Передаточные устройства от электродвигателя к рабочей машине

Основные типы несоосности валов

Одним из основных факторов использования муфт является их возможность компенсировать погрешности взаимного расположения валов. Понимание типа несоосности порой имеет решающее значение, при правильном подборе муфты.

При монтаже оборудования, валы должны быть расположены без каких либо смещений, что довольно часто бывает недостижимо. Несоответствие или отклонение между предполагаемым положением двух валов, как правило, результат производственных допусков. Несоосности бывают радиальные (продольные), угловые и осевые.

Правильное размещение валов

Радиальное (продольное) смещение валов

Осевое смещение валов

Угловое смещение валов

Типы несоосности валов

1. Жесткие муфты

Самая простая из жестких неразъемных муфт – втулочная муфта (рис. 1), представляющая собой цельную втулку, надеваемую на концы валов и закрепляемую на них штифтами (рис. 1, а), шпонками (рис. 1, б) или шлицами и фланцевая муфта (рис. 1, в).

Рис. 1. Жесткие муфты

Втулочные муфты простые, дешевые по конструкции, нашли довольно широкое применение в легких машинах для соединения валов диаметром примерно до 100 мм.

Внутренний диаметр втулки должен соответствовать диаметрам соединяемых валов, а ее длина l=(3,5…4)d, толщина стенки втулки δ=d/3 10 мм (D ≈ (1,7…1,5)d мм).

Применение этих муфт ограничено тем, что при сборке и разборке валов требуются значительные смещения их в осевом направлении, а также тем, что эти муфты требуют очень точного совмещения осей соединяемых валов (в противном случае появляются силы, изгибающие валы).

Материал втулок – сталь 35, 40, 45, а втулок больших размеров – чугун СЧ18, СЧ24 и др. Прочность муфты определяется проверочным расчетом на прочность ее соединения с валом – штифтового, шпоночного или шлицевого.

Наиболее распространенная из жестких муфт, разъемных в плоскости, перпендикулярной оси вала, – фланцевая (поперечно-свертная) муфта (рис. 1, в).

Муфта состоит из двух полумуфт, насаживаемых на концы валов и соединяемых между собой болтами. Болты муфты ставят с зазором (вариант I) и без зазора (вариант II).

2. Компенсирующие самоустанавливающиеся муфты

Из компенсирующих самоустанавливающихся универсальных муфт для соединения валов диаметром от 40 до 560 мм зубчатая муфта (рис. 2) – самая распространенная.

Рис. 2. Компенсирующая самоустанавливающаяся зубчатая муфта

Муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2 с наружными зубьями и двух половин обоймы 3 и 4 с внутренними зубьями, сцепляющимися с зубьями полумуфт. Полумуфты закрепляют на концах соединяемых валов. Половины обоймы соединяют между собой болтами.

Зубья полумуфт и половины обоймы имеют эвольвентный профиль, аналогичный эвольвентному профилю зубьев зубчатых колес, что позволяет нарезать их нормальным зуборезным инструментом.

Зубчатая муфта компенсирует любые взаимные смещения валов – осевые, радиальные и угловые, так как зубчатое зацепление ее выполняют с боковым зазором и возможностью свободного осевого взаимного смещения сопряженных зубьев, а зубья изготовляют бочкообразной формы со сферической наружной поверхностью.

Широкое применение в машиностроении зубчатых муфт объясняется рядом их достоинств: небольшими габаритами и массой; большой нагрузочной способностью из-за большего числа одновременно сцепляющихся зубьев; допустимостью высоких окружных скоростей (более 25 м/с) и технологичностью.

Полумуфты и половины обоймы изготовляют из сталей 40, 40Х, 45 или из стального литья 45Л, 50Л и др.

Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке до твердости HRC

Валы для бензокосы

В механических косах с электрическим и бензиновым приводом применяются как гибкие, так и жесткие валы.

В мощных мотокосах, способных срезать высокую, жесткую и густую траву и даже небольшой кустарник, используют цельнометаллические жесткие приводы. Такие аппараты рассчитаны на продолжительную работу и обладают высоким крутящим моментом. У них также значительные габариты и вес, их носят на плечевых ремнях. В качестве рабочего органа используют толстую жесткую леску или мощные стальные ножи — двух, трех или четырех — лезвийные.

