МУФТЫ ПРИВОДОВ Муфты приводов

МУФТЫ ПРИВОДОВ

Муфты приводов Муфты это соединительные устройства для тех валов, концы которых подходят один к другому вплотную или удалены на небольшое расстояние. Соединение валов муфтами обеспечивает передачу вращающего момента от одного вала к другому. Муфты не изменяют вращающего момента и направления вращения. Валы, как правило, расположены так, что геометрическая ось одного вала составляет продолжение геометрической оси другого вала. Возможные смещения валов

Муфты приводов Назначение муфт: • создание длинных валов, состоящих из отдельных частей; • компенсация небольших неточностей монтажа в относительном расположении соединяемых валов; • придание валам некоторой относительной подвижности во время работы (малые смещения и перекос геометрических осей валов); • включение и выключение отдельных узлов; • автоматическое соединение и разъединение валов в зависимости от пройденного пути, направления передачи вращения, угловой скорости, т. е. выполнение функций автоматического управления; • уменьшение динамических нагрузок Критерии работоспособности: • прочность при циклических и ударных нагрузках, • износостойкость, • жёсткость.

Муфты приводов Большинство муфт стандартизованы. Муфты подбираются из каталога по величине передаваемого вращающего момента: Тр = ТK ≤ Тн где Т наибольший, длительно действующий вращающий момент; К коэффициент перегрузки, учитывающий режим работы и ответственность конструкции ; Т н – номинальный вращающий момент, указанный в каталоге. Для приводов от электродвигателя можно принимать: • при спокойной нагрузке К=1, 0. . . 1, 5; • при переменной нагрузке К=1, 5. . . 2; • при ударной и реверсивной нагрузке К=2, 5. . . 3 и более. Для фрикционных муфт вместо коэффициента перегрузки вводится коэффициент запаса сцепления k= 1, 25. . . 1, 5. В ответственных конструкциях выполняют проверочный расчет работоспособности отдельных элементов выбранной муфты.

Классификация муфт По характеру соединения валов: • муфты механического действия: a) жесткие (глухие) практически не допускающие компенсации ради альных, осевых и угловых смещений валов; b) компенсирующие допускающие некоторую компенсацию радиаль ных, осевых и угловых смещений валов благодаря наличию упругих элементов (резиновых втулок, пружин и др. ); c) фрикционные допускающие кратковременное проскальзывание при перегрузках; • муфты электрического (электромагнитного) действия; • муфты гидравлического или пневматического действия.

Классификация муфт По режиму соединения валов: • Нерасцепляемые (постоянные, соединительные) соединяют валы постоянно, образуют длинные валы. • Управляемые (сцепные) соединяют и разъединяют валы в процессе работы (автомобильная муфта сцепления). • Самодействующие (самоуправляемые, автоматические) срабатывают автоматически при заданном режиме работы (обгонные, центробежные, предохранительные). • Предохранительные муфты, разъединяющие валы при нарушении нормальных эксплуатационных условий работы. По степени снижения динамических нагрузок : • Жесткие не сглаживающие при передаче вращающего момента вибрации, толчки и удары; • Упругие сглаживающие вибрации, толчки и удары благодаря наличию упругих элементов (пружин, резиновых втулок и др).

Жёсткие муфты Осуществляют жесткое соединение валов. Бывают: • втулочными • фланцевыми.

Жёсткие муфты Втулочные муфты Втулочная муфта является простейшей из жестких муфт. Она представляет собой втулку 3, посаженную с помощью шпонок, штифтов или шлицев на выходные концы валов 1 и 2. Область применения: тихоходные и неответственные конструкции машин при диаметрах валов d < 70 мм Материал для изготовления втулки сталь 45; для муфт больших раз меров чугун СЧ 25. Втулочная муфта: а крепление на шпонке; б крепление штифтом

Жёсткие муфты Втулочные муфты Достоинства: • простота конструкции; • малые габаритные размеры; Недостатки: • необходимость при монтаже и демонтаже раздви гать концы валов на полную длину муфты либо сдвигать втулку вдоль вала не менее чем на половину ее длины; • необходимость очень точного совмещения валов, так как эти муфты не допускают радиального или углового смещения осей валов.

Жёсткие муфты Фланцевые муфты Фланцевая муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2, со единенных болтами 4. Крепление на валу шпоночное или шлицевое. Вращающий момент передаётся за счёт сил трения между фланцами, а если болты вставлены без зазора, то также и болтами. Для цен трования фланцев на Фланцевые муфты: одной полумуфте делают а центровка за счет круговой выступ, на дру гой выступа; б центровка кольцом. выточку того же диаметра (а) или предусматривают цен трующее кольцо 3 (б).

Жёсткие муфты Фланцевые муфты могут передавать значительные вращающие момен ты (8. . . 45000 Нм). Применяются для валов диаметром d < 350 мм. В тяжёлых машинах полумуфты привают к валам. Материал фланцевых полумуфт — сталь 40, 35 Л, чугун СЧЗО (для муфт больших размеров). Расчет на прочность выполняют для шпоночных соединений и болтов. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому применяется чаще. Достоинства: • простота конст рукции; • легкость монтажа; Недостатки: • необходимость точного совме щения валов; • необходимость точного соблюдения перпендикулярности соприкасающих ся торцовых поверхностей полумуфт к оси вала.

Компенсирующие муфты Более сложны по конструкции, но допускают некоторые радиальные и угловые смещения осей валов. Достоинства: • компенсируют вредное влияние неправильного относи тельного положения соединяемых валов; Недостатки: • чувствительны к перекосам; • нагружает валы изгибающим моментом примерно 10 % от вращающего. Ком пенсирующие муфты делятся на жесткие под вижные упругие (деформируемые). и

Компенсирующие муфты Кулачково-дисковые муфты Состоит из двух полумуфт 1 и 2 с диаметраль ными пазами на торцах и промежуточного пла вающего диска 3 с взаимно пер пендикулярными выступами. В собранной муфте выступы диска располагаются в пазах полумуфт. Трущиеся поверхности периодически смазывают пластичной смазкой. Муфта применяется для соединения тихоходных валов (до 250 об/мин). Допустимые радиальные сме щения валов до 0, 04 мм, угловое до 30'. Кулачково дисковая муфта: Не достаток повышенная а — элементы муфты; б — в собранном виде чувстви тельность к перекосам валов. Основное назначение компенсация непараллельности осей валов. Материал сталь 45 Л.

Компенсирующие муфты Зубчатые муфты Зубчатая муфта состоит из полумуфт 1 и 2 с наружными зубьями и разъемной обоймы 3 с двумя рядами внутренних зубьев эвольвентного профиля. Муфта компенсирует радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацеплении и обточки зубьев по сфере. Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке, а в муфту заливают смазку. Эти муфты надежны в работе, имеют малые габаритные размеры. Материал полумуфт и обойм — сталь 40 или 45 Л.

Компенсирующие муфты Упругая втулочно-пальцевая муфта Вместо соединительных болтов используются стальные пальцы 1 на которые установлены эластичные (резино вые, кожаные и т. п. ) втулки . 2 Эластичные элементы позволяют компен сировать незначительные осевые, радиальные и угловые смещения валов. Достоинства: • хорошая эластично сть; • демпфирующая способность; • электроизоляционная способность; • простота в изготовлении; Муфта упругая втулочно • надежность в работе. пальце вая: Применяются при d < 150 мм. 1 пальцы; Материал полумуфт сталь 35, 35 Л или 2 эластичные втулки. чугун СЧ 25; пальцы изготовляют из стали 45.

Компенсирующие муфты Шарнирные муфты (карданные) Соединяют валы под углом до 45 о, позволяют создавать цепные валы с передачей вращения в самые недоступные места. Крестовина является двойным шарниром с перпендикулярными осями. Прочность муфты ограничена прочностью крестовины. Проверочный расчёт ведётся для рабочих поверхностей шарниров на смятие, проверяется прочность вилок и крестовины. Муфты выбираются по каталогу. Малогабаритные шарнирные муфты стандартизованы в диапазоне диаметров 8. . . 40 мм и моментов 12, 5. . . 1300 Нм. Малогабаритная карданная муфта

Компенсирующие муфты Упругие муфты Предназначены для амортизации ударов, толчков и вибрации, что значительно повышает долговечность машин. Допускают некоторую компенсацию смещений валов. Главная особенность наличие металлического или неметаллического упругого элемента. Различные упругие элементы в муфтах: а звёздочки, б шайбы, в упругие оболочки, г винтовые пружины, д змеевидные пружины, е сильфоны и т. п.

Фрикционные муфты передают вра щающий момент за счет сил трения. Передаваемый момент определяется силой прижима и размерами трущихся частей. По конструкции фрикционные муфты делят на: • дисковые (рабочие поверхности торцы дисков) • конусные (рабочие поверхности конической формы) • цилиндрические (цилиндрические рабочие поверхности) Фрикционные муфты: а дисковая; б конусная; в цилиндрическая

Фрикционные муфты В зависимости от вида трения (наличия смазки): • без смазочного материала (сухие муф ты) • со смазочным материалом (масляные муфты) Материал: конструкционные стали, чугун СЧ 30. Фрикционные материалы применяют в виде накладок. Достоинства: • допускают плавное включения и отключения валов на ходу; • можно включать при любых разностях скоростей вращения элементов муфты; • являются неразрушающимися предохранителями для защиты машин от динамических перегрузок (не могут передать момент больший, чем момент сил трения, т. к. начинается проскальзывание контактирующих фрикционных элементов).