Что такое муфта, ее назначение и устройство

Муфта в технике: определение, назначение, примеры использования

Муфта — это цилиндрическое по форме устройство, соединяющее два вала, трубы или отрезка провода. Они используются для постоянного или временного соединения, могут быть управляемыми. Классификация устройств насчитывает десятки разновидностей. Они применяются во всех отраслях жизни человека.

Что такое муфта

Что такое муфта? Это механизм для соединения приводных валов или трубопроводов.

Для чего нужна муфта? Основная задача:

  • механической — соединить два вала для передачи вращения;
  • соединительной — соединить два участка трубопровода для создания единой герметичной трубы.

Механические муфты выполняют и другие вспомогательные функции, такие, как ограничение предельной мощности на валу, предотвращение реверсивного вращения и некоторые другие.

КПД муфты определяется ее конструкцией. Наибольшими значениями этого параметра обладают жесткие конструкции, передающие энергию без потерь.

Фрикционные и упругие разновидности допускают потерю от 2 до 15 % энергии.

Виды муфтовых соединений

Механические муфты имеют много подвидов. Все они относятся к постоянным разъемным соединениям.

Жесткие

Для крупных конструкций, например, гребных валов, они служат для постоянного соединения раздельно изготавливаемых и перевозимых секций в единое целое на судоверфи. Здесь используются жесткие соединения, фланцевые или втулочные с фиксирующим элементом.

Фланцевая муфта представляет собой фланец, выточенный или приваренный на торце вала. в отверстия фланца пропускаются болты или шпильки, которыми он притягивается к ответному фланцу на другой секции вала.

Обратите внимание

Все муфтовые соединения требуют строгой соосности сопрягаемых валов. При ее нарушении возникают напряжения изгиба и радиальные биения, деформирующие и разрушающие соединение.

Исключением служит кулачково-дисковый механизм. Он была разработана Джоном Олдэмом в начале XIX века специально для параллельных, но не соосных валов.

Упругие

Если в ходе работы на валу возникают вибрация и динамические нагрузки, для их поглощения используют упругие муфты. Они имеют эластичный компонент для поглощения энергии. В фланцевых -это полимерные втулки, надетые на болты или шпильки. В кулачковых упругий элемент выполняют в виде эластичного зубчатого колеса из плотных пластмасс.

Сцепные

Служат для периодического подключения и отключения ведомого вала от ведущего. В них одна часть муфты зафиксирована на одном валу, а вторая скользит вдоль другого вала, входя в зацепление я первой и выходя из него. По конструкции средин них различают:

  • Зубчатые. В зацепление входят зубцы или кулачки.
  • Фрикционные. Зацепление осуществляется за счет трения. Различают дисковые и конические муфты. Прижим осуществляется пружиной. Такие механизмы могут соединяться при вращающихся с разной скоростью валах, их используют для работы сцепления в транспортных средствах и ручных строительных механизмах с бензоприводом.
  • Магнитные. Валы соединяются силой притяжения мощных постоянных магнитов такое соединение не требует физического контакта, поэтому вращение может предаваться через мембрану или стенку немагнитного сосуда на границе двух сред, например, газа и жидкости. Такие приводы используются для перемешивания жидкостей в пищевом и фармацевтическом производстве.
  • Гидродинамические. Движение передается рабочей жидкостью от ведущей крыльчатки к ведомой. Крыльчатки вращаются в общей рабочей камере, но не соприкасаются. Лучше остальных гасят колебания и удары. Используется в автомобильных трансмиссиях.
  • Электромагнитные. действуют аналогично, но силу зацепления обеспечивает электромагнит.

Виды муфт расположены в списке по мере убывания КПД.

Безрезьбовое компрессионное зажимное соединение gebo

Зажимные фитинги системы Gebo не так давно появились на рынке, но уже завоевали заслуженную популярность там, где требуется соединить две стальных трубы.

Они позволяют обойтись без трудоемких операций по сварке или нарезке резьбы, не всегда возможных из-за особенностей места установки. Так, например, если стык приходится на труднодоступное место, в нем невозможно нарезать резьбу.

Или в месте стыка расположены легковоспламеняющиеся материалы. Еще один вариант- ремонт газовых труб после утечки. Сварку нельзя начать до полного проветривания помещения.

Фитинг Gebo представляет собой металлический корпус, с одного конца которого установлено зажимное приспособление. На корпусе нарезана резьба, на нее навинчивается гайка.

Под гайкой расположено зажимное кольцо с коническим сечением, прижимное кольцо и прокладка из эластичного материала. Фитинг просто надевается на конец стальной трубы, Гайка завинчивается и кольца обжимают прокладку.

Она плотно прижимается к поверхности трубы, надежно герметизируя соединение.

