Муфты соединительные для валов
Муфты соединительные для валов применяются в составе машин и механизмов для максимального обеспечения сохранения в работоспособном состоянии всех элементов в случаях возникновения нагрузок значительно превышающих максимальные значения. Муфты соединительные для валов в общем виде являются изделиями, осуществляющими механическое соединение двух состыковываемых между собой концов валов, входящих в состав механизма, в том числе и с расположенными на валах деталями.
Главное предназначение муфты является передача вращающего момента вдоль осевого направления между стыкуемыми валами без произведения изменений модуля момента, а также без смены его направления. Кроме передачи вращающего момента, основным назначением муфты является максимальное сохранение частей механизма от перегрузок, а также осуществление состыковки валов с компенсацией несоосности.
Кроме того, существуют типы муфт, способные во время работы осуществлять соединение или размыкание валов без осуществления остановки и демонтажа оборудования. При рассмотрении существующих муфт можно выделить два основных их типа в зависимости от конструкции, к которым относятся функциональное назначение, а также принцип действия. Можно выделить основные виды существующих муфт, к которым относятся механические муфты, муфты гидравлические, а также электрические и прочие типы муфт.
Наиболее распространённые из существующих в настоящий момент типов муфт входят в общие стандарты, с которыми можно ознакомиться в специализированной технической литературе. Основной характеристикой, описывающей муфту, является значение вращающего момента, на который рассчитана муфта.
В зависимости от принципа соединения валов, существующие типы муфт можно разделить на три основных класса. К первому классу относятся неуправляемые муфты, ко второму управляемые, к третьему относятся самоуправляемые, или иначе называемые автоматические типы муфт.
Рассмотрим более подробно существующие виды муфт.
Одна из самых распространённых муфт это муфта глухая, которая образует неподвижное и жёсткое соединение двух валов между собой. Этот тип соединения посредством муфты не способен обеспечить компенсацию возникающих ошибок во время изготовления, а также ошибок связанных с монтажом оборудования, и требует максимального центрирования валов при монтаже. Применяются глухие муфты на механизмах, в которых невысока частота вращения валов, на тихоходных механизмах.
Следующий тип муфт это втулочные муфты. Втулочные муфты это максимально простой тип соединения, состоящий из глухих муфт. Втулочная муфта включает в свой состав соединительные втулки со штифтами. Главным преимуществом применения втулочных муфт, как уже отмечалось, является простота их конструкции. Использование втулочных муфт получило большое распространение в механизмах, не работающих с большими нагрузками на валах. Диаметр валов с применением втулочных муфт варьируется в пределах до 70 мм.
Следующим видом муфт являются муфты фланцевые. Фланцевый тип муфт, пожалуй, наиболее распространён из всех существующих видов муфт. Конструктивно муфта фланцевая представляет собой две полумуфты, соединяемые между собой болтами. Болты, предназначенные для соединения полумуфт, ставят через один с зазором и без зазора под развёртку.
Для осуществления центрирования установленных на валы полумуфт служат болты, которые устанавливаются без зазора. Болты рассчитываются на срез при возникновении критических типов нагрузок. Монтаж болтов без зазора в муфтах фланцевых делает возможным изготовление муфт с максимально малыми габаритами и соответственно наибольшее распространение получили именно муфты с болтами без зазора. Муфты фланцевые предназначаются для соединения валов с диаметром, варьирующимся в пределах до 200 мм и более. Основным преимуществом использования фланцевых муфт является простота конструкции и малые габариты.
Следующим типом муфты является жесткая компенсирующая муфта. Входящие в её состав детали компенсируют радиальные, угловые, а также осевые смещения валов, которые возникают во время монтажа, изготовления, а также при возникновении упругих деформаций. Использование жёстких компенсирующих муфт позволяет в максимальной степени снизить нагрузки на валы и как следствие нагрузку на подшипники. Основным недостатком применения жёстких компенсирующих муфт является отсутствие смягчающих элементов, предназначающихся для осуществления снижения негативных воздействий, толчков и ударов, при эксплуатации.
Большое распространение получили кулачково-дисковые муфты, которые состоят из двух полумуфт, соединяемых между собой промежуточными элементами. Во время эксплуатации диск способен перемещаться вдоль пазов полумуфт и за счёт этого производить компенсацию возникающей во время монтажа и изготовления несоосности валов. Одним из недостатков применения кулачково-дисковых муфт является достаточно большой износ выступов в пазах связи постоянным их скольжением. Кроме того, чем больше несоосность и неточность валов, тем больше повреждений наносится элементам муфты.
Для снижения износа кулачково-дисковых муфт требуется их постоянное смазывание и контроль над недопущением возникновения больших напряжений смятия. Для изготовления кулачково-дисковых муфт используется сталь 5, поковка, а также литьё. В случаях использования кулачково-дисковых муфт для соединения валов оборудования, работающих при тяжёлых нагрузках, используется легированные стали типа 15х, или же 20 х с цементацией рабочих поверхностей.
Следующим типом муфт, применяемых для соединения валов, являются зубчатые муфты. Зубчатая муфта состоит из полумуфт, оснащенных наружными зубьями эвольвентного профиля, а также разъёмными обоймами с внутренними зубьями. Для осуществления передачи вращающего момента используется большое число одновременно работающих зубьев, что и позволяет осуществить высокую нагрузочную способность при малых габаритных размерах зубчатой муфты.
С целью максимальной компенсации возникающих смещений деталей применяется торцевой зазор, а для ослабления негативного воздействия кромочного контакта используются зубья бочкообразной формы. Муфты изготавливаются с применением углеродистых сталей, таких как 45 сталь, сталь 40х, 45л, а также с использованием кованых сталей и литья. С целью максимального увеличения срока эксплуатации зубчатых муфт их зубья подвергаются термической обработке с достижением твёрдости превышающей 40 hrc.
Упругие компенсирующие муфты находят своё применение для соединения валов с целью компенсации их смещения и для снижения динамических нагрузок, и осуществления амортизации колебаний, появляющихся во время эксплуатации. Упругие втулочно-пальцевые муфты включают в свой состав две полумуфты, которые соединяются между собой посредством пальцев. Для максимального смягчения возникающих во время эксплуатации ударов на втулки надеваются гофрированные резиновые элементы.
Следующим типом муфт являются муфты со сменными пружинами. Этот тип муфты состоит из двух полумуфт, оснащаемых зубьями специальной формы. Между этими зубами свободно располагаются секции змеевидной пружины прямоугольного сечения. Кожух состоит из двух половин и предназначается для пластичного смазочного материала предохраняющей пружины.
Данный тип муфты применяется с целью передачи максимально больших вращающихся моментов и обладает прекрасными эксплуатационными качествами вкупе с малыми габаритами. Недостатком является высокая стоимость муфты.
Следующим видом муфт являются управляемые муфты. Управляемые муфты предназначаются для соединения и разъединения валов без осуществления демонтажа и остановки двигателя. В зависимости от конструкции управляемые муфты подразделяют на кулачковые, зубчатые и фрикционные. Фрикционные управляемые муфты работают под действием сил трения, а зубчатые посредством зацепления. Кулачковые зубчатые управляемые муфты не позволяют производиться проскальзыванию. При этом во время включения на ходу происходят удары, приводящие к износу механизма. Фрикционный тип муфт производят соединение валов плавно и не позволяют возникать перегрузкам. Для осуществления монтажа управляемых муфт требуется обязательное соблюдение соосности валов.
Следующим видом муфт являются муфты обгона, или муфты свободного хода. Этот тип муфты используется для передачи вращающего момента в одном направлении. Муфты свободного хода используются фрикционного типа, осуществляющие передачу вращающего момента за счёт заклиниванием промежуточных тел, например роликов. Эксплуатация этих муфт происходит без шума. Эти муфты компактны и способны передавать высокую частоту вращения.
Центробежная муфта применяется для осуществления плавного запуска привода различных грузоподъёмных машин и оборудования, а также в конвейерных типах механизмов. Пусковые центробежные муфты обеспечивают электродвигателю быстрый разгон и достижение требуемой скорости в минимальный период времени. Центробежные муфты играют и предохранительную функцию, обеспечивая целостность деталей. В тех случаях, когда используется ремённая передача от электродвигателя к рабочему органу, наружную ведомую часть применяемой муфты изготавливают в виде шкива.
