Муфты сцепные управляемые

Назначение муфт, применение в машинах

Муфтами приводов называют устройства, основное назначение которых – соединение валов и передача вращающего момента без изменения значения и направления. Некоторые типы муфт дополнительно могут способствовать снижению в машинах вредных нагрузок, предохранять от перегрузок, включать и выключать исполнительный элемент машыны.без остановки двигателя.

Для приближенного расчета вращающего момента Т_к , нагружающего муфту в приводе, используется зависимость:

Т_к = Т_н + Т_Д = КТ_Н

Где Т_Н – номинальный длительно действующий момент;

Т_Д – динамическая составляющая момента;

К – коэффициент режима работы (К = 1,1 … 1,4 при спокойной работе – приводы конвейеров, испытательные установки; К = 1,5 … 2,0 при неравномерной работе – поршневые компрессоры, металлорежущие станки, мельницы; К = 2,5 … 3,0 – при ударной нагрузке – молоты, прокатные станы).

Установка полумуфт на валы

Устанавливаются на цилиндрические или конические концы валов. При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных валах

(τ ≤ 15 Н/мм²) полумуфты сажают на гладкие цилиндрические валы по переходным посадкам типа Н7/k6. Н7/m6. При реверсивной работе, при сильно нагруженных валох (τ > 15 Н/мм²) применяют посадку Н7/n6

Для передачи вращающего момента используют шпоночное соединение. Установку полумуфт на цилиндрические шлицевые концы валов применяют, если при расчетешпоночного соединения длина посадочного отверстия получается большнй 1,5d.

Муфты классифицируются:

По управляемости:

1. неуправляемые (постоянные ,нерасцепляемые), обеспечивающие постоянное соединение валов.Длинные валы по условиям изготовления и транспортировки делают составными, соединяя отдельные части некомпенсирующими (глухими) муфтами.Для снижения вредных нагрузок на валы вследствии их смещения применяют компенсирующие муфты: жесткие и упругие. Упругие способны сглаживать динамические нагрузки (толчки, удары, вибрацию) вследствии наличия металлических и неметаллических упругих элементов.

2. управляемые (сцепленые) , соединение и разъединение во время работыПопринципу работы Различают муфты с профильнымзамыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные. По форме поверхности трения фрикционные делят на дисковые,конусные и цилиндрические

3. Самоуправляемые, срабатывают автоматически при изменении режима работы. Для предохранения от перегрузок, от неправильной эксплуатации служат предохранительные муфты. Для обеспечения плавного пуска машин с большими ускоряемыми массами применяют центробежные муфты. Передачу момента и вращения только в одном направлении обеспечивают автоматически срабатывающие обгонные муфты. (муфты свободного хода).

Расчетный момент.

Основной характеристикой нагруженности муфты является передаваемый вращающий момент Т, Н.м.:

Т = Т_Н + Т_Д = Т_Н(1 + Т_Д/Т_Н) = КТ_Н

Т_Н – номинальный момент (по потребляемой мощности двигателя, по частоте вращения)

Т_Д – Динамический момент;

К – коэффициент динамичности (режима работы)

К = 1,1 …1,5 – спокойная работа, небольшие массы;

К = 1,5 …2,0 – неравномерная работа, средние массы;

к = 2,5 …3,0 – ударная нагрузка, большие массы

Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту. Расчеты на прочность включают в себя расчеты шпоночных и шлицевых соединений, используемых для передачи вращающих моментов. между валами и полумуфтами. Во избежание случайных выключений муфты рассчитывают по предельному моменту: Т_пред = 1,25Т_мах

Муфты, постоянно соединяющие валы

Глухие муфты

1. Втулочная муфта – Ст.5, Ст.3.; наружный диаметр D =( !,5…!,6)d,

где d – диаметр вала. Длина муфты L = (2.5 …4)d

2. Фланцевые муфты – полумуфты – ступицы с фланцем, соединенные болтами. Сила действующая на один болт, F_t = 2T10³/zD₁, где T- расчетный вращающий момент; z – число болтов поставленных без зазора; D₁ – диаметр, расположения оси болтов. Диаметр стержня болта([τ] < (0,2…0,3)σ_Т

t = 4F_t/πd²₀ ≤ [τ] d₀ ≥

При установке болтов с зазором – вращающий момент силами трения на фланцах Т_тр = F_зат f z D₁/2 10³; F ≥ 2T10³/zfD₁ = 2TS10³/zfD₁

f = 0,15 …0,2; S = 1,2…1,5

Внутренний диаметр резьбы болта определяем из условия:

σ_р = 1,3 F_зат 4/πd²₃≤ [σ]_p d₃≥

Материал полумуфт – стали 40, 35Л; чугуны СЧ30.

Полумуфты устанавливаются с натягом

Компенсирующие муфты

- для соединения валов с несовпадающими осями. Смещение валов приводит к дополнительным нагрузкам деталей муфт, валов и их опор.

В связи с неизбежным смещением соосных валов для их соединения применяют:

Жесткие муфты

1. Зубчатые муфты – состоит из двух одинаковых ступиц (втулок), имеющих внешние зубчатые венцы и двух одинаковых обойм с внутренними зубчатыми венцами. Обоймы стянуты болтами равномерно расположенными по окружности. В крышках , закрывающих внутреннюю полость муфты расположены специальные резиновые уплотнения, удерживающие жидкую смазку внутри муфты. Число зубьев и их размеры подобраны таким образом что бы зубья венца втулки располагались с некоторым зазором между зубьями обоймы, образуя зубчатое соединение

Муфты обладают большой несущей способностью и надежностью из за большого числа зубьев, передающих вращающий момент. Хорошо работают при значительных частотах вращения. Материал – 35ХМ, 40, 45, 40Л, 45Л.

2. Цепные муфты – полумуфтами служат звездочки, соединительный элемент – цепи роликовые однорядные, двухрядные и зубчатые. Достоинство : при монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов.

Исполнение полумуфт – цилиндрические со шпонкой, конические со шпонкой с резьбовым концом, шлицевые с эвольвентными или прямобочными шлицами. Обозначение: Муфта 500 – 1- 50 –1 –56 2 (крутящий момент 500Н.м., тип 1, диаметр вала 50мм, исполнение 2. Размеры муфт по таблицам.

Силу с которой муфта воздействует на вал, можно принимать в долях от окружной силы на делительном диаметре звездочки:

F_M ≈ 0,25F₀

3. Шарнирные муфты – для передачи вращающегося момента с большими углами перекоса

4. Пальцевая муфта с металлическими дисками – компенсирует угловое смещение валов

_4.1. Муфты упругие втулочно–пальцевые (МУВП) – простота конструкции, удобство замены резиновых упругих элементов. Компенсирующая способность невысокая. Пальцы муфты изготавливают из стали 45 и рассчитывают на изгиб:

_4.2. σ_и= 2 10³Т_к(0,5 l_вт + С)/Z_cD₀0.1d³_n≤[σ]_u = (0,4 … 0,5)σ_Т

Радиальную силу действующую на вал , определяют F_M = 50

Упругие муфты –наличие упругого элемента, универсальна.

1.Муфты с неметаллическими упругими элементами (резино – кордные, резиновые)

2.Муфты с упругим элементом в виде резиновой торообразной оболочки – обладают большой крутильной, радиальной и угловой податливостью. При отклонении валов от соосности муфта нагружает валы осевой; при компенсации осевого смещения валов – радиальной силой; изгибающим моментом – при компенсации радиального и осевого смещения.

Ориентировочные размеры:

D ≥ 28 ; D₁ = 0,75D ; δ = 0,05

После предварительных расчетов проверяют прочность оболочки в кольцевом сечении диаметром D:

τ_K = 2 10³T_K/(πD₁²δ) ≤ [τ]_K

Оболочки D ≤ 300 мм выполняют из резины: допускаемые касательные напряжения [τ]_K = 0,45 … ).50 Н/мм². При D > 300 мм для повышения нагрузочной способности и срока службы оболочки армируют нитями корда. Для них [τ]_K = 0,7… 0,75 н/мм²

3.Муфта с конической шайбой

4.Муфты с металлическими упругими элементами (стальные стержни)

Муфты сцепные управляемые

1.Муфты сцепные кулачковые – при больших вращающих моментах, когда угловые скорости валов равны. Материал обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей 20Х, 12ХН3А, 40Х, 40ХН, 35ХГСА

2.Муфты сцепные фрикционные (сухие, со смазкой) – передают вращающий момент за счет сил трения на рабочих поверхностях, создаваемых плавным прижатием рабочих поверхностей. Меняя силу прижатия можно регулировать момент сил трения

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: