Статьи

Кладка

  1. Неразъемные муфты

Сцепление - это механизм, принадлежащий двигательной установке машины. Муфта может использоваться для соединения валов и передачи крутящего момента. Этот момент передается от ведущего вала (активный вал) на ведомый вал (пассивный вал), не влияя на направление вращения. Вообще говоря, муфта состоит из активного элемента - установленного на ведущем валу, пассивного - на ведомом валу и соединительном элементе (например, винты, штифты или жидкость). При определении соединительного элемента указывается способ передачи крутящего момента, и в то же время он характеризуется сцеплением.

С помощью муфты можно соединить двигатель, приводную систему и исполнительные механизмы, выполненные в виде отдельных устройств. Для решения различных задач используются различные типы сцеплений, в некоторых случаях отсутствие сцепления может значительно затруднить или помешать конструированию машины.

Жесткие муфты пригодны для использования только тогда, когда можно гарантировать выравнивание валов, как во время работы, так и во время складывания.

Если предполагается, что во время сборки будут возникать осложнения или движение валов во время работы (например, из-за локальной очистки подшипника), используйте саморегулирующиеся муфты. Использование такого решения устраняет осевое смещение или деформации вала из-за теплового расширения. Для валов, которые расположены под острым углом друг к другу, следует использовать муфту из саморегулирующейся шарнирной группы.

Чтобы защитить машины от неблагоприятных условий труда, например, от большой и сильной перегрузки, среди прочего запуск устройства, используются гибкие муфты. Этот тип сцепления также используется для предотвращения вибрационного смещения (например, в автомобилях) .Если машина выполняет значительное увеличение нагрузки до критического значения, сцепление автоматически отключается от машины. Это так называемые предохранительные муфты. Наиболее популярными являются муфты с возможностью управления, с помощью которых можно отсоединить ведомый вал без необходимости выключать двигатель или изменять скорость. В дополнение к вышеупомянутым типам муфт существует также группа автоматических муфт, например, при изменении направления вращения или при увеличении крутящего момента и т. Д.

Такая короткая характеристика муфт не полностью отражает сложность этой темы, и из этого краткого описания видно, что при таких разнообразных задачах существует целый ряд муфт. Их разделение возможно благодаря различным условиям: назначению, конструкции, способу эксплуатации или промежуточному звену при передаче крутящего момента. Диаграмма расщепления муфт показана ниже

Из-за большого количества существующих конструктивных решений, а также широкого спектра методов разделения практически невозможно тщательно проанализировать весь диапазон. По этой причине на следующих страницах будут представлены только механические соединения, и разделение будет выполнено на основе функциональных и структурных свойств, содержащихся в документе PN-71 / M-85250 (элемент 1).

Например, были выбраны сцепления, которые позволяют вам ознакомиться с большей частью проблем, связанных с сцеплениями. Следует добавить, что большинство существующих муфт сочетают в себе несколько особенностей, которые не допускают однозначного размещения в классификации (например, фрикционные дисковые муфты, с пружиной шланга и т. Д.). Выбор правильного типа муфты должен основываться на польских стандартах и ​​каталогах производителей, а также на решении на выбор или проектное решение, основанные на предыдущем углубленном анализе технических свойств и данных.

Неразъемные муфты

Несъемные муфты представляют собой муфты, которые имеют фиксированный активный и пассивный элемент, то есть когда механизм работает, их невозможно отсоединить. Они используются в ситуациях, когда разделение взаимодействующих элементов производится при разборке устройства. Муфты этого типа можно разделить на:

1. жесткие муфты - они предотвращают относительное смещение элементов во время работы,

2. саморегулирующиеся муфты - позволяют рабочим элементам совершать небольшие движения,

3. гибкие муфты - те, в которых упругие элементы использовались в качестве соединителя.

1. Жесткие муфты.

Это семейство сцеплений включает в себя: втулки, разъемные и фланцевые. Основой бесперебойной работы является точная соосность соединенных валов.

  • Стопорная муфта (рис.2) является одной из самых простых муфт. Момент передается от пальца, установленного на активном валу, через втулку, соединяющую два вала, на палец, установленный на пассивном валу. Соединительными элементами могут быть другие элементы, например, канавки или клинья. Усадочное соединение также используется для соединения вала и втулки. Выбор подходящего соединителя зависит от загруженности возможностей монтажа и т. Д. К недостаткам относится необходимость разработки места для осевого смещения втулки или вала при установке и демонтаже сцепления.

К недостаткам относится необходимость разработки места для осевого смещения втулки или вала при установке и демонтаже сцепления

Рис.2 Штыревая муфта

  • Фланцевые муфты - изготовлены из двух дисков, соединенных болтами, как и другие муфты, стандартизированы. Типы фланцевых муфт показаны на рисунках 4 и 5. Диски установлены на валах, как правило, с глотками. Чтобы обеспечить концентрическое выравнивание элементов (дисков сцепления), канавки должны быть центрированы на передних плоскостях. Коэффициенты муфт обоих типов очень похожи друг на друга, они включены в стандарты PN-66 / M-85251 (рис. 4) и PN-66 / M-85252 (рис. 5). Упомянутые здесь муфты используются для соединений вала в диапазоне диаметров 25 - 200 мм и в диапазоне передаваемого крутящего момента 320 Нм - 60 кНм. их вес это колеблется между 6 - 250 кг. Согласно стандарту, если посадка между болтами и фланцами является плотной посадкой, крутящий момент передается через болты. В случае свободного прилегания момент передается силой трения, которая возникала, когда диски прижимались к болтам. Условие состоит в том, что сила трения должна быть, по крайней мере, равна силе, возникающей в результате переданного момента. Предполагается, что крутящий момент действует на диаметр болта. Во время разборки диски сцепления необходимо разобрать. Чтобы избежать этой активности, центрирование прикуса с помощью делителя заменяется. Другим, менее часто используемым решением являются фланцы, постоянно соединенные с валами, в результате чего их можно комбинировать различными способами: сваркой, усадкой или ковкой.

