Sprzęgło

Sprzęgło to urządzenie mechaniczne, które umożliwia odłączenie wału wyjściowego od obracającego się wału wejściowego. Wał wejściowy sprzęgła jest zwykle przymocowany do silnika, podczas gdy wał wyjściowy sprzęgła jest połączony z mechanizmem, który wykonuje pracę. W pojeździe silnikowym sprzęgło działa jak mechaniczne połączenie między silnikiem a skrzynią biegów. Po wyłączeniu sprzęgła prędkość obrotowa silnika (RPM) nie jest już określana przez prędkość napędzanych kół. Innym przykładem zastosowania sprzęgła są wiertarki elektryczne. Wał wejściowy sprzęgła jest napędzany silnikiem, a wał wyjściowy jest połączony z wiertłem (za pomocą kilku elementów pośrednich). Sprzęgło umożliwia obracanie wiertła z tą samą prędkością co silnik (włączone sprzęgło), obracanie się z mniejszą prędkością silnika (poślizg sprzęgła) lub pozostawanie nieruchomym podczas obracania się silnika (sprzęgło wyłączone).

Rodzaje sprzęgła :

1.Suche sprzęgło

Suche sprzęgło wykorzystuje suche tarcie do przenoszenia mocy z wału wejściowego na wał wyjściowy, na przykład tarcza cierna naciskająca na koło zamachowe silnika samochodowego. Większość sprzęgieł to sprzęgła suche, zwłaszcza w pojazdach z manualną skrzynią biegów. Poślizg sprzęgła ciernego (gdy sprzęgło jest częściowo włączone, ale wały obracają się z różnymi prędkościami) jest czasami wymagany, na przykład gdy pojazd silnikowy przyspiesza z postoju; Należy jednak zminimalizować poślizg, aby uniknąć zwiększonego zużycia. W sprzęgle typu ciągnionego naciśnięcie pedału powoduje pociągnięcie łożyska wyciskowego w celu odłączenia sprzęgła. W sprzęgle typu pchanego naciśnięcie pedału powoduje naciśnięcie łożyska wyciskowego w celu odłączenia sprzęgła. Sprzęgło wielopłytkowe składa się z kilku tarcz ciernych ułożonych koncentrycznie. W niektórych przypadkach stosuje się go zamiast sprzęgła o większej średnicy. Samochody wyścigowe wykorzystują sprzęgła wielopłytkowe do kontrolowania szybkości przenoszenia mocy na koła, gdy pojazd przyspiesza ze startu zatrzymanego. Niektóre tarcze sprzęgła zawierają sprężyny zaprojektowane do zmiany częstotliwości drgań własnych tarczy sprzęgła w celu zmniejszenia NVH w pojeździe. Ponadto niektóre sprzęgła do samochodów z manualną skrzynią biegów wykorzystują zawór opóźniający sprzęgło, aby uniknąć nagłego załączenia sprzęgła.

2. Mokre sprzęgło

W mokrym sprzęgle materiał cierny znajduje się w kąpieli olejowej (lub ma olej przepływowy), który chłodzi i smaruje sprzęgło. Może to zapewnić płynniejsze załączanie i dłuższą żywotność sprzęgła, jednak mokre sprzęgła mogą mieć niższą wydajność ze względu na przenoszenie części energii do oleju. Ponieważ powierzchnie mokrego sprzęgła mogą być śliskie (jak w przypadku sprzęgła motocyklowego skąpanego w oleju silnikowym), układanie wielu tarcz sprzęgła może zrekompensować niższy współczynnik tarcia, a tym samym wyeliminować poślizg pod wpływem mocy, gdy jest w pełni włączone. Mokre sprzęgła często wykorzystują kompozytowy materiał papierowy.

3.Sprzęgło odśrodkowe

Sprzęgło odśrodkowe włącza się automatycznie wraz ze wzrostem prędkości wału wejściowego i wyłącza się wraz ze spadkiem prędkości wału wejściowego. Zastosowania obejmują małe motocykle, skutery, piły łańcuchowe i niektóre starsze samochody.

