книги из ГПНТБ / Поляков В.С. Муфты. Конструкции и расчет

Выключенная муфта передает крутящий момент холостого хода, необходимый для наматывания ненагруженного каната на барабан.

На валу лебедки свободно посажен барабан, к которому при­ креплен шкив 6 фрикциона. Водило 5 закреплено на валу лебедки

ивращается вместе с ним. Шкив 6 охватывается фрикционной лен­ той 8, один конец которой присоединен к водилу, а второй — к плечу рычага 7, ось которого соединена с водилом 5. Затяжка фрикцион­ ной ленты производится поворотом рычага 7 относительно центра 0. Величина крутящего момента зависит от угла поворота рычага 7, затягивающего ленту. Момент холостого хода создается усилием пружины 13, стягивающим ленту 8, состоящую из двух частей не­ равной длины.

Включение фрикциона производится сервотормозом.

Шкив 21 сервотормоза свободно посажен на ступицу Еодила 5

иможет поворачиваться относительно водила. На водиле 5 укреп­ лены палец 18, стойка 16 и ось 20. В шкиве 21 сервотормоза укреп­ лены пальцы 12 и 3 и стойка 19. На пальцы 12 надеты пластины 9, шарнирно соединенные с рычагом 7.

Шкив 21 связан с водилом 5 усилием сжатых пружин 1, надетых на шток 2, и пальцем 3, входящим в овальную прорезь в водиле. При выключенном фрикционе шкив 21 сервотормоза под действием усилий пружин 1 займет нейтральное положение; при этом пластины 9 располагаются симметрично относительно линии АП (см. схему сил на рис. 134) и под действием пружины 13 упираются выкруж­ ками своих прорезей в пальцы 12. Лента 4 сервотормоза и связан­ ная с ней система рычагов неподвижны относительно рамы лебедки. Процесс соединения барабана с валом лебедки и водилом 5, вра­ щающимся в направлении, указанном стрелкой, происходит следу­ ющим образом.

При помощи рычажной системы лента 4 тормозит шкив 21 серво­ тормоза. Угловая скорость шкива станет меньше угловой скорости вала лебедки и водила. Тогда палец 12 через пластину 9 начнет пово­ рачивать рычаг 7, что приведет к увеличению натяжения t ленты 8, а следовательно, и к увеличению крутящего момента на фрикционе. Степень затяжки ленты 8 ограничивается пальцем 3, помещенным в прорезь на водиле. Во время включения происходит сжатие пру­ жины 13 на величину б — зазор между скобой 11 и заплечиком на

Регулирование фрикциона выполняется системой гаек 17, 14 и 10. Необходим минимальный зазор б, так как в противном случае палец 3 может упереться в выкружку прорези раньше, чем наступит необходимое сцепление ленты 8 со шкивом 6, или палец 12 (точка 0) может пройти мертвое положение также до момента наступления

необходимого сцепления.

Если передаточное число педали равно 10, то усилие ноги рабо­ чего будет около 4 кгс, при этом не учтем к. п. д. системы рычагов, не оказывающий существенного влияния на полученные величины.

Наибольшее удельное давление ленты фрикциона иа шкив

На рис. 135 показана односторонняя двухконусная экскава­ торная муфта, рассчитанная на передачу крутящего момента МІШХ=

=15 100 кгс -см.

Передача крутящего момента осуществляется сцеплением двух­

конусной колодки 8 с внутренней двухконусной поверхностью диска 7. Колодка 8 присоединена к фланцу 9, насаженному на кони­ ческую шестерню 11, которая является ведущим звеном муфты. Прижатие диска к колодке производится с помощью муфты 4, воз­ действующей через серьги 5 на рычаги 6, которые и прижимают диск 7 к колодке 8. Во включенном состоянии (показанном на чертеже) муфта 4 переходит за мертвое положение серьги 5, исключая таким образом возможность самопроизвольного выключения муфты. Кру­ тящий момент от диска 7 передается валу через шлицевую втулку 3. Выключение муфты происходит при отводе муфты 4 влево, при этом рычаги 6 отойдут от диска 7, который под действием пружины 10 также отойдет влево.

Регулирование муфты осуществляется с помощью гайки 2, несу­ щей на себе рычаги 6. При свинчивании (навинчивании) этой гайки изменяется положение центров вращения рычагов, а следовательно, и усилие нажима. Гайка 2 фиксируется в нужном положении фикса­ тором 1, который входит в одно из отверстий на диске 7. Диск 7 снабжен ребрами, увеличивающими поверхность охлаждения муфты.

Материал диска — стальное литье ЗОГЛ, колодки — пластмасса. Расчетные данные: коэффициент трения [ = 0,3; удельное дав­

ление р æ 1,5 кгс/см2.

В. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ МУФТЫ

Применение пневматических устройств для дистанционного управления сцепными муфтами связано с известными трудностями, к которым относятся: потребность в сжатом воздухе, сложность подвода его к рабочим органам муфты и обеспечения герметичности трубопровода, необходимость иметь специальное устройство в виде поршней и цилиндров и др.

Несмотря на эти недостатки, пневматические муфты получают все большее распространение. Это объясняется следующими их пре­ имуществами по сравнению с другими видами управления, в част­ ности — с гидравлическим:

1) сохранение работоспособности при температурах от —40 до +50° С, в этом диапазоне свойства воздуха практически не изме­ няются;

2)простота конструкции, обеспечивающая высокую надежность H долговечность системы (подача воздуха осуществляется по одной трубе, так как после срабатывания не требуется возвращения воз­ духа в резервуар);

3)пожарная безопасность, газобезопасность и полная безвред­ ность воздуха.

