какая муфта предназначена для соединения валов с поперечным смещением осей

Муфта для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Источник

Соединительные муфты

Основное назначение муфт — передача вращения и момента без изменения его величины и направления с одного вала на другой и с вала на свободно сидящую на нем деталь и обратно.

Неподвижные глухие муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных валов. При эксплуатации этих муфт допускаемое смещение осей валов 0,02…0,05 мм. Эти муфты применяют преимущественно в приводах, где требуется жесткое и надежное соединение отдельных валов, в передачах с переменной скоростью или работающих в режиме частого пуска.

Втулочные муфты (ГОСТ 24246–96) служат для соединения соосных валов при передаче крутящего момента до 12 500 Н ⋅ м (рис. 11). Эти муфты соединяются с валами с помощью призматических или сегментных шпонок, цилиндрических и конических штифтов или шлицевых соединений. Последовательность сборки: проверяют и при необходимости подгоняют шпонки на валах; насаживают муфту на один вал; несколько сдвинув муфту, проверяют соосность валов приспособлением с индикаторами; надвигают муфту на другой конец соединяемого вала; сверлят отверстия под штифты; развертывают их и забивают штифты.

Рис. 11. Втулочные муфты: а — со штифтами; б — с призматическими шпонками; в — с сегментными шпонками; г — со шлицами; д — продольно-свертные; е — поперечно-свертные

Валы, соединяемые шлицевыми втулочными муфтами, собирают в аналогичной последовательности, строго контролируя отклонение от соосности. При напряженной посадке по центрирующему диаметру шлицев муфту перед сборкой нагревают в горячем масле; от осевого смещения ее закрепляют стопором.

Продольно-свертные муфты, приведенные на рис. 11, д (ГОСТ 23106–78), применяют для соединения цилиндрических валов диаметром 125…130 мм при передаче крутящего момента до 12 500 Н ⋅ м. Сборка валов с помощью продольно-свертных муфт проводится без зазора между валами. Перед установкой муфты необходимо тщательно проверить отклонение валов от соосности, затем подогнать боковины муфты, предварительно стянув их двумя болтами; вставить пружинные кольца и шпонки. При сборке необходимо исключить зависания боковин на шпонках и кольцах. После этого устанавливают оставшиеся болты, затягивают и зашплинтовывают гайки.

Фланцевые поперечно-свертные муфты (рис. 11, е; ГОСТ 20761–96) применяют для соединения соосных цилиндрических валов диаметром 11…250 мм при передаваемом крутящем моменте 16…40 000 Н ⋅ м.

Фланцевые муфты собирают в такой последовательности:

К подвижным относят три типа муфт: жесткие компенсирующие, упругие и шарнирные. Основными видами компенсирующих муфт являются зубчатые и цепные. Стандартизированы два типа зубчатых муфт (рис. 12, а, б): тип МЗ — муфты для непосредственного соединения валов, состоящие из двух втулок с наружными зубьями, находящимися в зацеплении с двумя обоймами с внутренними зубьями; тип МЗП — муфты для соединения валов с применением промежуточного вала, представляющие собой комплект из двух муфт, каждая из которых состоит из зубчатой втулки с наружными зубьями, находящимися в зацеплении с внутренними зубьями обоймы, и фланцевой полумуфты.

При сборке зубчатых муфт необходимо:

Посадка зубчатых втулок на валы определяется условиями и характером работы муфты.

Рис. 12. Компенсирующие муфты: а — зубчатая с обоймой МЗ; б — зубчатая с промежуточным валом МЗП; в — цепная однорядная; г — крестовая кулачково-дисковая; д — крестовая со скользящим вкладышем

Компенсирующая способность зубчатых муфт определяется углом перекоса оси каждой втулки относительно обоймы α_max и расстоянием между осями зубчатых венцов. В табл. 8 приведены допускаемые радиальные и угловые смещения осей валов при монтаже машин.

