Муфты. Фланцевые муфты
 Скачать 1.44 Mb.
|
|
Муфты В современном машиностроении большинство машин состоит из сборочных единиц (узлов) и механизмов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы узлов соединяют муфтами. Муфта — устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов, а также валов и свободно сидящих на них деталей.  Назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его значения и направления. В ряде случаев муфты дополнительно поглощают вибрации и толчки, предохраняют машину от аварий при перегрузках, а также используются для включения и выключения рабочего механизма машины без остановки двигателя.  Существует класс постоянных (нерасцепляемых) муфт, обеспечивающих постоянное в течение всего времени экс-плуатации машины соединение валов. Кроме того, в некоторых машинах применяют муфты сцепления для соедине-ния (сцепления) агрегатов или их разъединения во время работы машины. В свою очередь муфты сцепления делятся на управляемые и самоуправляемые (самодействующие). Управляемые муфты соединяют (разъединяют) агрегаты машин по команде. Самоуправляемые муфты срабатыва-ют автоматически, соединяя или разъединяя валы в зависимости от специфики работы машины. По характеру работы муфты делят на жесткие и упругие. Жесткие муфты передают вместе с вращающим момен-том вибрации, толчки, удары. Упругие муфты амортизируют вибрации, толчки и удары при передаче вращающего момента благодаря наличию упругих элементов – различных пружин, резиновых втулок и так далее. Фланцевые муфты Фланцевые муфты состоят из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами, причем половина болтов установ-лена с зазором, а другая – без зазора.  Фланцевые муфты соединяют отдельные части валопровода в один вал, работающий как целый. Для того чтобы этот составной вал оставался прямолинейным, необходима строгая соосность его частей и пригонка полумуфт, в про-тивном случае неизбежны изгиб вала, его биение и появление дополнительных нагрузок на опоры. Фланцевые муфты просты по конструкции, надежны в работе, могут передавать большие моменты. Они широко распространены в машиностроении. Материал полумуфт – сталь. Эти муфты выбирают по стандарту.  Компенсирующие муфты Жесткие компенсирующие муфты относятся к постоянным муфтам и предназначены для соединения валов с ком-пенсацией радиальных (а), осевых (б) и угловых (в) смещений вследствие неточности изготовления и монтажа.  Компенсация отклонений от соосности валов достигается за счет подвижности жестких деталей муфты. Эти муфты уменьшают дополнительные нагрузки на валы и подшипники, вызываемые отклонениями от соосности валов. Наибольшее распространение из группы компенсирующих муфт получили зубчатые и цепные. Зубчатая муфта. Эта муфта стандартизирована. Состоит из двух обойм 1 с внутренними зубьями эвольвентного профиля, которые зацепляются с зубьями втулок 2, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены собой болта-ми, поставленными в отверстие без зазора. Втулки и обоймы изготавливают из стали.  Зубчатые муфты компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацепле-нии и обточки зубьев втулок в сфере. Компенсация отклонений от соосности валов сопровождается скольжением зубьев. Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке, а муфту заливают маслом большой вязкости. Зубчатые муфты широко применяются для соединения горизонтальных тяжело нагруженных валов. Эти муфты надежны в работе, имеют малые габариты. При работе зубья испытывают переменные контактные напряжения и на-пряжения изгиба, что затрудняет их точный расчет.  Цепные муфты. Состоят из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковые числа зубьев, охватывающей их об-щей цепи и защитного кожуха, заполненного пластичным смазочным материалом. Применяются цепи роликовые од-норядные и двухрядные, а также зубчатые цепи. Достоинства цепных муфт – простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты. При монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов.   Упругие муфты Упругие муфты относятся к постоянным муфтам. Основная часть этих муфт – упругий элемент, который передает вращающий момент от одной полумуфты к другой. Упругие муфты смягчают толчки и удары, служат средством защиты от резонансных крутильных колебаний, воз-никающих вследствие неравномерного вращения, допускают сравнительно большие смещения осей соединяемых валов. Основная характеристика упругих муфт – жесткость или (обратная жесткости величина) податливость и деформи-рующая способность, т.е. способность превращать в теплоту энергию при деформации упругих элементов муфты. По конструкции упругие муфты разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на две группы: муф-ты с неметаллическими и муфты (обычно резиновыми) с металлическими упругими элементами. Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Муфта состоит из двух дисковых полумуфт, в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Ма-териал полумуфт – чугун или сталь, а материал пальцев – сталь.  Вследствие небольшой толщины резиновых втулок муфта обладает малой податливостью, компенсируя незначи-тельные смещения валов. Радиальные и угловые смещения валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной изгибающей силой.  Муфты МУВП широко применяются для соединения машин с электродвигателями при передаче малых и средних вращающих моментов. Она проста в изготовлении. Муфта упругая со звездочками. Состоит из двух полумуфт 1 с торцовыми кулачками и резиновой звездочки 2, зубья которой расположены между кулачками. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев. Муфта компактна и надежна, компенсирующая способность ее невелика. Применяется для соединения быстроход-ных валов.   