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

где D,p — диаметр поверхности трения в см; В — ширина колодок в см; / — коэффициент трения.

Найденное давление обычно увеличивают примерно на 10%, полагая, что эта часть внутреннего давления пойдет на преодоление упругой деформации баллона и центробежных сил баллона вместе с колодками.

Что касается максимально допустимых нагрузок на шинно-пнев­ матическую муфту, то они определяются, с одной стороны, работо­

вается в 1431, возможна лишь, если результи­ рующее усилие в наименее нагруженных нитях будет растягиваю­ щим. Это условие приводит к следующему результату:

М m a x 2яго (р - Ро) И t^ 1o К ГС • см, (27)

где г0 — средний радиус баллона в см (рис. 138); Н — средняя вы­ сота каркаса в см; ß0 — угол наклона нитей корда к меридиану на среднем радиусе г0 баллона (угол закроя корда) в град; —

угол наклона нитей корда к меридиану на радиусе, sin ßx = — sin ß0;

'О

Po — давление, расходуемое на преодоление начального зазора между колодками и шкивом, равное 0,3—0,5 кгс/см2.

За допустимый момент принимают меньший из найденных по формулам (26) и (27).

Обычно проводят еще и дополнительную проверку баллонов по наибольшему растягивающему усилию в нитях корда и напряже­ ниям сдвига в протекторах баллона.

Наибольшее растягивающее усилие в нитях корда имеет место у перехода от боковой к внутренней стенке баллона, на радиусе. Оно равно [431:

где V — число нитей корда в каркасе, определяемое по формуле

2яг0пк cos ß0

to

Здесь пк — число слоев корда; t0 — шаг нитей корда на окружности баллона радиуса г0 в см.

Условие прочности нитей корда будет N ^ [УѴІ. Допускаемая нагрузка на нить

рр а з р

[N]КГС,

Касательные напряжения т2 для внутреннего и т.2для наружного протекторов также не должны превышать допускаемых значений:

где Ьі и Ь.г — ширина внутреннего и наружного протекторов в см; Гпр, и гпр2 — средний радиус внутреннего и наружного протекторов в см.

Обычно принимают [т] = З-г-5 кгс/см2.

Работоспособность шинно-пневматических муфт в значительной мере зависит от типа приводной силовой установки. В ряде случаев особенно в приводах, где в качестве рабочего органа используются дизели, работоспособность муфт определяется крутильными коле­ баниями, которые зависят от упругих и демпфирующих устройств самих муфт.

В этих приводах для расчета валопровода, в том числе и муфты, необходимо знать численные значения податливости и удельного трения муфты (коэффициента демпфирования).

Крутильная податливость муфты, характеризующая ее упругие

Численные значения коэффициентов гр и г), находятся по рис. 139

Гпр.> Ь2, /і3 и ß2.

Следует отметить, что расчетная зависимость (28), выведенная без учета влияния нелинейности характеристик резинокордного баллона, его температуры, скорости деформации и некоторых дру­ гих факторов, не поддающихся теоретическому определению, не обес­ печивает в ряде случаев требуемой точности подсчета крутильной

в кгс-1 -см'1; t — температура баллона в °С; F — амплитуда приве­ денного эластического момента, действующего на муфту, в кгс -см;

Величины еп и ек определяются следующим образом:

H

16r*nK0,01,

где D и D2 — внутренний и наружный диаметры баллона в см (см. рис. 137).

Коэффициент демпфирования р, характеризующий демпфирую­ щие свойства муфты, определяется экспериментальным путем.

В работе [43] приводится следующая эмпирическая зависимость для определения коэффициента демпфирования при температуре бал­ лона, не превышающей 80° С:

тетического каучука (СК).

Из формул (30) и (31) следует, что как податливость, так и коэф­ фициент демпфирования муфты существенно зависят от температуры баллона, которая в условиях крутильных колебаний может дости­

тельно, тем более, что в разных элементах баллона она различна. В настоящее время ввиду отсутствия достаточных данных тепловой расчет муфты проводят лишь весьма приближенно, выявляя при этом скорее качественную сторону вопроса, чем количественную.

Можно полагать, что температура баллона в отдельных его эле­ ментах пропорциональна суммарному теплообразованию в муфте, которое определяется следующей зависимостью [26]:

п я|.іе*Д2А, /

^ — 60 • 100 • 427 ккал/с-

Эта формула обычно и служит исходной для определения темпе­ ратур баллона. Вместе с тем, следует отметить, что входящие в нее

в муфте может быть проведен только методом последовательных приближений, когда задаются возможными предварительными зна­ чениями параметров и в последующем уточняют их по результатам расчета. Такой подсчет весьма сложен и поэтому чаще всего пока ограничиваются опытными данными. Практикой эксплуатации шинно-пневматических муфт установлено, что при предельно допу­ стимых значениях эластического момента по соображениям проч­ ности баллона наибольшая его температура достигает порядка 70—75° С (перепад температур At — 20-ь40°С).

