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

Виды муфт для передачи вращения

Детали машин

Механические муфты

Большинство машин и технологических систем состоит из отдельных узлов, механизмов и агрегатов, цепочкой передающих энергию от двигателя к исполнительным органам. Для обеспечения кинематической и силовой связи между отдельными элементами этой цепочки (узлами, механизмами и агрегатами) используют специальные соединительные устройства – муфты.

Муфтой называют устройство для соединения концов валов или валов со свободно установленными на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами, звездочками и т. п.).
Муфты передают вращающий момент без изменения его величины и направления.
Некоторые типы муфт при передаче вращающего момента способны выполнять дополнительные функции – поглощать вибрации, удары и толчки, предохранять машину от перегрузок, компенсировать несоосность и перекосы соединяемых валов, в определенных режимах автоматически разъединять и соединять отдельные механизмы и агрегаты машины без остановки двигателя.

Классификация муфт

Многообразие требований, предъявляемых к муфтам, и различные условия их работы обусловили создание большого количества конструкций муфт. В зависимости от функционального назначения и особенностям конструкции муфты классифицируются по управляемости и по степени снижения динамических нагрузок, а также по основным конструктивным признакам.

По управляемости муфты подразделяют на неуправляемые, управляемые и самоуправляемые.

Неуправляемые (нерасцепляемые) муфты осуществляют постоянное соединение валов между собой. К этому типу относят глухие, жесткие и упругие компенсирующие муфты. Некоторые типы неуправляемых муфт способны поглощать динамические нагрузки на агрегаты и узлы машины при передаче вращающего момента, но разъединять или соединять эти элементы конструкции машины во время ее работы они не могут;

Управляемые (сцепные) муфты допускают во время работы соединение (сцепление) и разъединение (расцепление) валов посредством механизма управления. Управление работой таких муфт осуществляется с участием человека (иногда – специализированной компьютерной программы), т. е. процесс управления не является автоматическим, а зависит от внешнего управляющего фактора, а не от условий, в которых работает муфта или соединяемые элементы машины.

Самоуправляемые муфты способны автоматически соединять или разъединять валы при изменении заданного режима работы машины. Такие муфты, благодаря своей конструкции, могут самостоятельно (без внешнего управления) осуществлять сцепление или расцепление отдельных элементов машины в случае перегрузки или при достижении определенного режима работы.
К самоуправляемым относят обгонные муфты, центробежные муфты и предохранительные муфты.

Обгонные муфты служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, разъединяя валы, если их относительное вращение изменяется на противоположное.

Центробежные муфты срабатывают при достижении определенной частоты вращения соединяемых валов.

Предохранительные муфты разъединяют валы при превышении допустимой величины передаваемого крутящего момента. Самоуправляемые предохранительные муфты могут выполняться с разрушающимся соединительным элементом или с автоматическим разъединителем.

По степени снижения динамических нагрузок муфты подразделяют на жесткие и упругие.
Жесткие муфты не сглаживают динамические нагрузки, возникающие при передаче вращающего момента – удары, толчки, вибрации и т. п. Такие муфты обеспечивают постоянную кинематическую и динамическую связь между валами.

Упругие муфты способны сглаживать вибрации, толчки и удары между валами благодаря наличию в их конструкции упругих элементов – пружин, резиновых втулок или прокладок и т. п.

По конструктивным особенностям различают следующие основные типы механических муфт:

Глухие (жесткие) муфты:

Компенсирующие жесткие муфты (компенсирующие радиальные, осевые и угловые смещения валов):

  • шарнирные муфты (компенсируют угловое смещение валов до 45°);
  • зубчатые;
  • цепные.

Компенсирующие упругие муфты (компенсирующие динамические нагрузки):

  • муфты с торообразной или лепестковой оболочкой;
  • втулочно-пальцевые;
  • муфты со звёздочкой.

Сцепные муфты (соединяющие или разъединяющие валы посредством специального управляемого механизма):

  • муфты кулачково-дисковые;
  • кулачковые муфты;
  • фрикционные;
  • центробежные.

Самоуправляемые (автоматические) муфты:

  • обгонные муфты (передающие вращение только в одном направлении);
  • центробежные (срабатывающие при достижении определенной частоты вращения);
  • предохранительные муфты (ограничивающие передаваемый крутящий момент).

Перечисленные типы муфт относятся к механическим устройствам. Кроме механических муфт в машинах и механизмах нередко применяются муфты с гидравлическим, магнитным или электромагнитным управлением. К таковым относятся гидравлические (гидродинамические), электромагнитные и магнитные муфты.

Особенности подбора муфт по характеристикам

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т . Муфты подбирают по ГОСТ, ведомственным нормалям, каталогам или проектируют по расчетному вращающему моменту Тр :

где К – коэффициент режима работы муфты, который может принимать следующие значения:
— при спокойной работе и небольших разгоняемых массах К = 1,15…1,4;
— при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах К = 1,5…2,0;
— при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах К = 2,5…3;
Т – номинальный вращающий момент, передаваемый муфтой (наибольший из длительно действующих вращающих моментов), Нм.

Диаметры посадочных отверстий муфты согласуют с диаметрами концов соединяемых валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие применения разных материалов и различной нагруженности изгибающими моментами.
Стандартные муфты каждого типоразмера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов.
Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному крутящему моменту Т .

Работа муфт сопровождается потерями мощности, которые обусловлены наличием несоосностей и перекосов между соединяемыми валами и потерями на демпфирование (сглаживание динамических нагрузок). По этим причинам КПД муфт всегда меньше единицы. По опытным данным при расчетах обычно принимают КПД муфт в пределах η = 0,985…0,995.

Виды муфт

Муфтами в механике называют специальные изделия, которые служат для соединения концов валов,

труб, стержней, проводов и т.п.

Классификация муфт

Разделений и классификаций муфт достаточно много.

По управляемости, классифицируют неуправляемые и управляемые муфты

Неуправляемые используют когда валы вынужденно делают составными, хотя в идеале они должны быть едиными и неразрывными, работать как одно целое.

По конструкции и принципу работы бывают глухими, упругими и компенсирующими

Самые распространенные неуправляемые муфты — глухие втулочные, обычно их изготавливают из стали.

Другая разновидность фланцевые муфты — они имеют две полумуфты в форма фланцев из углеродистой стали или чугуна, они гарантируют долговременное соединение валов, просты по конструкции, дешевы, широко распространены в машиностроении. Принцип — полумуфты насаживают на края валов с

натягом и дополнительно стягивают болтами.

Упругие муфты соединяют валы с некоторыми неточностями соосностями. Несоосность валов обычно появляется при неточном изготовлении или неточной установке при монтаже и различают: продольное, радиальное, угловое смещения, а также их комбинации.

Компенсирующие — для уменьшения (компенсации) динамических и ударных нагрузок, передаваемых соединяемыми валами.

Управляемые (сцепляемые) муфты используют в машинах или их отдельных узлах, если необходимо осуществлять частые остановы и спуски, спецление — расцепление и т.п.

Упругие муфты используют для снижения динамических нагрузок, которые передаются соединяемыми валами.

Конструкции упругих (эластичных) муфт многочисленны.
По материалу упругих элементов — бывают с металлическими (пружины, пластины) и неметаллическими упругими элементами (резиновые «звездочки»)

Муфты сцепления могут быть различных видов — полностью механические, электрические (электромагнитные), гидравлические, пневматические. Разумеется, их принцип идентичен, то только

они используют различные источники энергии.

Механические сцепляемые муфты — зубчатые, кулачковые, фрикционные.

Зубчатая муфта обычно компенсирует любые смещения валов, потому, что зацепление зубцов исполняют с боковым зазором и возможностью взаимного осевого смещения сопряженных зубьев.

Также у данных муфт при прочих достоинствах компактны, выдерживают большие нагрузки. Кулачковая муфта включает в себя две полумуфты, сцепляющиеся с помощью торцевых кулачков.

Втулка служит для центрирования валов. Профили кулачков зависят от сферы использования муфты (трепецеидальный, треугольный, прямоугольный, несимметричный и т.п.).
Для соединение валов эти муфты требуют центрирования, например с помощью центрирующего кольца или втулки. Достоинства кулачковых муфт — отсутствие проскальзывания и малые габаритные размеры. Недостатки — невозможность включения на высокой скорости.

Фрикционные муфты сцепления передают вращение с помощью трения и обеспечивают плавное соединение ведущего и ведомого валов, уменьшая динамические нагрузки и шум. Фрикционные управляемые механические муфты используются для соединения (рассоединения) валовпри вращении. Силы трения обеспечивают плавное расцепление валов. Фрикционные муфты могут быть также и предохранительными и проскальзывать если механизм встречает какое-то препятствие. Но такой тип муфт отнести к самодействующим.

Многодисковые фрикционные муфты состоят из двух неподвижных полумуфт, нескольких наружных и внутренних дисков, двух упорных колец, между которыми располагаются диски, упорных гаек, регулирующих расстояние между упорными кольцами и механизма включения муфты. При включениидиски зажимаются между упорными кольцами, одно из которых упирается в гайку, другое — в рычаги механизма включения, под воздейсвитем сил трения между дисками происходит сцепление полумуфт и соединяемых валов.
Самодействующие муфты выделяют следующих типов: предохранительные, обгонные, центробежные, также предлагаемые нами электромагнитные муфты.

Предохранительные используют для защиты механизмов от перегрузок. Центробежные для автоматического сцепления или расцепления валов, когда ведущий вал достигает заданной частоты вращения.

Предохранительные муфты бывают с разрушаемым и неразрушаемым элементом. Для них рекомендуется рассчитать крутящий момент рассчитывается как

Тр=1,25Т, где Т — максимальный момент, передаваемый муфтой.

Предохранительные — защищают от поломки при перегрузках, разъединяют цепь при достижении определенных параметров. центрирование полумуфт обеспечивают цилиндрическим выступом на одной полумуфте и цилиндрической расточкой на другой

Предохранительные муфты с неразрушаемым элементом — кулачковые, шариковые/роликовые фрикционные.
В данных предохранительных муфтах первая полумуфта соединяется с валом неподвижно, а вторая полумуфта — с возможностью осевого перемещения.
В кулачковых муфтах вторая — постоянно прижата к первой с помощью нескольких пружин. Сила сжатия регулируется гайкой. Сцепление полумуфт в кулачковой муфте осуществляется торцевыми кулачками различного профиля, в шариковой — шариками, находящимися под действием пружин, во

Читать еще:  Как раскрутить прикипевший болт

фрикционных — силой трения, развиваемой фрикционными дисками.

Они работают и делают вал единым целым, расцепление происходит при установленной перегрузке.

Предохранительные кулачковые и шариковые муфты используют только при низких скоростях и

небольших моментах, так как при их перегрузках происходят шумные удары кулачков и шариков,
предохранительные фрикционные муфты успешно работают при частых кратковременных перегрузках,

обычно ударного действия.

Предохранительные муфты с разрушающимся элементом. Применяют если возможны внезапные сильные

перегрузки.
После каждого срабатывания разрушенный элемент (штифт) необходимо заменить и соответственно при

частых срабатывания такая муфта — не лучшее решение.

Для высокой срабатывания точности в предполагаемом месте разрушения штифта делают выточку,

также это облегчает извлечение разрушенного элемента и снижает вероятность повреждений.

Момент, при котором происходит разрушение штифтов рассчитывается как расчетный момент

Обгонная муфта следит за соотношением угловых скоростей. если скорость ведущего вала, больше

скорости ведомого, то она сцепляет валы. При меньшей скорости ведущего вала муфта расцепляет

валы, и не препятствует ведомому валу свободно обгонять ведущий.

Центробежные муфты — предназначены для для автоматического соединения / разъединения валов,

если ведущий вал достигает необходимой частоты вращения

Центробежные муфты способом сцепления напоминают фрикционные муфты, которые сцепляются и

расцепляются автоматически, под воздействием специальных грузов и пружин.
Когда ведущий вал достигает определенной угловой скорости центробежные силы, которые действуют

на грузы, связанные с одной из полумуфт преодолевают силы пружин
и прижимают или отжимают их (грузы) к другой полумуфте, в результате чего валы сцепляются (или

По способу сцепления они бывают храповые и фрикционные. Наиболее распространены фрикционные

обгонные муфты с роликами.

Пружинно-кулачковые предохранительные муфты используются при низких скоростях и передаваемых

крутящих моментах. Пружины обеспечивают точность и стабильности срабатывания муфты, однако при

высокой скорости применять их нельзя. Также существуют пружинно-шариковые предохранительные

муфты — они могут использоваться при более высоких скоростях, меньше подвержены износу,

Муфта в технике: определение, назначение, примеры использования

Муфта — это цилиндрическое по форме устройство, соединяющее два вала, трубы или отрезка провода. Они используются для постоянного или временного соединения, могут быть управляемыми. Классификация устройств насчитывает десятки разновидностей. Они применяются во всех отраслях жизни человека.

Что такое муфта

Что такое муфта? Это механизм для соединения приводных валов или трубопроводов.

Для чего нужна муфта? Основная задача:

  • механической — соединить два вала для передачи вращения;
  • соединительной — соединить два участка трубопровода для создания единой герметичной трубы.

Механические муфты выполняют и другие вспомогательные функции, такие, как ограничение предельной мощности на валу, предотвращение реверсивного вращения и некоторые другие.

КПД муфты определяется ее конструкцией. Наибольшими значениями этого параметра обладают жесткие конструкции, передающие энергию без потерь.

Фрикционные и упругие разновидности допускают потерю от 2 до 15 % энергии.

Виды муфтовых соединений

Механические муфты имеют много подвидов. Все они относятся к постоянным разъемным соединениям.

Жесткие

Для крупных конструкций, например, гребных валов, они служат для постоянного соединения раздельно изготавливаемых и перевозимых секций в единое целое на судоверфи. Здесь используются жесткие соединения, фланцевые или втулочные с фиксирующим элементом.

Фланцевая муфта представляет собой фланец, выточенный или приваренный на торце вала. в отверстия фланца пропускаются болты или шпильки, которыми он притягивается к ответному фланцу на другой секции вала.

Все муфтовые соединения требуют строгой соосности сопрягаемых валов. При ее нарушении возникают напряжения изгиба и радиальные биения, деформирующие и разрушающие соединение.

Исключением служит кулачково-дисковый механизм. Он была разработана Джоном Олдэмом в начале XIX века специально для параллельных, но не соосных валов.

Упругие

Если в ходе работы на валу возникают вибрация и динамические нагрузки, для их поглощения используют упругие муфты. Они имеют эластичный компонент для поглощения энергии. В фланцевых -это полимерные втулки, надетые на болты или шпильки. В кулачковых упругий элемент выполняют в виде эластичного зубчатого колеса из плотных пластмасс.

Сцепные

Служат для периодического подключения и отключения ведомого вала от ведущего. В них одна часть муфты зафиксирована на одном валу, а вторая скользит вдоль другого вала, входя в зацепление я первой и выходя из него. По конструкции средин них различают:

  • Зубчатые. В зацепление входят зубцы или кулачки.
  • Фрикционные. Зацепление осуществляется за счет трения. Различают дисковые и конические муфты. Прижим осуществляется пружиной. Такие механизмы могут соединяться при вращающихся с разной скоростью валах, их используют для работы сцепления в транспортных средствах и ручных строительных механизмах с бензоприводом.
  • Магнитные. Валы соединяются силой притяжения мощных постоянных магнитов такое соединение не требует физического контакта, поэтому вращение может предаваться через мембрану или стенку немагнитного сосуда на границе двух сред, например, газа и жидкости. Такие приводы используются для перемешивания жидкостей в пищевом и фармацевтическом производстве.
  • Гидродинамические. Движение передается рабочей жидкостью от ведущей крыльчатки к ведомой. Крыльчатки вращаются в общей рабочей камере, но не соприкасаются. Лучше остальных гасят колебания и удары. Используется в автомобильных трансмиссиях.
  • Электромагнитные. действуют аналогично, но силу зацепления обеспечивает электромагнит.

Виды муфт расположены в списке по мере убывания КПД.

Безрезьбовое компрессионное зажимное соединение gebo

Зажимные фитинги системы Gebo не так давно появились на рынке, но уже завоевали заслуженную популярность там, где требуется соединить две стальных трубы. Они позволяют обойтись без трудоемких операций по сварке или нарезке резьбы, не всегда возможных из-за особенностей места установки. Так, например, если стык приходится на труднодоступное место, в нем невозможно нарезать резьбу. Или в месте стыка расположены легковоспламеняющиеся материалы. Еще один вариант- ремонт газовых труб после утечки. Сварку нельзя начать до полного проветривания помещения.

Фитинг Gebo представляет собой металлический корпус, с одного конца которого установлено зажимное приспособление. На корпусе нарезана резьба, на нее навинчивается гайка. Под гайкой расположено зажимное кольцо с коническим сечением, прижимное кольцо и прокладка из эластичного материала. Фитинг просто надевается на конец стальной трубы, Гайка завинчивается и кольца обжимают прокладку. Она плотно прижимается к поверхности трубы, надежно герметизируя соединение.

Муфты для ремонта

Служат для ремонта трубопроводов. используется два основных вида таких приспособлений:

  • Стыковые. В месте неисправности вырезается кусок трубы, и вместо него вставляется ремонтная муфта. С двух сторон она имеет соединения: резьбовые, фланцевые или сварные. Ответные части соединений устанавливаются или формируются на концах трубопровода.
  • Обжимные. Представляют собой хомут, надеваемый на поврежденный участок трубы. Под хомут подкладывается (или является его частью) слой уплотняющего упругого материала. Хомут затягивается, прижимая уплотняющий материал к повреждению и герметизируя его.

Обжимные служат средством оперативного, временного ремонта. Они не должны использоваться на постоянной основе. Могут устанавливаться только на жестких трубах (сталь, пластик) и подлежат замене на исправный участок трубы при первой возможности.

Стыковые применяются для постоянного ремонта жестких трубопроводов.

Для гибких шлангов малого давления (например, для садового полива или дренажного насоса) они могут использоваться и на постоянной основе. Используют их также и для сращивания кусков шланга.

Классификация муфт

По способу своего функционирования муфты подразделяются на

  • механические;
  • электрические;
  • гидравлические;
  • магнитные.

По возможности управления различают:

  • постоянного зацепления;
  • управляемые.

Управляемые муфты позволяют временно рассоединять валы с остановкой вращения или без таковой. По типу привода они подразделяются на:

  • Механические. В качестве привода используется мускульная сила человека.
  • Пневматические.
  • Гидравлические. Требуют наличия на станке или механизме системы гидравлики.
  • Электромагнитные. Наиболее современные, легко интегрируются в цифровые системы управления.
  • Самоуправляемые. По достижении определенного условия (скорости вращения, крутящего момента или самопроизвольного реверса) срабатываем механизм, временно или постоянно расцепляющий валы. Служат в качестве предохранительных устройств. Из-за сложности конструкции, изготовления и обслуживания вытесняются автоматизированными системами с датчиками и электроприводом.

По упругости сцепки различают

  • жесткие, осуществляют постоянное зацепление;
  • компенсирующие, способны работать в условиях неполной соосности валов;
  • упругие (компрессионные муфты), компенсируют крутильные или продольные колебания и удары, передаваемые от источника энергии;
  • сцепные, управляемые механизмы для коммутации валов, к ним относятся кулачково- дисковые и фрикционные муфты.

В сложных случаях применяют комбинированные муфты, соединяющие в себе несколько классификационных признаков.

Распространенные ошибки установки

В электрике применяются так называемые термоусадочные муфты, используемые для электро- и гидроизоляции концов и стыков электрических проводов и кабелей. Они представляют собой отрезки трубок из специального пластика, сильно уменьшающегося в размерах при нагревании и обжимающего конец или стык провода до его полной герметизации.

Распространенными ошибками при их монтаже являются:

  • неправильное цветовое обозначение фаз или контактов
  • наличие воздушных пустот после усадки;
  • перегрев муфты, ведущий к ее повреждению или разрыву;
  • неправильный выбор начального диаметра муфты и нарушение герметичности из-за неполного обжатия.

Тщательное соблюдение технологии и простая внимательность при работе позволяет избежать досадных оплошностей

Назначение

Механические муфты предназначены для:

  • передачи энергии между двумя валами, находящимися на единой оси либо под некоторым углом;
  • подключение и отключение ведущего и ведомого вала;
  • защиты агрегата от перегрузок;
  • компенсации ударов и колебаний, возникающих при работе механизма.

Ремонтные муфты переназначены для сращивания двух труб или временной ликвидации утечки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Муфты: описание классификация

Муфты: описание, классификация

Муфтой называется устройство для соединения валов. Основное назначение муфт- передача вращающего момента между валами, без изменения его значения и направления. Кроме передачи момента, некоторые муфты выполняют дополнительные функции.

Читать еще:  Чем отмыть супер клей с кожи рук

Для того, чтобы купить муфту, необходимо знать основные принципиальные различия между ними. Длинные валы по условиям технологии изготовления и сборки приходится делать составными, причем составной вал должен работать как целый. Его части соединяют жесткими глухими нерасцепными муфтами.

Для соединения валов с неточно совмещенным осями применяют компенсирующие муфты, которые компенсируют небольшие радиальные, осевые или другие смещения.
Приводы некоторых машине передают переменные моменты, в том числе с ударами. Для уменьшения динамических нагрузок и колебаний используют упругие муфты.
Для пуска и остановки отдельных узлов машин используют управляемые сцепные муфты. При перегрузках и неправильной эксплуатации возможны поломки деталей, чтобы этого не произошло используют предохранительные муфты.
Если движение и момент должны передаваться в одну сторону, и не должны -передаваться в противоположную используют обгонные муфты. Предохранительные и обгонные муфты не требуют участия человека, их называют самодействующими.

Также недавно на рынке появились пневматические муфты

По управляемости муфты могут быть разделены на:

1) Муфты нерасцепляемые, осуществляющие постоянное соединение — глухие, компенсирующие, упругие
2) Муфты сцепные, управляемые,
3) Муфты сцепные, самодействующие (самоуправляемые),по направлению движения — обгонные, по скорости (центробежные), по пути (однооборотные) и т.п.

Основной характеристикой муфт в связи с их основным назначением является вращающий момент.Другими важными показателями являются габариты, масса, момент инерции, относительно оси вращения.
Муфты основных типов регламентированы государственными стандартами.

Классификация муфт

По конструкции:

  • Управляемые (сцепные, автоматические)
  • Неуправляемые (постоянно действующие)

По назначению:

состоят из двух полумуфт с кулачками на торцовых поверхностях.
при включении кулачки одной полумуфты, входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление.

Применяются в механизмах, где должно быть обеспечено постоянное передаточное число,
а также при передаче больших вращающих моментов, когда переключения производят редко.

Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу, при любых скоростях.
Передача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты.

В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок.

По форме поверхности трения делятся на: дисковые, конусные, цилиндрические.
По условиям смазывания: маслянные и сухие,

Также существуют многодисковые фрикционные муфты.
Основной критерий — износостойкость трущихся поверхностей.

Предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала, при достижении ведущим валом заданной угловой скорости; ограничивают частоту вращения.

Основная функция — ограничение передаваемого момента.

(с разрушающимся элементом и автоматические)

Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от перегрузок.

Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки.
предохранительные муфты расчитывают по предельному моменту

По принципу работы делятся на:

Пружинно-кулачковые предохранительные муфты-по принципу аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается
к неподвижной не механизмом управления, а постоянно действующей пружиной с регулируемой силой.

Фрикционные предохранительные муфты — применяются при кратковременных перегрузках.
Конструкция аналогична конструкции сцепных фрикционных муфт.Сила нажатия в них создается пружинами
отрегулированными на передачу предельного вращающего момента.

С разрушающимся элементом — состоит из двух фланцевых полумуфт, соединенных штифтом.
При перегрузке штифт срезается и муфта выключается.

Шариковые предохранительные муфты

Роликовые предохранительные муфты

Электромагнитные и магнитные-

Электромагнитные муфты применяют для замыкания и размыкания цепей без прекращения вращения, а также для регулирования движения приводов станков.

Порошковая

Муфта состоит из трех основных частей: неподвижного корпуса и двух полумуфт.Пространство между полумуфтами заполнено ферромагнитной массой. Катушка электромагнита располагается в одной из полумуфт или в корпусе.

Включение и отключение валов на ходу. В некоторых случаях — регулирование скорости вращения.

Электромагнитная зубчатая

Электромагнитная дисковая

Группа муфтВид муфтыОписание, Назначение
Жесткие (глухие) муфты — для постоянного неразрывного соединения валов. Самый распространенный вид муфт.ВтулочныеПредставляют собой втулку, насаженную на концы валов. Применяется при передаче небольших вращающих моментов, соединяют валы диаметром до 100 мм.
ФланцевыеСостоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами, соединяют части вала в единый. Могут передавать очень большие моменты. Широко используются в промышленности
Продольно-свертные
Компенсирующие муфты — компенсируют смещение валовШарнирные муфтыПрименяют при угловом смещении до 45 градусов
ЗубчатыеСостоят из двух обойм с внутренними зубъями, которые зацепляются с зубьями втулок, насаживаемых на концы валов. Компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров.
ЦепныеСостоят из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковое число зубьев, общей цепи и защитного кожуха. Допускают небольшое угловое и радиальное смещние, в зависимости от размера муфты.
Упругие муфты — компенсируют динамические нагрузки. Основная часть этих муфт — упругий элемент, которые передает вращающий момент от одной полумуфты к другойМуфты с торообразной оболочкойСостоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную щину и двух колец,
зажимающих оболочку.
Обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Применяется в конструкциях где трудно обеспечить соосность валов при переменных и ударных нагрузках.
Втулочно-пальцевыеСостоят из двух дисковых полумуфт, в одной из которых, в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы, с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Компенсирует радиальное и угловое смещения валов
Муфты со «звездочкой»Состоят из двух полумуфт с торцевыми кулчаками и резиновой звездочки, зубъя которой расположены между кулачками. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубъев.
Применяется для соединения быстроходных валов
Сцепные муфты — соединяют или разъединяют валы с деталями. Служат для быстрого соединения /разъединения валов при работающем двигателе. Применяютя при строгой соосноссти валов.
Они должны легко и быстро включаться при незначительной силе, а также иметь малый нагрев,
и небольшую изнашиваемость при частых переключениях.
Муфты кулачково- дисковыесостоят из двух полумуфт и промежуточного диска
Кулачковые муфты
Фрикционные муфты (асинхронные)
Самоуправляемые (автоматические) муфты — срабатывают сами при определенных условияхОбгонные муфтыПередача вращения в одном направлении
Центробежные
МагнитоиндукционныеРегулирование скорости вращения. Бесконтактное соединение валов, находящихся в труднодоступных местах.
Пневматические Муфты

Просмотров: 43944 | Дата публикации: Понедельник, 13 мая 2013 10:21 |

Муфты: классификация, виды, назначение

Муфта – устройство, предназначенное для соединения концов валов или для соединения валов с расположенными на них деталями.

Основное назначение: передача вращающего момента без изменения его модуля и направления.
Функции, выполняемые муфтами: предохранение механизма от перегрузок, компенсирование несоосности валов, разъединение или соединение валов во время работы и др.

Классификация муфт

В зависимости от конструкции муфты различаются по функциональному назначению и принципу действу. Различают следующие виды муфт: механические, гидравлические, электрические и др. Широко применяемые муфты стандартизованы.
Основная паспортная характеристика муфты — значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана. Ниже рассматриваются только наиболее распространенные в машиностроении механические муфты.

По характеру соединения валов муфты подразделяют на неуправляемые (постоянные), управляемые и самоуправляемые (автоматические).

Виды муфт

Муфта глухая образует жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Применяются обычно глухие муфты для тихоходных валов.

Втулочная муфта – самая простая из глухих муфт, состоит из соединительной втулки со штифтами (рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное их достоинство – простота конструкции. Применяют их при относительно небольших нагрузках на валах диаметрами до 60…70 мм.

а) б)
Рuс. 7.1. Втулочные муфты со:
а – штифтами; б – шпонками

Муфта фланцевая – наиболее распространенная (рис. 7.2), состоит из двух полумуфт 2, соединенных болтами 1. Болты ставят через один: с зазором (вариант I) и без зазора под развертку (вариант II). Центрирование полумуфт в этом случае осуществляют болтами, установленными без зазора, которые рассчитывают на срез. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена.


Рис. 7.2. Фланцевая муфтa

Фланцевые муфты применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинствами таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Жесткая компенсирующая муфта. За счет подвижности деталей такие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения валов, вызванные неточностями их изготовления, монтажа и упругими деформациями. Это позволяет уменьшить нагрузки на валы и подшипники.

Недостаток жестких компенсирующих муфт – отсутствие упругодемпфирующих элементов, смягчающих толчки и удары. Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая.

Кулачково-дисковая муфта (рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3, соединенных промежуточным диском 2. При работе диск перемещается по пазам полyмуфт, и тем самым компенсируются несоосность соединяемых валов (радиальные смещения – до 0,04d, угловые – до 30′).

Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают и не допускают на них больших напряжений смятия.


Рис. 7.3. Кулачково-дисковая муфтa

Из условия износостойкости кулачково-дисковых мyфт рассчитывают давление на боковых поверхностях выступов и пазов:
, (7.1)
где Тр – расчетный вращающий момент;
h – рабочая высота выступа;
D, d – соответственно наружный и внутренний диаметры;
[p] – допускаемое давление: при термически необработанных, хорошо смазываемых поверхностях или при закаленных поверхностях трения [p] = 15…30 МПа.

Детали кулачково-дисковых муфт изготовляют из сталей Ст5 (поковка) или 25Л (литье). Для тяжелонагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х, 20Х с цементацией рабочих поверхностей.

Читать еще:  Что такое вольтметр в физике

Зубчатая муфта (рис. 7.4, а) состоит из двух полумуфт 1 и 3 с наружными зубьями эвольвентного профиля и разъемной обоймы 2 с внутренними зубьями. Передача вращающего момента осуществляется большим числом одновременно работающих зубьев, что обеспечивает высокую нагрузочную способность и малые габариты муфты.


Рuс. 7.4. Зубчатая муфта

Для компенсации смещений деталей предусматривают торцевой зазор δ. Для ослабления вредного влияния кромочного контакта применяют зубья бочкообразной формы (рис. 7.4, б), а соединение выполнено с увеличенными зазорами. Зубчатые муфты допускают угловое смещение валов (рис. 7.4, в) Δα max = 1,5°, радиальное Δr = 0,2…0,6 мм, осевое (на рисунке не показано) – 1…8 мм.

Детали зубчатых муфт изготовляют из углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л коваными или литыми. Для повышения износостойкости зубья полумуфт подвергают термической обработке до твердости не ниже 40НRC, а зубья обойм – не ниже 35HRC.

Упругие компенсирующие муфты применяются не только для компенсации смещения валов, но и для снижения динамичности нагрузок и амортизации колебаний, возникающих при работе передач машин.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (рис. 7.5) состоит из двух полумуфт 1, соединенных пальцами 2, на которые для смягчения ударов надеты гофрированные резиновые втулки. Такие муфты в силу простоты конструкции получили широкое применение в приводах от электродвигателей для валов диаметрами 9…160 мм при вращающих моментах 6,3…16000 Нм.


Рuс. 7.5. Упругая втулочно-пальцевая муфтa

Толщина резиновых втулок невелика, и поэтому амортизирующая способность муфты незначительна. Они допускают радиальное смещение валов до 0,6 мм, продольное – до 5 мм, угловое – до 1°.
Для ограничения износа среднее контактное давление пальца на втулку находят по формуле:
, (7.2)
где z = 6 – число пальцев;
Dm – диаметр окружности расположения осей пальцев;
dп – диаметр пальцев;
l – длина упругого элемента;
[p] ≈ 2 МПа – допускаемое давление для резиновых втулок.

Муфта со змеевидными пружинами (рис. 7.6) состоит из двух полyмуфт 1 с зубьями специальной формы, между которыми свободно расположены секции змеевидной пружины 3 прямоугольного сечения. Кожух 2, состоящий из двух половин, служит резервуаром для пластичного смазочного материала и предохраняет пружину от выпадения.


Рuс. 7.6. Муфтa со змеевидными пружинами

Муфта используется для передачи больших вращающих моментов, обладает хорошими эксплуатационными качествами, имеет небольшие габариты, но сравнительно дорогостоящая.
В зависимости от размеров муфты могут компенсировать радиальные смещения валов 0,5…3 мм, осевые – 4…20 мм и угловые до 1°15′.
Материалы полумуфт – сталь 45, стальное литье 45Л; пружин – пружинные стали 65Г, 60С2.
Расчет муфты предусматривает проверку прочности пружины при изгибе методами сопротивления материалов.

Управляемые (сцепные) муфты
Позволяют соединять и разъединять валы без остановки двигателя. По конструкции управляемые муфты можно разделить на кулачковые, зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении.
Кулачковые и зубчатые муфты имеют весьма небольшие габариты и массу, не допускают проскальзывания. Однако их включение на ходу сопровождается ударами. Фрикционные муфты позволяют плавно соединять ведущий и ведомые валы под нагрузкой при любой скорости их вращения, предохраняют механизмы от внезапных перегрузок.
Управляемые муфты требуют точной соосности соединяемых вaлов.

Кулачковая муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы – кулачки. При включении муфты кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое соединение.


Рис. 7.7. Кулачковая муфтa

Включение кулачковой муфты во избежание ударов производят при остановленном двигателе или с малыми скоростями (до 1 м/с).
Полумуфты чаще всего располагают на одном валу, что обеспечивает хорошую их соосность. При выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на подшипнике скольжения 3. Если муфта включена, вращающий момент от зубчатого колеса передается через кулачки и шлицы на вал.
Для устранения ударов и шума при включении муфты применяют специальные соединительные устройства – синхронизаторы.
Кулачковые муфты изготовляют из сталей 20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной закалкой. Размеры муфт принимают конструктивно, а затем выполняют проверочный расчет кулачков на износостойкость и прочность.

Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (рис. 7.8).


Рuс. 7.8. Фрикционные муфты:
а – однодисковая; б – многодисковая; в – конусная

В начальный период касания полумуфт происходит относительное проскальзывание их рабочих поверхностей (смазанных или сухих), и тем самым обеспечивается плавность включения муфты. При установившемся движении проскальзывание не происходит, а при перегрузке муфта пробуксовывает, что предохраняет машину от поломок.
Фрикционные муфты должны обладать надежностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей. Материал трущихся деталей (накладок) выбирается в зависимости от среднего контактного напряжения (давления):
, (7.3)
где Fa – осевая сила;
Т – вращающий момент;
k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса сцепления;
Dm – средний диаметр контакта;
f – коэффициент сцепления (трения покоя);
z – число пар поверхностей трения;
А = πDmb – площадь поверхности трения;
b – ширина поверхности трения;
[p] – допускаемое контактное напряжение.
По формуле (7.3) может быть рассчитан вращающий момент, который может передавать фрикционная муфта. Для увеличения передаваемого вращающего момента можно увеличить число пар поверхностей трения.
Многодисковые фрикционные муфты имеют небольшие габариты и не требуют большого усилия для их включения.

Самоуправляемые автоматические муфты выполняют автоматически одну из следующих функций: ограничение передаваемой нагрузки – предохранительные муфты; передачу нагрузки (момента) только в одном направлении – муфта обгона; включение и выключение при заданной скорости – центробежные муфты.

Предохранительную муфту срабатывают, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину. При достижении вращающим моментом предельной величины под действием осевых усилий, обусловленных формой впадин полумуфты, шарики смещаются в осевом направлении (преодолевая сопротивление пружины) и размыкают муфту с последующим прощелкиванием.

Муфта обгона (мyфты свободного хода) предназначены для передачи вращающего момента только в одном направлении. Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные мyфты, передающие вращающий момент за счет заклинивания между полумуфтами промежуточных тел (в основном роликов). Такие муфты бесшумны, компактны, могут работать при высокой частоте вращения. Их изготовляют для вaлов диаметром 10…90 мм и передачи момента до 750…800 Нм.
Обгонные роликовые муфты (рис. 7.9) применяют в приводах агрегатов двигателя самолета (например, в приводах стартер-генераторов) и в приводах несущих винтов вертолетов; при отказе одного двигателя движение винта не тормозится, так как обгонная муфта позволяет зубчатым колесам вращаться. При отказе обоих двигателей обгонные муфты не препятствуют вращению несущего винта в режиме авторотации.


Рис. 7.9. Обгонная муфтa

Пусковую (центробежную) муфту используют для плавного пуска приводов грузоподъемных машин конвейеров и т.п. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые мyфты выполняют и предохранительные функции.
Распространены колодочные и дисковые центробежные фрикционные муфты. Центробежную муфту устанавливают на вал электродвигателя. При наличии ременной передачи от электродвигателя к рабочему органу наружную ведомую часть муфты конструируют в виде шкива.

Классификация и конструкция муфт

Общее назначение муфт — передача вращающего момента между соединяемыми валами. Помимо общего назначения, отдельные муфты выполняют дополнительные функции, например, предохраняют механизмы от перегрузок, компенсируют погрешности, возникшие при монтаже валов.

Виды муфт по способу соединения

По способу соединения выделяют следующие виды муфт:

  • постоянно замкнутые (глухие)
  • управляемые (например, муфта сцепления автомобиля)
  • самодействующие (с автоматическим управлением по моменту — предохранительные, по направлению вращения, по скорости, по углу поворота или пройденному пути

Классификация муфт по демпфирующим способностям

  • жесткие (например втулочные, фланцевые)
  • упругие (например муфта упругая со звездой или с торообразной оболочкой)

Классификация муфт по компенсирующим способностям

В зависимости от возможности муфты нивелировать монтажную погрешность установки валов различают:

  • компенсирующие муфты (компенсируют погрешность установки валов)
  • не компенсирующие муфты

Конструкции муфт

Существует несколько распространенных типовых конструкций муфт, соединяющих валы.

Втулочная муфта

Муфта представляет собой жесткую втулку 3, надетую на валы 1 и 2. Передача вращающего момента может осуществляться:

  • Шпонками
  • Шлицами
  • Штифтами

Втулочные муфты жесткие, некомпенсирующие.

Достоинствами муфт данного типа являются простота конструкции и малые радиальные габаритные размеры.

Недостатками втулочных муфт можно назвать отсутствие демпфирования и компенсации зазоров, а также неудобный монтаж.

Муфта фланцевая

Эта жесткая, некомпенсирующая муфта состоит из двух фланцев 3 соединенных болтом 4, надетых на валы 1 и 2.

Достоинства — простота конструкции, удобство при сборке.

Недостатки — большие диаметральные габариты (по сравнению с втулочной), отсутствие демпфирования и компенсации погрешностей установки валов.

Муфта упругая втулочно-пальцевая

На концы соединяемых валов 1 и 2 надеты полумуфты 3 и 4, на полумуфте 3 зафиксированы пальцы 6, затянутые гайкой 8. Кольцо 5 обеспечивает монтажный зазор. На пальце 6 установлен упругий элемент 7.

Упругие и компенсирующие способности МУВП не велики.

Муфта упругая со звездой

Между кулачками ведущей 1 и ведомой муфты 2 установлена резиновая звезда 3.

Диаметральные размеры муфты со звездой меньше, чем муфты втулочно-пальцевой. Муфты со звездой обладают посредственными компенсирующими и демпфирующими свойствами.

Муфта с торообразной оболочкой

Полумуфты 3, надетые на валы 1 и 2, соединены между собой с помощью торообразной оболочки 5. Фиксация оболочки обеспечивается прижимными кольцами 4, которые с помощью винтов 6 притягиваются к полумуфтам.

Муфта с торообразной оболочкой обладает высокими упругими и компенсирующими свойствами в связи с большим объемом деформируемой резины.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector