Розділ 9 Муфти

Таблиця 9.1 - Значення коефіцієнта режиму навантаження К

Примітка: I - турбомашини; II - електродвигун: III - поршневий двигун; IV - інші двигуни

Багато стандартних муфт можуть мати різні конструктивні виконання напівмуфт: під довгі і короткі кінці валів циліндричної і конічної форми (ГОСТ 12080-66 і ГОСТ 12081-72 відповідно), під шпонкові і шліцові з'єднання. Допускається сполучення напівмуфт різних виконань, а також з різними діаметрами посадкових отворів у межах одного номінального крутного моменту.

Практичний розрахунок стандартної муфти зводиться до вибору її типу, розмірів і перевірці навантажувальної здатності за умовою:

де К - коефіцієнт режиму навантаження (табл. 9.1); Т і Ттабл - розрахунковий і табличний (для обраної муфти) крутні моменти.

Крім цього, для деяких типів муфт виконуються перевірочні розрахунки на міцність основних несучих елементів конструкції.

128

Розмір муфти визначають діаметри кінцевих ділянок валів, що з'єднуються. У випадку, коли вони різні, муфта вибирається по більшому з них.

9.3 Некеровані муфти

Глухі муфти. Найпростішою із них є втулкова муфта. Ці муфти служать для з'єднання співвісних валів у тихохідних передачах. Муфта складається із двох півмуфт, розділених площиною, яка проходить через вісь валів. Крутний момент передається силами тертя на поверхні контакту вала з півмуфтами і шпонками. При монтажі машини не вимагає осьового переміщення валів. Недоліки - труднощі балансування, складність конструкції і виготовлення.

На рис.9.1 і в табл.9.2 представлена муфта за ГОСТ 23106-78* для з'єднання циліндричних кінців валів (ГОСТ 12080-66*). Матеріал півмуфт - чавун СЧ 21 за ГОСТ 1412-85.

Граничні відхилення розмірів: для отворів - Н14, для валів - h14, для інших розмірів ±ІТ 15/2.

Розрахунок гвинтів муфти виконують із припущення, що крутний момент повністю передається силами тертя (шпонка не враховується). Розрахунок зводиться до визначення сили затяжки цього кріпильного гвинта за формулою

де Т- крутний момент, Нм; k - коефіцієнт режиму (табл. 9.2); d — діаметр вала, мм; z — число кріпильних гвинтів; f — коефіцієнт тертя.

Приклад умовного позначення поздовжньо-рознімних муфти номіна-

льним крутним моментом Т = 125 Н м, діаметром посадочних отворів у півмуфтах під вали d = 28 мм, з фіксуючими півкільцями, кліматичного виконання УЗ ГОСТ 15150-69*;

Муфта втулкова поздовжньо-рознімна 125-28-1-У3 ГОСТ 23106-78*.

Таблиця 9.2 - Значення коефіцієнта k, що враховує умови експлуатації

129

Рисунок 9.1 – Муфта втулкова поздовжньо-рознімна ГОСТ 23106-78*:

1 –фіксуючі півкільця; 2 – півмуфта; 3 – кожух; 4 – болт ГОСТ 7796-70*; 5 – гайка ГОСТ

5916-70*; 6 – шайба ГОСТ 6402-70*; 7 – гвинт ГОСТ 17437-81*Е

Таблиця 9.3 – Розміри і параметри муфти втулкової поздовжньо-рознімної

Примітка: Розміри у круглих дужках менш вживані.

130

Те ж, але без фіксуючих півкілець:

Муфта поздовжньо-рознімна 125-28-2-У 3 ГОСТ 23106-78*.

Муфти фланцеві. Є найбільш розповсюдженими з класу глухих нероз’ємних муфт, через зручність монтажу і можливості жорсткого з'єднання валів. На кінці валів, що з'єднують, насаджують півмуфти з фланцями, які стягують кріпильними болтами. Муфти виконують відкритими (рис.9.2, 9.3, 9.4), без захисного обода, і закритими (рис.9.5).

Для забезпечення співвісності валів півмуфти центруються болтами, поставленими без зазору або виступом на одному фланці і виточкою на іншому (рис.9.3, 9.5) або проміжними півкільцями (рис.9.4). Такі муфти не вимагають осьового зміщення валів при монтажі і демонтажі вузлів машини. Для точного сполучення валів має бути забезпечена точна перпендикулярність торцевих поверхонь півмуфт до осі вала.

Якщо фланці півмуфт стягнуті болтами, поставленими з зазором, то крутний момент передається силами тертя (рис.9.3) між торцевими поверхнями півмуфт. Розрахунок муфти, у такому випадку, зводиться до визначення діаметра болтів за розрахунковою силою їх затягування

де Т- крутний момент, Нм; k - коефіцієнт режиму (табл. 9.2); D і d2 - діаметри, мм; z - число кріпильних гвинтів; f - коефіцієнт тертя.

При встановленні кріпильних болтів без зазору крутний момент передається силами опору на зріз кріпильних болтів. Кріпильні болти, вставлені в отвори без зазору, розраховують на зріз за силою зрізу, Н:

вою силою значної величини, при розрахунку болтів варто враховувати збільшення необхідної сили затягування, що виключає розкриття стику.

У муфтах, виконаних за ГОСТ 20761-80* (рис.9.2 і табл.9.4), центрування півмуфт і сприйняття поперечних сил здійснюються болтами, поставленими без зазору через один.

Максимальна допустима колова швидкість: для муфт із сталі v≤ 70 м/с,

для муфт із чавуну v ≤ 35 м/с. Півмуфти виготовляють литими із сталей марки 40 ГОСТ 1050-74** або марки 35Л ГОСТ 977-75*. Допускається виготовлення півмуфт із чавуну марки СЧ20 ГОСТ 1412-85, у цьому випадку крутний момент і колова швидкість повинні бути зменшені в два рази.

Півмуфти мають два виконання: I - з циліндричними кінцями валів ГОСТ 12080-66* (рис.9.2); ІІ – з конічними кінцями валів ГОСТ 12080-66* (рис.9.5).

Розміри шпонкових пазів для півмуфт виконання І виконують згідно з ГОСТ 23360-78*, для виконання II з діаметрами d < 30 мм - згідно з ГОСТ 23360-78*, з діаметром d > 30 мм - згідно з ГОСТ 10748-79*. Граничні від-

131

хилення шпонкових пазів виконують згідно з ГОСТ 23360-78* і ГОСТ

10748-79*.

Приклад умовного позначення муфти: муфта фланцева з номінальним

крутним моментом Т = 63 Н м, діаметром посадкового отвору d = 20 мм, виконання I, матеріал 1 - сталь:

Муфта фланцева 63-20-I-1 ГОСТ 20761-80*.

132