АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ЛЕКЦИЯ 7. МУФТЫ

1. Назначение и классификация муфт. Муфтами называются устройства для соединения валов совместно работающих узлов (агрегатов) машин, частей составных валов, а также для соединения валов с расположенными на них деталями (зубчатыми колесами, звездочками и др.).

Простейшими по конструкции являются так называемые глухие муфты (рис. 1), образующие жесткое соединение валов. Здесь на рис. 1, а,б показаны втулочные муфты на шпонках и конических штифтах. Такие муфты применяют для валов диаметром до 70 мм. Для облегчения монтажа часто глухие муфты выполняют в виде двух полумуфт, соединяемых болтами или иными способами (рис. 1, в).

Распространены муфты в виде автономных устройств (узлов), выпускаемых специализированными предприятиями. Это упрощает стандартизацию муфт.

Кроме соединительных функций муфты нередко выполняют одновременно и другие функции:

· управляют работой – включают и выключают исполнительный механизм при работающем двигателе, облегчают запуск машины и т.п. Эти функции выполняют т.н. управляемые муфты;

· регулируют параметры – ограничивают частоту вращения, предохраняют детали от случайных (недопустимых) перегрузок – предохранительные муфты.

Муфты, выполняющие одновременно несколько функций, должны периодически соединять и разъединять соединяемые валы. Такие муфты называются сцепными. В отличие от них, муфты, выполняющие лишь соединительные функции, называются постоянными.

Муфты должны обладать компенсирующей, амортизирующей и демпфирующей способностями. Первая из них должна в той или иной степени компенсировать отклонения соединяемых валов от соосного положения. Амортизирующая способность необходима для ослабления неблагоприятного эффекта колебаний внешней нагрузки. Под демпфированием понимают способность заглушать и успокаивать колебания, вызванные толчками или ударами. Перечисленные свойства необходимы в особенности при реверсивной нагрузке.

Муфты разнообразны по конструкции. Рассмотрим наиболее распространённые конструкции муфт.

2. Компенсирующие и упругие постоянные муфты. При установке муфты стремятся к тому, чтобы вклад деформаций валов и опор в компенсацию отклонений от соосного положения был минимальным. Муфта должна выполнять функции компенсатора системы не только при монтаже, но при эксплуатации привода.

На рис. 2, а показана конструкция компенсирующей крестовой муфты. Такая муфта допускает соединение валов с повышенными взаимными смещениями валов. Она состоит из двух полумуфт 1 и 3 с пазами, выполняющими роль направляющих для промежуточного диска 2, имеющего крестообразно расположенные выступы.

Зубчатая муфта (рис.2, б) применяется в высоконагруженных конструкциях для валов диаметром 40…200 мм. Она допускает угловое смещение до 0,5° при радиальном смещении порядка 0,008 L, причём L - расстояние между зубчатыми соединениями муфты. Муфта состоит из двух втулок 1 и двух обойм 2 соответственно с внешними и внутренними эвольвентными зубьями. Соединение втулок с валом осуществляется шпонкой и посадкой с натягом или шлицами. Большое число одновременно зацепляемых зубьев обеспечивает компактность и высокую нагрузочную способность зубчатых муфт.

При вращении валов, установленных с перекосом, происходит циклическое радиальное и осевое смещение зубьев втулок относительно обойм. Это приводит к износу зубьев. Чтобы повысить их износостойкость, поверхности зубьев упрочняют до твёрдости 45…55 HRC, а внутрь муфты заливают масло.

Цепные муфты (рис. 3) применяют для соединения валов диаметрами 20…140 мм при передаче вращающего момента от 63 до 8000 Н×м при частоте вращения от 500 до 1600 об/мин. Вращающий момент передаётся с помощью звёздочек и цепи. Муфты компенсируют радиальное смещение валов до 1,2 мм и угловое смещение до 1°. Соединение полумуфт с валами может осуществляться с помощью шпонок или шлицев. Для предохранения от загрязнения и лучшего смазывания целесообразно закрывать муфту кожухом с уплотняющими элементами. Цепные муфты имеют простую конструкцию, просты в обслуживании и технологичны в изготовлении, имеют малые габариты и массу, удобны в монтаже. Их недостаток – наличие «мёртвого хода». Это ограничивает их применение в реверсивных передачах.

Упругие муфты являются наиболее распространёнными. Они способны не только компенсировать радиальные и угловые смещения, но и демпфировать колебания, амортизировать толчки и удары.

Распространены следующие типы стандартных упругих муфт.

