Устройство и принцип действия основных типов муфт

Содержание

Муфты назначение классификация виды

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДРАСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра инженерной графики

РЕФЕРАТ

На тему:

«Муфты: назначение, классификация, виды»

МИНСК, 2008

Назначение и классификация

Муфты служат для соединения валов или валов с деталями, свободно вращающимися на них (зубчатыми колесами, шкивами и т.п.), с целью передачи вращения без изменения скорости. Известно, что большинство устройств, систем компонуют из отдельных узлов с входными и выходными валами. Такими узлами являются, например, привод в виде двигателя, передаточный и исполнительный механизмы. Кинематическая и силовая связь между этими узлами устройства осуществляется с помощью муфт (рис.1).

Рис. 1

Соединение валов является основным, но не единственным назначением муфт. Муфты применяют для включения и выключения исполнительного органа при непрерывно работающем двигателе, для предохранения рабочих органов от перегрузок и чрезмерно больших скоростей, для передачи движения между валами только в одном направлении, для остановки в качестве тормоза и других функций.

Глухие жесткие муфты используют при передаче движения между соосными валами, которые должны работать как единый вал. Компенсирующие подвижные муфты применяют при передаче движения между несоосными валами при наличии небольших радиальных, осевых, угловых или комбинированных смещений осей валов. Упругими муфтами пользуются для смягчения толчков, динамических нагрузок при передаче вращающегося момента между валами. Предохранительные муфты применяют во избежание поломок деталей механизма из-за перегрузок. Обгонные муфты используют для передачи движения только в одну сторону.

Муфты по управляемости передачей вращения между соединяемыми валами делят на три группы:

  1. муфты постоянные, осуществляющие постоянное соединение валов, – глухие, компенсирующие, упругие;

  2. муфты управляемые, обеспечивающие режим «включено-выключено» с помощью: дистанционного (электрического) управления – электромагнитные, магнитопорошковые (магнитожидкостные), пьезокристаллические; ручного (механического) управления – зубчатые, кулачковые, фрикционные;

  3. муфты самоуправляемые, осуществляющие автоматическое разъединение или соединение валов: по величине передаваемого момента – предохранительные; по скорости вращения – центробежные; по направлению вращения – обгонные.

Стандартами предусмотрены размеры на некоторые типы муфт. Муфты подбирают по большему диаметру соединяемых валов и расчетному значению передаваемого момента Тр = kT, где Т – номинальный момент на валу; k – коэффициент режима работы муфты. В приводах от электродвигателя принимают: при спокойной нагрузке k = 1,15 … 1,4; при переменной нагрузке k = 1,5 … 2; при ударной нагрузке k = 2,5 … 4.

Часто муфты изготавливают индивидуально. При выборе конструкции муфты учитывают ее назначение, особенности конструкции механизма, условия эксплуатации, характер нагрузки. Выбранные муфты проверяют в кинематических передачах на точность, в силовых – на прочность.

Постоянные муфты

Эти муфты делятся на глухие и подвижные, или компенсирующие, которые допускают небольшие неточности сборки.

Глухая втулочная муфта (рис. 2) является наиболее простой и используется при высокой соосности соединяемых валов и отсутствии перекоса. Она состоит из втулки, соединенной с валами с помощью штифтов (рис. 2, а), шпонок (рис. 2, б), а при больших моментах – шлицами.

а б

Рис. 2

Втулки изготавливают из различных материалов, но чаще из тех же марок сталей, что и валы. Рекомендуют следующие соотношения между наружным D и внутренним d диаметрами D = 1,5d. Длина посадочной части втулки на каждом валу ℓ1 = (1 … 1,5)d; общая длина муфты ℓ = (2,25 … 3)d, диаметр штифта dш = (0,2 … 0,25)d.

Для соединения втулки с валом рекомендуют посадки с нулевым зазором типа H/h или переходные типа H/k.

Расчет таких муфт сводится к расчету штифтов (шпонок) на сдвиг.

Размеры втулочных муфт стандартизированы.

Поводковые муфты различных конструкций (рис. 3, .4) применяют при диаметрах валов 3 … 12 мм. Они допускают небольшие радиальные смещения осей валов. Муфты состоят из полумуфт 1 и 2, закрепленных на валах штифтами. На фланце одной из полумуфт закреплен палец (поводок) 3, входящий в паз второй полумуфты. Палец может быть цилиндрическим и сферическим, последний допускает и перекос осей. Муфта (см. рис. 3) проста по конструкции, но у нее всегда существует мертвый ход за счет зазора z между пальцем и пазом. При расстоянии r между осями вала и пальца величина мертвого хода в угловых минутах  = 3438 z/r. Чтобы уменьшить в вале радиальную изгибающую нагрузку, рекомендуют применять муфты с двумя пальцами, расположенными симметрично относительно оси валов.

В точных передачах применяют поводковые муфты (рис. 4), мертвый ход в которых выбирают плоской 4 или винтовой пружиной.

Рис. 3 Рис. 4

Упругие муфты применяют для амортизации ударных и динамических нагрузок при частых пусках и реверсах механизма.

Упругая поводковая муфта представлена на рис. 5. Она состоит из двух полумуфт 4, 5, закрепленных на валах. В каждой полумуфте закреплено симметрично относительно оси по два цилиндрических пальца (поводка) 1, 2. Между полумуфтами находится упругий элемент 3 из твердой резины, кожи с четырьмя расположенными равномерно по окружности отверстиями, в которые входят пальцы полумуфт. При работе муфты упругий элемент деформируется, амортизирует динамические нагрузки и компенсирует погрешности расположения осей валов. Недостатком муфты является наличие мертвого хода из-за деформации упругого элемента и зазора между пальцем и упругим элементом.

Упругая мембранная муфта (рис. 6) позволяет передавать вращение между валами, имеющими радиальное смещение и перекос осей соответственно до 0,7 мм и 230. Вращающийся момент передается с полумуфты 1 на полумуфту 2 с помощью тонкого упругого кольца и мембраны 3. Изготавливают мембраны из стали 65Г, фосфористой бронзы, текстолита и других материалов. Мертвый ход муфты не превышает 6 … 12.

Размеры упругих поводковых и мембранных муфт для валов с диаметром 4 … 5 мм нормализованы.

Рис. 5 Рис. 6

Управляемые муфты

С помощью управляемых, называемых также сцепными, муфт можно в процессе работы соединять и разъединять валы.

Муфты с ручным управлением в дистанционно управляемых системах, системах автоматики, различных приводах периферийных устройств ЭВМ практически не применяются. При этом используют муфты управляемые дистанционно с помощью электрических сигналов малой мощности.

Из управляемых сцепных муфт наиболее применимы электромагнитные фрикционные и порошковые, обладающие высоким быстродействием и возможностью регулирования передаваемого момента. Эти муфты используются дополнительно в качестве предохранительных и тормозных устройств.

Управление электромагнитом кулачковых (зубчатых) муфт связано с рядом трудностей, обусловленных плавным сцеплением и расцеплением полумуфт, что возможно только при равенстве их угловых скоростей. Наиболее широко используются фрикционные электромагнитные муфты. Они обеспечивают плавное сцепление и расцепление валов при любых скоростях. В этих муфтах для соединения валов используются силы трения между поверхностями полумуфт. Принципиальные схемы фрикционных муфт показаны на рис. 7. Левые полумуфты закреплены на валах неподвижно, а правые являются подвижными (шлицевое, шпоночное соединение) или имеют подвижные элементы. В зависимости от формы рабочих поверхностей различают фрикционные муфты: дисковые – однодисковые (рис. 7, а) и многодисковые (рис. 7, б); конусные (рис. 7, в).

Многодисковые муфты получили наибольшее распространение благодаря плавности включения, небольшим габаритам при передаче больших моментов. Оптимальное число дисков 6 … 10.

В конусных муфтах (см. рис. 7 в) угол  не должен быть меньше угла трения для предотвращения заклинивания и облегчения расцепления, для металлических поверхностей   8 … 15.

а

в

б

Рис. 7

Необходимая сила прижатия дисков

Q = (T / Rcp)∙f∙n , (1)

где Т – передаваемый муфтой момент; Rcp – средний радиус поверхностей трения; n – число поверхностей трения; f – коэффициент трения, принимаемый для стали по металлокерамике f = 0,1 … 0,4, для стали по стали при наличии смазки f = 0,08.

Осевая сила включения конусной муфты

Q = (T∙sin/Rcp)∙f. (2)

Для повышения коэффициента трения рабочие диски изготавливают из фрикционных материалов на основе металлических порошков.

Сила прижатия дисков или конусов создается электромагнитом, встроенным в левую полумуфту, на обмотку которого подается напряжение через скользящие контакты – кольца и счетки.

Конструкции многодисковых фрикционных муфт нормализованы. Их используют при мощностях до 250 Вт и частотах вращения до 4000 об/мин, время срабатывания 28 … 200 мс. Однодисковые муфты проще по конструкции, но габариты их сравнительно велики.

Порошковые муфты отличаются малой инерционностью, быстродействием (время срабатывания 5 … 50 мс), возможностью управлять передаваемым моментом и независимостью величины передаваемого момента от скорости.

Муфта состоит (рис. 8) из трех основных частей: неподвижного корпуса 1 и двух полумуфт 2, 3. Полумуфты свободно вращаются внутри корпуса. Пространство между полумуфтами заполнено ферромагнитной массой 4 в жидком или порошкообразном виде (смесь из мелкодисперсных частиц карбонильного железа и наполнителя в виде талька или графита). Катушка 5 электромагнита располагается в одной из полумуфт или в корпусе.

Рис. 8 Рис. 9

Если электромагнит не включен (при нулевой напряженности магнитного поля), то вязкость ферромагнитной массы 4 небольшая и полумуфты механически не связаны. При подаче сигнала управления на катушку электромагнита и прохождении магнитного потока через рабочие зазоры ферромагнитные частицы намагничиваются и располагаются вдоль силовых линий. Вязкость ферромагнитной массы увеличивается, механически связывая полумуфты. При увеличении интенсивности магнитного поля растут вязкость массы 4 и величина передаваемого момента. Жидкостные муфты работают плавнее, чем порошковые, но требуют более совершенных уплотнений.

Конструкции порошковых муфт нормализованы (серия БПМ) и подбираются по передаваемому моменту и частоте вращения вала.

Использование пьезокристаллических муфт позволяет увеличить быстродействие при соединении валов до 0,2 мс, что особенно важно в системах управления, обработки информации. Принцип их действия основан на изменении размеров пьезокристалла под действием постоянного тока (рис. 9). При подводе постоянного тока к кристаллам 1 происходит увеличение размеров полумуфты 2, выборка зазоров между ней и полумуфтой 3 и передача вращения за счет сил трения.

Зазор между полумуфтами ограничивается микронными изменениями размера кристаллов. Отсюда высокие требования к точности взаимного расположения осей соединяемых валов, к точности изготовления элементов муфты и наличие вследствие малых зазоров между полумуфтами тормозного момента при нулевом сигнале управления.

Самоуправляемые муфты

Самоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения (соединения) валов в тех случаях, когда передаваемый валом момент или скорость превышает заданную условиями эксплуатации величину. Рассмотренные фрикционные сцепные муфты (см. рис. 7) могут быть использованы в качестве самоуправляемых по величине передаваемого момента. В этих муфтах при перегрузках будет происходить проскальзывание полумуфт с автоматическим разъединением валов.

Центробежная муфта прямого действия (рис. 10, а) применяется для автоматического сцепления валов, а центробежная муфта обратного действия (рис. 10, б) – для автоматического расцепления валов. Полумуфты 1 и 2 соединяются с помощью колодок 3, которые могут поступательно перемещаться в полумуфте 1.

а

б

Рис. 0

В муфтах прямого действия колодки удерживаются силами упругости Fпр пружин растяжения в полумуфте 1. При вращении вала с полумуфтой 1 со скоростью  на колодки действуют центробежные силы инерции Fn = mr2, где m – масса колодки, r – расстояние от центра масс колодки до оси вращения полумуфты 1. При увеличении скорости вращения сила инерции преодолевает силу упругости пружины и прижимает колодку к полумуфте 2 с силой N = Fn – Fпр, создающей трение между полумуфтами. При моменте трения Мтр = Fтр· r = (Fn – Fпр)r, превышающем момент сопротивления, происходят передача вращательного движения от полумуфты 1 к полумуфте 2 и соединение валов.

В муфтах обратного действия (см. рис. 10, б) расцепление валов происходит при скорости, когда сила инерции (Fn) колодки ставится равной силе упругости пружины (Fпр) и отжимает колодку от полумуфты 2.

Обгонная муфта (рис. 11) передает движение только в одном направлении. Она состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, шариков (роликов) 4.

Принцип работы обгонных муфт состоит в следующем. Полумуфта 1 жестко закреплена на ведущем валу. При его вращении по часовой стрелке шарики 4 под действием сил пружин 3 и сил трения вкатываются в узкую часть клинового зазора полумуфт и, заклиниваясь, передают вращательный момент от полумуфты 1 к полумуфте 2, свободно сидящей на валу и являющейся зубчатым колесом.

Рис. 11

При вращении полумуфты 1 против часовой стрелки шарики выходят в широкую часть клиновых зазоров и полумуфты разъединяются, т.е. вращение от вала к зубчатому колесу не передается.

Такие муфты нормализованы. Они обеспечивают бесшумную работу и обладают высокой нагрузочной способностью.

ЛИТЕРАТУРА

Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем: Учебное пособие. М.: – Высш. шк., 2001. – 480 с.

Сурин В.М. Техническая механика: Учебное пособие. – Мн.: БГУИР, 2004. – 292 с.

Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 1999. – 415 с.

Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия автомобиля до недавнего времени делилась на два типа: механика, которая требует от водителя при выборе следующей передачи выдавливать педаль сцепления и перемещать рычаг КПП, и автоматическая, которая делает самостоятельно всю работу за водителя при помощи гидротрансформатора и набора планетарных передач. Теперь появилось промежуточное решение, вобравшее в себя лучшее из двух вышеупомянутых концепций – трансмиссия с двойным сцеплением

Водители могут также выбрать полностью автоматизированный режим, который передает все заботы о переключении передач компьютеру. В этом режиме ощущение от работы автоматической коробки передач с двойным сцеплением очень напоминает обычный автомат. Из-за того, что коробка передач с двойным сцеплением заранее выбирает следующую передачу, уменьшается толчок переключения передач. Еще важно заметить, что переключение передач происходит под нагрузкой, что означает постоянный поток мощности от двигателя на колеса.
Изящная двухвальная конструкция, разделяющая четные и нечетные передачи, делает это все возможным. Рассмотрим работу этих валов подробнее.
Валы автоматической коробки передач с двойным сцеплением
Двойной вал – сердце автоматической коробки передач с двойным сцеплением. В отличие от обычной механики, которая зацепляет все шестерни на один входной вал, автоматическая коробка передач с двойным сцеплением размещает четные и нечетные передачи на разных валах. Как такое возможно? Внешний вал делается полым, что позволяет разместить внутри него внутренний вал. Внешний полый вал подает мощность от двигателя на шестерни 2-й и 4-й передач, тогда как внутренний вал питает 1-ю, 3-ю и 5-ю.
Диаграмма ниже показывает устройство типичной 5-ступенчатой автоматической коробки передач с двойным сцеплением. Обратите внимание, что одно сцепление контролирует 2-ю и 4-ю передачи, а другое независимое сцепление – 1-ю, 3-ю и 5-ю. Это решение позволяет молниеносно переключать передачи и поддерживать постоянный поток мощности от двигателя на коробку. Стандартная механика не может этого делать, потому что она использует один вал для четных и нечетных передач.


Многодисковые сцепления
Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением обходится без гидротрансформатора. Вместо этого используются мокрые многодисковые сцепления. «Мокрое» сцепление означает, что оно работает в масляной ванне для смазки рабочих компонентов с целью снижения трения и ограничения выделения тепла. Существуют версии сухих сцеплений, но все производители автоматической коробки передач с двойным сцеплением используют мокрое решение.

Аналогично гидротрансформатору влажные многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит к прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы по внешнему диаметру размером и формой с пазами внутри барабана сцепления. В свою очередь барабан сцепления соединен с набором шестерней, который получит крутящий момент. Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением Audi использует комбинацию витых и диафрагмовых пружин в многодисковых сцеплениях.

> Сцепные муфты

В зависимости от способа соединения и разъединения полумуфт в процессе работы различают управляемые и самоуправляемые (автоматические) сцепные муфты.

Сцепные управляемые муфты

Управляемые муфты предназначены для соединения или разъединения валов, а также валов и установленных на них деталей в подвижном или неподвижном состоянии с помощью специальных механизмов управления.

Передача вращающего момента осуществляется либо за счет зацепления (зубчатые или кулачковые муфты), либо силами трения (фрикционные муфты).

По сравнению с кулачковыми и зубчатыми, фрикционные муфты обладают рядом преимуществ: плавная передача движения от ведущего вала к ведомому, возможность включения при любой разности скоростей и предохранение механизмов от поломок деталей в случае внезапной перегрузки. В этой связи фрикционные муфты получили наиболее широкое распространение. Однако эти муфты можно применять только в тех случаях, когда не требуется строгого соблюдения равенства угловых скоростей соединяемых валов.

Рис. 10.10

Принципиальные схемы фрикционных муфт представлены на рис. 10.10. Полумуфты (1) закреплены на валах неподвижно, а полумуфты (2) являются подвижными или имеют подвижные элементы.

В зависимости от формы рабочих поверхностей различают следующие разновидности фрикционных муфт:

  • • дисковые (рис. 10.10, а, б);
  • • конусные (рис. 10.10, в);
  • • цилиндрические (рис. 10.10, г).

Среди фрикционных муфт наибольшее распространение получили многодисковые муфты (рис. 10.11) благодаря плавности включения, небольшим габаритам и несложной регулировке при износе дисков.

Муфта состоит из двух неподвижных полумуфт (1) и (2) и пакетов дисков, один из которых (3) соединен с помощью наружных зубьев или шлицев с полумуфтой (2), а внутренние диски (4) скреплены с полумуфтой (1).

При включении муфты диски сжимаются между упорными кольцами (5) и (6) при помощи рычажного механизма включения (7, 8). При этом вращающий момент нарастает с увеличением силы нажатия (с увеличением контактных давлений на поверхностях трения), вследствие чего можно соединить валы под нагрузкой. Пробуксовывание муфты в процессе включения обеспечивает плавный разгон ведомого вала.

В выключенной муфте между дисками появляются зазоры, момент трения практически исчезает и движение ведомому валу не передается.

Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (дисковой или конической формы). Давление на поверхностях контакта (смазываемых или сухих) создают с помощью устройств и механизмов включения различного типа (пружинно-рычажных механизмов, электрических, гидравлических и пневматических устройств).

Рис. 10.11

Сцепные самоуправляемые муфты

Сцепные самоуправляемые муфты характерны тем, что валы у таких муфт соединяются и разъединяются автоматически в зависимости от изменения одного из следующих параметров:

  • • крутящего момента;
  • • скорости;
  • • направления вращения.

Сцепные самоуправляемые муфты подразделяют:

  • • на предохранительные;
  • • обгонные;
  • • центробежные.
10.2.2.2.1. Предохранительные муфты

Предохранительные муфты (муфты предельного момента) служат для защиты механизмов от перегрузки. Они автоматически срабатывают, если вращающий момент на ведомом валу механизма достигает предельной величины.

Предохранительные муфты подразделяют на две разновидности:

  • • с разрушающимся элементом в цепи передачи энергии;
  • • самоуправляемые предохранительные муфты (передача энергии автоматически

возобновляется после уменьшения вращающего момента до величины, меньше

предельной).

Ниже приведены краткие сведения о предохранительных муфтах. Более полные данные содержатся в специальной литературе.

10.2.2.2.1.1. Предохранительные муфты с разрушающимся элементом

Предохранительные муфты с разрушающимся элементом имеют наиболее простую конструкцию. Они надежны в работе, обладают сравнительно высокой точностью срабатывания.

Типичным представителем этого семейства являются муфты со срезными штифтами (рис. 10.12).

Такая муфта состоит из двух дисковых полумуфт (1) и (2), соединяемых металлическим штифтом (3), вставленным в термически обработанную втулку (4).

Штифты изготавливают из хрупких материалов (высокоуглеродистой стали, чугуна, бронзы и др.), чтобы повысить быстродействие. Их размещают в закаленных до высокой твердости втулках из сталей 40Х, У8А, У10А и др.

При возникновении перегрузки штифт срезается, муфта разъединяет валы и полумуфты начинают вращаться относительно друг друга.

Рис. 10.12

10.2.2.2.1.2. Самоуправляемые предохранительные муфты

Фрикционные предохранительные муфты применяют в машинах, подвергающихся действию ударных нагрузок или частым кратковременным перегрузкам.

Наибольшее распространение получили многодисковые фрикционные муфты. На рис. 10.13 показана одна из конструкций такой муфты, по конструкции сходная со сцепной муфтой (рис. 10.11).

Осевая сила создается в муфте нажимным устройством, включающим в себя нажимной диск (2) и упорный диск (3), между которыми размещены тарированные пружины (4), сжатые до необходимой силы болтами (1). Устройство собирается вне муфты и вворачивается в корпус до соприкосновения нажимного диска с комплектом фрикционных дисков. В таком положении болты отвинчиваются, нажимной диск оказывается не связанным с упорным диском и силы пружин передаются на фрикционные диски. При возрастании вращающего момента до предельного значения муфга начнет проскальзывать.

Рис. 10.13

Предохранительные фрикционные муфты применяют при частых кратковременных перегрузках, особенно при ударных нагрузках. При возрастании вращающего момента до расчетного значения муфта начинает проскальзывать.

Аналогичен принцип действия распространенных предохранительных шариковых муфт (рис. 10.14).

При достижении вращающим моментом предельного значения под действием осевых сил, обусловленных формой впадин полумуфты, шарики смещаются в осевом направлении (преодолевая сопротивление пружины) и размыкают муфту.

Предохранительные шариковые муфты стандартизованные по ГОСТ 15621-77 для диаметров валов от 8 до 48 мм, допускают вращающие моменты в диапазоне (4-400) Н м.

Рис. 10.14

10.2.2.2.2. Обгонные муфты

Обгонные муфты (муфты свободного хода) предназначены для передачи вращающего момента только в одном направлении. Они автоматически соединяют или разъединяют валы в зависимости от соотношения их угловых скоростей. Если скорость ведущего вала больше, чем у ведомого, муфта соединяет валы. Когда скорость ведомого вала превысит скорость ведущего, муфта разъединяет валы, не препятствуя ведомому валу обгонять ведущий.

Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные муфты (рис. 10.15), передающие вращающий момент за счет заклинивания между полу муфтами промежуточных тел (в основном роликов). Такие муфты бесшумны, компактны, могут работать при высокой частоте вращения.

Их изготавливают для валов диаметром (10-90) мм и передачи момента до 800 Н м.

Рис. 10.15

10.2.2.2.3. Центробежные муфты

Центробежные муфты используют для автоматического соединения и разъединения валов при достижении определенной частоты вращения. Они представляют собой сцепные фрикционные муфты (колодочные, дисковые и др.), а в которых нормальная сила создастся центробежными силами.

Они обычно применяются в приводах машин со значительными маховыми моментами от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, например, в приводах центрифуг, ленточных конвейеров и т. п. Объясняется это тем, что обычные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют сравнительно малый пусковой момент, которого недостаточно для пуска машин с инерционными значительными массами.

С помощью центробежной муфты двигатель (сначала без нагрузки) может легко разогнаться и затем при определенной скорости привести в движение рабочую машину. В результате процесс пуска протекает плавно, без перегрузки двигателя и рабочей машины.

