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

Относительная величина интервала срабатывания предохрани­ тельной муфты из условия непревышения нагрузки, допускаемой слабым звеном машины

вания муфты.

Величина этого коэффициента зависит от принципа работы муфты:

а) в муфтах с автоматическим восстановлением соединения без прекращения передачи момента при проскальзывании (рис. 191, а)

Ѵд. с = т- >

/о

где / — коэффициент трения движения; f0 — коэффициент трения покоя;

б) в муфтах с автоматическим восстановлением соединения после поворота на один или целое число шагов кулачков (рис. 191, б)

Ѵд.С ^ 1 >

в) в муфтах, прекращающих поток энергии после срабатывания

Мд.с = 0 и Уд.с = 0.

Точность ограничения нагрузки муфтой характеризуется коэф­ фициентом точности

где М max и /Ит іп — наибольший и наименьший крутящий моменты, при которых срабатывает муфта.

Обычно утч ^ 1, чем ближе утч к единице, тем надежнее работает муфта, тем выше ее качество.

В муфтах с разрушающимися деталями утч > 1 вследствие откло­ нений в размерах и механических свойствах материала разрушаю­ щихся деталей.

В сухих дисковых фрикционных муфтах утч < 2,5 в масляных утч ^ 1,5 из-за непостоянства сил трения.

состояние машины; k — коэффициент безопасности {km\u = 2 -f 3). Зная номинальный момент М„ и коэффициент его превышения уп,,, задавшись желательным значением относительной погрешности срабатывания, по формуле (4) определяют величину Мпр, при кото­ ром заканчивается срабатывание. После этого по формуле (6) находят допустимую величину поля срабатывания упр и по ней подбирают

предохранительное устройство.

Значения упр для некоторых муфт приведены в приложении [58]. Следует отметить, что место расположения предохранительной муфты значительно влияет на точность и надежность ее срабатыва­ ния. Ее целесообразно располагать в непосредственной близости от места приложения нагрузки, если это не приводит к значитель­ ному усложнению конструкции.

2. Муфты с разрушающимся элементом

Предохранительные элементы этих муфт чаще всего работают на срез и выполняются в форме цилиндрических штифтов (гладких или с проточкой по месту разрушения) или в виде призматических шпо­ нок. Эти муфты отличаются простотой конструкции, что и обусловило их широкое распространение, несмотря на ряд присущих им недо­ статков:

1)невысокая точность срабатывания;

2)постепенное снижение прочности предохранительного эле­

мента вследствие накопления усталостных повреждений;

3)снижение точности срабатывания при увеличении числа пре­ дохранительных элементов;

4)дополнительная нагрузка на валы и опоры при наличии одного

предохранительного элемента; 5) необходимость замены предохранительного элемента после

На рис. 192 представлена муфта со срезным штифтом по нормали станкостроения Р95-1. Основные размеры приведены в табл. 51 и 52. Обе полумуфты расположены на валу 1. Полумуфта 2 соединяется с валом шпонкой, полумуфта 6 насажена свободно на валу, соеди­ няясь шпонкой с деталью, сидящей на ее удлиненной ступице.

Полумуфты соединяются гладким цилиндрическим штифтом 4, рас­ положенным во втулках 3 и 5. Для увеличения долговечности втулки 3 и 5 изготовляются из стали 40Х с последующей термообработкой до твердости HRC 50—60. При перегрузке муфты штифт срезается. Во избежание повреждения торцов полумуфт заусенцем срезанного

Рис. 192. Предохранительная муфта со срезным штифтом

штифта на них предусмотрены кольцевые канавки шириной f и глубиной g. Для облегчения замены разрушившегося штифта на наружной поверхности полумуфт наносятся риски, при совмещении которых совпадают оси отверстий втулок 3 и 5.

Вместо гладких штифтов применяются штифты с проточкой. Они обладают более устойчивыми характеристиками по сравнению с гладкими стержнями, и проще удаляются после разрушения штиф­ та, так как заусенец не выступает за рамки диаметра штифта.

Штифты изготовляются из сталей У8А, У10А или 40, 45, 50.

Величина крутящего момента, ограничиваемого муфтой,

М пр= FI(0an PR,

где F — площадь поперечного сечения штифта 4 (или шпонки); R — радиус расположения опасного сечения предохранительного

элемента; Ка= ° °Р — коэффициент пропорциональности; овр—

О'и. р

предел прочности при растяжении материала предохранительного элемента; т„ ср — предел прочности при срезе.

На величину Ко влияют механические свойства материала и в меньшей мере — размеры. Значения К0 в зависимости от отно­

П р и м е ч а н и е . Д а н н ы е п о л у ч е н ы п р и и с п ы т а н и и ш т и ф т о в и з с т а л е й м а ­ р о к У 8 А , У ІО А , 45 и 50.

Как показали исследования [58], коэффициент чувствительности муфт со срезающимся штифтом уч = 0,7 -н 0,85, а для стальных срезных шпонок уч = 0 7 ч- 0,8.

Значения /<0, приведенные в табл. 53, характерны для кратко­ временного действия нагрузки. При длительной работе в условиях статического нагружения и особенно при переменной нагрузке значения К0 отличаются от приведенных в табл. 53.

3. Пружинно-кулачковые муфты

Эти муфты имеют широкое применение при небольших скоростях, незначительных крутящих моментах и маховых массах соединяемых частей.

Все муфты указанного типа сконструированы по одному принци­ пу —• их кулачки замыкаются с помощью пружин, поставленных с предварительным натяжением.

На рис. 193, а представлена конструкция кулачковой предохра­ нительной муфты, разработанная СКБ-3. Муфта монтируется на од­ ном валу и состоит из полумуфт / и 3, имеющих торцевые кулачки,

При определении потребной силы нажатия пружины различают два случая.

1.При кратковременных перегрузках силы трения на кулачках

ив шлицевом или шпоночном соединении препятствуют размыканию муфты. Сила сжатия пружины определяется из условия равновесия подвижной полумуфты (рис. 193, а).

или шпоночном соединении (/?« 0,15); а — угол наклона поверх­ ности кулачка в град; D — средний диаметр для кулачков с винто­ вой рабочей поверхностью (Dcр) или наружный диаметр для кулач­ ков с плоской рабочей поверхностью.

2. При длительных перегрузках силы трения снимаются вслед­ ствие колебаний. В этом случае

п 2Мд, 1

P np = - ^ Ltga,

где МдЛ— расчетный крутящий момент при длительной перегрузке. Сила сжатия пружины не должна сильно меняться в начале и в конце срабатывания муфты. Это обеспечивается пружинами малой

жесткости.

4.Пружинно-шариковые муфты

Впружинно-шариковых муфтах трение скольжения на кулачках частично заменено трением качения на шариках; эти муфты проще

визготовлении. Однако они отличаются малой долговечностью при

(рис. 197, г) аналогично выражению (8) для пружинно-кулачковых муфт

Рпр = Р [tg (а — ф) — / J,

где а — угол наклона касательной в точке касания шариков с опор­