3.34. Приводные муфты - назначение и краткая классификация.

Муфтами приводов называют устройства, соединяющие валы совместно работающих агрегатов и передающие вращающий момент. Муфты служат для:

1)передачи крутящего момента;

2)компенсации несоосности валов (неточностей монтажа);

3)сглаживания ударных нагрузок при пуске и для демпфирования колебаний.

По принципу управления муфты делят:

1.Неуправляемые:

1)глухие;

2)компенсирующие:

а)жёсткие;

б)упругие:

-с ме эл-тами;

-с немее эл-тами;

2.Управляемые:

1)кулачковые;

2)фрикционные:

а)дисковые;

б)конусные;

в)цилиндрические;

3.Самоуправляемые:

1)по скорости (чаще всего центробежные);

2)по направлению (обгонные);

3)предохранительные.

Уважаемые студенты! При подготовке просмотрите лекции по муфтам. Некоторые конструкции отличаются от учебника. Обратите на это внимание.

3.35. Основные характеристики муфт. Расчетный момент приводных муфт.

Основной характеристикой нагруженности муфты является вращающий момент Т (в некоторых случаях вращающий момент задают в виде мощности при определенной частоте вращения).

Обычно расчетный вращающий момент Т, действующий на муфту, приближенно определяют в зависимости от динамических свойств машины, характеризуемых степенью неравномерности вращения и значением разгоняемых масс, т. е. значением дина­мической составляющей вращающего момента на муфте:

Т = Т_Н+Т_Д=Т_Н(1 + Т_Д/Т_Н) = КТ_Н,

где Т_Н — номинальный момент (среднее значение длительно действующего момента), который обычно приближенно опреде­ляют по потребляемой мощности двигателя и по частоте вращения; Т_Д — динамический момент (среднее значение переменной составляющей момента в установившемся движении или наи­большее значение момента в переходном процессе, пуск или торможение); К—коэффициент динамичности.

При ориентировочных расчетах приближенно принимают:

К = 1,0... 1,5 — для машин с небольшими разгоняемыми массами и небольшой переменной нагрузкой (конвейеры, транс­портеры, металлорежущие станки);

К = 1,5... 2,0 — для машин со средними разгоняемыми мас­сами и средней переменной нагрузкой (поршневые компрессоры, строгальные станки, мельницы);

К = 2,5...3,0 — для машин с большими разгоняемыми мас­сами и значительной переменной нагрузкой в виде ударов (моло­ты, прокатные станы, шаровые мельницы).

3.36. Назначение глухих муфт. Приведите конструкцию и метод расчета фланцевой (поперечно-свертной) муфты.

Фланцевые муфты (рис. 19.2). Состоят из двух одина­ковых полумуфт, выполненных в виде ступицы с фланцем. Фланцы соединяют болтами. Различают два конструктивных исполнения.

Рис. 19.2. Фланцевая муфта

А-А

1.Половину болтов устанавливают во фланцах полумуфт без зазора (рис. 19.2). В этом случае центрирование полумуфт осу­ществляют эти болты. В результате завинчивания гаек фланцы прижимаются силами затяжки болтов, и на торцах фланцев воз­никает момент сил трения. Вращающий момент с одной полу­муфты на другую передается стержнями болтов, поставленных без зазора, и силами трения на фланцах. Задача является статиче­ски неопределимой. В целях существенного упрощения расчетов приближенно принимают, что весь вращающий момент переда­ется только стержнями болтов, поставленных без зазора и рабо­тающих на срез и смятие. Силы, действующие на один болт, F_t = 2T/(zD₁), где Т— расчетный вращающий момент; z — число болтов, поставленных без зазора; D₁ — диаметр, на котором рас­положены оси болтов.

τ=2T/(zD₁ πd₀²)=4F_t/(πd₀²)≤[τ]_ср; d₀≥(4F_t/ π[τ]_ср)^1/2

Далее необходимо выполнить проверочный расчет на смятие σ_см≤[σ]_см

2. Все болты во фланцах полумуфт устанавливают с зазором. При этом необходимо предусмотреть центрирование полумуфт . В этом случае весь вращающий момент с одной полумуфты на другую передается силами трения на фланцах.

Силу затяжки болтов для передачи вращающего момента находят из условия

Т≤Т_тр или Тs= Т_тр

где Т_тр = F_затzfD₁/2 — момент силы трения на фланцах F_зат—сила затяжки одного болта; z — число болтов; f— коэффициент трения (для сухих металлических поверхностей фланцев f = 0,15...0,20); D₁ — диаметр, на котором расположены оси болтов); k — коэффициент запаса сцепления, принимаемый 1,2... 1,5, при действии случайных перегрузок и нестабильности сил трения.

Отсюда необходимая сила затяжки болтов

Диаметр стержня болта, работающего на растяжение, опре­деляют из условия

где [σ]_р — допускаемые напряжения растяжения в расчетном сечении болта.

Материал полумуфт — стали 40 и 35Л. Возможно примене­ние чугунов СЧ 30. На фланцевые муфты имеется стандарт для вращающих моментов от 8 до 45000 Н-м. Полумуфты устанавли­вают на концы валов с натягом.

Глухие жёсткие муфты требуют очень точного монтажа и применяют только при одноблочном монтаже при небольших нагрузках (на быстроходном валу).