8

Соединительные муфты

Муфтами называют устройства, предназначенные для соединения валов и передачи вращающего момента от одного вала к другому или между валом и установленными на нем деталями: зубчатыми колесами, шкивами, звездочками.

Машины по условиям технологии изготовления принято выполнять из отдельных узлов и агрегатов. Для передачи силового потока от одной части машины к другой используют муфты (рис.1). Соединение валов является общим свойством муфт, однако разнообразные конструкции муфт способны выполнять и другие функции:

– включение и выключение исполнительного механизма при непрерывно работающем двигателе (управляемые муфты);

– предохранение машины от перегрузок (предохранительные муфты);

– компенсации вредного влияния несоосности валов (компенсирующие муфты);

– уменьшения динамических нагрузок (упругие муфты).

Рис. 1. Соединение частей машины при помощи муфт

В современном машиностроении применяют большое количество муфт, которые различаются по принципу действия и управления, назначению и конструкции. Классификация этих муфт представлена в виде схемы рис. 2.

Рис. 2. Классификация соединительных муфт

Основной характеристикой муфт является, передаваемый вращающий момент T. Муфты подбирают по диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту T_р, Нм

,

где K – коэффициент режима работы муфты (коэффициент динамичности);

– номинальный момент, который действует на муфту;

– максимальный допустимый момент по каталогу, который способна передать муфта, Нм.

Муфты глухие

Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов (глухое соединение). Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Из различных видов глухих муфт наибольшее распространение получили втулочные и фланцевые муфты.

Муфта втулочная. Эта муфта представляет собой втулку, насаживаемую на концы валов. Применяется для небольших вращающих моментов. Имеет простую конструкцию, малые габариты и низкую стоимость. Недостатком муфты является неудобный монтаж и демонтаж, связанные с осевым смещением валов и муфты вдоль вала.

Рис. 3. Втулочная муфта

Рис. 4. Фланцевая муфта

Муфта фланцевая. Состоит из двух полумуфт с фланцами 1 и 2, стянутыми болтами. Полумуфты соединяют болтами, поставленными с зазором (I вариант) или без зазора (II вариант). В первом случае вращающий момент передается силами трения, возникающими в стыке полумуфт от затяжки болтов, а во втором случае – непосредственно болтами, работающими на срез и смятие. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена. Центровка (соосное расположение) полумуфт производится центрирующим выступом 3.

Муфты компенсирующие жесткие

Виды несоосности валов. Вследствие погрешностей изготовления и монтажа всегда имеется некоторая неточность взаимного расположения геометрических осей соединяемых валов. Различают три вида отклонений от номинального расположения валов (рис. 5):

– продольное смещение _a, мм;

– радиальное смещение _r, мм, или эксцентриситет;

– угловое смещение или перекос _, град, или перекос.

На практике чаще всего встречается комбинация указанных отклонений, которая в общем называется «несоосность валов».

Рис. 3. Виды несоосности валов

В том случае, если несоосные валы соединяются глухими муфтами, то вместе установки валы должны приводится к одной общей оси путем деформирования валов и опор. Опоры и валы дополнительно нагружаются. Поэтому при соединении глухими муфтами требуется высокая точность расположения валов. Для понижения этих требований и уменьшения вредных нагрузок и опоры применяют компенсирующие муфты. Компенсация вредного влияния несоосности валов достигается вследствие подвижности практически жестких деталей – компенсирующие жесткие муфты; за счет деформации упругих деталей – упругие муфты. Наибольшее распространение из группы компенсирующих муфт получили зубчатые и цепные.

Муфта зубчатая. Эта муфта стандартизирована. Состоит из двух обойм с внутренними эвольвентными зубьями, которые зацепляются с зубьями втулок 2, насаживаемых на концы валов. Зубчатые муфты компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацеплении, обточки зубьев втулок по сфере и изготовления бочкообразных зубьев. Угол перекоса оси каждой втулки

Рис. 4. Муфта зубчатая

относительно оси обоймы до 130.

Зубчатые муфты обладают высокой надежностью, компактностью и хорошими компенсирующими свойствами. Их применяют для передачи больших крутящих моментов, например в грузоподъемных машинах.

Муфта цепная. Состоит из двух полумуфт звездочек, имеющих одинаковы числа зубьев, охватывающей их общей цепи и защитного кожуха, заполненного пластичным смазочным материалом. Применяются цепи роликовые и двухрядные, а также зубчатые.

Рис. 4. Муфта цепная

Достоинство цепных муфт – простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты. При монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов.

Из-за наличия зазоров в шарнирах цепи и в сопряжении ее со звездочками цепные муфты имеют значительные люфты. Поэтому они не применяются в реверсивных приводах (реверс будет сопровождаться ударами). Надежность муфты зависит от прочности цепи.