1.3. Муфты сцепные управляемые

Сцепные муфты соединяют и разъединяют валы по команде. Эти муфты делят на муфты с профильным замыканием (ку­лачковые) и фрикционные. Последние используют при необ­ходимости изменения режима работы машины без остановки двигателя.

Муфты сцепные кулачковые применяют для передачи больших вращающих моментов при нечастых включениях. Они имеют значительно меньшие габаритные размеры и мас­су, чем фрикционные муфты сцепления. Однако они соединя­ют валы, угловые скорости которых равны. При этом требует­ся точная соосность соединения полумуфт. На рис. 4 изо­бражена муфта с торцевыми кулачками и некоторые профили кулачков.

■

б)

Рис. 4. Муфта с торцевыми кулачками: а – конструкция, б – профили кулачков

Выбор формы кулачков определяется в основном ус­ловиями включения муфты (одинаковые угловые скорости по­лумуфт или несколько различные) и передаваемой нагрузкой. Материал кулачковых муфт должен обеспечивать высокую твердость рабочих поверхностей кулачков. Используют стали марок: 20Х, 12ХНЗА с цементацией и закалкой до твердости (54...60) HRC₃. При частых включениях используют стали: 40Х, 40ХН, 35ХГСА с закалкой рабочих поверхностей зубьев до твердости (40...45) HRC₃. Приближенным расчетом прове­ряют контактные напряжения на рабочей поверхности кулач­ка включенной муфты в предположении равномерной работы всех кулачков

где Т_р — расчетный вращающий момент, Н м; d_cp — средний диаметр муфты по кулачкам, мм; А — площадь проекции опорной поверхности кулачка на диаметральную плоскость, мм²; z — число кулачков.

Муфты сцепные фрикционные передают вращающий мо­мент за счет сил трения на рабочих поверхностях, создавае­мых плавным прижатием рабочих (фрикционных) поверхно­стей. Меняя силу прижатия, можно регулировать момент сил трения. За время включения фрикционной муфты рабочие по­верхности проскальзывают. После включения муфты сколь­жение отсутствует.

На рис.5 изображена многодисковая муфта сцепле­ния. Она состоит из полумуфт 1 и 2, расположенных строго соосно, и внутренних 3 и наружных 4 дисков, которые сжимаются силой F, приложенной нормально к трущимся поверхно­стям. Регулируемая сила F может создаваться механическим путем, гидравлическим, пневматическим или электромагнит­ным. На рабочие поверхности дисков наносят фрикционный слой или крепят накладки из фрикционного материала, повы­шающего силу трения. Для улучшения смазывания рабочих поверхностей муфт и отвода продуктов износа на торцах ди­сков выполняют неглубокие спиральные канавки.

В зависимости от условий эксплуатации, фрикционные муфты разделяют на муфты без смазывания трущихся поверх­ностей (сухие) и на муфты со смазыванием трущихся поверх­ностей (масляные). Последние передают меньший вращаю­щий момент (в них ниже коэффициент трения), однако они более долговечны (интенсивность изнашивания рабочих по­верхностей меньше, чем у сухих муфт).

Материалы фрикционных дисков. Рабочие поверхности дисков выполняют из фрикционных материалов, которые должны обладать: высоким коэффициентом трения и малой его зависимостью от изменения температуры, давления на ра­бочей поверхности и скорости скольжения; хорошим сопро­тивлением изнашиванию; теплостойкостью, т. е. способно­стью выдерживать высокие температуры без разрушения и с сохранением нужных свойств.

В сухих муфтах в основном применяют фрикционные пары:

1) закаленная сталь по металлокерамике, образованной на­несением и спеканием под давлением смеси порошков меди, железа, графита, свинца и др.;

2) закаленная сталь по фрикционному материалу (наклад­кам), выполненному на основе термореактивных смол с необ­ходимыми ингредиентами.

В муфтах со смазкой применяют фрикционные пары:

1) закаленная сталь по металлокерамике;

2) закаленная сталь по стали;

3) бронза по закаленной стали или чугуну.

Рис. 5 Многодисковая муфта сцепления