Муфты для ремонта

Служат для ремонта трубопроводов. используется два основных вида таких приспособлений:

  • Стыковые. В месте неисправности вырезается кусок трубы, и вместо него вставляется ремонтная муфта. С двух сторон она имеет соединения: резьбовые, фланцевые или сварные. Ответные части соединений устанавливаются или формируются на концах трубопровода.
  • Обжимные. Представляют собой хомут, надеваемый на поврежденный участок трубы. Под хомут подкладывается (или является его частью) слой уплотняющего упругого материала. Хомут затягивается, прижимая уплотняющий материал к повреждению и герметизируя его.

Обжимные служат средством оперативного, временного ремонта. Они не должны использоваться на постоянной основе. Могут устанавливаться только на жестких трубах (сталь, пластик) и подлежат замене на исправный участок трубы при первой возможности.

Стыковые применяются для постоянного ремонта жестких трубопроводов.

Для гибких шлангов малого давления (например, для садового полива или дренажного насоса) они могут использоваться и на постоянной основе. Используют их также и для сращивания кусков шланга.

Классификация муфт

По способу своего функционирования муфты подразделяются на

  • механические;
  • электрические;
  • гидравлические;
  • магнитные.

По возможности управления различают:

  • постоянного зацепления;
  • управляемые.

Управляемые муфты позволяют временно рассоединять валы с остановкой вращения или без таковой. По типу привода они подразделяются на:

  • Механические. В качестве привода используется мускульная сила человека.
  • Пневматические.
  • Гидравлические. Требуют наличия на станке или механизме системы гидравлики.
  • Электромагнитные. Наиболее современные, легко интегрируются в цифровые системы управления.
  • Самоуправляемые. По достижении определенного условия (скорости вращения, крутящего момента или самопроизвольного реверса) срабатываем механизм, временно или постоянно расцепляющий валы. Служат в качестве предохранительных устройств. Из-за сложности конструкции, изготовления и обслуживания вытесняются автоматизированными системами с датчиками и электроприводом.

По упругости сцепки различают

  • жесткие, осуществляют постоянное зацепление;
  • компенсирующие, способны работать в условиях неполной соосности валов;
  • упругие (компрессионные муфты), компенсируют крутильные или продольные колебания и удары, передаваемые от источника энергии;
  • сцепные, управляемые механизмы для коммутации валов, к ним относятся кулачково- дисковые и фрикционные муфты.

В сложных случаях применяют комбинированные муфты, соединяющие в себе несколько классификационных признаков.

Распространенные ошибки установки

В электрике применяются так называемые термоусадочные муфты, используемые для электро- и гидроизоляции концов и стыков электрических проводов и кабелей. Они представляют собой отрезки трубок из специального пластика, сильно уменьшающегося в размерах при нагревании и обжимающего конец или стык провода до его полной герметизации.

Распространенными ошибками при их монтаже являются:

  • неправильное цветовое обозначение фаз или контактов
  • наличие воздушных пустот после усадки;
  • перегрев муфты, ведущий к ее повреждению или разрыву;
  • неправильный выбор начального диаметра муфты и нарушение герметичности из-за неполного обжатия.

Тщательное соблюдение технологии и простая внимательность при работе позволяет избежать досадных оплошностей

Назначение

Механические муфты предназначены для:

  • передачи энергии между двумя валами, находящимися на единой оси либо под некоторым углом;
  • подключение и отключение ведущего и ведомого вала;
  • защиты агрегата от перегрузок;
  • компенсации ударов и колебаний, возникающих при работе механизма.

Ремонтные муфты переназначены для сращивания двух труб или временной ликвидации утечки.

Источник: http://StankiExpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/zapchasti/chto-takoe-mufta.html

Л11 Муфты

Лекция
11

6.7.
Механические муфты. Назначение и
классификация муфт

Приводными
муфтами (обычно просто муфтами) называются
устройства, служащие для кинематической
и силовой связи валов в приводах машин
и механизмов.

Муфты передают с одного
вала на другой вращающий момент без
изменения его величины и направления,
а
также компенсируют монтажные неточности
и деформации геометрических осей валов,
разъединяют и соединяют валы без
остановки двигателя, предохраняют
машину от поломок в аварийных режимах,
в некоторых случаях поглощают толчки
и вибрации, ограничивают частоту вращения
и т. д.

На
рис. показаны возможные погрешности
при монтаже валов (несоосность валов):
а

радиальное смещение ; б
осевое смещение ; в—угловое
смещение . Указанные погрешности могут
существовать одновременно.

Муфты
приводов машин классифицируют по многим
признакам.

По
принципу действия муфты подразделяют
на четыре
класса:

1.
нерасцепляемые
(не
допускающие разъединения валов при
работе машины);

2.
управляемые
(допускающие
возможность управления муфтой);

Важно

3.
самодействующие
(автоматически
срабатывающие в результате изменения
заданного режима работы);

4.
прочие
(все
муфты, не входящие в первые три класса).

Классы
муфт (кроме четвертого) подразделяют
на группы
(механические,
гидродинамические, электромагнитные),
подгруппы
(жесткие,
компенсирующие, упругие, предохранительные,
обгонные и др.), виды
(фрикционные,
с разрушаемым элементом и др.) и
конструктивные
исполнения
(кулачковые,
шариковые, зубчатые, фланцевые,
втулочно-пальцевые и многие другие).

В
общем случае муфта состоит из ведущей
и ведомой полумуфт и соединительных
элементов. В механических муфтах в
качестве соединительного элемента
используют твердые (жесткие или упругие)
тела. В гидродинамических муфтах функции
соединительного элемента выполняет
жидкость, в электромагнитных —
электромагнитное поле.

Широко
применяемые мyфты стандартизованы.
Основная паспортная характеристика
мyфты – значение вращающего момента, на
передачу которого она рассчитана.

Будем
рассматривать только наиболее
распространенные в машиностроении
механические мyфmы.

По характеру соединения
валов мyфты подразделяют на неуправляемые
(постоянные), управляемые и самоуправляемые
(автоматические)
.

Виды
муфт

Муфта
глухая

образует жесткое и неподвижное соединение
валов. Они не компенсируют ошибки
изготовления и монтажа, требуют точной
центровки валов. Применяются обычно
глухие мyфmы для тихоходных валов.

Втулочная
муфта

– самая простая из глухих мyфт, cостоит
из соединительной втулки со штифтами
(рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное
их достоинство – простота конструкции.
Применяют их при относительно небольших
нагрузках на валах диаметрами до 60…70
мм.

а)
б) Рuс. 7.1. Втулочные мyфmы с: а – штифтами;
б – шпонками

Муфта
фланцевая

– наиболее распространенная (рис. 7.2),
состоит из двух полумуфт 2, соединенных
болтами 1. Болты ставят через один: с
зазором (вариант I) и без зазора под
развертку (вариант II).

Центрирование
полумуфт в этом случае осуществляют
болтами, установленными без зазора,
которые рассчитывают на срез. Установка
болтов без зазора позволяет получить
мyфmы меньших габаритов и поэтому более
распространена. Рис.
7.

2. Фланцевая мyфтa

Фланцевые
мyфты применяют для соединения валов
диаметром до 200 мм и более. Достоинствами
таких мyфт являются простота конструкции
и сравнительно небольшие габариты.

Жесткая
компенсирующая мyфта
.

Совет

За счет подвижности деталей такие мyфmы
компенсируют радиальные, угловые и
осевые смещения валов, вызванные
неточностями их изготовления, монтажа
и упругими деформациями.

Это позволяет
уменьшить нагрузки на вaлы и подшипники.

Читайте также:  Энергосберегающие шины energy saver, преимущества и недостатки

Недостаток
жестких компенсирующих мyфт – отсутствие
упругодемпфирующих элементов, смягчающих
толчки и удары. Наибольшее распространение
получили кулачково-дисковая и зубчатая.

Кулачково-дисковая
муфта

(рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3,
соединенных промежуточным диском 2. При
работе диск перемещается по пазам
полyмуфт, и тем самым компенсируются
несоосность соединяемых валов (радиальные
смещения – до 0,04d, угловые – до 30').

Скольжение
выступов в пазах сопровождается их
износом. Интенсивность износа возрастает
с увеличением несоосности и частоты
вращения. Для уменьшения износа
поверхности трения мyфmы периодически
смазывают и не допускают на них больших
напряжений смятия.

Рис.
7.3. Кулачково-дисковая мyфтa

Из
условия износостойкости кулачково-дисковых
мyфт рассчитывают давление на боковых
поверхностях выступов и пазов:

,
(7.1)

где
Тр – расчетный вращающий момент; h –
рабочая высота выступа; D, d – соответственно
наружный и внутренний диаметры; [p] –
допускаемое давление: при термически
необработанных, хорошо смазываемых
поверхностях или при закаленных
поверхностях трения [p] = 15…30 МПа. Детали
кулачково-дисковых мyфт изготовляют из
сталей Ст5 (поковка) или 25Л (литье). Для
тяжелонагруженных мyфт применяют
легированные стали типа 15Х, 20Х с
цементацией рабочих поверхностей.

Зубчатая
муфта

(рис. 7.4, а) состоит из двух полумуфт 1 и
3 с наружными зубьями эвольвентного
профиля и разъемной обоймы 2 с внутренними
зубьями. Передача вращающего момента
осуществляется большим числом одновременно
работающих зубьев, что обеспечивает
высокую нагрузочную способность и малые
габариты мyфты. Рuс.
7.4. Зубчатая мyфта

Для
компенсации смещений деталей
предусматривают торцевой зазор δ. Для
ослабления вредного влияния кромочного
контакта применяют зубья бочкообразной
формы (рис. 7.4, б), а соединение выполнено
с увеличенными зазорами. Зубчатые мyфты
допускают угловое смещение валов (рис.
7.

4, в) Δα max = 1,5°, радиальное Δr = 0,2…0,6 мм,
осевое (на рисунке не показано) – 1…8
мм.Детали зубчатых мyфт изготовляют из
углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л
коваными или литыми.

Для повышения
износостойкости зубья полумуфт подвергают
термической обработке до твердости не
ниже 40НRC, а зубья обойм – не ниже 35HRC.

Упругие
компенсирующие муфты

применяются не только для компенсации
смещения валов, но и для снижения
динамичности нагрузок и амортизации
колебаний, возникающих при работе
передач машин.

Муфта
упругая втулочно-пальцевая (рис. 7.

Обратите внимание

5)
состоит из двух полумуфт 1, соединенных
пальцами 2, на которые для смягчения
ударов надеты гофрированные резиновые
втулки. Такие мyфты в силу простоты
конструкции получили широкое применение
в приводах от электродвигателей для
валов диаметрами 9…160 мм при вращающих
моментах 6,3…16000 Нм.

Рuс.
7.5. Упругая втулочно-пальцевая мyфтa

Толщина
резиновых втулок невелика, и поэтому
амортизирующая способность мyфты
незначительна. Они допускают радиальное
смещение валов до 0,6 мм, продольное –
до 5 мм, угловое – до 1°. Для ограничения
износа среднее контактное давление
пальца на втулку находят по формуле: ,

(7.2)

где
z = 6 – число пальцев; Dm – диаметр окружности
расположения осей пальцев; dп – диаметр
пальцев; l – длина упругого элемента;[p] ≈ 2 МПа – допускаемое давление для
резиновых втулок.

Муфта
со змеевидными пружинами

(рис. 7.6) состоит из двух полyмуфт 1 с
зубьями специальной формы, между которыми
свободно расположены секции змеевидной
пружины 3 прямоугольного сечения. Кожух
2, состоящий из двух половин, служит
резервуаром для пластичного смазочного
материала и предохраняет пружину от
выпадения. Рuс.
7.6. Мyфтa со змеевидными пружинами

Мyфта
используется для передачи больших
вращающих моментов, обладает хорошими
эксплуатационными качествами, имеет
небольшие габариты, но сравнительно
дорогостоящая.

В зависимости от размеров
мyфты могут компенсировать радиальные
смещения валов 0,5…3 мм, осевые – 4…20 мм
и угловые до 1°15'. Материалы полумуфт –
сталь 45, стальное литье 45Л; пружин –
пружинные стали 65Г, 60С2.

Расчет мyфты
предусматривает проверку прочности
пружины при изгибе методами сопротивления
материалов.

Управляемые
(сцепные) муфты

Позволяют соединять и разъединять валы
без остановки двигателя. По конструкции
управляемые муфты можно разделить на
кулачковые, зубчатые, основанные на
зацеплении, и фрикционные, основанные
на трении.

Кулачковые и зубчатые муфты
имеют весьма небольшие габариты и массу,
не допускают проскальзывания. Однако
их включение на ходу сопровождается
ударами.

Фрикционные муфты позволяют
плавно соединять ведущий и ведомые валы
под нагрузкой при любой скорости их
вращения, предохраняют механизмы от
внезапных перегрузок. Управляемые муфты
требуют точной соосности соединяемых
вaлов.

Важно

Кулачковая
муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт
1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы
– кулачки. При включении муфты кулачки
одной полумуфты входят во впадины
другой, создавая жесткое соединение.

Включение кулачковой мyфты во избежание
ударов производят при остановленном
двигателе или с малыми скоростями (до
1 м/с). Полумуфты чаще всего располагают
на одном валу, что обеспечивает хорошую
их соосность. При выключенной мyфте
зубчатое колесо свободно вращается на
подшипнике скольжения 3.

Если муфта
включена, вращающий момент от зубчатого
колеса передается через кулачки и шлицы
на вaл. Для устранения ударов и шума при
включении мyфты применяют специальные
соединительные устройства – синхронизаторы.

Кулачковые мyфты изготовляют из сталей
20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или
сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной
закалкой. Размеры мyфт принимают
конструктивно, а затем выполняют
проверочный расчет кулачков на
износостойкость и прочность.

Рис.
7.7. Кулачковая мyфтa

Фрикционные
сцепные муфты передают вращающий момент
между полумуфтами за счет сил трения
на рабочих поверхностях (рис. 7.8).

Рuс.
7.8. Фрикционные мyфты:

а
– однодисковая; б – многодисковая; в –
конусная

В
начальный период касания полумуфт
происходит относительное проскальзывание
их рабочих поверхностей (смазанных или
сухих), и тем самым обеспечивается
плавность включения мyфты.

При
установившемся движении проскальзывание
не происходит, а при перегрузке муфта
пробуксовывает, что предохраняет машину
от поломок. Фрикционные мyфты должны
обладать надежностью сцепления, высокой
износостойкостью и теплостойкостью
контактирующих поверхностей.

Материал
трущихся деталей (накладок) выбирается
в зависимости от среднего контактного
напряжения (давления):

,
(7.3)

Совет

где
Fa – осевая сила; Т – вращающий момент;
k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса сцепления;
Dm – средний диаметр контакта; f –
коэффициент сцепления (трения покоя);
z – число пар поверхностей трения; А =
πDmb – площадь поверхности трения; b –
ширина поверхности трения; [p] – допускаемое
контактное напряжение.

По
формуле (7.

3) может быть рассчитан вращающий
момент, который может передавать
фрикционная муфта. Для увеличения
передаваемого вращающего момента можно
увеличить число пар поверхностей трения. Многодисковые фрикционные мyфты имеют
небольшие габариты и не требуют большого
усилия для их включения.

Самоуправляемые
автоматические муфты

выполняют автоматически одну из следующих
функций: ограничение передаваемой
нагрузки – предохранительные муфты;
передачу нагрузки (момента) только в
одном направлении – муфта обгона;
включение и выключение при заданной
скорости – центробежные мyфты.

Предохранительные
муфты срабатывают, когда вращающий
момент превышает некоторую установленную
величину. При достижении вращающим
моментом предельной величины под
действием осевых усилий, обусловленных
формой впадин полумуфты, шарики смещаются
в осевом направлении (преодолевая
сопротивление пружины) и размыкают
мyфту с последующим прощелкиванием.

Муфта
обгона (мyфты свободного хода)

предназначены для передачи вращающего
момента только в одном направлении.
Наибольшее распространение получили
фрикционные обгонные мyфты, передающие
вращающий момент за счет заклинивания
между полумуфтами промежуточных тел
(в основном роликов).

Такие мyфты бесшумны,
компактны, могут работать при высокой
частоте вращения. Их изготовляют для
вaлов диаметром 10…90 мм и передачи момента
до 750…800 Нм.

Обгонные
роликовые мyфты (рис. 7.

9) применяют в
приводах агрегатов двигателя самолета
(например, в приводах стартер-генераторов)
и в приводах несущих винтов вертолетов;
при отказе одного двигателя движение
винта не тормозится, так как обгонная
мyфта позволяет зубчатым колесам
вращаться. При отказе обоих двигателей
обгонные мyфты не препятствуют вращению
несущего винта в режиме авторотации. Рис.
7.9. Обгонная мyфтa

Пусковую
(центробежную) муфту используют для
плавного пуска приводов грузоподъемных
машин конвейеров и т.п. Они позволяют
электродвигателю легко разогнаться и
по достижении им определенной скорости
начать плавный разгон рабочего органа.

Одновременно пусковые мyфты выполняют
и предохранительные функции. Распространены
колодочные и дисковые центробежные
фрикционные мyфты. Центробежную муфту
устанавливают на вал электродвигателя.

При наличии ременной передачи от
электродвигателя к рабочему органу
наружную ведомую часть мyфты конструируют
в виде шкива.

6.8.
Соединения. Виды соединений

Сварные
соединения

Сварные
соединения образуются путем сваривания
деталей в месте стыка. Существует около
60 способов сварки. Наиболее распространенными
являются: дуговая, контактная,
электронно-лучевая, диффузионная.
Сварные соединения наиболее прочные,
основным недостатком которых является
коробление, и возможность скрытых
дефектов ( трещины, непровары…).

Обратите внимание

По
взаимному расположению деталей они
делятся : стыковые (рис. 4,3а), внахлестку
(рис. 4,3б), тавровое (рис. 4,3в) , угловые
соединения (рис. 4,3г) . Виды сварных
щвовпоказаны на (рис. 4,3е)

Расчет
прочности соединения встык выполняют
по нормальм напряжениям растяжения
(сжатия)

Где F
-нагрузка, ширина
и толщина листа,допустимое
напряжение

Расчет
муфт.
Стандартные
и нормализованные муфты на практике
подбирают по каталогам в зависимости
от диаметра соединяемых валов и расчетного
вращающего момента Т поусловию:

,

где
К
коэффициент
перегрузки, учитывающий режим работы
и ответственность конструкции; Т
наибольший
длительно действующий вращающий момент;

номинальный вращающий момент, указанный
в каталоге.

Для
приводов от электродвигателя можно
принимать: при спокойной нагрузке K
= 1,0…1,5; при переменной нагрузке К
=
1,5…2;
при
ударной и реверсивной нагрузке К
=
2,5…3и
более. Для фрикционных муфт вместо
коэффициента перегрузки вводится
коэффициент запаса сцепления k=1,25…1,5.

В
ответственных конструкциях выполняют
проверочный
расчет
работоспособности
отдельных элементов выбранной муфты
по расчетному или предельному (для
предохранительных муфт) вращающему
моменту. Расчетные формулы приводятся
в справочной литературе.

Источник: https://StudFiles.net/preview/1728792/

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:

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.).

Муфты постоянного действия в свою очередь делятся на:

а) глухие, предназначенные для жёсткого соединения соосных валов;

б) компенсирующие, предназначенные для соединения валов с небольшими взаимными смещениями и перекосами валов;

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.

Совет

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.

Радиальную силу, с которой муфта действует на вал, принимаем

Fм = 0,25 Ft,

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 °).

Муфту подбирают по ГОСТ по величине крутящего момента, а затем проверяют пальцы на изгиб, а втулки на смятие

,

где: Трасч – расчётный крутящий момент;

Do – диаметр окружности, проходящей через центры пальцев;

d – диаметр пальца;

l – длина втулки;

z – число пальцев.

Муфта упругая со звёздочкой

Обратите внимание

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.

Эти муфты отличаются высокими компенсационными свойствами, способными уменьшать динамические нагрузки благодаря малой крутильной жёсткости и высокой демпфирующей способности.

К недостаткам муфт относят их большие размеры по диаметру и появление значительных осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент.

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.

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Важно

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.

Источник: https://megaobuchalka.ru/6/48762.html

Какие бывают кабельные муфты?

Во время монтажных работ всегда возникает необходимость соединить кабельную линию. Это связано с тем, что длина трассы может оказаться большей, чем длина кабеля или необходимо сделать ответвление.

Также во время работы или при эксплуатации линии могут иметь место порывы линии. Для качественного изолирования места соединения линии существует специальное устройство – кабельная муфта.

В этой статье предлагается рассмотреть разновидности муфт, их классификацию и назначение.

Классификация

Для лучшей наглядности, разновидности кабельных муфт представлены на блок-схеме:

Рассмотрим подробнее каждую классификацию.

Назначение

Итак, рассмотрим, на какие виды и типы подразделяются кабельные муфты и сразу же расскажем об области применения каждой разновидности.

Соединительные. Пожалуй, это один из самых востребованных соединительных элементов. Выполнять соединение кабеля электрических линий приходится чаще, чем другие виды монтажа.

Обязательное требование к таким элементам соединения – это надежная герметичность. В зависимости от требований, они могут быть разборными и не разборными.

Для их изготовления выбирается материал, устойчивый к разрушениям от внешней среды.

Свинцовые муфты применяются для соединений проводников, у которых оболочка изготовлена из свинца или алюминия. Изготавливают их из труб, что видно на фото ниже. Свинцовые кабельные муфты достаточно тяжелые.

Эпоксидные. Применяются для соединения кабеля, прокладываемого в траншеях, тоннелях, шахтах. Изготавливаются данные изделия из эпоксидной смолы. Как правило, их защищают асбестовым или металлическим кожухом. После установки полость заполняется эпоксидной смолой.

Совет

Еще один вид — термоусаживаемая муфта. Это наиболее распространённый способ изолирования соединений ввиду простой технологии. Они легко устанавливаются на место соединения. Затем, воздействуя на них горячим воздухом, например от газовой горелки или электрического фена, обсаживают до образования герметичного покрытия.

Применение их в соединениях позволяет повысить прочность изделия и увеличить длительность эксплуатации. Термоусадка снижает риск пробоя в силу высоких диалектических характеристик. Гибкость материала заметно облегчает удобство монтажа. Диапазон усадки позволяет использовать данные изделия при стыке кабельных линий различных диаметров.

Также используют переходные муфты, назначение которых обеспечить герметизацию разных кабелей. Стоит заметить, если различны только диаметры перехода, то целесообразнее использовать термоусадочные типы соединителей.

Возникает часто необходимость разделки и ответвления кабельных линий. В таком случае используются ответвительные соединители. Для их изготовления используются различные виды материалов. Например, полиэтиленовые, предназначенные для линий связи. Разновидности этих изделий, позволяют удовлетворить широкий спектр разветвлений используемых в линиях связи.

Стопорные. Этот вид соединителей применяется в электросетях высокого напряжения около 110 кВ. Они имеют достаточно сложное устройство. Рассмотрим это на примере муфты для кабеля с масляным наполнителем – МСТМ-110 (для увеличения нужно нажать на картинку).

Где:

  • 1 – корпус;
  • 2 – изолятор;
  • 3 – изоляция края;
  • 4 – изоляция самого кабеля;
  • 5 – изолирование центральной части;
  • 6 – наконечник;
  • 7 – контактное гнездо;
  • 8 – защитный экран;
  • 9 – раструб;
  • 10 – оболочка.
Читайте также:  Что нужно делать водителю если он попал в дтп, если виновник скрылся, и в других ситуациях

Применяются они в случаях возникновения гидростатического давления превышающего норму. Такое происходит, когда имеется большая разница уровней при большой длине трассы. Можно сказать, что такое соединение включает в себя разновидности концевых и муфтовых типов.

МСТМ представляет собой соединение двух концевых муфт. Два изолятора из фарфора и корпус из немагнитного материала цилиндрической формы создают 3 камеры. Медная пружина соединяет колпаки изоляторов. Сверху они закрыты экраном цилиндрической формы. Экран для изоляции покрывается пропитанной бумагой.

Камеры перед наполнением масла вакуумируются и затем заполняются.

Концевые муфты используют соответственно для оконцевания кабеля. По сути своей это обычная заглушка в виде колпачка. Как пример такого изолятора можно рассмотреть строительный изолятор СИП. Подобно изоляции скрутки проводов квартирной проводки их применяют для линий связи и электросетей. Или их еще используют при разделки многожильных кабелей. Как например на этом рисунке:

Это наиболее частый способ изолирования трехжильного проводника с помощью концевой кабельной муфты. По конструктивному исполнению разделяются на однофазные и трехфазные соединители. Например, однофазная КНО-20, применяется для изолирования конца кабеля напряжением 20-25 кВ, имеющего бумажную изоляцию с металлической оболочкой для каждой жилы.

Многофазные изолированные соединители применяются для многожильного кабеля.

Рекомендации по выбору

Во время монтажных или ремонтных работ, соединение или оконцевание кабеля должно сохранять его механические и технические характеристики.

Важно помнить о соблюдении правил пожарной безопасности и технадзора. Для соединения необходимо выбирать изделия соответствующего сечения.

Материал, из которого они изготовлены, должен соответствовать требованиям, заложенным в проект или иную руководящую документацию.

Обратите внимание

В данной статье рассмотрели, какие бывают типы и виды кабельных муфт. Изучив разновидность и назначение этих изделий, вы можете сделать правильный выбор способа соединения во время проведения монтажных работ и в других случаях, какие бывают при эксплуатации линий связи и электросетей.

Полезное по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/kakie-byvayut-kabelnye-mufty.html

Назначение и типы соединительных муфт

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 42Следующая ⇒

Ответ ; Муфты – устройства, предназначенные для соединения концов валов или для соединения валов с расположенными на них деталями.

Основное назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его модуля и направления. Муфты могут выполнять и другие функции: предохранять механизм от перегрузок, компенсировать несоосность валов, разъединять или соединять валы во время работы и др.Классификация муфт.

Имеется большое разнообразие конструкций муфт, которые различаются не только функциональным назначением, но и принципом действия: механические, гидравлические, электрические и др. Широко применяемые муфты стандартизованы.

Основной паспортной характеристикой муфты является значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана. Ниже рассматриваются только наиболее распространенные в машиностроении механические муфты.

По характеру соединения валов муфты подразделяют на неуправляемые (постоянные), управляемые и самоуправляемые (автоматические).Муфты глухие. Образуют жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов.

Применяются обычно глухие муфты для тихоходных валов.Втулочная муфта – самая простая из глухих муфт. Она состоит из соединительной втулки со штифтами (рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное их достоинство – простота конструкции. Применяют их при относительно небольших нагрузках на валах диаметрами до 60…70 мм.

Рис. 7.1. Втулочные муфты со:

а – штифтами; б – шпонками

Муфта фланцевая – наиболее распространенная (рис. 7.2), состоит из двух полумуфт 2, соединенных болтами 1. Болты ставят через один: с зазором (вариант I) и без зазора под развертку (вариант II).

Центрирование полумуфт в этом случае осуществляют болтами, установленными без зазора, которые рассчитывают на срез.

Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена.

Рис. 7.2. Фланцевая муфта

Важно

Фланцевые муфты применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинствами таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Жесткие компенсирующие муфты. За счет подвижности деталей такие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения валов, вызванные неточностями их изготовления, монтажа и упругими деформациями. Это позволяет уменьшить нагрузки на валы и подшипники.

Недостаток жестких компенсирующих муфт – отсутствие упругодемпфирующих элементов, смягчающих толчки и удары. Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая.

Кулачково-дисковая муфта (рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3, соединенных промежуточным диском 2. При работе диск перемещается по пазам полумуфт, и тем самым компенсируются несоосность соединяемых валов (радиальные смещения – до 0,04d, угловые – до 30').

Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают и не допускают на них больших напряжений смятия.

4.балансировка деталей .виды . назначения .

Ответ ; Балансировку деталей и сборочных единиц машин выполняют для их уравновешивания. Неуравновешенность деталей может быть следствием неоднородности материалов, погрешностей при механической обработке деталей, неточности сборки из-за перекосов или смещения сопряженных деталей, несимметричного расположения утолщений, наличия отверстий и т. п.

Неуравновешенные массы вращающихся частей нарушают правильную работу машины, в результате появляются вибрации, преждевременно изнашиваются рабочие поверхности валов и подшипников, зубчатых колес и других деталей.

Поэтому уравновешивание деталей и сборочных единиц машин является неотъемлемой контрольно-пригоночной операцией, которая нередко не включается в поток сборки, а выполняется на отдельном участке. Различают статическую и динамическую неуравновешенность и соответственно статическую и динамическую балансировку.

Статическая балансировка
Статическая неуравновешенность возникает при смещении центра масс (тяжести) детали относительно оси ее вращения на некоторую величину. Как правило, это относится к окончательно обработанным деталям, имеющим сравнительно большой диаметр и незначительную длину: шкивам, маховикам, зубчатым колесам, роторам и т. д.

Для статической балансировки наибольшее распространение получили приспособления на призмах и на роликах. Балансировка на призмах. Призмы изготовляют из закаленной конструкционной стали марки Ст7; рабочие поверхности отшлифовывают (до 10-го класса шероховатости поверхности).

