppel slechts in één richting moet worden overgebracht. Overweeg het werkingsprincipe, de componenten van de koppeling, evenals de voor- en nadelen ervan.

Hoe een koppeling werkt

Laten we het werkingsprincipe van een rolkoppeling analyseren, omdat dit type mechanisme vaker voorkomt in de auto-industrie.

De rolkoppeling bestaat uit twee koppelingshelften: de eerste helft van de koppeling is vast op de aandrijfas bevestigd, de andere helft is verbonden met de aangedreven as. Wanneer de motoras met de klok mee draait, bewegen de koppelingsrollen onder invloed van wrijvingskrachten en veren in het smalle deel van de opening tussen de twee koppelingshelften. Vervolgens treedt blokkering op en wordt het koppel overgedragen van de leidende halve koppeling naar de aangedreven.

Wanneer de aandrijfhelft tegen de klok in wordt gedraaid, bewegen de rollen naar het breedste deel van de opening tussen de twee helften van de koppeling. De aandrijfas en aangedreven as zijn gescheiden en het koppel wordt niet meer overgedragen.

Volgens het werkingsprincipe merken we op dat de rolkoppeling het koppel in slechts één richting overbrengt. Bij het draaien in de tegenovergestelde richting, scrollt de koppeling gewoon.

Constructie en belangrijkste elementen

Overweeg het ontwerp en de componenten van de twee belangrijkste soorten koppelingen: rol en ratel.

De eenvoudigste enkelwerkende rolkoppeling bestaat uit de volgende componenten:

1. externe separator met speciale groeven op het binnenoppervlak;
2. binnenkooi;
3. veren op de buitenste kooi en ontworpen om de rollen te duwen;
4. rollen die koppel door wrijving overbrengen wanneer de koppeling is vergrendeld.

Bij een ratelkoppeling hebben de tanden een aanslag aan één kant en geen groeven op het binnenoppervlak van de buitenring. In dit geval worden beide ringen vastgezet met een speciale grendel, die door een veer tegen de buitenring wordt gedrukt.

Voors en Tegens

De vrijloopkoppeling heeft de volgende voordelen:

• automatisch in- en uitschakelen van het mechanisme (de koppeling vereist geen bedieningshandelingen);
• het ontwerp van eenheden en assemblages van machines wordt vereenvoudigd door vrijloopmechanismen;
• eenvoud van ontwerp.

Houd er rekening mee dat de ratelkoppeling betrouwbaarder is dan het rolapparaat.

Tegelijkertijd is het ratelmechanisme onderhoudbaar, in tegenstelling tot het rolmechanisme. Proberen om het rolmechanisme te repareren is tijdverspilling omdat het uit één stuk bestaat. Meestal wordt bij een storing een nieuw soortgelijk onderdeel geplaatst. Gebruik geen slaggereedschap bij het installeren van een nieuwe rolkoppeling, omdat het mechanisme kan vastlopen.

De vrijloopkoppeling is niet zonder nadelen. De nadelen van een rolvrijloopkoppeling zijn onder meer:

• niet gereguleerd;
• nauwkeurige asuitlijning;
• grotere productieprecisie.

Het ratelmechanisme heeft de volgende nadelen:

• Het grootste nadeel is de impact wanneer de pal in de tanden grijpt. Om deze reden kan dit type vrijloop niet worden gebruikt in toepassingen met hoge snelheden of waar een hoge schakelfrequentie vereist is.
• De ratelkoppeling werkt met geluid. Merk op dat er nu mechanismen zijn waarbij de pal, die met de klok mee beweegt, het ratelwiel niet raakt en dus geen geluid maakt.
• Door hoge belastingen slijten de tanden van het ratelwiel en bezwijkt de koppeling zelf.

Koppeling gebruik

Vrijloopmechanismen worden veel gebruikt in eenheden van verschillende fabrikanten. De vrijloopkoppeling is aanwezig in:

• systemen voor het starten van verbrandingsmotoren (ICE): hier maakt de vrijloopkoppeling deel uit van de starter. Zodra de motor het bedrijfstoerental bereikt, ontkoppelt de koppeling de starter ervan. Zonder koppeling kan de krukas van de motor de starter beschadigen;
• automatische transmissies van het klassieke type: daarin maakt het vrijloopmechanisme deel uit van de koppelomvormer, een apparaat dat verantwoordelijk is voor het overbrengen en veranderen van het koppel van de verbrandingsmotor naar de versnellingsbak;
• generatoren - hier fungeert de koppeling als een beschermend element, waardoor de overdracht van torsietrillingen van de krukas van de motor wordt beperkt. Bovendien neutraliseert de koppeling trillingen van de dynamoriem, vermindert het geluid van de riemaandrijving. Over het algemeen verlengt het vrijloopmechanisme hier de levensduur van de generator aanzienlijk.