98 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фрикционная муфта принцип работы

Фрикционные муфты: виды, устройство и принцип работы

Устройство механизированной техники предполагает наличие переходных участков, через которые транслируется крутящий момент. В большинстве случаев эту функцию передачи энергии выполняют специальные муфты. Отчасти их можно рассматривать в качестве соединительных элементов, но в перечень задач такой оснастки входит и обеспечение привода. В полной мере эту работу выполняют фрикционные муфты, которые задействуются в транспортной технике, промышленных станках, инженерном оборудовании и так далее.

Общее устройство муфты

Конструкционно муфты различаются и могут иметь особенности устройства в зависимости от типа, но чаще всего в качестве базы для них используют пакет дисковых элементов с фрикционной функцией. Конкретное число дисков будет зависеть от частоты крутящего момента, который должен быть передан от одного вала другому. В традиционной муфте предусматривается два диска. Один из них фрикционный, а другой – стальной. Причем материал изготовления тоже может быть общим. Выраженное отличие имеет фрикционное покрытие. Его задача заключается в обеспечении надежной сцепки, за счет которой будет реализовано движение валов. В целях повышения коэффициента трения фрикционные муфты снабжаются углеродными элементами и высокопрочной керамикой. Существуют и модели без фрикционных покрытий. В таких случаях дисковые стальные компоненты крепятся в барабанной основе, смежной с управляемым валом, которому передается крутящий момент. Конструкция также может дополняться возвратными пружинами и поршнем. Задача поршня заключается как раз в усилении сцепки между фрикционным покрытием и ведомым валом. Что касается пружины, то она возвращает рабочий диск на место.

Принцип работы

Как уже отмечалось, муфты могут иметь разные задачи, но в целом принцип их работы остается одним – осуществление сопряжения и разъединения двух рабочих агрегатов. В процессе подключения к движению фрикционной муфты на управляемом валу постепенно нарастает сила прижатия. То есть фрикционная сторона осуществляет поступательное сцепление с ведомым валом. В этот момент важна не столько сама сцепка, сколько схождение двух сил прижатия на фоне совершаемой работы со стороны основного вала.

Муфта для предохранения рассчитана на функцию безопасного разобщения валов при выходе пиковой величины крутящего момента за рамки стандартных значений. Подключаемый вал в дальнейшем будет продолжать стабильную плавную работу. Впрочем, это определит характер движения механизмов, которые обслуживает фрикционная муфта. Принцип работы дисков при осуществлении прямолинейного движения предполагает, что большое значение в качестве сопряжения будут иметь вспомогательные узлы и агрегаты, через которые также транслируется передача. Например, к таким могут относиться бортовые редукторы, сервомеханизм (при поворотах), а также вилка отключения муфты.

Разновидности муфты

Муфты различаются по конструкционному исполнению, способу оказания прижимного усилия и характеру обеспечения механики трения. Уже говорилось, что в качестве элементов муфты чаще всего выступают диски. Но также могут использоваться конусные, цилиндрические и барабанно-ленточные детали. Такие элементы обычно применяют в конструкциях, где реализуется нестандартная конфигурация прижима, например угловая. Техническим развитием традиционных механизмов стала многодисковая фрикционная муфта, которая выигрывает за счет плавности хода и обеспечения более высокой силы сцепления. Что касается способа оказания прижимного усилия, то оно может обеспечиваться гидравликой или пневматикой. В первом случае рабочей средой будет выступать техническая жидкость, а во втором – сжатый воздух от компрессора. Также современные муфты работают за счет электромагнитных потоков, но из-за высокой стоимости и сложности данное решение менее распространено. Механика трения, в свою очередь, обеспечивается по сухому или мокрому принципу. В первом случае движения выполняются без применения смазки, а во втором – с маслом, которое снижает негативные эффекты трения и отводит тепло.

Муфта сцепления

Данная разновидность муфты отвечает за плавное сцепление ведущего и ведомого валов. Сложность ее задачи обусловливается не столько физической сцепкой, сколько противодействием нагрузкам окружающей среды. Для понимания особенности таких муфт на фоне других деталей, обеспечивающих сцепку, можно сравнить их с аналогами в виде зубчатых и кулачковых компонентов соединительной цепи. В отличие от них, фрикционные муфты сцепления при большой разности в скоростях двух валов не дают сильных ударов и перегрузок. Они скорее затормаживают активность механизма, обеспечивая тем самым возможность соосного сопряжения в наиболее выгодный момент. Иными словами, они подстраиваются под оптимальные условия сопряжения.

