2.14. Муфти
Муфти використовують для з'єднання валів і передачі обертового моменту між валами, для керування роботою машини, оберігання машини від перевантажень, зменшення динамічних навантажень тощо.
Муфти поділяються на глухі, рухомі, зчіпні та самокеровані.
Основна характеристика муфти – обертовий (крутний) момент, на передачу якого вона розрахована.
Вибір стандартних муфт, а також розрахунок нестандартних проводиться в залежності від розрахункового крутного моменту Тр, який визначається з умови:
Тр = kТi ,
де Тi – номінальний крутний момент, що передається муфтою, k – коефіцієнт режиму роботи (технологічні та транспортуючі машини – k=1,5…2,0; вантажопідйомні машини – k = 3...5).
2.14.1. Глухі муфти
Глухі муфти жорстко з'єднують два вали і передають як крутні, так і згинальні моменти.
По конструкції найбільш проста втулкова муфта (рис.2.14.1.). на цьому рисунку - 1 і 2 – вали, що з'єднуються, 3 – втулка, 4 – шпонки (іноді замість шпонок застосовують штифти 5). Втулка виготовляється з сірого чавуну або з конструкційної сталі (зазвичай Сталь 45).
Рис.2.14.1. Втулкова муфта
Зазвичай при конструюванні таких муфт довжину втулки L та зовнішній діаметр D приймають:
L = (3…4)d; D = (1,8…2)d.
Розрахунок муфти зводиться до перевірки шпонки (або штифта) на зріз і зминання по крутному моменту, що передається муфтою.
Фланцева муфта (pис.2.14.2.) є однією з найбільш розповсюджених конструкцій глухих муфт. Матеріал напівмуфт – Сталь 35Л або чавун (наприклад СЧ 21). Фланцеві муфти передають крутний момент або тертям між торцями напівмуфт 1 і 2, стиснутих болтами 3, встановленими в отвір із зазором, або болтами 4, точно пригнаними (без зазору) в отвори напівмуфт.
Рис.2.14.2. Фланцева муфта
Обов'язкова умова застосування глухих муфт – центрування валів. Якщо цю умову виконати неможливо, застосовуються рухомі муфти.
2.14.2. Рухомі (компенсуючі) муфти
Рухомі муфти бувають жорсткими компенсуючими і пружними компенсуюючими.
Жорсткі компенсуючі муфти поділяються на зубчасті (рис.2.14.3.), хрестові (рис.2.14.4.) і шарнірні (рис.2.14.5.).
Рис.2.14.3. Зубчаста муфта
Рис.2.14.4. Хрестова муфта.
Рис.2.14.5. Шарнірна муфта
Пружні компенсуючі муфти призначені для пом'якшення ударів і запобігання небезпечних коливань. Вони допускають деяку компенсацію неточностей взаємного положення валів.
Пружна муфта складається з двох напівмуфт та пружних елементів.
З пружних муфт широко застосовується муфта втулочно-пальцева типу МПВП (рис.2.14.6). Муфта складається з двох фланцевих напівмуфт 1 і 2. У напівмуфті 1 закріплені конічними хвостовиками сталеві пальці 3, на які насаджені гумові втулки, складені з кілець 4. У диску напівмуфти 2 є круглі отвори, куди входять пальці з втулками. Муфти допускають осьові зміщення в межах 1–15 мм. Кути перекосу валів – не більше 1.
Муфти МПВП стандартизовані для діаметрів валів від 16 до 180 мм відповідно для крутних моментів від 31 до 16000 Нм.
Рис.2.14.6. Муфта пружна втулочно-пальцева
До пружних муфт відноситься муфта з гумовою зірочкою (рис.2.14.7), яка складається з двох напівмуфт 1, 2 з трьома торцьовими кулачками трикутного або трапецевидного перерізу. Кулачки входять у відповідні западини проміжного тіла – гумової зірочки 3, яка служить пружним елементом. Зірочка працює на стиск. При передачі моменту в кожен бік працюють три зуба зірочки.
Рис.2.14.7. Муфта з гумовою зірочкою
Рис.2.14.8. Муфта з пружинами Рис.2.14.9. Муфта з гумовою тороподібною
оболонкою
До пружних муфт відносяться також муфти з пружинами (циліндричними, змієподібними, радіальними) (рис.2.14.8.), з гумовою тороподібною оболонкою (рис.2.14.9.) тощо.