4. Sprzęgło stożkowe

Sprzęgło stożkowe jest podobne do sprzęgła z suchą tarczą cierną, z wyjątkiem tego, że materiał cierny jest nakładany na zewnątrz obiektu o kształcie stożkowym. Typowym zastosowaniem sprzęgieł stożkowych jest pierścień synchronizatora w manualnej skrzyni biegów.

5. Sprzęgło psa

Sprzęgło psa to antypoślizgowa konstrukcja sprzęgła, która jest stosowana w przekładniach niesynchronicznych.

6. Sprzęgło jednoobrotowe

Sprzęgło jednoobrotowe zostało opracowane w XIX wieku do napędzania maszyn, takich jak nożyce lub prasy, w których pojedyncze pociągnięcie dźwigni sterującej lub (późniejsze) naciśnięcie przycisku uruchamiało mechanizm, włączając sprzęgło między źródłem zasilania a wałem korbowym maszyny na dokładnie jeden obrót przed odłączeniem sprzęgła. Gdy sprzęgło jest rozłączone, element napędzany jest nieruchomy. Wczesne konstrukcje były zazwyczaj sprzęgłami dla psów z krzywką na elemencie napędzanym, służącą do odłączania psów w odpowiednim punkcie.  W XX wieku opracowano znacznie uproszczone sprzęgła jednoobrotowe, wymagające znacznie mniejszych sił roboczych i w niektórych wariantach, pozwalające na stały ułamek obrotu na operację. Sprzęgła cierne o szybkim działaniu zastąpiły sprzęgła psa w niektórych zastosowaniach, eliminując problem obciążenia udarowego psów za każdym razem, gdy sprzęgło się włącza. Oprócz zastosowania w ciężkim sprzęcie produkcyjnym, sprzęgła jednoobrotowe były stosowane w wielu małych maszynach. Na przykład w maszynach tabelaryzujących naciśnięcie obsługi powodowało wyzwolenie sprzęgła o jednym obrocie w celu przetworzenia ostatnio wprowadzonego numeru. [8] W maszynach do składu naciśnięcie dowolnego wybierało określony znak, a także włączało pojedyncze sprzęgło obrotowe, aby włączyć mechanizm do składu tego znaku. Podobnie w dalekopisach odbiór każdego znaku uruchamiał sprzęgło jednoobrotowe, aby uruchomić jeden cykl mechanizmu drukującego. W 1928 roku Frederick G. Creed opracował jednoobrotowe sprzęgło sprężynowe, które szczególnie dobrze nadawało się do powtarzalnego działania start-stop wymaganego w dalekopisach.  W 1942 roku dwóch pracowników firmy Pitney Bowes Ostage Meter Company opracowało ulepszone sprzęgło ze sprężyną jednoobrotową. W tych sprzęgłach sprężyna śrubowa jest owinięta wokół wału napędzanego i utrzymywana w rozszerzonej konfiguracji przez dźwignię wyzwalającą. Po wyzwoleniu sprężyna szybko kurczy się wokół wału napędowego załączającego sprzęgło. Pod koniec jednego obrotu, jeśli dźwignia wyzwalacza została zresetowana, zahacza ona o koniec sprężyny (lub przymocowaną do niej zapadkę), a moment pędu elementu napędzanego zwalnia napięcie sprężyny. Sprzęgła te mają długą żywotność – wiele z nich wykonało dziesiątki, a może setki milionów cykli bez konieczności konserwacji poza sporadycznym smarowaniem. Sprzęgła jednoobrotowe z kaskadową zapadką zastąpiły sprzęgła jednoobrotowe ze sprężyną owijającą w drukarkach stronicowych, takich jak dalekopisy, w tym dalekopisy Model 28 i jego następcy, wykorzystujące te same zasady konstrukcyjne. Korzystały z nich również maszyny do pisania IBM Selectric. Są to zazwyczaj zespoły w kształcie dysku zamontowane na wale napędzanym. Wewnątrz wydrążonego bębna napędowego w kształcie tarczy znajdują się dwie lub trzy swobodnie pływające zapadki rozmieszczone w taki sposób, że po wyzwoleniu sprzęgła zapadki wyskakują na zewnątrz, podobnie jak szczęki w hamulcu bębnowym. Po włączeniu moment obciążenia na każdej zapadce przenosi się na pozostałe, aby utrzymać je w ruchu. Sprzęgła te nie ślizgają się po zablokowaniu i włączają się bardzo szybko, rzędu milisekund. Projekcja wyzwalania rozciąga się od zespołu. Jeśli dźwignia wyzwalacza załączyła ten występ, sprzęgło zostało wyłączone. Gdy dźwignia wyzwalacza zwalnia ten występ, sprężyny wewnętrzne i tarcie włączają sprzęgło. Następnie sprzęgło obraca się o jeden lub więcej obrotów, zatrzymując się, gdy dźwignia wyzwalacza ponownie włączy projekcję wyzwalania.

Inne projekty :

• Hamulce sprzęgła odrzutowego: Znajdują się w niektórych typach zegarów elektrycznych napędzanych silnikiem synchronicznym zbudowanych przed 1940 rokiem, aby zapobiec cofaniu się zegara. Sprzęgło składało się ze sprzęgła sprężynowego, które było sprzężone z wirnikiem za pomocą jednego lub dwóch stopni przekładni redukcyjnej. Hamulec sprzęgła blokował się po obróceniu do tyłu, ale miał też pewne działanie sprężynowe. Bezwładność wirnika cofającego się włączała sprzęgło i nakręcała sprężynę. Po rozwinięciu ponownie uruchomił silnik we właściwym kierunku.
• Sprzęgło pasowe: stosowane w sprzęcie rolniczym, kosiarkach, glebogryzarkach i odśnieżarkach. Moc silnika jest przenoszona za pośrednictwem zestawu pasków, które są luźne, gdy silnik pracuje na biegu jałowym, ale koło pasowe napinające może napiąć paski, aby zwiększyć tarcie między pasami a kołami pasowymi.
• Sprzęgło BMA: Wynalezione przez Waldo J. Kelleigha w 1949 roku, używane do przenoszenia momentu obrotowego między dwoma wałami składającymi się ze stałego elementu napędowego przymocowanego do jednego z tych wałów oraz ruchomego elementu napędowego, posiadającego powierzchnię styku z wieloma wgłębieniami.
• Sprzęgło elektromagnetyczne: zwykle uruchamiane przez elektromagnes, który jest integralną częścią zespołu sprzęgła. Inny typ, sprzęgło cząstek magnetycznych, zawiera cząstki pod wpływem magnetycznym w komorze między elementami napędzającymi i napędzanymi – przyłożenie prądu stałego powoduje, że cząstki zlepiają się ze sobą i przylegają do powierzchni roboczych. Zaangażowanie i poślizg są szczególnie płynne.
• Sprzęgło ze sprężyną owijającą: ma sprężynę śrubową, zwykle nawiniętą drutem o przekroju kwadratowym. Zostały one opracowane na przełomie XIX i XX wieku. W prostej formie sprężyna jest przymocowana na jednym końcu do napędzanego elementu; jego drugi koniec jest nieprzymocowany. Sprężyna ściśle przylega do cylindrycznego elementu napędowego. Jeśli element napędowy obraca się w kierunku, który mógłby się odwinąć, sprężyna rozszerza się nieznacznie i ślizga się, chociaż z pewnym oporem. Z tego powodu sprzęgła sprężynowe muszą być zwykle smarowane lekkim olejem. Obracanie elementu napędowego w drugą stronę powoduje, że sprężyna ciasno owija się wokół powierzchni jezdnej, a sprzęgło bardzo szybko się blokuje. Moment obrotowy wymagany do wykonania poślizgu sprzęgła sprężynowego rośnie wykładniczo wraz z liczbą obrotów sprężyny, zgodnie z równaniem kabestanu.

ŹRÓDŁO : WIKIPEDIA