Предохранительная муфта

Муфты этого типа служат для безопасного соединения или разъединения валов в том случае, если механизм работает под высокими нагрузками. Такие элементы способны автоматически восстанавливать функциональность агрегата после того, как пиковая перегрузка завершилась. Но важно иметь в виду, что из-за различий в коэффициентах трения дисков тонность работы предохранительной муфты достаточно невелика. Поэтому ее чаще используют при регулярных, но кратковременных перегрузках, когда работа механизма выходит за рамки нормативной частоты крутящего момента. Компенсация поглощаемой энергии обеспечивается пружиной, демпферными элементами устройства или теплоотводящими материалами, из которых может быть выполнена и основа конструкции.

Используемые в конструкции материалы

Традиционные технологии изготовления муфт базируются на использовании стальных сплавов с антикоррозийными покрытиями. В наши дни также развивается сегмент композитных углеродных материалов, кевларовые элементы и так далее. Самые же технически развитые детали изготавливают из специализированных фрикционных материалов. В частности, к таким можно отнести ретинакс, трибонит и пресс-композит. Первый представляет собой сплав барита, асбеста и фенолформальдегидных смол, дополненных стружкой из латуни. В состав трибонита также входят компоненты нефтепродуктов и композиты, благодаря которым диск фрикционной муфты может эксплуатироваться в условиях водной среды. Прессованные композиты отличаются тем, что в составе их структуры предусматриваются высокопрочные волокна, повышающие износостойкость деталей.

Формы выпуска деталей

Дисковые муфты представляют целый класс пластинчатых фрикционных деталей. В эту группу кроме стандартного форм-фактора также входят вкладыши, которые изготавливаются из вышеупомянутого ретинакса и композитных сплавов. Пластинчатая муфта сцепления может иметь и форму сектора. Такие элементы тоже имеют внутренний и внешний диаметры, но в конструкции предусматривается и угловой сектор, позволяющий интегрировать элемент в механизмы с нестандартной сцепкой.

Заключение

Хотя на смену традиционной механике приходят более эргономичные, функциональные и удобные в управлении приводные системы наподобие электромагнитных и пневматических, в некоторых сферах по-прежнему востребованы привычные силовые детали. К таким как раз относятся и фрикционные муфты, благодаря несложной форме которых простые технические устройства служат долго и исправно. Разумеется, есть свои сложности в обслуживании таких компонентов. Они изнашиваются, требуют ремонта и замены. Однако даже внедрение современных электромагнитных аналогов пока не способно в полной мере восполнить функцию стальной муфты с гидравликой. Другое дело, что есть спрос на повышение технико-эксплуатационных качеств за счет новых композитных материалов. Но и они принципиально отличаются лишь физико-химическими свойствами.

Фрикционная муфта принцип работы

При прямолинейном движении — пакет дисков прижат отжимным диском за счёт пружин и вращение передаётся от центральной передачи через фрикционную муфту на бортовой редуктор. При повороте — усилие от рычага управления передаётся через сервомеханизм на вилку выключения муфты. Вилка оттягивает выжимной подшипник и отжимной диск. Он отходит от пакета дисков и освобождает их, при этом сжимаются пружины. Ведущие диски начинают пробуксовывать относительно ведомых. Борт становится неведущим, а другой (ведущий) борт начинает заворачивать трактор.

См. также

Литература

  • Муфта — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
  • Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.
  • Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М .: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035)

Для улучшения этой статьи желательно ? :

  • Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии.
  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Фрикционная муфта» в других словарях:

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА — (Friction clutch coupling) соединительная муфта, состоящая обычно из двух частей и служащая для включения или выключения вала машины или трансмиссии. В существующих многообразных Ф. М. сцепление осуществляется трением, возникающим между частями… … Морской словарь

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА — муфта трения, приспособление, применяемое для соединения двух концов трансмиссионных валов или вала с ременным шкивом, сидящим на холостой втулке. Ф. м. устанавливается в случаях, когда необходимо включить или выключить во время работы… … Технический железнодорожный словарь

фрикционная муфта — Сцепная муфта, действие которой основано на использовании сил трения. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 45. Терминология деталей машин. Академия наук СССР. Комитет технической терминологии. 1958 г.] Тематики муфты Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА — приводное разъёмное устройство для передачи вращающего момента за счёт сил трения между пластинами или дисками ведущей и ведомой полу муфт; позволяет осуществлять плавное сцепление валов при любой частоте их вращения, исключает большие… … Большая политехническая энциклопедия

фрикционная муфта — 3.15 фрикционная муфта: Элемент кривошипных ножниц, предназначенный для периодического соединения привода с непрерывно вращающимся главным двигателем (маховиком) и передачи крутящего момента посредством сил трения. Такая муфта может быть включена … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Фрикционная муфта — муфта, передающая вращающий момент с помощью трения; см. в ст. Муфта … Большая советская энциклопедия

