Глава 10. Муфти
10.1. Загальні відомості, призначення та класифікація
Муфти це пристрої для передачі обертового руху та обертового моменту з одного вала на інший, розміщений співвісно, або із вала на встановлену на ньому деталь. Проте можливе з’єднання і неспіввісних валів, крім того, деякі муфти (глухі) можуть передавати також згинальні моменти і осьові зусилля, тобто з’єднувати вали в одне ціле – “на-глухо”. Поряд зі з’єднувальними функціями (кінематичними та силовими) муфти часто виконують одночасно ще й інші функції, а саме:
керування роботою – вмикання і вимикання виконавчого механізму при двигуні, що працює; полегшення запуску машини та ін. здійснюється за допомогою керованих муфт;
реґулювання параметрів – обмеження частоти обертання (максимальної чи мінімальної), запобігання деталей і машин від випадкових (недопустимих) перевантажень здійснюється граничними муфтами;
компенсування похибок монтажу і пов’язаних з ними неґативних наслідків – компенсація неточностей у відносному розташуванні валів (поздовжньому, поперечному, кутовому), які виникають при монтажі обладнання; ослаблення вібрацій, поштовхів та ударів – за допомогою компенсних муфт.
За характером з’єднання валів муфти поділяються на нерозчіпні (постійні) і зчіпні (керовані та самокеровані).
Вирішення питання, яку муфту слід застосовувати, залежить від вимог, що ставляться у кожному конкретному випадку з’єднання валів, а тому використовується на практиці розмаїття конструкцій муфт. А це все утруднює проведення типізації існуючих муфт та їхню класифікацію. Найбільш узагальнена і ємка класифікація механічних муфт подана на рис. 10.1.
Найуживаніші муфти як складальні одиниці стандартизовані (стандарти України (ДСТУ), міждержавні (ГОСТ) та галузеві). Значну кількість стандартів на муфти розроблено спеціалістами Науково-дослідного і проектно-конструкторського інституту редукторобудування (НДІ редуктор) Мінмашпрому України, що прийняті як міждержавні стандарти країн СНД.
Муфти можуть передавати обертовий момент до 1000000 Нм, застосовуватися при частоті обертання до 105 с-1, з’єднувати вали під кутом до 45о (шарнірні муфти) і допускати кількість вмикань до 300÷350 на годину.
Основна характеристика муфт при їхньому виборі за стандартом, каталогом або довідником – передаваний муфтою крутний момент, що враховує найважчі умови її навантаження і називається розрахунковим крутним моментом
Тр = kpT, (10.1)
Рис. 10.1. Блок-схема класифікації муфт
де Т – крутний момент, який передається муфтою при усталеному режимі роботи (номінальний момент) і визначається залежністю Т = Р/ , де Р – потужність, а – кутова швидкість; kp – коефіцієнт динамічності або режиму роботи, що враховує додаткові динамічні навантаги на муфту, його значення (kp = 1÷6) залежить від типу приводного двигуна, характеру навантаги, умов роботи і типу виконавчого механізму (див. табл. 10.1).
Оскільки муфти вибираються за державним чи галузевими стандартами, то їхні розрахунки проводяться як перевіркові.
Таблиця 10.1 – коефіцієнти динамічності (режиму роботи) kp для привода від електродвигуна
Найменування машин |
kp |
Динамомашини Вентилятори відцентровані і повітродувки Помпи відцентрові Помпи і компресори поршневі Конвеєри стрічкові Конвеєри ґвинтові, ланцюгові і скребкові Верстати металообробні зі зворотньо-поступальним рухом Верстати деревообробні Млини кульові, дробарки, ножиці, молоти Елеватори, підіймачі, крани |
1÷2 1,25÷1,5 1,5÷2 2÷3 1,25÷1,5 1,5÷2 1,25÷1,5 1,5÷2,5 1,5÷2 2÷3 3÷4 |
Заувага: У приводах від поршневих двигунів значення kp слід збільшити на 50÷70%.