Цепные муфты состоят из двух звездочек и охватывающей их общей цепи и кожуха. Цепные муфты с однорядной роликовой цепью (ГОСТ 20742–93) применяют для соединения соосных валов диаметром 20…140 мм при передаче крутящего момента 63…16 000 Н⋅м (рис. 12, в). Допускаемое смещение осей валов: радиальное 0,15…0,7 мм; угловое — до 1°. Сборку цепных муфт выполняют в такой же последовательности, как и зубчатых муфт. Недостатком цепных муфт является наличие угловых зазоров и мертвого хода, вследствие чего они не могут применяться в реверсивных передачах, а также при больших динамических нагрузках.

Крестовые муфты допускают осевое, радиальное и угловые смещения соединительных валов. Из крестовых муфт наиболее распространена кулачководисковая (рис. 12, г). Кулачководисковые муфты (ГОСТ 20720–93) применяют для соединения валов диаметром 16…150 мм при передаче крутящего момента 16…16 000 Н⋅м. При этом допускается угловое смещение осей валов до 30′, а радиальное 0,6…3,6 мм — в зависимости от диаметра валов. Собирают эти муфты по традиционной технологии, т.е. сначала подгоняют шпонки и устанавливают полумуфты, контролируют отклонение от соосности, затем окончательно собирают полумуфты и промежуточный диск. Рабочая поверхность пазов полумуфт и диска термообработана токами высокой частоты на глубину 2…3 мм с твердостью 46…50 НRC.

Таблица 8. Допускаемые смещения осей валов

Достоинством кулачково-дисковых муфт является способность компенсировать радиальные смещенияе осей валов до 0,4d. Недостатки этих муфт — неудовлетворительная работа даже при малых перекосах; значительный износ рабочих поверхностей; потери на трение; необходимость смазывания.

Крестовые муфты со скользящим вкладышем (рис. 12, д) предназначены для соединения валов диаметром 15…150 мм. Они допускают радиальное смещение 0,4…2 мм и перекос до 40′.

Самоустанавливающиеся угловые муфты используют для соединения валов со взаимным наклоном до 45°. Простейшая шарнирная муфта — одинарная, состоит из двух полумуфт-вилок, посаженных на конусы валов, которые расположены под прямым углом относительно друг друга и крестовины, шарнирно соединенной с вилками. Для обеспечения вращения ведомого вала с постоянной угловой скоростью или передачи вращательного движения между параллельными, но смещенными валами, а также при увеличении угла наклона между соединяемыми валами применяют сдвоенную шарнирную муфту.

Упругие муфты постоянной и переменной жесткости служат для уменьшения динамических нагрузок, предохраняют соединяемые валы от резонансных колебаний и позволяют компенсировать точность взаимного расположения валов.

Втулочно-пальцевые муфты МУВП (ГОСТ 21424–93) обеспечивают соединение валов диаметром 9…160 мм с крутящим моментом 6,3…16 000 Н⋅м (рис. 13, а). На концах валов на шпонках устанавливают полумуфты и предварительно проверяют радиальное и торцовое биения. Одну полумуфту сдвигают, а на другой ставят и подгоняют шпильки перпендикулярно к торцу. Шпильки демонтируют, надевают на них упругие кольца и снова устанавливают на место, надвигают полумуфту и затягивают гайки.

Рис. 13. Упругие муфты: а — втулочно-пальцевая; б — со звездочкой; в — с торообразной оболочкой; г — со змеевидной пружиной

При сборке втулочно-пальцевых муфт необходимо контролировать прилегание пальцев с упругими кольцами к поверхностям отверстий. Для этого одну половину муфты смещают относительно другой в направлении вращения и определяют число пальцев, участвующих в работе, щупом проверяют их прилегание к поверхности отверстий. Зазор между соприкасающимися поверхностями у отдельных пальцев не должен превышать 0,3…0,6 мм.