Длину призм подбирают с таким расчетом, чтобы при перекатывании деталь могла сделать не менее двух полных оборотов. Приспособление монтируют на фундаменте с проверкой по уровню. Допустимая непараллельность призм не более 1 мм на 1000 мм длины. Ось вала балансируемой детали должна быть перпендикулярна к призмам.

У неуравновешенных деталей, находящихся в состоянии покоя, центр масс не совпадает с осью вращения и расположен внизу на одной линии с центром вращения. Будучи выведена из состояния покоя, деталь стремится вновь занять первоначальное положение.

Совет

Для уравновешивания выявленного небаланса деталь легкими толчками перекатывают на призмах в положение, когда наиболее тяжелая ее часть окажется в горизонтальной плоскости, затем или снимают металл на «тяжелой стороне» детали, или добавляют груз на «легкой» до тех пор, пока деталь не уравновесится на призмах. Затем равновесие детали проверяют во всех положениях, поворачивая ее относительно оси вращения на любой угол, деталь при этом должна находиться в состоянии равновесия. Если такого равновесия не будет, производят повторное уравновешивание.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Источник: https://mykonspekts.ru/2-3427.html

Зубчатая муфта. Назначение. Устройство

Зубчатая муфта предназначена для передачи крутящего момента от электродвигателя на колесную пару и компенсации несоосности вала двигателя и вала редуктора, возникающей в результате взаимного перемещения колесной пары и двигателя на раме тележки.

Муфта состоит из двух полумуфт, которые насаживаются, соответственно, на вал тягового электродвигателя и вал-

шестерню редуктора и соединяются между собой призонными болтами.

Муфта зубчатая является невключаемой, жесткой к скручиванию с самоцентрирующимся зубчатым зацеплением

Устройство зубчатой муфты

Крутящий момент от электродвигателя к редуктору передается путем кинематического замыкания через

зацепляющиеся друг за друга внешнее и внутреннее зубчатое зацепление с эвольвентным профилем зубчатого венца

ступицы и гильзы.

Полумуфты через специально предусмотренные отверстия заполняются консистентной смазкой (основная

рекомендуемая смазка – масло Shell Omala HD 460 синтетическое в количестве 0,3 лна каждую полумуфту).

Зубчатая передача. Достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки зубчатых передач

Основные достоинства зубчатых передачпо сравнению с другими передачами:

– технологичность, постоянство передаточного числа;

– высокая нагрузочная способность (до N=50000 кВт);

– высокий КПД (до 0,97-0,99 для одной пары колес);

– малые габаритные размеры по сравнению с другими видами передач при равных условиях;

– большая надежность в работе, простота обслуживания;

– сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.

К недостаткам зубчатых передачследует отнести:

– невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа;

– высокие требования к точности изготовления и монтажа;

– шум при больших скоростях; плохие амортизирующие свойства;

– громоздкость при больших расстояниях между осями ведущего и ве­домого валов;

– потребность в специальном оборудовании иинструменте для нареза­ния зубьев;

– высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки;

– нерациональное использование зубьев – в работе передачи одновременно участвуют обычно не более двух зубьев каждого из зацепляющихся колёс;

– зубчатая передача не предохраняет машину от возможных опасных перегрузок.

Источники специального напряжения. Место установки, назначение.

Вариант ответа 1

Источники специального напряжения

Для обеспечения работы отдельных систем вагонного оборудования специ­альным напряжением (5в, 12в, 15в и 24в или переменным напряжением 50 Гц 220/380в) на головных и промежуточных вагонах используются дополнительные источники питания.

Обратите внимание

Это различные модули питания, преобразователи и инверторы, входящие в отдельные субблоки цифровой информационной системы (ЦИС-01) ваго­нов, комплекты оборудования асинхронного тягового привода КАТП-2 и в состав систем кондиционирования, вентиляции и обогрева.

Вариант ответа 2

Источники питания специального напряжения предназначены для преобразования напряжения контактной сети 750 V или АКБ 75 V в специальное напряжение (5, 12, 24 вольта) или переменное напряжение 400V для обеспечения работы отдельных систем вагона.

-БПВ (блок питания вентиляторов) 750V постоянного →    220В переменного

(находится в КТИ отсек № 7)

-ПСН 24 750В →400В переменного или 80 (±2)В постоянного

(находится за КТИ с левой стороны)

-ИПК (источник питания контейнера) 75(±24)В

(находится в КТИ отсек № 3)

– БПФ (блок питания фар) 75В → 24В

-БАРС (блок АРС) 75В → 5В

Колёсная пара. Назначение. Устройство.

Колёсные пары предназначены для восприятия нагрузок вагона и направление его по рельсовому пути, испытывают также и дополнительные динамические усилия при прохождении кривых участков пути.

Каждая колёсная пара включает следующие элементы:

• ось

• два колеса(цельнокатаных)

• редукторный узел

• две буксы

Источник: https://studopedia.net/7_20506_zubchataya-mufta-naznachenie-ustroystvo.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector