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

Ширину пневмокамеры определяют исходя из заданного рабо­ чего давления по формуле:

где р — радиальное усилие, создаваемое пневмокамерой на поверх-

М

ностях трения, равное —Iыш в кгс; с„— жесткость возвратных пру-

Рис. 143. Номограмма для определения типоразмера ко­ лодочной пневмокамерной муфты по крутящему моменту и рабочему давлению и обозначения размеров нормализо­ ванных пневмокамерных колодочных муфт

жин в кгс/см; ômax — наибольший рабочий ход колодок в см; | — коэффициент, учитывающий уменьшение опорной поверхности, рав­ ный приблизительно 0,85; 5 — толщина стенок пневмокамеры в см; р — давление в полости пневмокамеры в кгс/см2; р0 — противо­ давление камеры, в среднем равное 0,4—0,7 кгс/см2.

Предварительный натяг возвратных пружин должен обеспечи­ вать необходимую величину зазора. Его определяют из выражения

q<^ у 1 У Gin + у У Gi кгс,

где со — угловая скорость в 1/с; g — ускорение силы тяжести в см/с2; SG//-,- — сумма произведений веса перемещающихся ча­ стей на соответствующий радиус центра тяжести в кгс -см; 2С,- — сумма весов перемещающихся частей в кгс.

Для уменьшения жесткости возвратных пружин рекомендуется применять пружины типа рессор.

В случае расчета уже имеющейся конструкции пневмокамеры, отвечающей требуемым размерам муфты, определяют необходимое

Площадь наименьшего сечения впускного отверстия клапана рас­ пределителя определяют (предварительно найдя суммарный объем пневмокамеры и трубопровода) по формуле

удельный вес воздуха (кгс/м3) при рабочем давлении (см. [261). Время срабатывания муфты определяют по формуле

At = 0,003L + °'00551//71 /i+ ’<с,

ѴРД(л

где L — длина трубопровода от клапана распределителя до пневмо­ камерной муфты в м.

На рис. 144 показана дисковая пневмокамерная фрикционная муфта. На постоянно вращающемся валу 1 на шлицах закреплен диск 2, по наружным шлицам которого перемещаются подвижные диски 6 и 8, соединенные между собой болтами 7. На диске 6 крепится пневмокамера 4, имеющая два ниппеля 5 для впуска воз­ духа. Между неподвижным (относительно вала 1) диском 2 и подвиж­ ным диском 8 помещается ведомый диск 9 с фрикционными наклад­ ками 10. Диск 9 с помощью шлицев на стакане 11 соединен с зубча­ тым колесом 12. Между пневмокамерой 4 и диском 2 расположено теплоизолирующее кольцо 3. Включение муфты происходит следую­ щим образом: при впуске воздуха пневмокамера, расширяясь, упи­ рается в диск 2 и отодвигает диски 6 и 8 влево, зажимая ведомый диск 9 между дисками 2 и 8 и увлекая его во вращение. Осевая сила включения на вал не передается, она воспринимается болтами 7.

При выключении возвратные пружины 13 сближают диски 6 и 2 и, сжимая пневмокамеру 4, освобождают фрикционный диск 9.

Расчет дисковых пневмокамерных муфт см. [8].

Для лучшего отвода тепла, выделяющегося во время работы в пневмокамерных фрикционных муфтах, ведомый шкив муфты изго­ товляют с ребрами, что увели­

Фрикционные обкладки прикре­ плены к внутренним коническим поверхностям ведомой полу­ муфты. Образующееся при включении тепло отводится в наруж­ ный кожух.

Муфта управляется сжатым воздухом давлением 6—8 кгс/см2. Как во всех пневматических муфтах, подвод сжатого воздуха может регулироваться дроссельным вентилем, благодаря чему можно в боль­ ших пределах менять скорость воздуха, подаваемого в муфту, и со­ ответственно устанавливать потребное время включения.

При подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр 5 осуществляется перемещение в осевом направлении конусов ведомой полумуфты / до сцепления с коническими поверхностями трепня 2 ведущей полу­ муфты. В таком положении осуществляется передача муфтой на­ грузки. При этом упругие элементы оказываются в напряженном

Рис. 145. Муфта «Pneumaflex» с основными габаритными размерами

состоянии. После выпуска сжатого воздуха из пневмоцилиндра под действием сил упругих деформаций элементов 6 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

вуют возникновению дополнительных усилий. Кроме того, муфты оснащены ограничителем от проворачивания полумуфт. Муфта

В отличие от фрикционных муфт порошковые муфты характе­ ризуются отсутствием износа рабочих поверхностей муфты, так как при работе ведущая и ведомая поверхности непосредственно не со­ прикасаются.

Они просты по устройству, потребляют небольшую мощность на управление.

При равных значениях передаваемого муфтой момента электро­ магнитные порошковые муфты несколько уступают по весу и габа­ ритным размерам механическим и электромагнитным фрикционным многодисковым муфтам, но превосходят по тем же показателям не­ которые другие электрические управляемые муфты.

Принцип действия и физические процессы, происходящие в ра­ бочем зазоре, рассмотрим на примере муфты, схема которой пред­ ставлена на рис. 146, а, б.

б)

1

б

2

Рис. I46, Схема муфты:

а — схема муфты, б — связка в рабочем зазоре

Цилиндрические поверхности наружного 1 и внутреннего 2 цилиндров, обычно выполненных из малоуглеродистой стали, огра­ ничивают кольцевой рабочий зазор, заполненный наполнителем 4, который представляет собой смесь ферромагнитного порошка со смазывающим веществом. Обмотка управления 3 питается постоян­ ным током. Подвод тока к обмотке осуществляется через щетки и контактные кольца 5. Магнитный поток, создаваемый электриче­ ским током, проходит по внутреннему цилиндру 2, через рабочий зазор с наполнителем 4 по наружному цилиндру 1, через вторую часть рабочего зазора и вновь по внутреннему цилиндру 2, образуя замкнутую цепь (обозначена на схеме штриховой линией).

В результате воздействия электромагнитного поля на наполни­ тель, из ферромагнитных частиц образуются связки, ориентирован­ ные вдоль магнитных силовых линий и соединяющие наружный 1 и внутренний 2 цилиндры (рис. 146, б). При этом создается опре­ деленное сопротивление сдвигу, которое тем сильнее, чем больше магнитные силы сцепления частиц в связках.

При определенном моменте сил сопротивления на ведомом валу, вследствие смещения поверхностей цилиндров I и 2 происходит деформация сдвига и искривление связок, причем концы связок, прилегающие к поверхностям цилиндров 1 и 2 остаются нормаль­ ными к ним, а средняя часть наклоняется на некоторый угол а.

Дальнейшее повышение момента сил сопротивления при посто­ янном электромагнитном поле угол искривления связок увеличи­ вается, затем происходит разрыв связок и начинается скольжение ведущей части муфты относительно ведомой.

Значение угла а, при котором происходит разрушение связок и начинается скольжение, по экспериментальным данным 112], колеблется в пределах 15—30° н зависит от состава наполнителя и толщины зазора, причем меньшие углы разрушения соответствуют большим зазорам и сухому наполнителю. Изменяя ток-управления,

Рис. 147. Конструктивные схемы порошковых муфт

можно соединить ведущую и ведомую части муфты либо жестко, либо с проскальзыванием до полного расцепления.

При отсутствии тока управления в обмотке величина вращающе­ го момента, передаваемого муфтой, определяется силами трения частиц наполнителя и остаточным магнетизмом наружного и внут­ реннего цилиндров.

Для питания обмотки управления обычно применяется постоян­ ный ток. Использование переменного тока усложняет конструкцию и вызывает увеличение размеров муфты. В тех случаях, когда недо­ пустимо расцепление муфты при исчезновении тока, применяются постоянные магниты, снабжаемые для расцепления размагничи­ вающей обмоткой.

На величину крутящего момента, передаваемого муфтой, ока­ зывают отрицательное влияние уплотнение наполнителя и необ­ ратимое изменение физико-химических свойств его (старение).