В нормально работающих установках величина эластического момента не должна превышать предельного значения, а поэтому можно рекомендовать при определении параметров р и е* в первом приближении принимать температуру баллона порядка 60—70° С.

Важными упругими характеристиками муфты являются также ее жесткости при смещениях осей соединяемых валов, определяющие величину возникающих при этом реактивных сил.

бежиых сил. Баллон 7 при подаче воздуха перемещает диск 3 к диску 2. Заключенные между ними фрикционные диски 5 обеспечивают передачу крутящего момента. Отключение муфты происходит с по­

т — масса единицы длины всех подвижных элементов (ленты с на­ кладками и внутренней стенки камеры) в кг'м; g — ускорение силы тяжести в м/с2; ѵ—окружная скорость на поверхности барабана в м/с.

По заданным Л4кр и коэффициенту трения f определяется диа­ метр и ширина муфты, а также необходимое давление воздуха в ка­ мере.

Наибольшее давление на поверхности трения для пневматиче­ ской муфты по аналогии с ленточными фрикционными муфтами

£

2. Пневмокамерные муфты

Простота конструкции, надежность и удобство в эксплуатации обусловили применение этих муфт в экскаваторах-кранах, дробил­ ках, шнеках-смесителях, скреперных лебедках, на трелевочных лебедках, в буровых станках, в кузнечно-прессовом оборудовании.

Рис. 142. Пневмокамерная фрикционная муфта радиального дей­ ствия

Пневмокамерные муфты могут быть колодочными, дисковыми, лен­ точными и конусными. Наибольшее применение нашли муфты пер­ вых двух типов. На рис. 142 представлена колодочная разжимная пневмокамерная муфта по нормали МН 5019—63. Муфта состоит из следующих основных деталей: ведущего обода 3, в котором поме­ щена пневмокамера /, представляющая собой резиновую замкну­ тую плоскую трубу, армированную несколькими слоями корда;

ниппеля 2 для впуска воздуха в пневмокамеру; фрикционных коло­ док 7, расположенных на внешней поверхности пневмокамеры, воз­ вратных пружин 4 и пальцев-упоров 5. Принцип действия пневмо­ камерной муфты заключается в следующем: пневмокамера при впуске

внее сжатого воздуха расширяется п прижимает фрикционные колодки 7 к ведомому ободу 6. Окружное усилие, действующее на фрикционные колодки, воспринимается пальцами-упорами 5, кото­ рые закреплены на разъемном ведущем ободе.

Окружное усилие передается от ведущего обода через пальцыупоры п фрикционные колодки ведомому ободу, пневмокамера же

впередаче крутящего момента не участвует. Пружина 4 при удале­ нии воздуха из пневмокамеры возвращают фрикционные колодки

висходное положение.

Основные параметры и размеры пневмокамерных муфт радиаль­ ного действия приведены в табл. 41, обозначения размеров даны на рис. 142.

Выбор муфты осуществляется по величине расчетного момента Мрасч, определяемого зависимостью (25).

Представленная на рис. 143 номограмма позволяет быстро нахо­ дить требуемый размер колодочной пиевмокамерной муфты. Для этого следует параллельно оси абсцисс провести прямую с ординатой, равной расчетному крутящему моменту, до пересечения с прямыми давления в пневмокамере. Абсциссы точек пересечения указывают необходимый типоразмер муфты.

Проектировочный расчет пневмокамерных колодочных фрикци­ онных муфт сводится к определению характерных размеров муфты и пневмокамеры, наименьшего диаметра впускного отверстия в си­ стеме управления, обеспечивающего оптимальное время нарастания

При проектировании меньшие значения коэффициента ф следует принимать для муфт больших размеров, ориентируясь в первом приближении на уже существующие конструкции муфт (табл. 41).

Внутренний диаметр пневмокамеры находят из выражения

D — Dm— 2 (hx -Ь о),

где hY— толщина пневмокамеры, равная 1,4—1,6 см; а — кон­ структивный размер (не менее 4 см), необходимый для размещения колодок с фрикционными накладками и создания воздушного за­ зора между поверхностью трения и пневмокамерой с целью сниже­ ния температуры на поверхности пневмокамеры.