2.4.5 З'єднувальні муфти
З’єднувальні муфти призначені для з'єднання роторів та передачі крутного моменту. По конструкції поділяються на жорсткі, напівгнучкі, гнучкі.
Жорсткі муфти (рисунок 2.4.2) – виготовляють заодно з валом ротору у вигляді фланця, або у вигляді насаджених на кінці роторів напівмуфт. Жорстка муфта має болтовий зв'язок з розгорткою отворів під болти при з’єднаному положенні напівмуфт. З’єднувальні болти виготовляються зі щільним насадженням по всій довжині, такі болти називаються призонними. При такій конструкції болти працюють тільки на зріз.
Жорстка муфта дає можливість встановлювати кінці роторів, що з’єднуються не в двох, а в одному підшипнику. Такі муфти прості у виготовленні, надійні в експлуатації та можуть передавати значний крутний момент. Жорсткі муфти різних типів зазвичай використовуються в потужних багатоциліндрових турбінах.
Напівгнучкі з’єднувальні муфти виконуються з однією (рисунок 2.4.3, а ) та двома (рисунок 2.4.3, б) хвилями компенсатора. Компенсатор є вставною ланкою між напівмуфтами роторів, що з’єднуються, до яких вона приболчується за допомогою при зонних болтів. Для скорочення розмірів в осьовому направленні напівмуфти насаджується фланцями всередину, що дає можливість решті частини напівмуфти розташуватись всередині компенсатора.
Застосування лінзових компенсаторів дозволяє припускати деякий злом та зміщення осей роторів без додаткових напружень в них та перерозподілу навантажень між підшипниками. Наявність у валопроводі багатоциліндрової турбіни напівгнучких муфт дозволяє компенсувати можливі осадження фундаментів паротурбінного агрегату, тощо. Якщо ротори валопроводу з'єднати тільки жорсткими муфтами, то такий валопровід буде працювати як єдиний ротор, оскільки жорсткість з’єднувальних частин не відрізняється від жорсткості валів. У такого валопроводу будь які переміщення підшипникових опор приводять до перерозподілу його реакцій між підшипниками та викликають напруження вигину в роторах. Зменшення навантаження на підшипник може призвести до порушення стабільності роботи шійки ротора на масляній плівці та викликати низькочастотну вібрацію. При наявності у валопроводі лінзових компенсаторів зміна реакцій валопроводу не відбувається та умови роботи окремих роторів залишаються попередніми. В самому компенсаторі відбувається
Рисунок 2.4.2 – Жорсткі муфти:
а – насадна; б – фланцева; в – з центруючою шайбою
Рисунок 2.4.3 – Навпіл гнучкі муфти:
а - з однією хвилею компенсатора;
б – з двома хвилями компенсатора
Центруюча шайба
збільшення напруження вигину, значення якого буде залежати від злому та зміщення осей ротора.
Крутний момент на жорстких та напівгнучких муфтах передається за рахунок тертя між їх фланцями, яка утворюється від зусилля затягування болтів. При передачі крутного моменту болти працюють на розтягнення. На зріз болти працюють при короткому замиканні на генераторі, коли на ротор генератора діє гальмуючий електромагнітний момент, що перевищує номінальний в 6 разів.
Гнучкі муфти мають різну конструкцію (зубчасті, пружинні, кулачкові). Їх використовування дозволяє припускати деякі відносні зміщення роторів в осьовому та радіальному направленні, а також злом осей (кутове зміщення).
Зубчаста муфта (рисунок 2.4.4.) складається з двох навпіл муфт 1, які насаджені на кінці валів з натягом. Навпіл муфти на периферичній поверхні мають зубці евольвентної форми. Обидві навпіл муфти охвачуються коронкою (обоймою) 4. передача крутного моменту від однієї навпіл муфти до іншої здійснюється через зубчасте зачіплювання, яке може надійно працювати лише в масляній ванні. Масло подається з сусіднього з муфтою підшипника до кільцевих масло збірників 2, звідки під дією відцентрованих сил по каналах 3 надходить на зубці.
