Центробежные муфты

Центробежные муфты служат для соединения и разъединения валов при достижении ведущим валом заданной частоты вращения.

Центробежные муфты подразделяют на муфты с грузами (с ко­лодками) и муфты с сыпучим наполнителем (стальная дробь, смесь стального и графитового порошка с маслом). Применяют в качестве пусковых, т.е. для разгона механизмов с большими маховыми мас­сами (прокатные станы, прессы и др.) при двигателе с малым пуско­вым моментом или для повышения плавности пуст.

Центробежная муфта с грузами представляет собой фрикци­онную муфту, у которой механизмом управления служат грузы 3 (рис. 131), находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом ладанной частоты вращения центро­бежные силы, перемещая грузы с фрикционными накладками в ради­альном направлении по направляющим ведущей полумуфты 1, плавно прижимают их к ведомой полумуфте 2 - включают муфту. Передачу вращающего момента осуществляют за счет сил трения на трущихся поверхностях муфты при их прижатии. Направляющий штифт 4 предотвращает осевое смещение груза.

Условие передачи муфтой расчетного момента Т_р: Т_тр ≥ T_P где Т_тр - момент сил трения.

Момент сил трения, Н м

Т_тр = 0,5∙10^-3F_цfDz (20.10)

Рис. 131. Центробежная муфта.

где F_ц - центробежная сила, Н; f - коэффициент трения; D - диа­метр, мм; z - число грузов.

Обгонные муфты

Обгонные муфты служат для передачи вращающего момента в одном направлении и допускают свободное относительное вращение в противоположном, автоматически разъединяя валы. Поэтому их также называют муфтами свободного хода. Термин "обгонное муф­ты" отражает то, что муфты допускают обгон ведущего вала ведо­мым, если тот получает более быстрое вращение от другой кинема­тической цепи.

Наибольшее распространение получили фрикционные, обгонные муфты с роликами, способные передавать значительные вращаю­щие моменты при высоких скоростях и любой частоте включений (рис.132) Эти муфты работают бесшумно, имеют малый "мертвый" ход. При­меняют в станках, вертолетах, автомобилях (привод шестерни стар­тера), мотоциклах, велосипедах и т.п. Недостатки обгонных муфт с роликами: обязательность строгой соосности валов, необходимость повышенной точности изготовления, невозможность регулирования.

Рис. 132. Обгонная муфта.

Трехроликовая муфта, встроенная в соединение шестерни с валом, (рис. 132). Состоит из двух полумуфт: обоймы 1 и звездочки 2. Обойма неподвижно соединена с валом, ее рабочая поверхность выполнена гладкой цилиндрической диаметром D. Звездочка 2, конструктивно объединенная с шестерней, имеет вырезы для цилиндрических роликов 3. Звездочка и обойма образуют сужающиеся полости. Под действием слабой пружины 4 ролик находится в постоянном соприкосновении с обоймой. Цен­трирование полумуфт выполнено путем установки полумуфт на од­ном валу и применения подшипника скольжения. Ведущей может быть как звездочка, так и обойма. Если ведущей является звездочка, то муфта, изображенная на рис. 29.18 (сечение А-А), может переда­вать вращение по направлению движения часовой стрелки, если ве­дущей является обойма - против движения часовой стрелки

При передаче вращающего момента ролики, заклиниваясь меж­ду полумуфтами в суживающейся части полости, образуют их жест­кое сцепление. При превышении частотой вращения ведомого вала частоты вращения ведущего (при обгоне) ролики, расклиниваясь, выкатываются в расширенную часть полости - муфта автоматически выключается. При останове ведущего вала ведомый вал может продолжать вращаться.

Важнейшим параметром муфты является угол а заклинива­ния, обычно α = 4... 6°.

Материал роликов - подшипниковая хромистая сталь марки IIIX15 с термической обработкой до твердости рабочих поверхно­стей 58 ... 62 HRC. Звездочку и обойму изготовляют из стали марки 20Х с цементацией и закалкой до твердости 59 ... 60 HRC.

Муфты работают при смазывании маслом И-Г-А-32.

В силу малости углов α и угла трения (f = tgφ) условие самозаклинивания можно выразить в виде:

α ≤ 2φ (20.11)

Рис. 133.

Расчет на контактную прочность производится по формуле Герца (12.10)