3. Муфты. Конструкции, принцип работы.

В связи с тем что в приводах подач станков с ЧПУ основным условием является отсутствие зазоров, с целью передачи максимально точного позиционирования, то применение обычных соединительных муфт на шпонках и шлицах неприемлемо. Указанного недостатка лишено соединение валов муфтами с коническими кольцами (рис.3.1)

Рисунок 3.1 – Соединение валов муфтами с коническими кольцами

Между валами 1 и 5 и отверстием втулки 4 устанавливают конические кольца 3, которые с помощью нажимных гаек 2 перемещаются в осевом направлении, благодаря чему создается беззазорное соединение, позволяющее точно центровать валы между собой и передавать требуемый крутящий момент.

Недостаток муфт с коническими кольцами является необходимость предварительного точного центрирования сопрягаемых узлов, что связано с определенными трудностями. Поэтому для соединения валов, расположенных эксцентрично друг относительно друга применяют сильфонные муфты, изготовленные из гофрированных металлических оболочек.

Рисунок 3.2- Упругая металлическая сильфонная муфта

В станках с ЧПУ в качестве тормозов и реализации других функций, широко применяются электромагнитные фрикционные многодисковые муфты. По исполнению муфты подразделяются на контактные, бесконтактные и тормозные. Кроме того, муфты различаются по габариту (больше габарит – больше передаваемый момент).

а б

Рисунок 3.3 – Бесконтактная (а) и тормозная (б) муфты

Бесконтактные муфты (рис. 3.3-а) в отличие от контактных имеют составной магнитопровод, образуемый неподвижным корпусом 2 и катушкодержателем , разделенных зазором.

В этих муфтах исключен контакт в элементах токоподвода (между щеткой и токопроводящим кольцом).

Тормозная муфта (рис. 3.3-б) имеет фланцевый поводок 1 и корпус 2. Якорь 6 смонтирован на поводке с помощью кольца 7. Наружные диски 5 сцеплены с неподвижным поводком, а внутренние диски 4 и шлицевая втулка 3 (отделенная зазорами от корпуса и якоря) при отключенной муфте свободно вращается вместе с валом.

Чтобы исключить аварийные ситуации с приводом при пере­грузке рабочего органа, в приводах подач станков с ЧПУ применя­ются специальные предохранительные муфты. В качестве предо­хранительных муфт обычно применяются шариковые, принцип ра­боты которых заключается в том, что при перегрузке привода шарики, находящиеся между полумуфтамн и передающие крутящих момент, отжимаются и проскальзывают относительно полу муфт.

Для регулирования величины передаваемого крутящего мо­мента имеется специальная пружина, усилие которой задается фик­сируемой регулировочной гайкой. Полумуфты обычно устанавли­ваются на ваты на конических втулках, обеспечивающих передачу крутящих моментов и хорошее центрирование. В приводах подач применяются, например, шариковые сильфонные (рис. 3.4) и упру­гие (рис. 3.5 и 3.6) предохранительные муфты, которые обеспечи­вают соединение вала электродвигателя с входным валом механи­ческого редуктора или с ходовым винтом.

Рисунок 3.4 – Предохранительная шариковая сильфонная муфта с коническими втулками

Снльфонная шариковая предохранительная муфта (см. рис. 3.4) имеет конические втулки 1 и 6, снльфон 2, полумуфты 3 и 5, рабо­чие шарики 4. регулировочную гайку 7, тарельчатую пружину 3 и радиальный шариковый подшипник 9, установленный между полу- муфтами 3 и 5. В процессе работы муфты крутящий момент с веду­щего вата через центрирующую коническую втулку 1 передается на снльфон 2 и далее на полумуфту 3 и через рабочие шарики 4, нахо­дящиеся в канавках, на полумуфту 5, коническую втулку 6' и на вы­ходной вал. В случае перегрузки привода подач полумуфта 3 вращается, а 5 - тормозится и рабочие шарики 4 выдвигаются из кана­вок в осевом направлении, преодолевая усилие тарельчатой пружи­ны 3, отрегулированное гайкой 7. При этом полумуфта 1 будет сво­бодно вращаться на подшипнике 9 относительно заторможенной полумуфты 5 в связи с проскальзыванием шариков 4 относительно канавок и привод предохраняется от перегрузки и поломки.

Рисунок 3.5 – Предохранительная шариковая упругая муфта с коническими втулками

Предохранительная упругая шариковая муфта (рис. 3.5) имеет такую же конструкцию и принцип работы, как и сильфонная шари­ковая (см. рис. 3.4), только вместо снльфона в ней устанавливается упругий элемент 2. Упругие элементы в общем случае могут быть металлические или резиновые с высокой эластичностью и большим внутренним трением. Они имеют возможность амортизировать толчки и удары, демпфировать колебания и компенсировать неточ­ности взаимного расположения соединяемых валов.

Предохранительная шариковая муфта с упругим элементом с комплектом тарельчатых пружин 6 (рис. 3.6) имеет полумуфту 1, которая через упругие элементы 2 передает крутящий момент на полумуфту 3 и далее через рабочие шарики 4- на полумуфты 5 и 7. При перегрузках рабочие шарики 4 выдвигаются из канавок, пре­одолевая усилие комплекта тарельчатых пружин, настроенное регулировочной гайкой 8. При этом полумуфта 3 свободно вращается на шариках 9 относительно неподвижной полумуфты 5, а рабочие ша­рики проскальзывают относительно канавок на полумуфтат 3 и 5.

Рисунок 3.6 – Предохранительная шариковая муфта с упругим элементом и комплектом тарельчатых пружин