§ 6. Проверочный расчет шинно-пневматических муфт (шпм)

При проверочном расчете муфт типа ШПМ определяется ко­эффициент запаса т по крутящему моменту, передаваемому муфтой.

Крутящий момент на валу (в кН • м)

2 пп я

где N — мощность, кВт; п — частота вращения, об/мин.

По отношению передаваемого муфтой расчетного момента М_р к моменту М при том же давлении воздуха и той же частоте вращения получим коэффициент т муфты:

т = Мр/М.

Для определения М_р необходимо пользоваться графиками, приведенными в каталогах или справочниках по муфтам.

Пример. Суммарная мощность двух силовых агрегатов на коробку перемены передач передается муфтой ШПМ-500. Частота вращения вала, на котором закреплена муфта, 1045 об/мин. Суммарная мощность на валу W=555 кВт. Найти коэффициент запаса т муфты.

Определяем величину крутящего момента, которую должна передать муфта:

М = 9,55 — ,

/I

М = 9,55 = 5,07 кН-м Ю45

По графику из справочника находим, что при давлении воздуха в муфте 0,6 МПа и «=1045 об/мин ШПМ-500 может передать крутящий момент М_р=6,30 кН • м.

Тогда

т = Мр : М = 6,3 : 5,07= 1,24,

что можно считать допустимым.

Пример. Электродвигатели соединяются со спаривающим редукто­ром посредством шинно-пневматических муфт ШПМ-500, по одной муфте на каждом двигателе; мощность двигателя N=320 кВт, л—985 об/мин. Определить коэффициент запаса т муфты.

Вычисляем крутящий момент, передаваемый муфтой:

Учитывая, что кратность пускового момента электродвигателей к но­минальному k=2, находим пусковой момент:

Mn — kM— 2-3,1 = 6,20 кН-м

Определяем коэффициент т муфты ШПМ-500, если при давлении воздуха 0,6 МПа и п=985 об/мин по графику справочника М_р = 6,70 кН-м:

г = 6,7/6,2 = 1,08.

Так как муфта ШПМ-500 будет работать, на пределе, из конструктив­ных соображений в этом месте целесообразно поставить две муфты 2ШПМ-500 на каждый двигатель вместо одной большего размера.

Определение момента, который может передать шинно-пнев­матическая муфта. Исходные данные: частота вращения п, об/мин; мощность на валу N, кВт; передаваемый момент М, кН-м; давление воздуха в баллоне /?, МПа; внутренний диа­метр полости баллона D_B, м; ширина полости баллона Bq, м; ширина колодки В, м; коэффициент трения колодки ц, = 0,325; масса внутреннего слоя с колодками, кг; диаметр ведомого ба­рабана De, м.

Вычисляем суммарное радиальное усилие на ведомом ба­рабане муфты (в Н) :

Q = nD_BB₆p.

Центробежная сила отжимающей колодки от барабана F = 0,001118 Grn²g

(г — средний радиус масс).

Результирующее усилие на барабане (в Н)

Q_P = Q-F

Далее определяем силу трения (в Н), возникающую между фрикционными колодками муфты и стальным (чугунным) бара­баном:

Момент трения, передаваемый муфтой (в Н*м),

Мр=г-51.

Пример. Исходные данные: п=555 об/мин; N=800 кВт; Af=* 800

=9,55—— =13,76 кН-м; р=0,6 МПа; £_в=0,2 м; £_б=0.7 м; В-0,2 м; £>„=* 555

= 0,782 м; 0,325; G=37 кг; г=0,365 м.

Суммарное радиальное усилие на барабане

Q = 3,14.0,782.0,2-0,6 = 295 кН.

Центробежная сила, отжимающая колодки от барабана,

Тогда результирующее окружное усилие на барабане Q_P = 295 — 45 = 250 кН.

Определяем силу трения между колодками муфты и барабаном:

Т = Q_p)i = 250-0,325 « 81 кН.

Теперь находим момент трения, передаваемый муфтой:

Мр = Т = 81 -М2. = 28,35 кН-м,

2 2 у

откуда коэффициент надежности муфты m == Мр/М = 28,35 : 13176 » 2,0.

Как видно, в нашем случае имеем вполне достаточный коэффициент m муфты.