Муфты

Многие современные машины, в том числе и на судах, состоят из сборочных единиц (узлов) и механизмов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы узлов соединяют муфтами.

Муфтами называют устройства, служащие для соединения валов между собой, или для соединения с деталями, насаженными на валы.

Назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его значения и направления.

Кроме того, в зависимости от конструкции муфты:

а) поглощают вибрации и толчки;

б) компенсируют ошибки взаимного расположения валов;

в) предохраняют машину от аварии при перегрузках;

г) используются для включения и выключения рабочего механизма машины без остановки двигателя.

Все муфты приводов машин по принципу работы делятся на три основных типа: механические, электрические и гидравлические.

Далее будут рассмотрены наиболее часто встречающиеся типы механических муфт.

Эти муфты классифицируются по различным признакам на группы.

По признаку действия:

постоянные муфты, осуществляющие постоянное соединение валов между собой;

сцепные муфты, допускающие во время работы сцепление и расцепление валов с помощью системы управления;

самоуправляемые муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении заданного режима работы машины.

По характеру работы:

жесткие муфты, передающие вместе с вращающим моментом вибрации, толчки и удары;

упругие муфты, амортизирующие вибрации, толчки и удары при передаче вращающего момента благодаря наличию упругих элементов – различных пружин, резиновых втулок и т.д.

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т.

Муфты подбирают по ГОСТу или ведомственным нормалям по большему диаметру соединяемых валов и расчетному моменту

Т=kТ,

где k – коэффициент режима работы муфты.

Например, для приводов от электродвигателя принимают при спокойной нагрузке k =1,15…1,4; при переменной нагрузке k = 1,5…2.

Муфты каждого размера выполняют для некоторого диапазона диаметров вала, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие различных материалов и различных изгибающих моментов.

Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту Т.

Постоянные (неуправляемые) муфты

Постоянные муфты соединяют валы так, что их разъединение возможно только после остановки машины путем демонтажа муфты. Эти муфты в свою очередь подразделяются на глухие, жестко-компенсирующие и упругие.

Простейшей из глухих муфт является втулочная муфта, закрепляемая на валах с помощью призматических шпонок или конических штифтов. Эти муфты примитивны и редко используются. Они требуют строгой соосности осей соединяемых валов и неудобны при сборке и разборке.

Поперечно-свертная (фланцевая) муфта

состоит из двух полумуфт, имеющих форму фланцев с круговым выступом на одной из полумуфт и впадиной (выточкой) на другой, обеспечивающих соосность фланцев при сборке. На валах полумуфты крепятся при помощи шпонок. Эти муфты обеспечивают надежное соединение соосных валов и способны передавать большие моменты; они просты по конструкции, дешевы и могут

соединять валы разных диаметров.

Полумуфты соединены между собой болтами.

Продольно-свертная муфта состоит из двух половин с внутренними полуцилиндрическими поверхностями, охватывающими соединяемые валы. Полумуфты стянуты болтами, которые работают на растяжение. Это значит, что

затяжка болтов обеспечивает возникновение сил трения между полумуфтами и валами, что дает возможность передавать крутящий момент. Помимо этого муфта соединена с валами посредством призматических шпонок. Сборка и разборка просты, требует строгой соосности, соединяемые валы должны быть одного диаметра.

Компенсирующие муфты бывают жесткими и упругими.

Жесткие муфты применяют для компенсации ошибок относительного положения соединяемых валов: осевого смещения (Рис. верхний), радиального смещения (Рис. средний), углового смещения (Рис .нижний).

Кулачково-расширительная муфта компенсирует незначительные осевые перемещения	Крестово-дисковая муфта ( муфта Ольдгема) состоит из двух полумуфт и среднего диска с двумя взаимно перпендикулярными выступами. Эта муфта компенсирует в основном смещение валов параллельно друг другу

	Крестово-шарнирная муфта (универсальная муфта Кардана – Гука) состоит из двух вилок и крестовины. Вилки насаживаются на соединяемые концы валов, а крестовина шарнирно соединяет вилки.
Компенсирует значительные углы наклона осей валов (до 30˚). Две последовательно соединяемые муфты компенсируют также большие смещения центров валов.

Зубчатая муфта компенсирует смещение центров валов и взаимный наклон их осей (до1,5˚). Применяется для передачи больших моментов без ударов и резких толчков.

Упругие муфты применяют в машинах, работающих с переменной нагрузкой и частыми включениями, а также там, где строгая соосность не может быть выдержана.

Широко распространены втулочно-пальцевые муфты. Они состоят из двух полумуфт и упругих соединительных элементов. У этих муфт болты, соединяющие фланцы, заменяют стальными пальцами с надетыми на них резиновыми втулками. Эти втулки смягчают удары и толчки при передаче момента и в некоторой степени компенсируют погрешности сборки. Эти муфты сокращенно называют МУВП.

Упругая муфта со змеевидной пружиной состоит из двух полумуфт с зубьями по наружной цилиндрической поверхности, между которыми заложены секции змеевидных пружин прямоугольного сечения. При повороте одной полумуфты относительно другой прямолинейные участки пружин изгибаются зубьями, компенсируя погрешности сборки, толчки и удары при передаче момента. Это лучшие упругие компенсирующие муфты, обладающие высокими эксплуатационными качествами. Они способны передавать большие мощности (до 20 – 30 тыс. кВт), но дороги.