§ Упругие втулочно-пальцевые муфты типа МУВП (рис. 4 а). Их применяют в приводах от электродвигателей и других случаях для валов диаметром 10…180 мм при вращающих моментах 6,3…16000 Н×м. Стандартом предусмотрены муфты типа I (с цилиндрическим отверстием под вал) и типа II (с коническим отверстием под вал). Они могут быть выполнены в двух исполнениях – для длинных и коротких концов валов. Вращающий момент между полумуфтами передаётся через резиновые гофрированные втулки 1, надетые на пальцы 2. В зависимости от типоразмера муфты допускают радиальное смещение осей валов на 0,2…0,4 мм, продольное смещение валов на 10…15 мм и угловое смещение на 1°. Диапазон рабочих температур - от -40 до +50°С.

§ Упругие муфты с торообразной оболочкой (рис. 4,б) выпуклого или вогнутого профиля обладают хорошими компенсирующими свойствами. Муфта состоит из резинового упругого элемента (оболочки) 1 и полумуфт 2. К полумуфтам винтами 3 через кольца 4 притягиваются прижимные полукольца 5. При сборке муфты полукольца соединяют с кольцом 4 винтами 6, расположенными между винтами 3. Вращающий момент с полумуфт на оболочку передаётся силами трения, созданными при затяжке винтов 3. Муфта может соединять валы диаметрами 14…240 мм и передавать вращающие моменты от 200 до 40000 Н×м. В зависимости от типоразмера муфта может компенсировать продольные смещения до 11 мм, радиальные смещения до 5 мм и угловые смещения до 1,5°. Недостатком являются большие диаметральные габариты.

§ Упругая муфта со звёздочкой (рис. 5) применяется для соединения валов, диаметрами 12…45 мм при вращающем моменте 2,5…400 Н×м. Она допускает смещение валов до 0,4 мм, угол перекоса до 1,5° и работает в диапазоне температур от -40 до +50°С. Муфта состоит из двух одинаковых полумуфт, которые снабжены торцовыми кулачками. Между этими кулачками помещается резиновая звёздочка с четырьмя или шестью лепестками. Муфты просты по конструкции, имеют высокие эксплуатационные качества, но передают сравнительно небольшие вращающие моменты и требуют смещения валов или полумуфт при монтаже.

3. Сцепные муфты. В зависимости от способа соединения и разъединения полумуфт в процессе

работы различают управляемые и самоуправляемые (автоматические) сцепные муфты.

Управляемые сцепные муфты предназначены для соединения или разъединения валов или установленных на них деталей с помощью специальных механизмов управления. Их используют в коробках скоростей и подобных механизмах.

Конструкции управляемых муфт весьма разнообразны. На рис. 6, а показана управляемая зубчатая муфта с электромагнитным дистанционным управлением. Здесь одна из полумуфт 1 имеет наружные зубья, другая полумуфта 2 – внутренние зубья. Разумеется, что число зубьев на обеих полумуфтах, а также модули зацепления должны совпадать. Полумуфта 1 соединена винтами и штифтом с зубчатым колесом. Полумуфта 2 имеет составную конструкцию. Соединение через зубья 3 её частей и включение зубчатого колеса происходит с помощью электромагнита 4.

На рис. 6, б изображена фрикционная сцепная муфта. Рассмотрим её конструкцию. Муфта состоит из барабана 2, посаженного на вал 1. Барабан имеет внутренние шлицы, зацепляющиеся со шлицевой втулкой 8, закреплённой на ведомом валу 9. Три ведущих 5 и два ведомых 4 диска сжимаются поводком 3 при осевом перемещении втулки 6 по направляющей шпонке 7.

Кроме управляемых сцепных муфт часто используются самоуправляемые муфты. Они выполняют одну из следующих функций:

· передача вращающего момента только в одном направлении – обгонные муфты;

· включение и выключение при заданной скорости – центробежные муфты.

· ограничение передаваемой нагрузки – в этом случае муфта называется предохранительной;

Рассмотрим примеры конструкций таких устройств.

На рис. 7 показана роликовая обгонная муфта. При вращении звёздочки 1 по часовой стрелке ролики 2 заклиниваются между звёздочкой и наружным кольцом 3. Прижимные устройства 4 уменьшают «мёртвый» ход и способствуют равномерному распределению нагрузки между роликами. При вращении звёздочки в обратном направлении ролики заклиниваться не будут и вращение не передаётся. Этот эффект используется в передачах велосипедов, мотоциклов, в станках и т.п.

На рис. 8 показана центробежная пусковая муфта со стальными шариками. Здесь ведомая часть муфты расположена на подшипниках скольжения. Такие муфты используют для плавного пуска приводов конвейеров, грузоподъёмных машин и т.п.

Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении определённой скорости начать плавный разгон рабочей машины.

Передаваемый муфтой момент рассчитывают по формуле:

,

где т – масса одного шарика; - расстояние центра массы грузов от оси вращения; п – частота вращения, об/мин; f – коэффициент трения; D - диаметр муфты.

На рис. 9 изображена предохранительная муфта. Муфта срабатывает тогда, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 717 | Нарушение авторских прав