Муфта упругая с торообразной оболочкой. Состоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоми-нающей автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку.  Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода, удобна и надежна в эксплуатации.  Применяется в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных и ударных нагрузках. Сцепные муфты Сцепные (управляемые) муфты служат для быстрого соединения и разъединения валов при работающем двигателе. Применяются при строгой соосности валов. По принципу работы делятся на кулачковые и фрикционные. Все сцепные муфты должны легко и быстро включаться при незначительной силе, а также иметь малый нагрев и небольшую изнашиваемость при частых переключениях. Фрикционные муфты. Служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Пере-дача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты. В начале включения за счет проскальзывания рабочих поверхностей муфты разгон ведомого вала происходит плавно, без удара, с постепенным нарастанием передаваемого вращающего момента по мере увеличения нажимной силы F. При установившемся движении проскальзывание отсутствует, муфта замыкается и оба вала вращаются с од-ной и той же угловой скоростью. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхностей трения фрикционные муфты делятся на дисковые (а), конусные (б) и цилиндрические (в). В дисковых муфтах рабочими поверхностями служат плоские торцевые поверхности дисков, в конусных – конические, а в цилиндрических – цилиндрические.  Многодисковая фрикционная муфта состоит из двух полумуфт в виде корпуса 1 и втулки 3, дисков 4 и 5 и на-жимного механизма 2. В продольные пазы внутренней поверхности корпуса свободно входят зубья ведущих дисков 4, а в пазы на наружной поверхности втулки – зубья ведомых дисков 5, между которыми возникают силы трения, что обусловливает передачу вращающего момента.  Многодисковые муфты имеют малые габариты, что важно для быстроходных механизмов. Эти муфты с механиче-ским управлением применяют для передачи малых и средних вращающих моментов. При передаче больших моментов многодисковые фрикционные муфты снабжают пневматическим, гидравлическим или электромагнитным дистанционным управлением. Основным критерием работоспособности фрикционных муфт является износостойкость трущихся поверхностей. Самоуправляемые муфты Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении за-данного режима работы машины. Самоуправляемые муфты бывают: по направлению вращения – обгонные; по угло-вой скорости – центробежные; по моменту – предохранительные. Обгонные муфты Обгонные муфты, или муфты свободного хода, служат для передачи вращающего момента в одном направлении. Наибольшее распространение получила роликовая муфта с диапазоном валов d=10…90 мм и числом роликов z=3…5. Эта муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых имеет форму звездочки с вырезами для роликов. Для быст-рого включения муфты ролики отжимаются пружинами. При передаче вращающего момента ролики заклиниваются между полумуфтами в сужающейся части выреза, образуя жесткое сцепление. Если по какой-либо причине угловая скорость ведомого вала превысит угловую скорость ведущего, то вследствие обгона ролики расклинятся, выкатятся в расширенную часть выреза и муфта автоматически выключится. При остановке ведущего звена ведомый вал продол-жает вращаться.  Материал деталей обгонных муфт – стали, термообработанных до высокой твердости рабочих поверхностей. Ро-лики должны быть постоянно смазаны маловязким маслом. Обгонные роликовые муфты работают бесшумно, допуская большую частоту включений. Применяются в станках, автомобилях и т.д. Критерием работоспособности роликовых муфт является прочность рабочих поверхностей роликов и полумуфт. Центробежные муфты Центробежные муфты предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала при дости-жении ведущим валом заданной угловой скорости.  По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, у которых механизмом управле-ния служат грузы-колодки 1, находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом задан-ной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача вращающего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости. В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, которые служат для разгона ме-ханизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом, для повышения плавности пус-ка, для предотвращения разноса машины. Размеры муфт принимают конструктивно. Рабочие поверхности трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам. Предохранительные муфты Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от перегрузок. Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки. Они могут работать только при строгой соосности валов. Пружинно-кулачковая предохранительная муфта. По конструкции эта муфта аналогична сцепной кулачковой, только подвижна в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной не механизмом управления, а посто-янно действующей пружиной с регулируемой силой. Кулачки выполняют трапецеидального профиля небольшой вы-соты с углом наклона рабочих граней 45…60°. Кулачковые предохранительные муфты надежны в работе, но имеют повышенный износ кулачков. Размеры муфт подбирают по стандарту или принимают конструктивно.  Фрикционные предохранительные муфты. Они отличаются большим разнообразием. Применяются при частых кратковременных перегрузках. Конструкция этих муфт аналогична конструкции сцепных фрикционных муфт. Сила нажатия в них создается пружинами, отрегулированными на передачами.  |