22.4. Муфти компенсуючі пружні

22.4.1. Призначення, динамічні властивості. Пружні компенсуючі муфти зменшують динамічне навантаження, яке передається через вали, з’єднані муфтою; запобігають вали від резонансних коливань які виникають із-за нерівномірного обертання, і компенсують всі види неспіввісностей валів.

Основними характеристиками компенсуючих пружних муфт є жорсткість та демпфіруюча здатність.

Жорсткість муфти:

(22.2)

де φ - кут закручення муфти під дією обертаючого моменту Т.

Розрізняють муфти з постійною та змінною жорсткістю. Демпфіруюча здатність муфти характеризується енергією, яка поглинається нею за один цикл (оберт). За матеріалом пружних елементів розрізняють дві групи компенсуючих муфт: 1) з неметалевими пружними елементами; 2) з металевими пружними елементами.

22.4.2. Муфти компенсуючі з неметалевими пружними елементами: муфта з пружним елементом у вигляді зірочки; пружна втулково-пальцева муфта; муфта з пружною оболонкою.

М

Рис. 22.9. Муфта з пружним елементом у вигляді зірочки

уфта з пружним елементом у вигляді зірочки складається із двох півмуфт з торцевими виступами та гумової або пластмасової зірочки, зуб’я якої розміщено між торцевими виступами (рис. 22.9). При передачі обертового моменту ведучою півмуфтою зуб’я зірочки працюють на стиск і передають рух веденій півмуфті.

Муфти з пружним елементом у вигляді зірочки використовуються для машин із параметрами: d_в = 6 ... 48 мм, Т_р = 2,5 ... 400 Н·м (ГОСТ 14084-76); ексцентриситет Δ_r = 0,2 мм, кутове відхилення Δ_α = 1,5°. Переваги: компактність; надійність в експлуатації. Недоліки: мала податливість; при складанні і розбиранні необхідне зміщення валів в осьовому напрямку.

Півмуфти виготовляють із сталі Ст3.

Критерій роботоздатності - руйнування гумової зірочки, розрахунковий критерій - тиск на робочих поверхнях пружного елемента.

Механічні характеристики і основні конструктивні параметри муфт з пружним елементом у вигляді зірочки за ГОСТ 14084-76 приведено в табл. 22.5 (Всі таблиці приведено в кінці розділу 22).

Муфта пружна втулково-пальцева (ГОСТ 21424-75) складається із двох півмуфт (рис. 22.10). В торці однієї із них нерухомо закріплено пальці, на яких розміщено гофровані гумові втулки або кільця трапецієвидного перерізу, а в торці другої півмуфти - виконано відповідні циліндричні г

Рис. 22.10. Муфта пружна втулково-пальцева (ГОСТ 21424-75)

нізда. Пружність муфт забезпечується за рахунок деформування гумових втулок або трапецієвидних кілець.

Широко використовуються для машин із d_в = 10...160 мм, Т_р = 6,3...16 000 Н·м, Δа = 1...5 мм, Δ_r = 0,3...0,6 мм, Δα ≤ 1˚. Переваги: простота конструкції та заміни пружних елементів; малі габарити і маса.

Півмуфти виготовляють із сталі 30, 35Л, сірого чавуну СЧ20; пальці - із сталі 45, втулки - гума із σ_р ≤ 8 МПа.

Роботоздатність муфт визначається перевірним розрахунком гумових втулок за умовою обмеження тиску на поверхні їхнього контакту із пальцями, а пальців - за умовою міцності на згинання.

Механічні характеристики і основні конструктивні параметри муфт пружних втулково-пальцевих за ГОСТ 21424-75 приведено в табл. 22.6 (Всі таблиці приведено в кінці розділу 22).

22.4.3. Муфти компенсуючі з металевими пружними елементами: зубчасто-пружинна; з циліндричними пружинами.

Муфта зубчасто-пружинна або із змієподібними пружинами складається із півмуфт 1, 2 із зовнішніми зуб’ями спеціального профілю, між якими розміщується змієподібна п ружина 4 (рис. 22.11). Кожух 5 утримує пружину 4 у робочому стані, захищає муфту від пилу, є резервуаром для мастила. У муфтах з постійною жорсткістю використовують форму зуб’їв, вказану на рис. 22.12, а. Тут відстань між точками упору зуб’їв у пружини 2а постійна. Другу форму зуб’їв - кругову (рис. 22.12, б) використовують у муфтах із з

Рис. 22.11. Муфта зубчасто-пружинна: 1, 2 – пів муфти; 4 - змієподібна пружина; 5 - кожух

мінною жорсткістю. В цих муфтах при збільшенні навантаження зменшується активна довжина пружини 2а, при цьому її жорсткість збільшується.

З убчато-пружинні муфти використовуються у важкому машинобудуванні (прокатні стани, турбіни, поршневі двигуни), де необхідно передавати великі обертові моменти. В залежності від розмірів вони допускають такі зміщення валів: і осьове мм, радіальне мм, кутове

К

Рис. 22.12. Форма зуб’їв: а - муфт з постійною жорсткістю; б - муфт із змінною жорсткістю

ритерій розрахунку - міцність змієвидної пружини.