2. Подвижные муфты

В подвижных муфтах повышение вибрации вызывают дефекты:

• несоосность рабочих венцов полу- муфт и шеек роторов;

• отсутствие контакта рабочих по­верхностей по всем зубьям, пружинам, кулачкам и т.п.;

• недостаточная чистота рабочих по­верхностей;

• износ, нарушающий правильную форму рабочих поверхностей;

• плохая смазка;

• заклинивание подвижных элемен­тов в исходном состоянии и при некото­рых относительных перемещениях ро­торов.

При смещении венцов полумуфт и при малых крутящих моментах муфта работает одним зубом (кулачком). Возни­кает неуравновешенное усилие Q, про­порциональное крутящему моменту М:

г г

где г - радиус муфты; М_ном - номиналь­ный момент.

Сила действует на оба соседних с муфтой подшипника в противоположных направлениях с оборотной частотой. По мере роста крутящего момента валы вза­имно смещаются в соответствии с сум­марным эксцентриситетом венцов, к си­лам [см. (8.1)] добавляются центробежные силы, вызванные этим смещением. После того как в работу вступает один из проти­воположных зубьев (кулачков, пальцев, пружин и т.п.), роторы фиксируются с некоторой коленчатостью; дальнейший рост возмущающей силы прекращается. Обычно этот момент наступает при на­грузке 0,1 ... 0,3 номинальной.

При большом трении при дефектах смазки муфта может заклиниться в слу­чайном положении с некоторой коленча­тостью и изломом. До этого момента из-за действия сил трения муфта может быть источником неопределенных возмущений, вызывающих вибрацию разного уровня и частоты. В частности, дефекты муфты могут способствовать возбуждению низ­кочастотных колебаний.

Если большое трение сопровождает­ся существенной расцентровкой соеди­няемых валов, то заклиниванию препятст­вуют силы, вынуждающие подвижные элементы перемещаться, преодолевая трение. Силы этого трения в осевом на­правлении при некотором угловом поло­жении ротора (р для некоторой неподвиж­ной осевой плоскости расчитывают по формуле

_F' ₍₈.2) г

где Дер) - коэффициент трения.

Из-за асимметрии износа трущихся поверхностей коэффициент трения Дер) меняется по окружности муфты и для ка­ждого диаметра муфты имеет свое значе­ние, достигая максимума для того диа­метра, на котором располагается место наибольшего износа. В связи с этим пере­менная в неподвижной системе коорди­нат, составляющая силы F_w(ср), имеет двойную оборотную частоту, поскольку

V, мм/с

Рис. 8.3. Зависимость вибрации опоры от дефектов подвижных муфт:

1 - вибрация оборотной частоты;

2 - вибрация двойной оборотной частоты

каждый диаметр появляется в некоторой рассматриваемой неподвижной осевой плоскости дважды. Эта переменная со­ставляющая силы вызывает возмущения опор и вибрацию двойной оборотной час­тоты.

По мере роста момента, передавае­мого муфтой, рассматриваемые силы воз­растают практически пропорционально ему [см. (8.2)], адекватно меняется вибра­ция двойной оборотной частоты.

Характерная зависимость вибрации от крутящего момента для подвижных муфт представлена на рис. 8.3.