4 Кулачковые и фрикционные сцепные муфты

4.1 Кулачковые муфты

Различают муфты с кулачками на торцовых поверхностях (рисунок 28) зубча­тые (рисунок 28, б) и муфты с вытяжной (рисунок 28, в) или поворотной (рисунок 28, г) шпонкой. Кулачковые муфты требуют строгой соосности соединя­емых ва­лов.

Рисунок 28. Разновидности кулачковых муфт.

Кулачковые муфты следует включать в неподвижном состоянии или при малой разности угловых скоростей валов, так как при включении на ходу не­избежно появление динамических нагрузок. Как правило, скорость относительного вращения валов при включении не должна превышать 1 м/с. Подвижную полумуфт рекомендуется располагать на ведомом валу, что уменьшает износ деталей управления муфтой.

Преимуществами кулачковых муфт по сравнению с фрикционными являются малые габаритные размеры и отсутствие относительного поворота соединяе­мых валов. Число кулачков выбирается в зависимости от передаваемого крутя­щего момента (при данном диаметре муфты число кулачков тем меньше, чем больше крутящий момент) и от желаемого времени включения муфты. Если обозна­чить: z — число кулачков, n — частота вращения, об/мин, t₀ — время включе­ния муфты, с, то t_a = 60/(nz), откуда z = 60/(n t₀).

Рисунок 29. Кулачковая муфта.

4.2 Фрикционные муфты

Фрикционные муфты передают крутящий момент от ведущего вала к ведо­мому при помощи сил трения, создаваемых на контактных поверхностях сцепля­ю­щихся частей муфты. Включение муфты производится прижатием друг к другу указанных поверхностей, а выключение — их разъединением. Путем изменения силы прижатия трущихся поверхностей можно регулировать силу трения и осу­ществлять плавное сцепление (пуск машины) при любой разности частот вра­щения ведущего и ведомого валов. Плавность включения муфт позволяет избе­жать больших динамических нагрузок и шума при пуске. Фрикционные муфты дают возможность регулировать время разгона ведомых частей и наибольший крутя­щий момент, передаваемый муфтой. Последнее свойство позволяет ис­пользовать муфту в качестве предохранительного звена. Фрикционные муфты непригодны в тех случаях, когда требуется строгое совпадение угловых скоро­стей соединяемых валов, так как при случайном проскальзывании муфты это условие нарушается.

Рисунок 30. Конусные муфты.

Рисунок 31. Дисковые муфты.

Рисунок 32. Муфта колодочная и с разжимным кольцом.

По направлению перемещений сцепляющихся элементов фрикционные муфты делятся на осевые (конусные — рисунок 30 и дисковые — рисунок 31) и радиаль­ные (колодочные — рисунок 32, ленточные и с разжимным кольцом — рисунок 32).

В конструкции, показанной на рисунке 31, муфта включения 1через рычаги 2 и 6 разжимает разрезное кольцо 4, благодаря чему создается необходимый момент трения между ведущей 3 и ведомой 5 полумуфтами. В колодочной конструкции (рисунок 32) этот момент создается благодаря прижатию колодок к ободу пружинами (верхняя половина рисунка); при выключении эти пружины отводят колодки в нерабочее положение.

Наибольшее применение имеют дисковые муфты, обеспечивающие передачу больших крутящих моментов при относительно небольших габаритных раз­мерах и силах, требуемых для прижатия поверхностей сцепления. Это достига­ется использованием нескольких пар поверхностей трения. Различают сухие и масля­ные муфты. В первых фрикционные поверхности защищены от попадания смазки, а в последних эти поверхности работают в масляной ванне, что обеспе­чивает постоянство коэффициента трения и, следовательно, постоянную вели­чину пере­даваемого крутящего момента и уменьшает износ.

Управление муфтами может быть рычажным (или рычажно-кулачковым), гид­равлическим, пневматическим и электромагнитным.