Курсовой проект / Поляков В.С. 1979 Справочник по муфтам
.pdfМаксимальный момент (кгс-см) из условия работоспособности баллона [G3]
|
|
|
М, |
С |
|
|
|
|
|
(V.3) |
где Го — средний радиус баллона, |
см (рис. V.3); рц — давление, расходуемое на |
|||||||||
преодоление |
начального |
зазора |
между колодками |
и |
шкивом, |
равное |
0,3 — |
|||
0,5 кгс/см^; |
// — средняя |
высота каркаса, |
см; |
— угол 11аклона нитей |
корда |
|||||
к меридиану на среднем радиусе |
баллона |
(угол закроя корда), |
pj — угол |
|||||||
наклона |
нитей корда |
к меридиану на радиусе |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
sin |
р, = Гх sin |
Ро/Го. |
|
|
|
|
З а |
допустимый |
момент принимают меньший |
из |
найденных |
по формулам |
|||||
(V.2) и |
(V.3). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z
Рис. V.2. Баллон шинно-пневматической муфты с основными раз* мерами
Обычно проводят еще и дополнительную проверку баллонов по наибольшему растягивающему усилию в нитях корда и по напряжениям сдвига в протекторах баллона. Наибольшее растягивающее усилие (кгс) в нитях корда имеет место у перехода от боковой к внутренней стенке баллона на радиусе Гр Оно равно [63]
|
^ |
~ ^^m ax /(2 v ri Sin |
P i) + |
[(р — |
Ро) [//я л о COS Po/(v cos® P i)]. |
|
|
||||
где V — число нитей корда в |
каркасе, определяемое |
по формуле v = 2ягоЛк X |
|||||||||
X cos pfl/^o; Лк — число слоев |
корда; |
— шаг нитей |
корда на окружности |
бал |
|||||||
лона |
радиусом Гц, см. |
|
|
N ^ |
|
|
|
|
|
|
|
Условие |
прочности |
нитей |
корда |
[/V]. Допускаемая |
нагрузка |
на |
нить |
||||
где Рразр — разрывная |
нагрузка на |
нить корда (табл. V.2). |
кгс; |
— |
коэффи |
||||||
циент |
неравномерности |
распределения |
нагрузки, |
равный |
2,15 |
(по |
данным |
||||
НИИШГ1); [Л] — допускаемый запас прочности нитей корда |
на разрыв, |
обычно |
|||||||||
принимаемый |
равным 5. |
|
|
|
. |
|
. |
|
|
||
ч s сб о О ч
3 |
, |
V |
41 |
i |
а: |
^ |
= 1 |
|
|
|
5 5Ь. |
|
|
Q.O |
6 V в ^
^5 6 * ^
V £ |
• |
Э о |
|
ва S |
§ “ |
|
з: U |
|
р- |
2 |
|
о |
•-. |
о |
о |
|
|
|
f~ |
Tf |
to |
|
|
||
|
|
со |
— |
|
|
|
|
— |
+1 |
сч |
сч |
со |
со |
со |
со |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
Ю |
h~ |
о |
о> |
тг |
ю |
о |
о |
|
—« |
CS |
Tj" |
|
|
|
|
|
|
|
(М |
— |
— |
|
|
ТГ |
to |
о |
со |
1ГЗ |
|
|
-Г |
|
— |
ira |
оГ |
|
|
|
|
+1 |
(N |
|
|
см |
|
|
+1 +[ |
|
|
+[ |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
+1 |
|
со |
+1 |
|
|
|
+1 |
+1 |
+1 |
||
|
|
ю |
2 |
CN |
со |
1Л |
— |
— |
см |
to |
|
см |
|
|
|
|
см |
Ю |
Ю |
Ю |
|
Ю |
1Л |
lO |
Ю |
X |
X |
— |
X |
1—I |
X |
i»< |
X |
X |
X |
X |
|||||
о |
о |
so |
CO |
Ю |
00 |
«0 |
s? |
|
|
s |
eo |
i |
5 |
CO |
|
|
|
|
s |
г |
|||
CM |
CM |
Ю |
00 |
00 |
о |
|
СЧ |
|
|
|
|
|
CM |
|
CO |
to |
(D |
lO |
1Л |
1Л |
1Л |
1Л |
Ю |
|
lO |
Ю |
t-' |
t>. |
|||
s |
§ |
o> |
|
CM |
CO |
|
QO |
|
Щ- |
w |
|
05 |
|||
Ю |
|
|
Ю |
о |
о |
la |
>л |
|
|
|
|
CM |
|
|
|
CM |
CM |
«f |
lO |
CM |
CM |
Ф |
1 |
|
|
CM |
|
|
8 |
|
сч |
I |
|
X |
X X |
X |
X |
|
X |
о |
о |
||
|
ю |
о |
ё |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
^ 5 1 ^ 3
иа Q & 2 2^ 2 О
K o la 'S
« ? | g s
" 5 ^ ® "
* ^ xi2 S
e s I w :fi
§ S ! ^ a
§ " i l X xC z
Касательные |
напряжения |
Tj для |
внутреннего |
и |
для наружного протек* |
|
торов также не |
должны превышать |
допускаемых |
значений: |
|||
|
Ti — М, |
|
i ) < |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X, |
М, |
^ / ( 2 n V n p 2 ) ^ W , |
|
||
|
|
|
|
|||
где bi » bi — ширина внутреннего и наружного протекторов, см (рис. V.3); Гпр!
