7. Расчёт и выбор муфт. Муфта привода рабочих механизмов

шпалоподбивочной машины ШПМ-2

Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП) получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Это особенно удобно при замене разрушенных резиновых втулок.

Рассмотрим пример выбора МУВП для привода рабочих механизмов (рис. 7.1) шпалоподбивочной машины ШПМ-2 [11, 33].

На фрагменте кинематической схемы машины показан двигатель 1, центральный карданный вал 2, центральный редуктор 3, в котором мощность может отбираться через цилиндрическую передачу на муфту сцепления для коробки передач, однако с центрального вала, через разветвляющую коническую передачу (U_кон= 1) поток мощности делится пополам и поступает к исполнительным органам левого и правого шпалоподбивочных механизмов по валам с короткими цилиндрическими хвостовиками 60 мм через две одинаковые упругие втулочно-пальцевые муфты 4, размеры которых необходимо определить.

Примем самые напряжённые условия расчёта МУВП, предполагая, что отбор мощности на коробку передач не производится и суммарный КПД всех механизмов (с учётом потерь в карданной муфте центрального вала, подшипниках, на смазку, в зубчатой муфте и конических передачах) не ниже 95%. Т.е. на каждую из обеих МУВП приходится мощность N_МУВП = N·0,95/2 = 88·0,95/2 = = 41,8 ≈ 42 кВт.

До муфт частота вращения не понижается, примем её максимальной n = 1500 об/мин. Тогда вращающий момент, передаваемый каждой муфтой

M_МУВП = N_МУВП / (π · n/30) = 42000/ (π·1500/30) = 267,5 ≈ 270 Нм.

Рис. 7.1. Кинематическая схема машины ШПМ-2, фрагмент

При этих условиях выбираем по ГОСТ 21424-93 стандартную МУВП (табл. 7.1), передающую номинальный момент 500 Нм, предназначенную для закрепления полумуфтами на коротких (исполнение полумуфт 1) цилиндрических (исполнение муфты I) хвостовиках диаметром 60 мм.

Полумуфты изготавливают из чугуна марки СЧ20 или стали 30Л, пальцы из стали 45, упругие втулки из резины с пределом прочности на разрыв не менее 8 Н/мм².

Таблица 7.1 Муфты упругие втулочно-пальцевые, ГОСТ 21425-93, основные размеры, мм
Момент, Нм	Угловая скорость, с–1			Отверстие								Габариты							Смещение валов
				d,d1			lцил			lкон		L		D			D0		Рад., Δr			Угл., Δγ
31,5	≤ 670			16; 18; 19			28			18		60		90			20		0,2			1°30'
63	≤ 600			20; 22; 24			36			24		76		100
125	≤ 480			25; 28 30			42 58			26 38		89 121		129			28		0,3
250	≤ 400			32;35;36;38 40; 42; 45			58 82			38 56		121 169		140			28					1°
500	≤ 380			40; 42; 45			82			56		169		170			36
710	≤ 315			45; 48; 50 55; 56			82			56		170		190					0,4
1000	≤ 300			50; 55; 56 60;63;65;70			82 105			56 72		170 216		220
2000	≤ 240			63;65;71;75 80; 85; 90			105 130			72 95		218 268		250			46
Примечание. 1. Муфты изготавливают двух типов: I – с цилиндрическим отверстием под вал; II – с коническим отверстием. 2. Возможны 4 исполнения полумуфт: 1 – с цилиндрическим отверстием для коротких концов вала, 2 – с цилиндрическим отверстием для длинных концов вала, 3 – с коническим отверстием для коротких концов вала, 4 – с коническим отверстием для длинных концов вала. В таблице приведены муфты исполнения 2 (на короткие концы вала). 3. Размеры b и B определяются по осевым размерам пальца, упругой и распорной втулок D0 = D – (1,5…1,6)d0, где d0 – диаметр отверстия под упругую втулку; dст = 1,6d(d1). 4. Пример условного обозначения муфты с номинальным вращающим моментом 250 Нм, ведущая полумуфта диаметром 32 мм типа I, исполнения 3, ведомая – диаметром d = 40мм, типа II, исполнения 2: Муфта упругая втулочно-пальцевая 250-32-I.3-40-II.2- ГОСТ 21424-93.
Момент, Нм		Пальцы											Втулка упругая								Втулка распорная
		dп	d0		lп	l0		l1	l2		Z		dв		lв	d1		t		b	dр		S
31,5		10	M8		42	28		2	2		4		19		15	14		5		2,5	14		4
63		10	M8		42	28		2	2		6		19		15	14		5		2,5	14		4
125		14	M10		63	45		2	2,5		4		27		28	20		7		3,5	20		5
250		14	M10		63	45		2	2,5		6		27		28	20		7		3,5	20		5
500		18	M12		82	59		3	2,5		6		35		36	25		9		4,5	25		6
710		18	M12		82	59		3	2,5		8		35		36	25		9		4,5	25		6
1000		18	M12		82	59		3	2,5		10		35		36	25		9		4,5	25		6
2000		24	M16		102	75		3	3,5		10		45		44	32		11		6	32		8

Обозначение принятой муфты в документах:

Муфта упругая втулочно-пальцевая 500-60-I.1-60-I.1- ГОСТ 21424-93.

Контрольные вопросы

Какой тип муфт получил наиболее широкое распространение?

Какой параметр является определяющим при выборе муфты?

Из каких материалов изготавливают детали муфты?

Какая деталь муфты МУВП наиболее уязвима?

Как производится замена изношенных деталей МУВП?

Как расшифровывается обозначение МУВП в документах?