Гибкий привод используют в легких маломощных и малогабаритных триммерах, предназначенных для докашивания углов после газонокосилки или подстригания травы на небольших лужайках. Держат такие триммеры одной рукой, а гибкий вал применяется для того, чтобы косить в наиболее удобной позе.

Режущий элемент таких аппаратов — леска малой или средней толщины или облегченный двух-лезвийный нож. Если возникнет перегрузка устройства, то гибкий вал может скручиваться. Разрыв при этом, как правило, происходит возле узла крепления вала к двигателю.

Перед началом сезонных работ и после смены привода следует удалить остатки старой смазки, промыть бензином или другим растворителем и заполнить полость в ручке новой смазкой. Вид смазки указан в руководстве пользователя.

Гибкий вал для гравера

Гравер, или бормашина, развивает высокие обороты — до 30 тыс. об/мин. Малогабаритное и удобно лежащее в руке устройство применяется для операций:

• полировки;
• фрезеровки;
• сверления отверстий небольшого диаметра;
• шлифовки и др.

Работа гравером требует высокой точности движений мастера. Усилия и при этом прикладываются небольшие, по сравнению, скажем, с закручиванием саморезов. Также мал и крутящий момент. Такие приборы используются ювелирами и мастерами художественного творчества, создающими произведения, не уступающим лучшим образцам резчиков по дереву, камню, а также чеканки. Гравировку выполняют по таким материалам, как:

Гравер с гибким валом

Гибкий вал для гравера позволяет до минимума снизить ручные усилия пользователя, превращая многочасовой труд в увлекательное занятие.

Детали машин

Большинство машин и технологических систем состоит из отдельных узлов, механизмов и агрегатов, цепочкой передающих энергию от двигателя к исполнительным органам. Для обеспечения кинематической и силовой связи между отдельными элементами этой цепочки (узлами, механизмами и агрегатами) используют специальные соединительные устройства – муфты.

Муфтой называют устройство для соединения концов валов или валов со свободно установленными на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами, звездочками и т. п.). Муфты передают вращающий момент без изменения его величины и направления.

Некоторые типы муфт при передаче вращающего момента способны выполнять дополнительные функции – поглощать вибрации, удары и толчки, предохранять машину от перегрузок, компенсировать несоосность и перекосы соединяемых валов, в определенных режимах автоматически разъединять и соединять отдельные механизмы и агрегаты машины без остановки двигателя.

***

Жесткие муфты

Для соединения длинных валов, которые должны работать как одно целое и при этом передавать большие крутящие моменты – применяются жесткие муфты. Но в этом случае, нужно убедится в соосности валов, потому что жесткие муфты предназначены для валов, установленных без каких либо смещений.

Это наиболее простая разновидность. Основу их составляет цельнометаллический корпус. Для его изготовления используется сталь, алюминий либо иной металл. Такие изделия способны обеспечить особую прочность соединения.

Применяются для передачи значительного крутящего момента без деформации. Однако обеспечивая большую жесткость, данные соединители не дают возможности компенсировать несоосность валов. А также не поглощают вибрации.

Поэтому их применяют в оборудовании собранном с высоким качеством с использованием точно изготовленными входящими деталями.

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

1. В большинстве случаев соединение проводится при помощи фланцев, которые являются частью различных механизмов. Также проводится монтаж жестких муфт, их насаживание проводится методом прессования.
2. Довольно большое распространение получил одноопорный вариант исполнения вала. В этом случае в качестве второй опоры применяется само соединение.
3. Также для фиксации могут применяться болты. При этом они должны плотно входить в отверстие, так как в противном случае могут возникнуть серьезные проблемы.
4. В рассматриваемом случае часто применяется зубчатая или поперечно-свернутая муфта.

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

1. Две полумуфты. Они насаживаются на концы валов, которые соединяются в одну систему.
2. Обе части рассматриваемой конструкции имеют центрирующие выступы и специальную выточку, соединение обеспечивается за счет прочных болтов.
3. Предохранительные муфты не могут проворачиваться за счет специального шпоночного отверстия.
4. Осевое смещение исключается за счет стопорных винтов, которые вворачиваются на торцах.

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Зачем нужен гибкий вал и где его применяют

Гибкий привод для дрели состоит из двух основных деталей: гибкого тросика с бронированной оплеткой и мягкой оболочки. С одной стороны он оснащен узлом присоединения к двигателю или ручному приводу, с другой — имеет патрон для крепления инструмента.

Использовать гибкий вал очень удобно, когда нужно завернуть или отвернуть крепеж в узких местах с затрудненным доступом, куда не засунуть шуруповерт в рабочем положении

Гибкие валы используются также для привода ручного инструмента для тонких и точных работ. Размещение тяжелого высокооборотного электродвигателя в самом инструменте привело бы к быстрой утомляемости оператора и потере точности операций. Примером является бормашина стоматолога или гравера.

В результате пользователь получает возможность продолжительной работы удобным, не тяжелым и малогабаритным устройством, снижается и уровень вибрации от электродвигателя, передающийся на руку.

Гибкий вал для шуруповерта

Особенностью применения гибкого вала является ограничение предельного крутящего момента, который он способен передать. При превышении этого предела происходит скручивание тросика, и вал выходит из строя.

Как сделать своими руками

Любители мастерить инструмент своими руками вполне могут изготовить гибкий привод для дрели самостоятельно.

Важно! самому сделать броневую оплетку не получится, для этого нужно промышленное оборудование. Важно также понимать, что самодельный гибкий вал для дрели будет уступать заводскому, прежде всего — по рабочему ресурсу работы. И использовать его лучше эпизодически — тогда он не подведет вас в ответственный момент. Для профессиональной работы в больших объемах лучше потратиться на покупной удлинитель.

Тросик с оплеткой придется купить в магазине, попросив отрезать нужную вам длину. Самоделкину остается разделать концы, смонтировать наружную защиту, заполнив ее смазочными материалами. В качестве заготовки для узла крепления в патрон сгодится хвостовик от сломанного сверла подходящего диаметра.

Как вариант в качестве исходной заготовки можно взять тросик от автомобильного спидометра, а также мотоциклетный привод управления газом или сцеплением.

Один конец проволоки в броневой оплетке нужно будет приварить к хвостовику сломанного сверла, используя гайку подходящего диаметра и сварочный аппарат. Ко второму концу тросика приваривают патрон от дрели либо шестигранный адаптер для быстрой смены инструмента.

Помните, что при работе таким приводом нужно придерживать его не за вращающийся патрон, а за неподвижную оплетку. Такое сделанное своими руками устройство не только даст возможность сэкономить средства, но и изготовить привод точно такой длины, какая вам требуется. Большинство заводских приводов имеют длину 25 или 50 см.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Классификация муфт

Многообразие требований, предъявляемых к муфтам, и различные условия их работы обусловили создание большого количества конструкций муфт. В зависимости от функционального назначения и особенностям конструкции муфты классифицируются по управляемости и по степени снижения динамических нагрузок, а также по основным конструктивным признакам.

По управляемости муфты подразделяют на неуправляемые, управляемые и самоуправляемые.

Неуправляемые (нерасцепляемые) муфты осуществляют постоянное соединение валов между собой. К этому типу относят глухие, жесткие и упругие компенсирующие муфты. Некоторые типы неуправляемых муфт способны поглощать динамические нагрузки на агрегаты и узлы машины при передаче вращающего момента, но разъединять или соединять эти элементы конструкции машины во время ее работы они не могут;

Управляемые (сцепные) муфты допускают во время работы соединение (сцепление) и разъединение (расцепление) валов посредством механизма управления.

Управление работой таких муфт осуществляется с участием человека (иногда – специализированной компьютерной программы), т. е.

процесс управления не является автоматическим, а зависит от внешнего управляющего фактора, а не от условий, в которых работает муфта или соединяемые элементы машины.

Самоуправляемые муфты способны автоматически соединять или разъединять валы при изменении заданного режима работы машины.

Такие муфты, благодаря своей конструкции, могут самостоятельно (без внешнего управления) осуществлять сцепление или расцепление отдельных элементов машины в случае перегрузки или при достижении определенного режима работы. К самоуправляемым относят обгонные муфты, центробежные муфты и предохранительные муфты.

Обгонные муфты служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, разъединяя валы, если их относительное вращение изменяется на противоположное.

Центробежные муфты срабатывают при достижении определенной частоты вращения соединяемых валов.

Предохранительные муфты разъединяют валы при превышении допустимой величины передаваемого крутящего момента. Самоуправляемые предохранительные муфты могут выполняться с разрушающимся соединительным элементом или с автоматическим разъединителем.

По степени снижения динамических нагрузок муфты подразделяют на жесткие и упругие. Жесткие муфты не сглаживают динамические нагрузки, возникающие при передаче вращающего момента – удары, толчки, вибрации и т. п. Такие муфты обеспечивают постоянную кинематическую и динамическую связь между валами.

Упругие муфты способны сглаживать вибрации, толчки и удары между валами благодаря наличию в их конструкции упругих элементов – пружин, резиновых втулок или прокладок и т. п.

По конструктивным особенностям различают следующие основные типы механических муфт:

Глухие (жесткие) муфты:

• втулочные;
• фланцевые;
• продольно-свёртные.

Компенсирующие жесткие муфты (компенсирующие радиальные, осевые и угловые смещения валов):

• шарнирные муфты (компенсируют угловое смещение валов до 45°);
• зубчатые;
• цепные.

Компенсирующие упругие муфты (компенсирующие динамические нагрузки):

• муфты с торообразной или лепестковой оболочкой;
• втулочно-пальцевые;
• муфты со звёздочкой.

Сцепные муфты (соединяющие или разъединяющие валы посредством специального управляемого механизма):

• муфты кулачково-дисковые;
• кулачковые муфты;
• фрикционные;
• центробежные.

Самоуправляемые (автоматические) муфты:

• обгонные муфты (передающие вращение только в одном направлении);
• центробежные (срабатывающие при достижении определенной частоты вращения);
• предохранительные муфты (ограничивающие передаваемый крутящий момент).

Перечисленные типы муфт относятся к механическим устройствам. Кроме механических муфт в машинах и механизмах нередко применяются муфты с гидравлическим, магнитным или электромагнитным управлением. К таковым относятся гидравлические (гидродинамические), электромагнитные и магнитные муфты.

***

Монтаж и демонтаж шкивов и полумуфт

Шкивы и полумуфты при небольших размерах насаживают при помощи специального приспособления с нажимным винтом. Применение этого приспособления позволяет все горизонтальные усилия, возникающие при надвигании шкива или муфты на конец вала, передать в осевом направлении на вал, а не на подшипники и подшипниковые крышки.

Рис. 8. Насадка шкива или полумуфты при помощи приспособления с нажимным винтом

При больших размерах шкивов или полумуфт их насаживают с помощью домкрата (рис. 9). В этом случае вал электродвигателя должен быть подперт с противоположной стороны так, чтобы усилия не передались на подшипники или подшипниковые крышки.

При ремонте электродвигателя и в некоторых других случаях возникает необходимость снять с конца вала полумуфту, шкив или шестерню. Эту операцию удобнее всего производить с помощью специальных приспособлений — съемников (рис. 10). Если окажется, что полумуфту, шкив или шестерню снять затруднительно, то можно предварительно подогреть их пламенем газовой горелки до температуры 250—300°С, одновременно охлаждая вал электродвигателя водой.

Рис. 9. Насадка шкива при помощи домкрата

Рис. 10. Съемники универсальные

:а — с нерегулируемым раскрытием тяг; б — с самоустанавливающимися тягами

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

1. Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
2. Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
3. В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Муфты. виды, устройство муфт в механизмах машин

В машинах для передачи движения от одного механизма к другому, выполненных как самостоятельная сборочная единица (редуктор, вариатор, двигатель и т.п.), применяются устройства, которые соединяют входные и выходные валы и называются муфтами.

При соединении валов муфты могут выполнять и другие функции:

• соединять и разъединять валы;
• предохранять механизмы от поломок;
• компенсировать несовпадение осей по высоте и по углу;
• амортизировать вибрации и толчки;
• работать с механизмами с изменяющейся окружной скоростью и др.

В справочной и другой технической литературе, а также в каталогах, подробно представлены технические параметры муфт в зависимости от требуемых свойств и передаваемой нагрузки, элементы конструкции и технические требования, которые необходимо выполнять при монтаже и эксплуатации муфт.

Поэтому при проектировании механических приводных устройств и механизмов редко возникает необходимость разрабатывать конструкции муфт. Задача в большинстве случаев сводится к подбору муфты в соответствии с техническими требованиями.

Основным показателем при выборе муфты является номинальный диаметр соединяемых валов. Затем после выбора муфты может возникнуть необходимость в проверке ее, что связано с определением расчетного вращающего момента, частоты вращения и условий эксплуатации, а также, при необходимости, прочность соединительных деталей.

Основная характеристика при подборе муфты – Т – передаваемый муфтой крутящий (номинальный) момент, Трасч – момент, учитывающий наиболее тяжелые условия ее нагружения и называемый расчетным крутящим моментом, и [T] – допускаемый крутящий момент, указанный в каталоге:

где Т=P/ω – крутящий момент, передаваемый муфтой при установившемся режиме работы (номинальный момент), определяемый по мощности Р и угловой скорости ω; k – коэффициент динамичности или режима работы (перегрузки), учитывающий дополнительные динамические нагрузки на муфту; его значение зависит от рода приводного двигателя и назначения рабочей машины.

С учетом инерционных масс:

где l1 и l2 – моменты инерции вращающихся масс ведущего и ведомого валов с насаженными на них деталями, приведенными к оси того вала, на который устанавливается муфта; Тном – номинальный вращающий момент.

Вместо момента инерции для муфт может быть указан маховой момент:

где G – вес вращающихся деталей на валу, Н; D – диаметр окружности вращающихся масс (обода маховика), м; g=9,81 м/с2.

При постоянном направлении вращения и умеренно нагруженных валах (σ ≈ 15 МПа) полумуфты устанавливают на концах валов по переходным посадкам (H7/m6, H7/k6). При реверсивной работе, а также при тяжело нагруженных валах (σ>15 МПа) применяют посадки с натягом.

При такой посадке муфты могут возникнуть проблемы при демонтаже.

Поэтому целесообразно для муфт, предназначенных для работы с большими нагрузками, применять посадку на конус концов валов, при которой можно создать значительный натяг в соединении и обеспечить точное радиальное и угловое положение полумуфты относительно вала.

Назначение муфт и их классификация

Муфтами в технике называют устройства, которые служат для соединения концов валов, трубопроводов и пр. Рассмотрим только муфты для соединения валов.

Потребность в соединении валов связана с тем, что большинство машин компонуют из ряда отдельных частей с входными и выходными валами, которые соединяют с помощью муфт.

Соединение валов — основное назначение муфт, но не единственное.

• Муфты используют также для включения и выключения исполнительного механизма при работающем двигателе; для предохранения машины от перегрузки (предохранительные муфты); для компенсации вредного влияния несоосности валов (компенсирующие муфты); для уменьшения динамических нагрузок (упругие муфты).
• В машиностроении применяют большое количество муфт, различающихся по принципу действия и управления, назначению и конструкции.
• В курсе «Детали машин» рассматриваются только механические муфты.
• Все муфты по назначению и принципу действия делят на следующие группы:
• 1) муфты постоянного действия, недопускающие рассоединения валов при работе машины;
• 2) муфты сцепляемые управляемые, позволяющие соединять и разъединять валы при работе машины или при её остановке;

3) муфты автоматические или самоуправляемые, соединяющие или разъединяющие валы автоматически при изменении режима работы машины (при изменении вращающего момента, частоты вращения и т.д.).

1. Муфты постоянного действия в свою очередь делятся на:
2. а) глухие, предназначенные для жёсткого соединения соосных валов;
3. б) компенсирующие, предназначенные для соединения валов с небольшими взаимными смещениями и перекосами валов;
4. в) упругие, предназначенные в основном для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых валами.

Широко применяемые муфты стандартизованы. Основной паспортной характеристикой муфты является значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана.

Муфту подбирают по величине расчётного крутящего момента

где К – динамический коэффициент.

45) Зубчатые муфты относятся к жёстким компенсирующим муфтам. Их достоинствами являются: высокая нагрузочная способность и при сравнительно небольших габаритах; способность компенсации любых смещений осей валов и технологичность изготовления.

К недостаткам нужно отнести: сравнительно низкую стойкость из-за быстрого износа и разрушения зубьев, отсутствие упруго-демпфирующих свойств.

Зубчатая муфта состоит из двух обойм с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении соответственно с двумя зубчатыми втулками имеющими наружные зубья. Зубья – эвольвентного профиля. В зацеплении имеет место повышенный боковой зазор. Компенсация смещения валов достигается перекосом втулок относительно обойм за счёт боковых зазоров и сферической поверхности наружных зубьев.

• Радиальную силу, с которой муфта действует на вал, принимаем
• Fм = 0,25 Ft,
• где Ft – окружная сила на делительном диаметре зубьев.

Цепные муфты обладают хорошими компенсирующими свойствами. В качестве соединительного элемента полумуфт-звёздочек применяют стандартные цепи (однорядные или двухрядные); при монтаже и демонтаже этих муфт не требуется осевого смещения узлов.

Достоинствами цепной муфты являются: простота конструкции и обслуживания; надёжность в работе; технологичность изготовления; малые габариты и вес.

Недостатком является наличие угловых зазоров и мёртвого хода, вследствие чего они не могут применяться в реверсивных передачах, а также при наличии больших динамических нагрузок.

В проектируемых муфтах применяют однорядные втулочно-роликовые цепи. Для удержания смазки муфту закрывают разъёмным кожухом с встроенными уплотнениями и фиксирующим винтом или штифтом, обеспечивающим совместное вращение с муфтой и предотвращение смещения кожуха.

1. Радиальную силу, с которой муфта действует на вал, принимаем
2. Fм = 0,25 Ft,
3. где Ft – окружная сила на делительном диаметре звёздочки.

• где: z – число зубьев звёздочки;
• р – шаг цепи, в мм.
• Муфты упругие
• Муфта упругая позволяет:
• 1) компенсировать несоосность валов;
• 2) устранить резонансные колебания;
• 3) уменьшить динамические нагрузки;
• 4) снизить кратковременные перегрузки.

В машиностроении применяется большое количество упругих муфт разнообразных по конструкции. Все упругие муфты делят на две группы: муфты с неметаллическим упругим элементом и муфты с металлическим упругим элементом.

Основным материалом неметаллических элементов является резина. Металлические упругие элементы это различные пружины, пружинные стержни и прочее.

Самое широкое распространение из упругих муфт получила муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП), благодаря лёгкости изготовления и замены резиновых элементов, особенно в приводах от электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами.

Она состоит из двух полумуфт, насаженных на концы валов, стальных пальцев, закреплённых в одной из полумуфт и упругих резиновых втулок. Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяют в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах (Dа»1…5 мм, Dr »0,3…0,6 мм, Da до 1 °).

1. Муфту подбирают по ГОСТ по величине крутящего момента, а затем проверяют пальцы на изгиб, а втулки на смятие
2. ,
3. где: Трасч – расчётный крутящий момент;
4. Do – диаметр окружности, проходящей через центры пальцев;
5. d – диаметр пальца;
6. l – длина втулки;
7. z – число пальцев.
8. Муфта упругая со звёздочкой

Компенсирующие способности муфты невелики. При соединении несоосных валов муфта оказывает на них значительное силовое воздействие, хотя и меньшее, чем втулочно-пальцевая муфта. Муфты со звёздочкой обладают большой радиальной, угловой и осевой жёсткостью и требуют точного монтажа узлов.

Муфта с резиновой звёздочкой состоит из одинаковых полумуфт, имеющих на фланцах торцовые кулачки и упругого элемента, выполненного в виде звёздочки. Выступы звёздочки располагаются между кулачками полумуфт и работают на сжатие через один при действии крутящего момента.

Основные параметры, габаритные и присоединительные размеры муфт, допускаемые смещения осей валов определяют по каталогам. Полумуфты изготавливают из стали 35 ГОСТ 1050-88; материал звёздочек – резина с пределом прочности при разрыве на менее 10 Н/мм2.

• Радиальная сила, вызванная радиальным смещением, определяется по соотношению
• Fм = CDr D r
• где D r – радиальное смещение, мм (табл. К23 [2])
• CDr – радиальная жёсткость муфты, Н/мм (по каталогу) зависит от диаметра посадочного места муфты.

Муфты с торообразной оболочкой применяют для соединения тихоходного вала редуктора с приводным валом. Эти муфты просты по конструкции и обладают высокой податливостью, что позволяет применять их в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных ударных нагрузках, а также при значительных кратковременных перегрузках.

Упругим элементом муфты является резиновая или резино-кордная оболочка. Резино-кордный элемент сложнее в изготовлении, чем резиновый, однако срок его службы в несколько раз больше резинового. Материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм2.

1. Эти муфты отличаются высокими компенсационными свойствами, способными уменьшать динамические нагрузки благодаря малой крутильной жёсткости и высокой демпфирующей способности.
2. К недостаткам муфт относят их большие размеры по диаметру и появление значительных осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент.
3. При предельно допустимых для муфты смещениях радиальная сила и изгибающий момент от неё невелики, поэтому при расчёте валов и их опор этими нагрузками можно пренебречь Fм = 0 Н.
4. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Детали, составляющие машину, связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на подвижные (подшипники, зацепления) и неподвижные (сварные, болтовые, прессовые). Наличие подвижных

связей в машине обусловлено её кинематической схемой. Неподвижные связи обусловлены целесообразностью расчленения машины на узлы и детали для того, чтобы упростить производство и облегчить сборку.

Неподвижные связи в технике называют соединениями.

По признаку разъёмности все соединения делят на раъёмные и неразъёмные.

Разъёмные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

Неразъёмные соединения не позволяют разъединить детали без их повреждения. Применение неразъёмных соединений обусловлено в основном технологическими и экономическими требованиями. К этой группе относятся заклёпочные, сварные и соединения с натягом.

Соединения являются важными элементами конструкций. Многие аварии и неполадки в работе машин обусловлены неудовлетворительным качеством соединений.

Основным критерием работоспособности и расчёта соединений является прочность.

Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами. Желательно, чтоб соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкцию.

52. Шпоночные соединения служат для закрепления деталей на валах и осях и передачи крутящего момента. Такими деталями являются зубчатые колёса, шкивы, звёздочки. Соединение нагружается в основном крутящим моментом Т.

Все основные виды шпонок делятся на клиновые и призматические. Клиновые шпонки сейчас применяют редко и только в единичном производстве.

В массовом и серийном производстве применяют призматические шпонки.

Соединение призматическими шпонками ненапряжённое. Оно требует изготовления вала и отверстия с большой точностью. Во многих случаях посадка ступицы на вал производится с натягом.

Рассматривая равновесие вала или ступицы при этих допущениях, получаем условия прочности в виде:

У стандартных шпонок размеры b и h подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают напряжения смятия, а не напряжения среза. Поэтому при расчётах стандартные шпонки проверяют только на смятие.

Особенности конструкции

Главной конструктивной особенностью и одновременно основным преимуществом при применении является возможность его изгиба в любом месте в любом направлении. Это достигается путем использования следующих компонентов:

• гибкий и прочный стальной плетеный тросик, передающий крутящий момент;
• броневая оплетка либо намотанная спиралью пружинная проволока, выполняющая роль гибкого корпуса привода.

Снаружи проволока прикрыта гофрированной пластиковой оболочкой, внутри которой находится консистентная смазка. Она снижает трение, предотвращает истирание тросика- сердечника и защищает его от влаги и пыли.

В конструкцию гибкого привода дрели также входят подшипники, к которым прикреплен тросик. Они поддерживают его вращение. С одного конца тросик закрепляется в патроне, с другой на нем предусмотрено крепление для инструмента.

Вал-удлинитель с цанговым зажимом

Такой привод предназначен для легких и тонких работ, отвернуть им закисший болт или завернуть 130-миллиметровый саморез на полных оборотах не стоит рассчитывать- надо помнить про то, что крутящий момент, передаваемый гибким валом, ограничен.

Особенности подбора муфт по характеристикам

• Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты подбирают по ГОСТ, ведомственным нормалям, каталогам или проектируют по расчетному вращающему моменту Тр:
• Тр = К×Т,
• где К – коэффициент режима работы муфты, который может принимать следующие значения: — при спокойной работе и небольших разгоняемых массах К = 1,15…1,4; — при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах К = 1,5…2,0; — при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах К = 2,5…3;     Т – номинальный вращающий момент, передаваемый муфтой (наибольший из длительно действующих вращающих моментов), Нм.

Диаметры посадочных отверстий муфты согласуют с диаметрами концов соединяемых валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие применения разных материалов и различной нагруженности изгибающими моментами. Стандартные муфты каждого типоразмера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов.

Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному крутящему моменту Т.

Работа муфт сопровождается потерями мощности, которые обусловлены наличием несоосностей и перекосов между соединяемыми валами и потерями на демпфирование (сглаживание динамических нагрузок). По этим причинам КПД муфт всегда меньше единицы. По опытным данным при расчетах обычно принимают КПД муфт в пределах η = 0,985…0,995.

***

Глухие и жесткие компенсирующие муфты

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

1. Конструкция состоит из двух полумуфт, которые фиксируются на обоих деталях. Подобным образом проводится монтаж устройства.
2. Фиксация одного элемента относительно другого проводится за счет упругой волнообразной ленточной пружины, который зачастую называется компенсатором.

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Порядок установки заземлителей r & d marine

1. При проведении следующей процедуры убедитесь, что разъем не загрязнен смазкой и грязью.
2. Перед установкой муфты в валопровод, снимите 2 болта, удерживающих одну из пластин.
3. Снимите пластину, чтобы раскрыть отверстие в центре муфты.
4. Сверните заземлитель (вдоль) как можно плотнее.
5. Задвиньте заземлитель в ранее открытое отверстие насколько это возможно.
6. Верните на место пластину, убедившись, что заземлитель не поврежден, установите на место болты.
7. Установите муфту в соответствии с инструкцией по установке.
8. Проверьте электрическую непрерывность при установке, а затем с интервалами 3-6 месяцев.

Ременная передача

Другой тип соединения вала рабочей машины с валом электродвигателя — это устройство промежуточных передач. Наиболее распространенная промежуточная передача — клиноременная передача. Она состоит из ведущего и ведомого шкивов и клиновидного ремня (или ремней), охватывающего оба шкива.

Рис. 6. Шкив для клиновидных ремней

Таблица 7.1. Шкивы клиноременных передач

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

1. Для создания самодельной конструкции требуется звездочка, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
2. Передача вращения осуществляется при помощи цепи. За счет применения стали при изготовлении этого изделия существенно повышается прочность.
3. Подключение осуществляется за счет двух полумуфт. При этом звездочка должна распиливаться пополам. На каждую полумуфту будет навариваться обрезанная часть звездочки.
4. Крепление полумуфты осуществляется при помощи болтов. Однако, подобный способ соединения не рекомендуется в случае, если оказываемая нагрузка существенная. Фиксация разъемных элементов обеспечвается за счет шпонки при передаче большого усилия.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Упругие муфты общепромышленного назначения

Для соединения валов с диаметрами в диапазоне 15…150 мм применяются упругие муфты. Особенно при необходимости компенсировать нагрузки динамического характера, а также угловые, радиальные несоосности либо комбинации обоих. Основной составляющей данных соединительных изделий является элементы с хорошей упругостью, обеспечивающие передачу вращательного движения между двумя полумуфтами.

В большинстве случаев для общепромышленного применения например соединения валов насоса, редуктора мы предлагаем клиентам кулачковые муфты HRC или Trasco. Если необходимо компенсировать большой перекос или вибрацию например от ДВС — муфту с резиновыми шинами. Для передачи большого крутящего момента хорошо подойдут цепные муфты или упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП).

При необходимости точно передавать крутящий момент или минимизировать момент инерции рекомендуем обратить внимание на серво либо сильфонные муфты. Так же тут допустимо применять кулачковые муфты Trasco ES.

Упругие муфты с металлическими пружинами

Упругие муфты с металлическими пружинами (рис. 4) применяются для асинхронных двигателей. Стальная пружина 1 входит в конструкцию муфты как упругий элемент. Технические данные упругих муфт с металлическими пружинами приведены в табл. 4.1.

Рис. 4. Упругая муфта с металлическими пружинами

Таблица 4.1. Технические данные упругих муфт с металлическими пружинами

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

1. Установка возможна в случае бокового или углового смещения валов в месте сопряжения.
2. Довольно большое распространение получили втулочно-пальцевые детали.

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.