и— средний радиус внутреннего и наружного протекторов, см.
Обычно принимают |
1 т ] = 3 - ь 5 |
кгс/см% |
|
|
|
|
|
|
Крутильная податливость муфты (кгс'^-см”^), характеризующая ее упругие |
||||||||
свойства, может быть |
определена |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
£ = //^u/(2«„£„''oSin^2po) + |
|
|
|
|
|
|
'*) |
|
|
|
где |
Ец — модуль |
упругости |
корда, |
|||
|
|
кгс/см^; |
и 1I2 — коэффициенты, характе |
|||||
|
|
ризующие |
отношение |
максимального на |
||||
|
|
пряжения |
к |
среднему во |
внутреннем |
|||
|
|
и |
наружном |
протекторах; |
G — модуль |
|||
|
|
сдвига резины |
протектора, кгс/см“. |
|
||||
Рис. |
V.3. |
Размеры бал |
Рис. V.4. Зависимость ко- |
лона |
шинно-пневматиче |
еффициента t] от параме |
|
|
ской |
муфты |
тра Y |
В зависимости от того, подсчитывается статическая или динамическая по датливость муфты, в формулу (V.4) должны подставляться статический или дина
мический модуль |
упругости |
£« корда и модуль слвига G резины |
протектора. |
|||||
|
Т а б л и ц а |
V.2. Основные характеристики |
корда |
|
||||
|
|
|
Плот |
1л^]. |
^разр |
|
|
|
|
Корд |
|
ность |
|
Примечание |
|||
|
|
нитей |
кгс/нить |
при |
||||
|
|
|
Г = |
80“ С |
|
|
||
|
|
|
на см |
|
|
|
||
Капрон |
14к |
|
12,8 |
1,2 |
12,4 |
М РТУ |
6—06 |
|
Капрон |
23к |
|
12,8 |
1>2 |
19 |
|
— |
|
Вискозный 228 |
9,6 |
1.2 |
20 |
г о с т |
14311—69 |
|||
Анидный 23А |
21Л15 |
9,6 |
1.5 |
20 |
|
— |
||
Металлокорд |
6,6 |
5 |
Д о |
70 |
|
|
||
(7X3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Численные значения коэффициентов Г|, и ria находятся по графику, при* веденному на рис. V .4, в зависимости от параметра
'пр |
(V.5) |
sin2 2р)]. |
При подсчете коэффициента rji в формулу (V.5) вместо г, r„p, Ь, Л, Р необходимо подставлять значения г^, rnpi, &i, Ль Pi (см. рис. V.3), а при подсчете коэффи циента т)2 — соответственно г^, /’прг» ^2> Рг-
Расчетная зависимость (V.4) выведена без учета влияния нелинейности характеристик резино-кордного баллона, его температуры, скорости деформации и некоторых других факторов. Поэтому для ответственных агрегатов податли вость муфты определяется экспериментально в режимах динамического нагру жения.
Ленточная шинно-пневматическая муфта
Разновидностью обжимной шинно-пневматической муфты является фрик ционная ленточная муфта, рассчитанная на передачу большого крутящего мо мента (рис. V.5). Муфта состоит из обода 5, барабана 6 и стальной ленты 2, к ко-
Рис. V. 5 . Ленточная шинно-пневмати- |
Рис. V.6. Осевая шинно-пневматиче |
чсская муфта |
ская муфта |
торой прикреплены фрикционная накладка и резино-корднын баллон I. Один конец ленты шарнирно соединен С ободом, другой свободен. При включении баллон расширяется и прижимает стальную ленту с фрикционной накладкой
к барабану. При вращении последнего происходит натяжение ленгы и передача крутящего момента от звездочки 4 к валу 5. После выпуска воздуэса лента раз» жимается и выключает муфту. Большая неравномерность давления по длине ленты вызывает значительный износ и нагрев ленты.
Передаваемый А^уфтой крутящий момент (кгс-см)
М„р = |
(ехр /а ~ |
1) (pj^^b - |
|
|
где а — угол обхвата; |
р— давление |
воздуха |
в камере, кгс/см*; R — радиус |
|
внутреннего барабана, |
см; |
Ь — ширина ленты, |
см; т — масса единицы длины |
|
всех подвижных элементов (ленты с накладками и внутренней стенки камеры),
кгс/см^; V — окружная скорость на |
поверхности |
барабана, |
см/с; g — ускорение |
||||||
свободного |
падения, |
см/с*. |
|
|
|
|
|||
Наибольшее давление на поверхности трения (кгс/см*) для пневматической |
|||||||||
муфты по |
аналогии |
с |
ленточными |
фрикционными |
муфтами |
||||
|
|
|
|
|
9niax = |
“Ь Р> |
|
|
|
где |
~ сила |
натяж ения ведущей |
петви ленты |
при |
S’s = |
О (Sg — сила натя |
|||
жения |
Ведомой |
ленты ); |
наименьшее давление |
(кгс/см^) |
= р - |
||||
Осевая шинно-пневматическая муфта
Осевые шинно-пнсвматические муфты (рис. V.6) не подвержены заметному действию центробежных сил. Баллон I при подаче воздуха прижимает диск 4 к диску 5. Заключенные между ними фрикционные диски 3 обеспечивают пере дачу крутящего момента. Отключение муфты происходит с помощью пружин 2 после стравливания воздуха из баллона. Габаритные размеры и масса осевых иуфт меньше, чем радиальных; расход воздуха также ниже. Однако осевые муфты плохо компенсируют смещения осей соединяемых валов, поэтому применяются ограниченно.
2. ПНЕВМОКАМЕРНЫЕ МУФТЫ
Простота конструкции, надежность и удобство в эксплуатации обусловили применение этих муфт в экскаваторах, кранах, дробилках, ш неках-см есителях, скреперных лебедках, на трелевочных лебедках, в буровых станках , п кузнечно прессовом оборудовании. Подобно обычным фрикционным муфтам пневм окам ерные муфты могут быть колодоч11Ыми, дисковыми, ленточными н конусными. Наибольш ее применение нашли муфты первых двух типов.
Колодочная разжимная пневмокамер ная муфта по МН 5019— 63 (рис. V.7, табл. V.3)
Муфта состоит из следующих основных деталей; ведущего обода 3, в котором помещена пневмокамера J. армироваи»зая несколькими слоями корда; ниппеля 2; фрикционных колодок 7, расположенных на внешней поверхности пиевмокамеры; возвратных пружин 4 и пальцев-упоров 5. Принцип действия пн&вмокамерной муфты заключается в следующем: пиевмокамера при впуске в нее сжатого воз духа расширяется и прижимает фрикционные колодки 7 к ведомому ободу 'б. Окружное усилие, действующее на фрикционные колодки, воспринимается паль* иамн-упорамн 5, которые закреплены на разъемном ведущем ободе. Окружное усилие передается от ведущего обода через пальцы-упоры и фрикционные колодки ведомому ободу, пневмокамера же в пер>едаче крутящего момента ие участвует. Пружина 4 при удалении воздуха из пневмокамеры возвращает «фрикционные колодки в исходное положение.
Выбор муфты осуществляется по величине расчетного мом«ита Мрасч! определяемого зависимостью (V. I).
Представленная на рис. V.8 номограмма дает возможность быстро находить требуемый размер колодочной пыевмокамерной муфты. Для этого необходимо
nomO.d
Дпи муфт сDu, от 850-17(Юнм
Зазор в Выключенном положении о т 1до2 »»
Рис. V.7. Пневмокамерпая фрикционная муфта по нормали МН 5019—63
М^д.кгсм
Рис. V .8. Номо грамма для оп ределения типо размера коло дочной пиевмокамерной муфты
параллельно оси абснисс провести прямую с ординатой, равной расчетному моменту, до пересечения с прямыми давления в пнепмокамере. Абсциссы точек пересечения указывают необходимый типоразмер муфты.
Проектировочный расчет муфт этого вида сводится к определению харак терных размеров муфты и пневмокамеры, наименьшего диаметра впускного отвер стия в системе управления, обеспечивающего оптимальное время нарастания крутящего момента, а также времени срабатывания муфты.
Дисковая пневмокамерная муфта (рис, V.9)
Н а постоянно вращающемся валу 1 на шлицах закреплен диск 2, по наруж ным шлицам которого перемещаются подвижные диски 6 w 8, соединенные между собой болтами 7. На диске 6 крепится пиевмокамера 4, имеющая два ниппе ли 5 для вцуска воздухаМежду непо движным (относительно вала /) диском 2
и подвижным |
диском |
8 помещается |
|
ведомый диск |
9 с |
фрикционными на |
|
кладками 10. |
Диск |
9 с |
помощью шли |
цев на стакане 11 подвижно соединен с зубчатым колесом 12. Между пиевмокамерой 4 и диском 2 расположено теплоизолирующее кольцо S. Вклю
чение |
муфты |
происходит следующим |
|||||||||
образом: |
при |
впуске воздуха |
пневмо |
||||||||
камера, |
расширяясь, |
|
упирается |
||||||||
в диск |
2 и отодвигает диски |
б и Й вле |
|||||||||
во, |
зажимая |
ведомый |
|
диск |
9 между |
||||||
дисками 2 1\ 8 и увлекая его |
во |
вра- |
|||||||||
ш.ение. |
|
Осевая |
сила |
включения |
на |
||||||
вал |
не |
передается, |
она |
воспринимает* |
|||||||
ся болтами 7. При выключении |
|||||||||||
возвратные |
пружины |
|
13 |
сближают |
|||||||
диски 6 и 2 и, |
сжимая |
пневмока |
|||||||||
меру |
4, |
освобождают |
фрикционный |
||||||||
диск |
9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я |
лучшего |
отвода |
теплоты, |
|||||||
выделяющейся |
во |
|
время |
|
работы |
||||||
в пневмокамерных фрикционных |
муф |
||||||||||
тах, |
ведомый |
шкив |
муфты |
изготов |
|||||||
ляю т |
с |
ребрами, |
что увеличивает |
||||||||
поверхность |
теплоотдачи. |
Располо |
|||||||||
жение |
ребер |
параллельно оси |
|
вра |
|||||||
щения |
обеспечивает |
более |
интенсив |
||||||||
ный |
теплообмен |
и |
боле« |
эффектив |
|||||||
ное |
охлаждение. |
Д ля |
уменьшения |
||||||||
потока теплоты к пневмокамере преду |
|||||||||||
сматривается |
воздушный |
зазор между |
|||||||||
фрикционной |
колодкой |
и |
пневмо |
||||||||
камерой |
не |
менее |
40 |
мм. |
Принуди |
||||||
тельный |
поток |
|
воздуха |
|
обеспе |
||||||
чивается |
крыльчаткой. |
|
Расчет |
муфт Рис. V.9. Фрикционная дисковая пнев- |
|||||||
см. |
в |
[в]. |
|
|
|
|
|
|
|
мокамерная муфта |
|
8. МУФТА ПНЕВМАШЛЕКС» (Ю81
Пневматическая фрикционная муфта «Пневмафлекс» фирмы «Ломани— Штоль», ФРГ (рис. V.10, табл. V.4) является комбинацией фрикционной муфты с упругой. Она представляет двойную коническую фрикционную муфту, содержащую ве* домую 1 и ведущую 3 полумуфты с поверхностями трения 2, пневмоцилиндр 5,
поршень 4. воздухопроводы 7 и 5 и четыре упругих элемента из резины. Упругие элементы расположены так, что при отсутствии сжатого воздуха в пневмоци линдре поверхности трения разъединены. Фрикционные обкладки прикреплены к внутренним коническим поверхностям ведомой полумуфты. Образующаяся при включении теплота отводится в наружный кожух.
Муфта управляется сжатым воздухом при давлении 6— 8 кгс/см®. Как во всех пневматических муфтах, подвод сжатого воздуха может регулироваться дроссельным вентилем, благодаря чему скорость воздуха, подаваемого в муфту,
i f
Рис. V.10. Муфта «Пневмафлекс»
можно менять в больших пределах и соответственно устанавливать потребное время включения. Благодаря большой сжимаемости воздуха, давление в цилиндре муфты нарастает достаточно плавно.
При подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр 5 осуществляется перемещение в осевом нацравленин колусов ведомой полумуфты I до сцепления с коническими поверхностями трения 2 ведущей полумуфты. В таком положении осуществляется передача муфтой нагрузки. При этом упругие элементы оказываются в напря женном состоянии, п ри выпуске сжатого воздуха из пневмоцилиндра под дей ствием сил упругих деформаций элементов происходит расцепление ведомой и ведущей полумуфт. При этом подвижные в осевом направлении детали ведомой полумуфты фиксируются на конусообразном кольце. Таким образом, все части муфты как во включенном, так и в выключенном положении зафиксированы