ФРИКЦИОННАЯ МУФТА — [от лат. frictio (frictionis) трение] муфта приводов. передающая вращающий момент за счёт сил трения между пластинами или дисками ведущей и ведомой полумуфт; позволяет осуществлять плавное сцепление валов при любой частоте их вращения, исключает… … Большой энциклопедический политехнический словарь

дисковая фрикционная муфта — дисковая муфта Фрикционная муфта, плоская поверхность трения которой расположена на торце диска. Примечания 1. Дисковая муфта, состоящая из одного подвижного и одного неподвижного дисков, называется «простая дисковая муфта». 2.… … Справочник технического переводчика

главная фрикционная муфта — муфта включения — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы муфта включения EN master clutch … Справочник технического переводчика

электромагнитная фрикционная муфта — elektromagnetinė frikcinė mova statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. electromagnetic friction clutch vok. elektromagnetische Reibscheibenkupplung, f rus. электромагнитная фрикционная муфта, f pranc. accouplement électromagnétique á… … Automatikos terminų žodynas

dustovod › Блог › Муфты полного привода. Устройство и принцип работы.

Описываемый ниже тип включения полного привода настолько распространён, что перечень всех автомобилей, где он устанавливается будет достаточно обширным.
Renault Duster, Nissan Qashqai, Mitsubishi Outlander, Hyundai Tucson, Hyundai Creta (upd. в комментариях поправили, что на Creta стоит муфта другого типа), Ford Escape, Mazda CX-5 — это лишь некоторые из тех, что на слуху. В основном, конечно же, это так называемые «паркетники», где установка полноценных раздаточных коробок невозможна из-за плотной компоновки. Так же малые габариты и простота управления позволяют устанавливать муфты этого типа и на совсем маленькие автомобили типа Mini Cooper. Однако и это далеко не вся область применения. Точно такие же муфты (правда, открытого типа и покрупневшие в размерах) можно обнаружить и в составе «взрослых» раздаточных коробок (например Borg Warner 4405 для Ford Explorer или Borg Warner 4406 для Ford Expedition/Lincoln Navigator).
Устройство муфты.

Конструктивно муфту можно разделить на три части:
— электромагнитная муфта для активации функции полного привода управляемая внешним электронным блоком;
— кулачковая муфта, предназначение которой — преобразование разницы крутящих моментов на входном и выходном валу в усилие сжатия фрикционного пакета;
— фрикционная муфта посредством которой и передаётся основной крутящий момент от входного вала к выходному.

На большинстве автомобилей все эти муфты (за исключением неподвижной катушки) заключены в герметичный корпус в который залита специальная трансмиссионная жидкость. Сделано это из-за слишком разных требований к маслам используемых в гипоидных зубчатых передачах (главная пара) и в передачах с использованием фрикционных материалов.
Для простоты представления процессов рассмотрим работу муфты на примере работы в режиме принудительного полного привода. В этом случае алгоритмы работы электроники управляющей включением электромагнитной муфты можно опустить.

При включении принудительного полного привода происходит подача напряжения на катушку электромагнитной муфты (6). Якорь (3) электромагнитной муфты притягивается к катушке и смещаясь по шлицам обоймы кулачковой муфты (2) входит в зацепление с корпусом муфты образуя жёсткую кинематическую связь обоймы (2) с входным валом. Вторая обойма (1) кулачковой муфты постоянно зацеплена с выходным валом посредством шлицов.

Пока вращение входного и выходного валов синхронно (езда по твёрдому покрытию с хорошим сцеплением) ничего не происходит. Но как только возникает пробуксовка передней оси, входной вал смещается вперёд относительно выходного. Это приводит к смещению шарика (5) кулачковой муфты в бороздках. А так как бороздки имеют переменную глубину (скосы) шарик начинает давить на обоймы обгонной муфты. Обойма (2) упирается в корпус. Обойма (1) имеющая нажимной диск начинает сжимать фрикционную муфту. Сила сжатия будет расти до того момента пока угловые скорости входного и выходного валов не выравняются. То есть конструкция муфты такова, что при её срабатывании никакой пробуксовки (больше чем это достаточно для срабатывания кулачковой муфты, т.е. считанные градусы) в муфте нет. Как только начинается пробуксовка, обоймы кулачковой муфты смещаются ещё больше и фрикционный пакет сжимается с бОльшей силой пока пробуксовка муфты не будет устранена.
Правда тут есть нюанс. На дорогих спортивных авто в конструкцию муфты вносят дополнительное усовершенствование. Между якорем (3) и корпусом муфты устанавливается ещё один «первичный» (primary) пакет фрикционов. Тогда за счёт модуляции сигнала на катушке (6) появляется возможность контролировать блокировку обоймы муфты (2) допуская её некоторое проскальзывание. Тем самым появляется возможность гибко перераспределять крутящий момент между передней и задней осью. Необходимо это для изменения поведения в повороте (баланс между избыточной и недостаточной поворачиваемостью) у машин претендующих на гордое звание раллийных или спорт-каров. К недорогим паркетникам это никоим образом не относится. Там муфта работает просто по принципу вкл/выкл. Однако, «дорогие технологии» постепенно становятся более доступными и есть основания надеяться, что вскоре можно будет заняться подобной тонкой настройкой и бюджетных авто.

