8.2 Постоянные муфты

Постоянные муфты служат для постоянного соединения валов. Их ставят на те валы, которые по условиям работы требуют постоянного соединения узлов. Разъединение валов возможно в результате разборки муфты при остановленной машине.

Постоянные муфты бывают:

• Жесткие муфты;

• Компенсирующие муфты;

• Упругие муфты.

8.2.1 Жесткие муфты

Жесткие (глухие) постоянные муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных валов. Кроме вращающего момента, они передают также изгибающий момент, перерезывающую (радиальную) и осевую силу, негативно сказывающихся на долговечности машины. Основная область применения – длинные валопроводы, а также валы при стесненных габаритах.

Рис. 8.2. Втулочные муфты

Втулочные муфты (рис. 8.2) являются простейшими. Муфта представляет собой втулку, насаживаемую на концы валов. От проворачивания на валу втулку удерживают штифты, призматические или сегментные шпонки, шлицы. Муфта отличается особо малыми габаритами, но сложна в монтаже, так как требует осевых перемещений агрегатов.

Рис. 8.3. Фланцевая муфта

Фланцевые (поперечно-свертные) муфты (рис. 8.3) применяются чаще втулочных. Муфта состоит из двух полумуфт, каждая из которых насаживается на свой вал отдельно. При монтаже узлов отверстия фланцев совмещаются и полумуфты стягиваются болтами. Если используются обычные крепежные болты, то вращающий момент передается за счет сил трения на торце полумуфты. Более предпочтительно использование призонных болтов, устанавливаемых без зазора, так как они передают значительно большую нагрузку. Фланцевые муфты допускают ударную нагрузку.

8.2.2 Компенсирующие муфты

Компенсирующие муфты служат для соединения валов с небольшими взаимными смещениями осей, связанных с неточностями изготовления, монтажа и упругими деформациями. В их конструкции предусмотрены некоторые части, имеющие небольшую свободу перемещения, благодаря чему на валы и подшипники не действует нежелательная дополнительная нагрузка, связанная с неточным монтажом.

Зубчатые муфты (рис. 8.4) состоят из двух втулок с внешними зубьями и двух обойм с внутренними зубьями. Зубчатые втулки насаживают на концы соединяемых валов. Обоймы соединены жестко с помощью болтов, посаженных в отверстия без зазора. Для повышения износостойкости активные поверхности зубьев выполняют твердыми (45-55 HRC), а внутрь муфты заливают масло. Зубья выполняют эвольвентного профиля бочкообразной формы, которая не вызывает концентрации нагрузок на их кромках.

Рис. 8.4. Зубчатая муфта

Муфты позволяют компенсировать перекос до 1,5, несоосность – от 1,5 до 6,5 мм (в зависимости от диаметра вала).

Зубчатая муфта обладает высокой нагрузочной способностью, надежностью, компактностью, быстроходностью, но сложная и дорогая в изготовлении. Ее применяют для соединения высоконагруженных валов, особенно в тяжелом машиностроении, где передают большие моменты и затруднена точная установка валов.

Цепные муфты (рис. 8.5) состоят из двух звездочек (насаженных на соединяемые концы валов и имеющие одинаковый зубчатый венец), охватывающей их цепи и кожуха.

Муфты допускают несоосность валов до 1,2 мм и перекос до 1 (при применении двухрядной роликовой цепи с бочкообразными роликами – до 3…5). Для предохранения от загрязнения и лучшего смазывания муфты целесообразно закрывать кожухом с уплотняющими элементами. Вращающий момент передается с помощью звездочек и цепи.

Рис. 8.5. Цепная муфта (тип 2)

Основное применение имеют однорядые муфты (тип 1). Применяют также муфты с двухрядной роликовой цепью (тип 2) и с зубчатой цепью.

Достоинства муфт: простота конструкции и обслуживания, надежность, технологичность изготовления, относительно малая масса и габариты, удобные монтаж и демонтаж. Недостаток – наличие окружных зазоров, из-за которых нельзя применять их для реверсивных приводов и приводов с большими динамическими нагрузками.

Шарнирные муфты (шарнир Гука) (рис. 8.6) предназначены для передачи вращающего момента между валами с взаимным уклоном до 40º, причем угол наклона осей может меняться. Используя сдвоенную муфту можно удвоить предельный угол между валами или передавать движение между параллельными, но смещенными валами (карданова передача). Применяя телескопический промежуточный вал, т.е. вал с изменяющейся длиной, можно изменять смещение валов во время работы.

Рис. 8.6. Шарнирная муфта

Помимо рассмотренных конструкций, на практике применяют поводковые, мембранные и другие муфты.