В приводах с тяжелыми условиями пуска использование центробежных муфт позволяет применить двигатель меньшей мощности.

От обычных фрикционных муфт сцепления центробежные муфты отличаются лишь способом прижатия трущихся поверхностей.

10.2.2.2.3.1. Фрикционная центробежная муфта радиального действия

Наибольшее распространение получила фрикционная центробежная муфта радиального действия.

На рис. 10.16 показана центробежная фрикционная четырехколодочная муфта, встроенная в шкив (1) плоскоременной передачи. Радиально перемещающиеся колодки (2) смонтированы на направляющем кресте (3). В неподвижной муфте положение колодок в кресте фиксируется с помощью плоских пружин (4) и винтов (5).

При частоте вращения, составляющей (70-80) % от максимальной, колодки (2) под действием сил инерции, преодолевая силы пружин (4), вплотную подойдут к внутренней поверхности шкива.

Но вращающий момент при этом передаваться не будет. При последующем увеличении частоты вращения колодки прижмутся к шкиву, и за счет сил трения последний начнет передавать вращающий момент.

Рис. 10.16

10.2.2.2.3.2. Шариковая муфта

У шариковой муфты (рис. 10.17) ведущим звеном является лопастное колесо, а ведомым — барабан, закрытый торцовыми крышками. Образовавшиеся камеры заполняют шариками со смазкой. При повышении числа оборотов лопастного колеса увеличивается центробежная сила, прижимающая дробь к ободу барабана, увлекая его за собой силами трения.

Крутящий момент, передаваемый муфтой, возрастает пропорционально квадрату скорости вращения. В конце периода разгона он резко возрастает по сравнению со средней величиной во время скольжения. Это объясняется переходом от зрения движения (качения и скольжения) к трению покоя. Перегрузочный момент муфты превышает пусковой примерно в два раза.

Детали муфты обычно изготовляют из чугуна, а если муфта работает при частых пусках, то из стали. Смазку следует периодически обновлять.

Рис. 10.17

10.2.2.2.3.3. Порошковая муфта

У порошковой муфты (рис. 10.18) ведущим звеном является наружный корпус (1) с гладкой внутренней поверхностью и ребрами снаружи для отвода тепла, а ведомым звеном — гофрированный диск (2). Внутреннюю полость муфты заполняют чугунной дробью, мелкими стальными шариками или графитизированным порошком. При вращении корпуса наполнитель муфты смещается центробежными силами к периферии и зажимает гофрированный диск; тем самым приводя в движение ведомый вал.

Параметры наиболее распространенных из существующих в настоящее время типов муфт для соединения валов стандартизованы.

Рис. 10.18

Таблица 10.1

Стандарты на муфты

Стандарт

Наименование

ГОСТ 21424-75

Муфты упругие втулочно-пальцевые. Основные параметры. Габаритные и присоединительные размеры

ГОСТ 20761-80

Муфты пальцевые. Основные параметры. Габаритные и присоединительные размеры

ГОСТ 20884-82

Муфты упругие с горообразной оболочкой. Основные параметры. Габаритные и присоединительные размеры

ГОСТ 14084-93

Муфты упругие со звездочкой. Конструкция. Основные параметры и размеры

ГОСТ 5006-83

Муфты зубчатые

ГОСТ 20742-81

Муфты цепные

ГОСТ 5147-80

Муфты шарнирные. Основные параметры. Конструкция и размеры

ГОСТ 24246-80

Муфты втулочные

ГОСТ 20720-81

Муфты кулачково-дисковые

ГОСТ 15620-77

Муфты предохранительные кулачковые

ГОСТ 15621-77

Муфты предохранительные шариковые

ГОСТ 15622-77

Муфты предохранительные фрикционные

МН 3-61

Муфты обгонные (свободного хода)

МН 5664-65

Муфты многодисковые фрикционные

МН 5871-66

Муфты продольно-разъемные

В приложении (табл. П.292) приведены данные по наиболее распространенным муфтам — втулочно-пальцевым (ГОСТ 21424-75).

Оставьте комментарий