Но тогда возникает закономерный вопрос: как же тогда возникает перегрев муфты? А возникает он по совокупности факторов.
1. Трение во фрикционном пакете при включении муфты хоть и минимально по времени, но всё есть. Учитывая передаваемый момент и цикличность включений-выключений муфты (на некоторых режимах езды и неправильной буксовки, о чём ниже) выделение тепла может достигать значительных величин.
2. Нагрев электромагнитной катушки. Он достаточно мал, чтобы вызвать перегрев даже будучи включённой значительное время, но всё же тоже вносит вклад.
3. Нагрев в результате проскальзывания якоря (3) по корпусу муфты. Это не является штатным функционированием, но может возникать при резком включении муфты. Например, при езде на высоких скоростях по нестабильным покрытиям в режиме 4WD AUTO. При этом время включения фрикционной муфты (то есть время проскальзывания в ней) увеличивается, а значит и увеличивается тепловыделение в ней.
Интересен так же способ, которым контроллер определяет температуру муфты. Датчиков температуры муфты на большинство указанных авто не устанавливается, тем не менее контроллер как-то определяет температуру. А определяет он её по изменению сопротивления катушки, то есть по изменению тока протекающего через неё. Сопротивление меди увеличивается с ростом температуры. Изменение составляет около 25% при увеличении температуры на 60°C. Электроника просто измеряет изменение силы тока при приложенном напряжении и высчитывает сопротивление. По изменению сопротивления можно вычислить температуру. Измерения не являются абсолютно точными (измерения калиброванным датчиком будут заведомо точнее), но более чем достаточными для выявления перегрева.
При выключении муфты обесточивается катушка (6), под действием пружинного диска якорь муфты «отлипает» от корпуса муфты. Тем самым пропадает кинематическая связь между входным валом и обоймой кулачковой муфты (2), она получает возможность свободного вращения относительно корпуса на игольчатом подшипнике (4). Шарик (5) кулачковой муфты под действием сил реакции сжатого фрикционного пакета стремится занять устойчивое положение в углублении обойм (1) и (2), а так как препятствующих ему это сделать сил нет (обойма (2) свободно вращается), он «распускает» кулачковую муфту, а та в свою очередь — фрикционный пакет. Муфта разблокирована.
Теперь ещё один нюанс. Так как механическая блокировка приводится в действие от разницы в частотах вращения хвостовиков переднего и заднего мостов учитывается не пробуксовка какого-то конкретного колеса на оси, а средняя арифметическая скорость вращения левого и правого колёс осей. То есть, например, при диагональном вывешивании при активной работе газом за счёт инерции вывешенных колёс скорости вращения входного и выходного валов муфты будут периодически выравниваться и меняться местами вызывая смещение шарика (5) кулачковой муфты и разблокировку фрикционной муфты. аналогичные процессы будут происходить и при «дрифтинге» и, само собой разумеется, при смене направления движения.
Из этого следует, что дифференциал заднего моста с блокировкой сильно облегчил бы жизнь муфте полного привода. Количество ненужных включений-выключений сильно бы сократилось.
Теперь обсудим, что будет происходить в муфте при износе её компонентов.
Кулачковая муфта — практически вечная. Ей как и подшипникам грозит только контактная усталость и выкрашивание пятна контакта шарика с канавками, но даже и с такими дефектами она будет работать ещё достаточно долго вплоть до полного разрушения, так как относительные скорости шарика и обойм ничтожно низкие.
Износ якоря (либо фрикционных дисков первичного пакета, неравномерный, либо с задирами) и его контактной поверхности на внутреннем корпусе муфты приведёт к пробуксовке обоймы кулачковой муфты (2) и неполному сжатию фрикционного пакета. Как правило сопровождается это заметными рывками в трансмиссии под большой нагрузкой. Однако такой вид износа достаточно редок (помним, что относительные скорости входного и выходного валов невысоки, а при штатной «мягкой» эксплуатации и вообще около нуля).
Износ фрикционного пакета муфты до какого-то момента компенсируется кулачковой муфтой. Просто увеличиваются ходы её обойм до блокировки муфты. Но когда предел будет достигнут кулачковая муфта превратится в подшипник. При этом будут слышны достаточно громкие щелчки всякий раз, когда шарики будут проскакивать углубления в обоймах. При этом так же возможны рывки в трансмиссии но гораздо более вялые нежели в предыдущем случае.
Подведём итог. В достоинства муфты занесём простоту конструкции, минимум движущихся частей (а те, что есть, движутся с невысокими относительными скоростями), простоту управления без применения дорогих сервоприводов, герметичность конструкции (никаких выходящих наружу тяг и валов управления), плавность включения, опция управления передаваемым на задние колёса моментом. Недостаток по сути один — отсутствие возможности постоянного жёсткого подключения полного привода.
P.S. А вот видео с конструкцией муфты полного привода ранних Дастеров:


Устройство и принцип работы многодисковой фрикционной муфты

Многодисковая фрикционная муфта – это разновидность механизмов передачи крутящего момента, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков. Момент передается за счет силы трения, возникающей при сжатии дисков. Многодисковые муфты широко используются в различных узлах трансмиссии автомобилей. Рассмотрим устройство, принцип действия, а также плюсы и минусы данных механизмов.

Принцип работы муфты

Основная задача многодисковой муфты – в нужный момент плавно соединить и разъединить входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы с помощью силы трения между дисками. При этом от одного вала к другому передается крутящий момент. Диски сжимаются за счет действия давления жидкости.

Отметим, что чем сильнее соприкасаются поверхности дисков, тем больше величина передаваемого момента. При работе муфта может пробуксовывать, при этом ведомый вал разгоняется плавно, без рывков и ударов.

Главное отличие многодискового механизма от других заключается в том, что за счет наращивания количества дисков увеличивается количество соприкасающихся поверхностей, в результате чего становится возможным передавать больший крутящий момент.

Основа нормальной работы фрикционной муфты – наличие регламентированного зазора между дисками. Этот интервал должен равняться значению, которое установил производитель. Если зазор между дисками муфты будет меньше положенного, то фрикционы будут постоянно находиться в «поджатом» состоянии и, соответственно, быстрее изнашиваться. Если же расстояние будет больше, то при работе будет наблюдаться пробуксовка муфты. В этом случае тоже не избежать быстрого износа. Точная регулировка зазоров между фрикционами при ремонте муфты – залог ее правильной работы.

Устройство и основные компоненты

Многодисковая фрикционная муфта конструктивно представляет собой пакет из стальных и фрикционных дисков, которые чередуются между собой. Их количество напрямую зависит от того, какой крутящий момент необходимо передавать между валами.

Принцип работы многодисковой муфты

Итак, в муфте присутствует два вида дисков – стальные и фрикционные. В чем же их различие? Все дело в том, что второй вид дисков имеет специальное покрытие, называемое «фрикционным». Оно изготовлено из материалов, которые имеют повышенный коэффициент трения: керамика, углеродные композиты, кевларовые нити и проч.

Чаще всего фрикционные диски – это стальные диски с фрикционным слоем. Однако, их основой не всегда выступает сталь, иногда эти части муфты изготавливают из прочной пластмассы. Диски крепятся к ступице ведущего вала.

Обычные стальные диски без фрикционных покрытий фиксируются в барабане, связанном с ведомым валом.

Также в конструкцию муфты входят поршень и возвратная пружина. Под действием давления жидкости поршень давит на пакет дисков, за счет чего и возникает сила трения между ними, а также передается крутящий момент. После того, как давление сбрасывается, пружина возвращает поршень обратно, и муфта выключается.

Различают два типа многодисковой муфты: сухая и мокрая. Второй тип устройств частично заполнен маслом. Смазочный материал необходим для:

  • более эффективного отвода тепла;
  • смазывания деталей муфты.

Мокрая многодисковая муфта имеет один недочет – у нее отмечается низкий коэффициент трения. Данный недостаток производители компенсируют с помощью увеличения давления на диски, а также благодаря использованию новейших фрикционных материалов.

Преимущества и недостатки

Преимущества многодисковой фрикционной муфты:

  • компактность;
  • при использовании многодисковой муфты значительно уменьшаются габариты узла;
  • передача существенного крутящего момента при малых размерах механизма (за счет увеличения количества дисков);
  • плавность работы;
  • возможность соосно соединять ведущий и ведомый валы.

Однако, данный механизм не лишен недостатков. Например, при работе может наблюдаться пригорание стальных и фрикционных дисков. У мокрых многодисковых муфт при изменении вязкости смазочного материала также меняется коэффициент трения.

Применение муфты

Многодисковые фрикционные муфты широко применяются в автомобилях. Данное устройство используется в следующих системах:

  • сцепление (в вариаторах без гидротрансформатора);
  • автоматическая коробка передач (АКПП): муфта в АКПП служит для передачи крутящего момента к планетарному ряду;
  • роботизированная коробка передач: пакет дисков с двойным сцеплением в коробке-роботе используется для высокоскоростного переключения передач;
  • системы полного привода: фрикционное устройство устанавливают в раздаточной коробке (муфта здесь необходима для автоматического блокирования межосевого дифференциала);
  • дифференциал: механическое устройство выполняет функцию полной или частичной блокировки.

Муфта фрикционная

Муфта фрикционная — устройство, передающее вращательное движение посредством трения. Такие муфты осуществляют плавное сцепление при различной скорости, что успешно используется, в машиностроении, в конструкции автомобильного сцепления. Более того, муфта фрикционная не может передать через себя больший момент, чем момент сил трения, ввиду того, что начинается проскальзывание контактирующих фрикционных элементов. Поэтому именно это свойство позволяет фрикционным муфтам быть эффективными предохранителями для защиты машины от динамических перегрузок.

Типы фрикционных муфт

По типу трущихся поверхностей муфты фрикционные бывают дисковые, конусные, и цилиндрические. В дисковых муфтах (одно- и многодисковые), трение происходит по торцевым поверхностям дисков. В конусных, рабочие поверхности изготовлены конической формы. Цилиндрические (ленточные, колодочные и т.д.) имеют цилиндрическую поверхность контакта. Из всех перечисленных видов муфт, дисковые получили наибольшее распространение.

По типу сил трения бывают муфты сухие и муфты масляные.

Сухие муфты работают без смазочного материала, а масляные со смазочным материалом. Такие муфты применяют в ответственных конструкциях механизмов при передаче больших моментов. Смазывание продлевает срок службы рабочих поверхностей, но зато усложняет конструкцию муфты.

Муфты фрикционные изготавливают из конструкционной стали, чугуна СЧ30, а качестве фрикционных материалов, из которых изготовляют накладки, служат прессованная фрикционная пластмасса, асбестопроволочная ткань — ферродо, порошковые материалы и т.д. Сжатие поверхностей трения является главной задачей работы муфт фрикционных. Поэтому они рассчитываются на прочность по контактному давлению (подобно напряжениям смятия). Для каждой отдельной конструкции вычисляется сжимающая сила и делится на площадь контакта. При этом расчётное контактное давление не должно превышать допускаемое для данного материала.

Также, муфты фрикционные подразделяются на сцепные (муфты сцепления), и предохранительные муфты.

Муфта сцепления, посредством трения, разъединяет и плавно соединяет входной и выходной вал.Предохранительная муфта служит для разделения входного и выходного валов, если превышается предельная величина крутящего момента.

Муфты фрикционные дисковые бывают однодисковые, двух, и многодисковые. В наше время очень широко используются малогабаритные однодисковые муфты с фрикционными вставками, которые устанавливают консольно, для удобства ремонта. Они блокируются с тормозом или непосредственно жесткой связью, или посредством системы управления.

Необходимость быстродействия и большие передаваемые моменты, заставляют применять для управления работой муфты пневматические или гидравлические силовые цилиндры. Электромагнитные и механические устройства не могут обеспечить в этом случае, возникновения большого усилия, передаваемого на нажимный диск. В этом случае больше применяются муфты с пневматическим управлением. А именно муфты с электромагнитным управлением хорошо работают в прессах небольшого (до 100 кН) усилия.

Однодисковая муфта встраивается в маховик, на котором расположены опорный диск и ступица с диафрагмой. Через подводящую головку, установленную на крышке диафрагмы, в полость подается сжатый воздух. Крышка крепится к маховику, который установлен на валу консольно, шпильками. Вращение валу передается ведомым диском, в котором стоят фрикционные вставки из ретинакса. При впуске воздуха нажимной диск смещается мембраной. Он фиксируется по шлицам цилиндра. Вставки, расположенные в гнездах диска, зажимаются между нажимным и опорным дисками, из-за чего возникает момент трения, который передается на вал. В момент выпуска воздуха нажимной диск отодвигается пружиной, при этом контакт со вставками нарушается.

Для таких муфт нужно, чтобы потребление энергии на разгон было минимальным. В нашем случае только ведомый диск должен подлежать разгону при включении, поскольку все остальные части муфты установлены и вращаются на маховике. Муфта такой конструкции имеет небольшие размеры, что позволяет устанавливать ее консольно. Да и ремонтоспособность такой муфты также улучшена, поскольку для того, чтобы заменить фрикционные вставки, достаточно снять крышку, диафрагму и нажимной диск, не совершая при этом демонтажа всего узла. Но из-за малой поверхности теплоотдачи, при частом числе включений за короткий промежуток времени, возможен перегрев устройства.

Качество работы такой муфты сильно зависит от конструкции и качества фрикционных вставок. Для них, очень широко применяется ретинакс А (ФК 16Л) , и ретинакс Б(ФК-24А). Материал ретинакс А (ГОСТ 10851-73) может отлично работать в муфтах при кратковременной температуре до 1100° С, а ретинакс Б ( ГОСТ 10851-73) — при поверхностной температуре до 700° С.

Однако не во всех случаях, несмотря на высокий коэффициент трения и достаточно большие удельные (до 15-18 кГ/см2) усилия, удается использовать один ведомый диск однодисковой муфты – к примеру, на горячештамповочных прессах, где требуемый момент достигает 100000 Нм. Здесь приходится использовать многодисковую фрикционную муфту с двумя и более дисками.

На зубчатом колесе такой муфты, которое является его ведущей частью, установлен пневматический цилиндр. Поршень цилиндра, передавая вращение на вал, сжимает ведущие и ведомые диски. Пружины, установленные по периферии цилиндра, разводят фрикционные поверхности при выпуске воздуха из цилиндра.

При этом различают муфты, работающие со смазкой и муфты сухие, без смазки. И хотя, масляная среда снижает коэффициент трения, такое конструктивное решение даёт определенные преимущества перед сухим вариантом. Так, например, нет необходимости защищать фрикционные диски от случайного попадания смазки из других узлов механизма, что обычно создаёт достаточно большие конструктивные проблемы. При правильной смазке такой муфты хорошо отводится тепло, образующееся в процессе трения, и удаляются продукты износа, увеличивая таким образом и плавность работы, и срок службы всего узла. Изменение количества дисков в муфте, позволяет лучше регулировать передаваемый момент. Поэтому муфты, работающие со смазкой, получили чрезвычайно широкое распространение в машиностроении. Они вытесняют сухие муфты, особенно там, где необходимо плавное включение.

Применение многодисковых фрикционных муфт позволяет проще компенсировать снижение крутящего момента увеличением осевой нагрузки, без опасности появления износа и вибраций.

Читайте также на портале myfta.ru:

Вольфрамовая проволока Данная категория металлического.

Керамический тепловентилятор – вид отопительного прибор.

Фрикционные муфты: принцип работы, чертеж

Фрикционные муфты — это устройства, которые предназначены для передачи вращательного движения в механизме. Довольно часто элементы данного типа встречаются в автомобиле.

Также они используются в приводах. Основное преимущество модификаций кроется в их компактности. Существует множество разновидностей муфт. Чтобы узнать больше данных о них, стоит ознакомиться с чертежами модели.

Устройство модели

Обычная муфта включает в себя барабан и набор дисков. Непосредственно корпус используется чашечной формы. Многие модификации производятся с зажимными пластинами. Пальцы у них фиксируются у основания устройства. Для подключения модели имеется вилка. Вращательный момент шестерни обеспечивается благодаря подшипникам.

Как работает муфта?

Принцип работы фрикционных муфт построен на передаче вращательного движения от вала. Происходит данный процесс благодаря барабану. Он плотно соединен с дисками, которые его контролируют. Для удержания механизма по оси имеется пружина. Стандартная модель фиксируется к валу через вилку. Также стоит отметить, что скорость вращения зависит от типов подшипника.

Типы моделей

По форме выделяют дисковые, конусные и цилиндрические модификации. В отдельную категорию относят многодисковые модели. Существуют устройства с одним или несколькими барабанами. Они отличаются по габаритам, а также коэффициенту вращения.

Дисковые устройства

Наиболее распространенными считаются дисковые фрикционные муфты. У них используется большой барабан. При этом прижимная пластина крепится через стойку. У многих моделей используется несколько стяжек. Также стоит отметить, что существуют устройства с пальцами. У них довольно высокая сила трения. Данные устройства можно встретить в станках.

Конусные модификации

Конусная муфта фрикционная (чертеж показан ниже) подходит для приводных устройств. У нее имеется несколько барабанов, которые соединяются через пластину. Вилки используются разных размеров. Также надо отметить, что конусные модификации хорошо подходят для автомобилей, часто устанавливаются на механизмы сцепления. Пальцы в данном случае крепятся под небольшим углом наклона. Ведомые пластины хорошо зашлифованы и способны вращаться с большой скоростью.

Цилиндрические устройства

Цилиндрическая фрикционная муфта сцепления очень редко встречается на производстве. Наиболее часто модели устанавливаются на краны. Ведущие барабаны у них применяются большой ширины. При этом стойки отличаются по размеру. Некоторые специалисты указывают на прочность пружин. Муфты данного типа способны выдерживать большие перегрузки по оси. У них может быть один или несколько подшипников. Стяжные пальцы устанавливаются большого размера.

Особенности многодисковых моделей

Многодисковая фрикционная муфта включает в себя широкий барабан, а также три рабочие пластины. Стяжные пальцы используются на подкладках. У многих моделей устанавливается несколько опор. Также стоит отметить, что есть модификации на две пружины. У них высокая прижимная сила, применяются вилки большого диаметра. Наиболее часто устройства устанавливаются на приводы. Корпуса применяются конусной формы.

Модели с одним барабаном

Фрикционные муфты с одним барабаном делаются с одной или несколькими пластинами. Сила сжатия в данном случае регулируется пальцами. Некоторые специалисты говорят о том, что модификации подходят для кранов. Однако они встречаются еще в автомобилях. Также стоит отметить, что модели выдерживают большие перегрузки. Ведомые диски у них отшлифованы, способны быстро вращаться. Вилки включения чаще всего устанавливаются у основания механизма.

Модели с несколькими барабанами

Довольно часто на производстве встречается муфта предохранительная (фрикционная) с несколькими барабанами. Среди достоинств модификации стоит отметить хорошие упоры и высокую прижимную силу. Многие модели способны выдерживать большие нагрузки. У механизмов редко устанавливаются накладки. Также стоит отметить, что ведущие шестерни используются большого размера. Некоторые муфты работают от растяжных пальцев. У них имеются две стойки.

При этом вилка для подключения находится в передней части конструкции. Устройства не подходят для приводов, поскольку у них медленный старт. Также стоит отметить, что существуют модели с отжимным диском. Шток в данном случае располагается в горизонтальном положении. Пальцы при этом используются небольшого размера. В устройствах высокая сила сжатия. Барабаны способны вращаться только в одном направлении. Ведущий диск может находиться за выжимной пластиной либо перед ней.

Втулочные модели

Втулочные фрикционные муфты подходят только для механизмов сцепления. Некоторые модификации применяются в приводных устройствах. У моделей может использоваться несколько перегородок. Также стоит отметить, что стяжные пальцы устанавливаются над выжимной пружиной. Пластины находятся в горизонтальном положении. Втулка крепится между перегородок и играет роль амортизатора.

Если говорить про недостатки, то стоит отметить, что у моделей малая прижимная сила. Также модели не способны поддерживать высокие обороты вала. Устройства не подходят для приводов.

Преимущества фланцевых устройств

Преимущества фланцевых муфт кроются в том, что у них малый износ барабана. Диски чаще всего фиксируются за стойкой. Перегородки применяются небольшого размера. Для удержания стойки используются зажимные пластины. Пружины чаще всего фиксируются в нижней части муфт. Некоторые модели работают с приводами. Подключение к валу происходит через вилку. Также стоит отметить, что существуют модификации с широкими отжимными дисками. У них конусные корпуса, и они являются очень компактными.

Модели на шарнирах

Муфты на шарнирах способны работать в приводных устройствах разной мощности. Модификации выделяются широкими перегородками и короткими пальцами. Диски фиксируются у основания пластины. Корпуса производятся разного размера. Стяжные пальцы располагаются перед стойкой. Перегородки могут быть с нарезами. Также стоит отметить, что сила вращательного момента зависит от размеров барабана. Как правило, у него применяется широкая стенка. При этом края заточены и не трутся о диски. Это было достигнуто за счет установки шарниров.

Кулачковые устройства

Фрикционная муфта с кулачками подходит для станочных устройств. Многие модели выдерживают значительную нагрузку, однако в данном случае многое зависит от барабана. У некоторых устройств он фиксируется между перегородками. Также надо отметить, что есть модели на пластинах. Для удержания деталей применяется конусный корпус.

Наиболее распространенными считаются муфты на отжимных дисках. У них используются барабаны небольшой ширины. Штоки в данном случае соединяются с вилками. Многие модели используются в механизмах сцепления. Стяжные пальцы могут фиксироваться у основания перегородок. Ведомый барабан практически не стирается. Стяжные пальцы стандартно используются небольшого размера.

Модели для приводов

Фрикционная муфта для приводов может работать с одним или несколькими барабанами. В данном случае штоки производятся под небольшие валы. Барабаны устанавливаются в горизонтальном положении. Многие модификации оснащаются дисками из сплава алюминия. Также стоит отметить, что существуют модификации с пружинными устройствами.

Если рассматривать стандартную модификацию, то у нее имеются два отжимных диска. Между ними есть только одна пластина. Втулка в данном случае крепится за штоком. С целью сохранности барабана устанавливаются подшипники. Если рассматривать модели для больших приводов, то у них имеется отжимной диск с перегородкой. Ведомый барабан работает на широкой стойке. Нажимные пружины могут быть со стяжками. Вилки у муфт фиксируются у основания. Некоторые модели производятся с конусными корпусами. Дополнительно у муфт применяются компактные рабочие пластины.

Читать еще:  Детектор скрытой проводки dsl8220s
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector