Типы муфт для соединения валов

Муфта для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

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.

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.

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

  1. Постоянные или соединительные.
  2. Сцепные и управляемые.

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

  1. Жесткие.
  2. Глухие.
  3. Соединительные.
  4. Подвижные или гибкие.

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

  1. Расширительные. Они характеризуются тем, что могут компенсировать осевое смещение деталей относительно друг друга.
  2. Крестовые. Подобные механизмы устанавливаются в случае, когда есть вероятность радиального смещения.
  3. Мембранные и поводковые, которые рассчитаны на радиальное и осевое смещение. Поводковые имеют специальный элемент, который обеспечивает фиксацию положения обоих элементов.

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

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.

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.

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.

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.
Читайте также  Как соединить светодиоды в цепь?

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.

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

  1. Фиксация проводится за счет шпонки. Подобный способ характеризуется весьма высокой надежностью.
  2. Насадка полумуфт выполняется в натяг. Это исключает вероятность появления люфта и других проблем.
  3. При насадке нельзя прикладывать большое усилие, так как может возникнуть серьезный дефект.

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

  1. Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
  2. Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
  3. Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Муфты: описание классификация

Муфты: описание, классификация

Муфтой называется устройство для соединения валов. Основное назначение муфт- передача вращающего момента между валами, без изменения его значения и направления. Кроме передачи момента, некоторые муфты выполняют дополнительные функции.

Для того, чтобы купить муфту, необходимо знать основные принципиальные различия между ними. Длинные валы по условиям технологии изготовления и сборки приходится делать составными, причем составной вал должен работать как целый. Его части соединяют жесткими глухими нерасцепными муфтами.

Для соединения валов с неточно совмещенным осями применяют компенсирующие муфты, которые компенсируют небольшие радиальные, осевые или другие смещения.
Приводы некоторых машине передают переменные моменты, в том числе с ударами. Для уменьшения динамических нагрузок и колебаний используют упругие муфты.
Для пуска и остановки отдельных узлов машин используют управляемые сцепные муфты. При перегрузках и неправильной эксплуатации возможны поломки деталей, чтобы этого не произошло используют предохранительные муфты.
Если движение и момент должны передаваться в одну сторону, и не должны -передаваться в противоположную используют обгонные муфты. Предохранительные и обгонные муфты не требуют участия человека, их называют самодействующими.

Также недавно на рынке появились пневматические муфты

По управляемости муфты могут быть разделены на:

1) Муфты нерасцепляемые, осуществляющие постоянное соединение — глухие, компенсирующие, упругие
2) Муфты сцепные, управляемые,
3) Муфты сцепные, самодействующие (самоуправляемые),по направлению движения — обгонные, по скорости (центробежные), по пути (однооборотные) и т.п.

Основной характеристикой муфт в связи с их основным назначением является вращающий момент.Другими важными показателями являются габариты, масса, момент инерции, относительно оси вращения.
Муфты основных типов регламентированы государственными стандартами.

Классификация муфт

По конструкции:

  • Управляемые (сцепные, автоматические)
  • Неуправляемые (постоянно действующие)

По назначению:

состоят из двух полумуфт с кулачками на торцовых поверхностях.
при включении кулачки одной полумуфты, входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление.

Применяются в механизмах, где должно быть обеспечено постоянное передаточное число,
а также при передаче больших вращающих моментов, когда переключения производят редко.

Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу, при любых скоростях.
Передача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты.

В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок.

По форме поверхности трения делятся на: дисковые, конусные, цилиндрические.
По условиям смазывания: маслянные и сухие,

Также существуют многодисковые фрикционные муфты.
Основной критерий — износостойкость трущихся поверхностей.

Предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала, при достижении ведущим валом заданной угловой скорости; ограничивают частоту вращения.

Основная функция — ограничение передаваемого момента.

(с разрушающимся элементом и автоматические)

Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от перегрузок.

Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки.
предохранительные муфты расчитывают по предельному моменту

По принципу работы делятся на:

Пружинно-кулачковые предохранительные муфты-по принципу аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается
к неподвижной не механизмом управления, а постоянно действующей пружиной с регулируемой силой.

Фрикционные предохранительные муфты — применяются при кратковременных перегрузках.
Конструкция аналогична конструкции сцепных фрикционных муфт.Сила нажатия в них создается пружинами
отрегулированными на передачу предельного вращающего момента.

С разрушающимся элементом — состоит из двух фланцевых полумуфт, соединенных штифтом.
При перегрузке штифт срезается и муфта выключается.

Шариковые предохранительные муфты

Роликовые предохранительные муфты

Электромагнитные и магнитные-

Электромагнитные муфты применяют для замыкания и размыкания цепей без прекращения вращения, а также для регулирования движения приводов станков.

Порошковая

Муфта состоит из трех основных частей: неподвижного корпуса и двух полумуфт.Пространство между полумуфтами заполнено ферромагнитной массой. Катушка электромагнита располагается в одной из полумуфт или в корпусе.

Включение и отключение валов на ходу. В некоторых случаях — регулирование скорости вращения.

Электромагнитная зубчатая

Электромагнитная дисковая

Просмотров: 69817 | Дата публикации: Понедельник, 13 мая 2013 10:21 |

Типы муфт для соединения валов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МУФТЫ МЕХАНИЧЕСКИЕ ОБЩЕМАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Термины и определения

Mechanical couplings for general machine-building application.
Terms and definitions

Дата введения 1993-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 96 «Механические приводы»

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21.10.92 N 1432

3. Срок проверки — 1998 г., периодичность проверки — 10 лет

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий механических муфт общемашиностроительного применения, выполненных в виде самостоятельных узлов, а также их основных элементов и параметров.

Настоящий стандарт не распространяется на муфты специальной конструкции и специального назначения, но является для них рекомендуемым.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы (по данной научно-технической отрасли), входящих в сферу работ по стандартизации и использующих результаты этой работы.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.

Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия.

Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

Читайте также  Достоинства и недостатки сварных соединений

В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

1. Муфта: Сборочная единица привода машины, предназначенная для соединения валов и передачи крутящего момента без изменения направления вращения

2. Муфта общемашиностроительного применения: Муфта, поставляемая в виде самостоятельного изделия, удовлетворяющая комплекту технических требований, общему для большинства случаев применения, выполненная без учета специальных требований, характерных для отдельных отраслей промышленности

3. Соединительный элемент (муфты): Деталь, передающая крутящий момент с ведущей части муфты на ведомую и определяющая нагрузочную способность и свойства муфты

4. Механическая муфта: Муфта, у которой крутящий момент передается с помощью соединительных элементов

5. Полумуфта: Часть разъемной муфты, соединяемая непосредственно с ведущим или ведомым валом

6. Радиальное смещение полумуфт: Расстояние между параллельными осями соединенных муфтой валов

7. Угловое смещение полумуфт: Угловой размер между пересекающимися осями соединенных муфтой валов

8. Осевое смещение полумуфт: Величина отклонения номинального размера, определяющего положение полумуфт относительно друг друга в осевом направлении

9. Компенсирующие свойства муфты: Свойства муфты передавать вращение и нагрузку с одной части привода на другую при наличии радиальных, угловых и осевых смещений полумуфт

10. Упругие свойства муфты: Свойства муфты уменьшать динамические нагрузки вращения в валопроводе привода

11. Угол закручивания: Угловая величина относительного поворота полумуфт в окружном направлении под нагрузкой крутящим моментом

12. Крутильная жесткость муфты: Упругое свойство муфты, характеризующееся величиной отношения крутящего момента к углу закручивания муфты

13. Демпфирующая способность муфты: Свойство муфты, характеризующееся величиной энергии, необратимо поглощаемой муфтой при ее деформации

14. Присоединительные размеры муфты: Значения размеров присоединительных отверстий или фланцев полумуфт, необходимые для присоединения к ведущей и ведомой частям привода

КЛАССЫ МЕХАНИЧЕСКИХ МУФТ

15. Класс муфт: Единица классификационного деления, определяющая муфты по функциональному признаку соединения ведущей и ведомой частей

Примечание. По классам муфты делятся на нерасцепляемые, управляемые и самодействующие.

16. Нерасцепляемая муфта: Муфта, ведущая и ведомая части которой соединены постоянно

17. Управляемая муфта: Муфта, снабженная специальным соединительным элементом, который обеспечивает управление соединением и разъединением валов

18. Самодействующая муфта: Муфта, включение и выключение которой происходит автоматически в результате изменения заданного рабочего режима

ГРУППЫ МЕХАНИЧЕСКИХ МУФТ

19. Группа муфт: Единица классификационного деления, определяющая муфты по функциональному назначению

Примечание. По группам муфты делятся на жесткие, компенсирующие, упругие, синхронные, асинхронные, центробежные, обгонные, предохранительные.

20. Жесткая муфта: Нерасцепляемая механическая муфта, не допускающая относительного смещения между полумуфтами

21. Компенсирующая муфта: Нерасцепляемая механическая муфта, допускающая относительное смещение между полумуфтами, исключая относительный поворот

22. Упругая муфта: Нерасцепляемая механическая муфта, соединительные элементы которой допускают за счет упругой деформации относительное смещение между полумуфтами

23. Синхронная муфта: Управляемая механическая муфта, переключаемая только при равных или почти равных угловых скоростях полумуфт

24. Асинхронная муфта: Управляемая механическая муфта, переключаемая только при различных угловых скоростях полумуфт и передающая крутящий момент за счет сил трения.

25. Центробежная муфта: Самодействующая механическая муфта, включение или выключение которой происходит от воздействия центробежной силы, возникающей во время вращательного движения муфты

26. Обгонная муфта: Самодействующая механическая муфта, полумуфты которой могут самостоятельно автоматически соединяться и разъединяться в зависимости от направления их относительного вращения или в зависимости от относительной разницы скоростей их вращения

27. Предохранительная муфта: Самодействующая механическая муфта, которая автоматически выключается при превышении крутящего момента или ограничивает крутящий момент

ВИДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ МУФТ

28. Вид муфт: Единица классификационного деления, определяющая муфты по функциональному признаку соединительных элементов муфт

Примечание. По видам муфты делятся на неразъемные, разъемные, осевые, радиальные, угловые, универсальные, линейные, нелинейные, синхронные с механической связью, асинхронные с механической связью, фрикционные центробежные, храповые обгонные, фрикционные обгонные, предохранительные с разрушающимся звеном, предохранительные с неразрушаемым звеном

29. Неразъемная муфта: Жесткая муфта, не имеющая разъемов

30. Разъемная муфта: Жесткая муфта, имеющая для удобства монтажа и демонтажа привода разъем в плоскости параллельной или перпендикулярной оси муфты

31. Осевая (компенсирующая) муфта: Компенсирующая муфта, соединительные элементы которой позволяют компенсировать осевые смещения соединяемых валов

32. Радиальная (компенсирующая) муфта: Компенсирующая муфта, соединительные элементы которой позволяют компенсировать радиальные смещения осей соединяемых валов

33. Угловая (компенсирующая) муфта: Компенсирующая муфта, соединительные элементы которой позволяют компенсировать угловые смещения осей соединяемых валов

34. Универсальная (компенсирующая) муфта: Компенсирующая муфта, соединительные элементы которой позволяют компенсировать одновременно два или все три вида смещений соединяемых валов

35. Линейная (упругая) муфта: Упругая муфта, которая имеет линейную характеристику крутильной жесткости соединительных элементов

36. Нелинейная (упругая) муфта: Упругая муфта, которая имеет нелинейную характеристику крутильной жесткости соединительных элементов

37. Синхронная муфта с механической связью: Механическая синхронная муфта, соединительные элементы которой включаются и выключаются с помощью либо механического, либо гидравлического, либо пневматического, либо электромагнитного устройства

38. Асинхронная муфта с механической связью: Механическая асинхронная муфта, соединительные элементы которой включаются и выключаются с помощью либо механического, либо гидравлического, либо пневматического, либо электромагнитного устройства.

Муфты электромагнитные с механической связью по ГОСТ 18306

39. Фрикционная центробежная муфта: Центробежная муфта, у которой передача крутящего момента осуществляется за счет сил трения между соединительными элементами и полумуфтами

40. Храповая обгонная муфта: Обгонная муфта, у которой включение и выключение муфт осуществляется храповым механизмом

41. (Фрикционная) обгонная муфта: Обгонная муфта, у которой включение и выключение муфт осуществляется за счет сил трения между соединительными элементами и полумуфтами

42. Предохранительная муфта с разрушающимся звеном: Предохранительная муфта, у которой выключение при превышении номинального значения крутящего момента осуществляется за счет разрушения соединительных элементов

43. Предохранительная муфта с неразрушающимся звеном: Предохранительная муфта, у которой выключение при превышении номинального значения крутящего момента осуществляется за счет окружных сил, превышающих силы трения между соединительными элементами и полумуфтами

ТИПЫ МЕХАНИЧЕСКИХ МУФТ

44. Тип муфт: Единица классификационного деления, определяющая муфту по конструктивному признаку

45. Типоразмер муфты: Величина, определяемая по одному основному параметру или размеру муфты

46. Втулочная муфта с коническими штифтами: Неразъемная муфта, которая соединяется с валами коническими штифтами

47. Втулочная муфта с призматическими шпонками: Неразъемная муфта, которая соединяется с валами призматическими шпонками

48. Втулочная муфта с эвольвентными шлицами: Неразъемная муфта, которая соединяется с валами эвольвентными шлицами

49. Втулочная муфта с прямобочными шлифами: Неразъемная муфта, которая соединяется с валами прямобочными шлицами

50. Продольно-свертная муфта с конусными кольцами: Разъемная муфта, имеющая разъем в плоскости параллельной оси вала с охватывающими конусными кольцами

51. Продольно-свертная муфта без фиксации: Разъемная муфта, имеющая разъем в плоскости параллельной оси муфты, которая соединяет зафиксированные в осевом направлении валы

Детали машин

Механические муфты

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.

Читайте также  Соединение профтрубы без сварки

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.

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 :

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.

Классификация и конструкция муфт

Общее назначение муфт — передача вращающего момента между соединяемыми валами. Помимо общего назначения, отдельные муфты выполняют дополнительные функции, например, предохраняют механизмы от перегрузок, компенсируют погрешности, возникшие при монтаже валов.

Виды муфт по способу соединения

По способу соединения выделяют следующие виды муфт:

  • постоянно замкнутые (глухие)
  • управляемые (например, муфта сцепления автомобиля)
  • самодействующие (с автоматическим управлением по моменту — предохранительные, по направлению вращения, по скорости, по углу поворота или пройденному пути

Классификация муфт по демпфирующим способностям

  • жесткие (например втулочные, фланцевые)
  • упругие (например муфта упругая со звездой или с торообразной оболочкой)

Классификация муфт по компенсирующим способностям

В зависимости от возможности муфты нивелировать монтажную погрешность установки валов различают:

  • компенсирующие муфты (компенсируют погрешность установки валов)
  • не компенсирующие муфты

Конструкции муфт

Существует несколько распространенных типовых конструкций муфт, соединяющих валы.

Втулочная муфта

Муфта представляет собой жесткую втулку 3, надетую на валы 1 и 2. Передача вращающего момента может осуществляться:

  • Шпонками
  • Шлицами
  • Штифтами

Втулочные муфты жесткие, некомпенсирующие.

Достоинствами муфт данного типа являются простота конструкции и малые радиальные габаритные размеры.

Недостатками втулочных муфт можно назвать отсутствие демпфирования и компенсации зазоров, а также неудобный монтаж.

Муфта фланцевая

Эта жесткая, некомпенсирующая муфта состоит из двух фланцев 3 соединенных болтом 4, надетых на валы 1 и 2.

Достоинства — простота конструкции, удобство при сборке.

Недостатки — большие диаметральные габариты (по сравнению с втулочной), отсутствие демпфирования и компенсации погрешностей установки валов.

Муфта упругая втулочно-пальцевая

На концы соединяемых валов 1 и 2 надеты полумуфты 3 и 4, на полумуфте 3 зафиксированы пальцы 6, затянутые гайкой 8. Кольцо 5 обеспечивает монтажный зазор. На пальце 6 установлен упругий элемент 7.

Упругие и компенсирующие способности МУВП не велики.

Муфта упругая со звездой

Между кулачками ведущей 1 и ведомой муфты 2 установлена резиновая звезда 3.

Диаметральные размеры муфты со звездой меньше, чем муфты втулочно-пальцевой. Муфты со звездой обладают посредственными компенсирующими и демпфирующими свойствами.

Муфта с торообразной оболочкой

Полумуфты 3, надетые на валы 1 и 2, соединены между собой с помощью торообразной оболочки 5. Фиксация оболочки обеспечивается прижимными кольцами 4, которые с помощью винтов 6 притягиваются к полумуфтам.

Муфта с торообразной оболочкой обладает высокими упругими и компенсирующими свойствами в связи с большим объемом деформируемой резины.