К сцепным фрикционным муфтам с пневматическим управле­ нием относятся шинно-пневматические, пневмокамерные и муфты типа «Pneumaflex».

1. Шинно-пневматические муфты

Шинно-пневматические муфты широко применяются в машино­ строении — в буровых и судовых установках, экскаваторах, земле­ ройных машинах, кузнечно-прессовом оборудовании, конвейерах, шахтных подъемниках и др. Эти муфты обладают рядом достоинств.

Они позволяют регулировать величину передаваемого крутящего момента путем изменения давления воздуха в баллоне, допускают местное и дистанционное плавное включение и выключение во время работы при постепенном повышении или понижении давления воз­ духа в баллоне, компенсируют значительные смещения валов (ради­ альное до 3 мм, угловое до 2 мм на 1 м длины вала, осевое до 15 мм при отключенной и до 1 мм при включенной муфте). Износ фрикцион­ ных поверхностей в этих муфтах компенсируется автоматически, без какой-либо дополнительной регулировки. Шинно-пневматиче­ ские муфты имеют значительно меньшие размеры по сравнению с дру­ гими сцепными муфтами, обладают высокими упругими и демпфи­ рующими свойствами, могут поглощать звуковые колебания, вызы­ ваемые двигателем. Эти муфты без каких-либо существенных изме­ нений конструкции могут быть использованы в качестве тормозов. Шинно-пневматические муфты имеют также и ряд недостатков: снижение крутящего момента при попадании на поверхность трения смазочных материалов; довольно узкий температурный интервал сохранения работоспособности (они применимы при температуре окружающей среды от —20 до +60 °С); необходимость специальной сигнализации для контроля величины рабочего давления воздуха; постепенное уменьшение рабочего зазора между трущимися поверх­ ностями, обусловленное остаточными деформациями резинокордного баллона; сравнительно высокая стоимость баллона.

Принципиальная схема шинно-пневматической муфты показана на рис. 136. Между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтамп помещается резинокордный баллон 4, прикрепленный к полумуфте 1. На внут­ ренней поверхности баллон несет фрикционные накладки 3. При поступлении сжатого воздуха через штуцер 5 в камеру баллона пос­ ледний рашнряется и колодки прижимаются к полумуфте 2 с силой, обеспечивающей передачу заданного крутящего момента.

Баллон может быть закреплен и на полумуфте 2. При этом ко­ лодки располагают на внешней стороне баллона. В первом случае

муфта называется обжимной, во втором — разжимной. В разжим­ ных муфтах центробежная сила, действующая на колодки, с одной стороны, повышает давление на трущихся поверхностях, с другой — препятствует размыканию муфты при выключении, что может по­ требовать применения специальных отжимных пружин. Большее распространение получили обжимные муфты, в которых центробеж­ ная сила способствует расцеплению ведущей и ведомой частей муфты (при выключении на ходу), хотя в них за счет действия этой силы несколько уменьшается сила прижатия баллона к ведомой полумуфте. Это приводит к необходимости повышать давление воздуха с ростом скорости вращения для сохранения одного н того же пере­ даваемого момента.

Оба типа муфт носят название радиальных, поскольку прижимное усилие в них направлено по радиусу. Существуют также муфты

Внутренняя эластичная резиновая камера 1 предназначена для обеспечения герметичности. Баллон армирован каркасом 2, который обеспечивает необходимую прочность и устойчивость его профиля при действии внутреннего давления воздуха. Каркас изготовляется из нескольких слоев прорезиненного корда, число которых зависит от типа и размера муфты. Поверх каркаса накладываются внутрен­ ний 4 и наружный 3 резиновые протекторы, которые помимо защиты каркаса от вредного воздействия среды и механических поврежде­ ний выполняют роль основного демпфирующего элемента баллона. Сжатый воздух подается во внутреннюю полость баллона через свер­ ление в вале и ниппель 6. К внутреннему протектору штифтами 7 крепятся металлические колодки 8, облицованные фрикционными накладками 5.

Существуют баллоны бесколодочного исполнения, в них рабо­ чей является поверхность внутреннего протектора 4, который в этом случае облицовывается фрикционным резиновым слоем. Отсутствие фрикционных колодок облегчает монтаж и обслуживание муфты. Включение такой муфты производится, когда ведущий и ведомый

Баллон может быть цельным или разъемным. В последнем случае значительно упрощается замена износившихся баллонов.

Упругая сила деформации резинокордного баллона должна быть достаточной для возвращения фрикционных колодок в исходное положение, иначе невозможно выключить муфту.

Основные параметры п размеры шинно-пневматических муфт радиального действия приведены в табл. 39, обозначения размеров даны на рис. 137.

Исходным параметром при выборе шинно-пневматической муфты является номинальный крутящий момент М и. С учетом динамических

Рис. 137. Схема шинно-пневматической муфты

нагрузок в системе, а также непостоянства коэффициента трения расчетный момент обычно определяют как

Далее устанавливают требуемое внутреннее давление в баллоне, принимая его в первом приближении равным давлению на поверх­ ности трения:

Р = 2М раем кгс/см2,