کلاچ
کلاچ ابزاری برای قطـع کـردن و یـا وصل کردن نیرو است که در سیستمهای انتقال نیرو به کار میرود. اصولاً در سیستمهای انتقال نیرو، توان و نیروی تولید شـده درموتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابجایی و انتقال دارد.
در ادوات کشاورزی، کلاچ یک اتصال اصطکاکی میان موتور و جعبه دنده برقرار میکند. در حالی کـه کلاچ درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها منتقل میشود. و گاهی لازم میشود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت دستگاه تغییر کند. برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که انتقال حرکت را به چرخ دندههای موجود در جعبه دنده قطع کرد. برای قطع کردن این ارتبـاط میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده میشود. این کار تنها با فشاردادن یک پـدال انجام میشود. در این حالت راننده برای مـدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه میدارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنـده مناسـب را انتخـاب کرده و به وسیله اهرم، دنده را در حالت مورد نظر قرار میدهد و سپس پدال کلاچ را رهـا مـیکنـد. در ایـن حالـت انتقـال تـوان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.
ویژگیهای لحاظ شده در طراحی بهینه کلاچ
جهت طراحی بهینه کلاچ باید موارد گوناگونی را در نظر گرفت که در زیر به آنها اشاره می کنیم:
- انتقال ماکزیمم گشتاور: طراحی کلاچ باید بهگونه ای باشد که بتواند ماکزیمم گشتاور تولیدی موتـور را منتقل کند.
- درگیری و خلاصی تدریجی: کلاچ و سیستمهای عملگر آن باید بگونه ای طراحی شوند که حـین خلاصـی و درگیـری صفحات کمترین تکان را به خودرو منتقل کند.
- پخش سریع حرارت تولید شده: حین درگیری کلاچ به علت وجود لغزش در ابتدای درگیری، گرمای زیادی تولید می شود که باید به طرقی دفع شود.
- بالانس دینامیکی: چون کلاچ عضو دوار متحرک است، بنابراین در سـرعتهای زیـاد جهـت جلـوگیری از به وجـود آمـدن نیروهای جانبی باید از لحاظ دینامیکی بالانس باشد.
- استهلاک نوسانات: طراحی کلاچ باید به گونه ای باشد که سبب از بین رفتن نوسانات و ارتعاشات انتقالی از موتور به سیـستم انتقـال قدرت و نوسانات انتقالی از چرخ ها به موتور شود.
- ابعاد کلاچ: از لحاظ ابعادی، کلاچ باید کمترین فضای ممکن را اشغال کند.
- اینرسی: قطعات متحرک کلاچ باید کمترین اینرسی ممکن را داشته باشند.
- سادگی در تعویض و تعمیر: تعویض قطعات و تعمیر آنها باید به سادگی صورت گیرد.
- سهولت در عملکرد کلاچ نزد راننده: عمل کلاچ گیری و تعویض دنده نباید برای راننده حالـت خـسته کننـده و طاقـت فرسایی داشته باشد.
انواع کلاچ
بدون لغزش: این نوع کلاچها دو حالت دارند؛ حالت خلاصی و حالتی که کلاچ کاملاً درگیر است. بنابراین در ایـن حالت لغزش یا سایش در کلاچ به هیچ عنوان مشاهده نمی شود.
یکطرفه: این کلاچها در گردش از یک طرف همانند کلاچ بدون لغزش عمل مـی کنـد، امـا اگـر چـرخش در جهـت مخالف صورت گیرد دو صفحه کاملاً روی هم سر می خورند و هیچگونه انتقال نیرویی صورت نمی گیرد؛ بنابراین در این کلاچها گشتاور تنها از یک طرف منتقل می شود.
اصطکاکی: اساس عملکرد این کلاچها درگیری دو صفحه دارای ضریب اصطکاک بالا است که این درگیـری
سبب انتقال نیرو از یکی از صفحات به صفحه دیگر می شود. انواع مورد استفاده این نوع کلاچها شامل دیسکی، مخروطی، صفحه ای و تسمه ای می باشد.
هیدرولیک: در این نوع کلاچها نیرو از یکی از صفحات به سیال و سپس از سیال به صفحه متحرک مورد نظر منتقل
می شود.
برخی از کلاچهای اصطکاکی
1- کلاچ مخروطی
2- کلاچ تک صفحه ای
3- کلاچ چند صفحه ای
کلاچ مخروطی Cone Clutch
در این کلاچها همانگونه که از اسم آن پیداست سطوح اصطکاکی به شکل مخروطـی هـستند. هنگـامی کـه کـلاچ درگیر می شود، گشتاور از طریق فلایویل که سطح داخلی آن به شکل مخروطی است به صفحه کلاچ که سطح مخروطی دارد، منتقل می شود. برای خلاص کردن کـلاچ نیـز سـطح مخـروط صفحه کلاچ کمـی از درون فلایویل بیرون کشیده می شود تا تماس دو سطح قطع شود.
مزایا : درگیری صفحه کلاچ به صورت تدریجی و نرم می باشد. کلاچ مخروطی با توجه به جای کمی که پوسته کلاچ اشغال می کند، سطح درگیری بالایی دارد. بالا بودن سطح درگیری سبب انتقال توان بیشتر میشود.
این دستگاه که به عنوان حرفه ای ترین تراکتور دو چرخ شناخته می شود. فرمان این دستگاه قابل تنظیم و قابل گردش می باشد و همین ویژگی، کاربری فوق العاده ای در استفاده از ادوات عقب سوار و جلو سوار به دستگاه داده است. تراکتور دوچرخ منحصراً با هدف ارتقاء کیفیت و قیمت مناسب در بین ماشین آلات کشاورزی طراحی و ساخته شده است. این هدف مطلقا رضایت کشاورز را در پی دارد. تنوع کاربری یکی از الویت های طراحی این دستگاه است، که قابلیت کار در حالت های مختلف از قبیل دروگر، رتیواتور، نهرکن، گاوآهن، چمن زن، چوب خرد کن و ... را دارد.
به منظور کارایی بهتر کلاچ، در تراکتورهای دوچرخ شرکت سبزکوش نگین از کلاچ مخروطی استفاده شده است.
کلاچ چند صفحهای
کلاچ چند صفحه ای از نظر ساختمان نظیر کلاچهاى یک دیسکى هستند، با این تفاوت که تعداد دیسکها در آن زیاد است. از طرف دیگر دیسکها بدون پوشش هستند و از فولاد سخت کارى شده ساخته میشوند. این کلاچ به کلاچ سینوسى نیز مشهور است و بین دیسکها، ورق هاى فنرى خیلى نازکی به کار برده می شوند.
ورق هاى فنرى باعث می شوند تا کلاچ تدریجاً و به راحتی قطع و وصل شود. فنرها درهنگام برقرارى ارتباط، باعث می شوند که در سطوح تماس، فشار افزایش یابد. این فشار باعث می شود گشتاور اصطکاکى نیز به تدریج زیاد شود. در کلاچهای شناور در روغن ، روغن موجود بین دیسک ها نیز باعث چسبیدن آن دو به یکدیگر می شود. در این شرایط هرگاه نیروى فشارى را برداریم، صفحات به راحتی از هم جدا نمی شوند، به همین دلیل وجود فنرها در لابه لاى صفحات، سبب می شود که دیسک ها به راحتی از هم جدا شوند. علاوه بر این وجود روغن باعث خنک کاری و طول عمر بالا و عملکرد نرم کلاچ میشود.
قسمتهای قرمز در شکل زیر، نقاطی هستند که بیشترین فشار بر صفحههای کلاچ وارد میشود.
در تراکتورهای باغی و تیلر-کولتیواتورهای شرکت سبزکوش نگین، کلاچ چند صفحهای استفاده شده است. به منظور افزایش طول عمر کلاچ چند صفحهای، در تراکتورهای باغی BCS و Ferrari کلاچ شناور در روغن است.
نقشه گسترده زیر نقشه کلاچ در تراکتور است.
و نقشه گسترده زیر نقشه کلاچ در تیلر-کولتیواتور است.
