12.5 Сцепные самодействующие муфты
Сцепные самодействующие муфты автоматически срабатывают в определенных условиях. Они выполняют одну из следующих функций.
1. Ограничение передаваемой нагрузки (предохранительные муфты).
2. Передачу момента только в одном направлении (обгонные муфты).
3. Включение и выключение при заданной скорости (центробежные муфты).
12.5.1 Предохранительные муфты
Предохранительные муфты срабатывают, когда крутящий момент превышает установленную величину Тmax. При расчете таких муфт во избежание случайных выключений за расчетный принимается момент
Тр=1,25Тmax.
Предохранительные муфты устанавливают по возможности ближе к источнику перегрузок для снижения инерционных усилий от вращающихся масс привода.
К этим муфтам относятся: фрикционные, с разрушающим элементом, пружинно - кулачковые.
1. Фрикционные предохранительные муфты отличаются большим разнообразием (рисунок 12.17, а) - конусная, б) - дисковая). Конструкция аналогична управляемым (сцепным) фрикционным. Сила нажатия создается пружинами, регулированными на нагрузку ТПРЕД. Пружины периодически регулируют, т.к. по мере износа поверхностей трения диски сближаются. Чаще других используются сухие многодисковые муфты, размеры которых регламентированы по ГОСТ 15622-70.
а)
б)
Рисунок 12.17. Фрикционные муфты: а) - конусная, б) - дисковая)
2. Фланцевая муфта с разрушающим элементом при перегрузке (срезными штифтами) (рисунок 12.18) получила наибольшее распространение.
Рисунок 12.18. Муфта с разрушающим элементом
Размеры муфты принимают по нормам станкостроения. Диаметр штифта dШ проверяют на срез
,
где
z
- число штифтов, обычно1
или 2; R
- радиус расположения штифтов;
- предел прочности на срез (для стали 45
=380МПа).
3. Муфта пружинно - кулачковая по конструкции аналогична управляемой (сцепной) кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной полумуфте не механизмом управления, а постоянно действующей пружиной с регулируемой силой. При перегрузке сумма осевых составляющих сил на гранях кулачков становится больше прижимного усилия пружины и муфта многократно прощелкивает кулачками, это звуковой сигнал о перегрузке. Размеры муфты подбирают по ГОСТ 15620-70 (рисунок 12.19).
Рисунок 12.19. Муфта пружинно-кулачковая
12.5.2 Свободного хода (обгонные) муфты
Разновидностями обгонных муфт являются: кулачково-храповые, зубчато–храповые (работают зацеплением) и наиболее распространенные роликовые (работают за счет сил трения при заклинивании ролика).
Муфта состоит из
обоймы, звездочки, прижимных устройств
и 3 - 8 роликов (рисунок
12.20). Для быстрого
включения муфты ролики отжимаются
пружинами. При передаче крутящего
момента ролики заклиниваются между
полумуфтами в суживающейся части выреза,
образуя жесткое сцепление. Если по какой
либо причине угловая скорость ведомого
вала превысит угловую скорость ведущего,
то вследствие обгона, ролики расклинятся,
выкатятся в расширенную часть выреза
и муфта автоматически выключится. При
остановке ведущего вала ведомый вал
продолжает вращаться. Главным параметром
муфты является угол заклинивания
,
обычно равный 6 - 100.
Ролики должны быть постоянно смазаны маловязким маслом. Роликовая муфта нормализована МН 3-61. Этот вид муфт передает движение только в одном направлении и допускает свободное относительное вращение в противоположном направлении.
Рисунок 12.20. Роликовая обгонная муфта
Долговечность этих муфт тесно связана с отклонениями от соосности обоймы и звездочки, а также нужно обращать внимание на высокую долговечность подшипников соединяемых валов и высокий класс точности их исполнения.
Эти муфты бесшумны, могут работать при больших скоростях и имеют малый люфт. Рассчитывают роликовые муфты по контактным напряжениям между звездочкой и роликом.
GН=
≤[GН],
где z - число роликов; D - диаметр внутренней расточки обоймы; l и Dw – длина и диаметр ролика; γ - угол между плоскостью уступа и касательной в точке контакта ролика с обоймой.
Для повышения несущей способности обойму, ролики и звездочки выполняют с твердостью не менее НRС 60.