Упругая муфта со звездочкой (рис. 13, б) состоит из двух полумуфт с торцовыми кулачками трапецеидального сечения, допускает смещение осей валов: радиальное 0,1…0,4 мм, угловое 1°30′…1°. На валы устанавливают шпонки и полумуфты; при необходимости их подгоняют; предварительно контролируют отклонение от соосности, сдвигают одну из полумуфт, монтируют резиновую звездочку и сдвигают вторую полумуфту, проверяют качество сборки и отклонение от соосности.

Упругая муфта с торообразной оболочкой (рис. 13, в) включает в себя две полумуфты, упругую оболочку в форме автомобильной шины и два кольца, которые с помощью винтов закрепляют оболочку на полумуфтах. Эти муфты с оболочкой выпуклого профиля допускают смещение валов: осевое на 1…11 мм; радиальное на 1,0…5,0 мм и угловое на 1°…1°30′, а с оболочкой вогнутого профиля допускают смещение валов: осевое на 1,6…9 мм; радиальное на 0,5…6,0 мм и угловое на 2…6°.

Муфта со змеевидной пружиной (рис. 13, г) состоит из двух полумуфт с зубьями специальной формы, между которыми помещается изогнутая пружина, разделенная на несколько частей. Зубья и пружина закрываются снаружи кожухом, состоящим из двух половин, соединенных между собой болтами. Кожух служит резервуаром для смазки и защищает муфту от пыли.

Сцепные муфты применяют для соединения или разъединения валов на ходу или во время останова (рис. 14). Муфты этого типа используются там, где требуются частые пуски и остановы, например на прокатных станах, прессах, станках и т.п. К сцепным синхронным муфтам относятся кулачковые и зубчатые. Кулачковые муфты (рис. 14, а) допускают включение лишь в неподвижном состоянии при определенных угловых положениях одного вала относительно другого.

Простая зубчатая муфта (рис. 14, б) состоит из двух полумуфт, представляющих собой зубчатые колеса с зубьями эвольвентного зацепления и одинаковым числом зубьев; одна из полумуфт — с наружными зубьями, другая — с внутренними. Одна из них соединена с валом неподвижно, а другая (левая) с помощью отводки может перемещаться вдоль вала, в результате чего полумуфты и соответствующие валы сцепляются и расцепляются. При частом включении и выключении зубчатых и кулачковых муфт для устранения или уменьшения ударов и шума, возникающих от включения этих муфт, применяют синхронизаторы. Последние являются вспомогательными фрикционными муфтами, которые включаются раньше основных зубчатых или кулачковых муфт и, выравнивая угловые скорости вращающихся валов, устраняют или уменьшают удары и шум при включении.

Из управляемых механических муфт наиболее распространены фрикционные дисковые. Фрикционные муфты передают крутящий момент от ведущего вала к ведомому с помощью сил трения. Их включение проводится прижатием друг к другу указанных поверхностей, а выключение — их разъединением. Регулируя силу прижатия трущихся поверхностей, можно изменять силу трения и осуществлять плавное сцепление при любой разности угловых скоростей ведущего и ведомого валов.

Плавное включение муфт позволяет избежать больших динамических нагрузок и шума при пуске. Фрикционные муфты дают возможность регулировать время разгона и наибольший крутящий момент, передаваемый муфтой. Благодаря последнему свойству удается использовать муфту в качестве предохранительного звена.

В отдельных машинах и механизмах применяют и другие фрикционные муфты: электромагнитные дисковые и порошковые; с пневматическим управлением дисковые и цилиндрические шинно-пневматические; с гидравлическим управлением.

Различают следующие самодействующие механические муфты: предохранительные для защиты машины от перегрузок; обгонные для передачи момента только в одном направлении, допускающие свободное вращение в обратном направлении; центробежные для автоматического сцепления при достижении ведущим валом заданной частоты вращения.

Рис. 14. Сцепные синхронные муфты: а — кулачковая; б — зубчатая простая; в — зубчатая сложная

Предохранительные муфты подразделяются на муфты с разрушаемым и неразрушаемым элементами. К предохранительным муфтам с неразрушаемым элементом относятся кулачковые (ГОСТ 15620–93), шариковые и фрикционные (ГОСТ 15622–96). В этих муфтах одна полумуфта соединяется со своим валом неподвижно, а другая — с возможностью осевого перемещения. Вторая полумуфта постоянно прижата к первой посредством нескольких пружин. Сила прижатия полумуфт регулируется гайкой.

Обгонные муфты автоматически сцепляют и расцепляют валы в зависимости от соотношения угловых скоростей валов. Наиболее распространены фрикционные обгонные муфты с роликами, так как у них почти полностью отсутствует мертвый ход и работают они бесшумно. Такая муфта состоит из двух полумуфт — звездочки и обоймы, а также роликов, расположенных в сужающихся в одном направлении пазах между звездочкой и обоймой. При вращении ведущей полумуфты каждый ролик закатывается в сужающуюся часть паза и заклинивается между полумуфтами, в результате чего происходят сцепление полумуфт и соединение валов. При обратном вращении ведущей полумуфты ролики выкатываются в более широкую часть пазов и полумуфты расцепляются.

Источник

Какая муфта предназначена для соединения валов с поперечным смещением осей

Муфта для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Муфта для соединения валов — типы, соединения, параметры

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.

Основные типы несоосности валов

Одним из основных факторов использования муфт является их возможность компенсировать погрешности взаимного расположения валов. Понимание типа несоосности порой имеет решающее значение, при правильном подборе муфты.

При монтаже оборудования, валы должны быть расположены без каких либо смещений, что довольно часто бывает недостижимо. Несоответствие или отклонение между предполагаемым положением двух валов, как правило, результат производственных допусков. Несоосности бывают радиальные (продольные), угловые и осевые.

Правильное размещение валов

Радиальное (продольное) смещение валов

Система классификации муфт

По видам управления

По группам муфт (механические)

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.

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;
– допускаемое давление: при термически необработанных, хорошо смазываемых поверхностях или при закаленных поверхностях трения = 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.

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.

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;
≈ 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.

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;
– 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.

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.

Стандарты

Предохранительные и обгонные муфты

Для избежания поломки при неправильной эксплуатации оборудования или аварийной перегрузке, используют предохранительные муфты. Такие как sitex или серво муфты. К предохранительным муфтам так же можно отнести цепную муфту и МУВП, ведь в случае перегруза ломается защитный элемент. Если перегрузки надо контролировать постоянно можно использовать специальные ограничители крутящего момента, на которых можно регулировать максимально допустимый крутящий момент.

Если движение и момент должны передаваться только в одном направлении, используют обгонные муфты. Такой тип часто применяют на нориях и элеваторах.

Жесткие муфты

Для соединения длинных валов, которые должны работать как одно целое и при этом передавать большие крутящие моменты – применяются жесткие муфты. Но в этом случае, нужно убедится в соосности валов, потому что жесткие муфты предназначены для валов, установленных без каких либо смещений.

Это наиболее простая разновидность. Основу их составляет цельнометаллический корпус. Для его изготовления используется сталь, алюминий либо иной металл. Такие изделия способны обеспечить особую прочность соединения. Применяются для передачи значительного крутящего момента без деформации. Однако обеспечивая большую жесткость, данные соединители не дают возможности компенсировать несоосность валов. А также не поглощают вибрации. Поэтому их применяют в оборудовании собранном с высоким качеством с использованием точно изготовленными входящими деталями.

Подбирая муфту соединительную, необходимо понимать следующее. Хоть она и применяется для выполнения одинаковых функций, но благодаря существующему многообразию типов предоставляется возможность подобрать соединитель под конкретные условия и требования.

Более подробно о различных типах муфт вы можете прочитать в самой категории, или же обратиться к нашим специалистам, которые грамотно подберут муфту в зависимости от ваших эксплуатационных параметров.

Источник