Другим, менее часто используемым решением являются фланцы, постоянно соединенные с валами, в результате чего их можно комбинировать различными способами: сваркой, усадкой или ковкой

Они позволяют соединять элементы и передавать крутящий момент в случае, если выравнивание валов не поддерживается, или при работе могут возникнуть осевые смещения одного из валов. Осевое смещение может быть результатом неправильной сборки, а также деформации во время работы (например, прогиб). Чтобы получить правильные условия работы, необходимо спроектировать зазор для смещения валов относительно друг друга или соединителя относительно элементов. Этот тип муфт характеризуется рыхлостью и возможностью скольжения на рабочих элементах. По этой причине их нельзя использовать при больших нагрузках и при наличии обоих направлений работы.

- кулачковая муфта (рис. 6) - она ​​характеризуется разъемом в виде клыков на лицевой поверхности обоих дисков. Размер и количество клыков спроектированы с учетом выносливости и технологических условий. Существует возможность продольного смещения валов, ограниченная осевым зазором. Смещение обычно происходит в результате термического расширения материалов, позволяющих продольные смещения валов в пределах осевого зазора. Такие переносы чаще всего происходят в результате термического удлинения. Разъем в этой муфте является клыками на торцах обоих дисков. Центрирующая втулка обеспечивает центрирование

  • Зубчатые муфты - муфты наиболее универсального применения, с угловыми, осевыми или поперечными движениями, способные передавать желаемый крутящий момент. Диски с зубчатыми зубьями, установленные на валах, зацепляются с внутренними зубьями втулки, а обе втулки соединены болтами. На рис. 7 показан пример двусторонней муфты. В дополнение к двусторонним, также используются односторонние зубчатые муфты. На одном из валов находится шестерня с взаимодействующей втулкой, а на другой - только муфта, соединенная болтами с втулкой. Разностороннее использование этих типов муфт определяется конкретной формой зубов и наличием зубного зазора. Для наружных зубов используются зубы нормально, для внутренних зубов, низкие зубы с высотой головки зуба, га = 0,8 м. Чтобы правильно использовать зубчатые муфты (односторонние или двусторонние), используйте каталог производителя. Оба типа имеют одинаковое применение, диаметр валов составляет от 20 до 280 мм, а передаваемый момент от 630 до 160 кНм. Эти муфты могут нести большие нагрузки, они могут даже на высоких скоростях, для небольших сцеплений до 3000 об / мин, соответственно, максимум до 500 об / мин. Эти саморегулирующиеся муфты требуют смазки, пропорциональной передаваемой нагрузке и скорости вращения.

Эти саморегулирующиеся муфты требуют смазки, пропорциональной передаваемой нагрузке и скорости вращения

  • Шарнирные муфты (карданы) - это особая группа самоустанавливающихся муфт. Они используются для передачи момента между валами с углом между осями, достигающим 40 °. Это достигается за счет использования жесткого крестовины с подшипниками в вилке, перпендикулярных друг другу. При использовании одного универсального шарнира ведомый вал получает переменную скорость, которая допускается только в комбинациях вспомогательных машин. Чтобы получить одинаковые скорости вращения на обоих валах, необходимо создать муфту с двумя универсальными шарнирами и промежуточным валом. Условием правильной работы является поддержание одинакового угла наклона и положения вилки промежуточного вала в одной плоскости. При таком расположении промежуточный вал вращается с переменной скоростью, которая вызывает вибрации при более высоких скоростях вращения. Чтобы устранить этот источник вибраций, следует использовать максимально короткий промежуточный вал. В случае необходимости параллельного перемещения одного из роликов (например, в станке) промежуточный вал представляет собой телескопическое соединение из двух частей.
  • Гибкие муфты - Основной элемент - это соединитель, выполненный из материала или деталей, который обеспечит временное вращение одного вала относительно другого. Использование восприимчивых материалов снижает риск повреждения привода в результате динамических нагрузок (включая запуск), чтобы уменьшить вибрации, колебания передаваемого крутящего момента и т. Д. Наиболее часто используемым материалом для крепежных элементов является резина, а для металлических муфт используются пружины различной формы.
  • Муфта (шина) сцепления - выполнена из двух дисков и прикрепленных к ним гильз (рис. 8). Разъем выполнен из четырех частей резиновой ленты, выполненной в форме дужки и закрепленной болтами на дисках. Резиновая шина может использоваться в качестве соединителя. Диаметр такой муфты находится в диапазоне 180 - 350 мм. Максимальный крутящий момент через такую ​​муфту составляет 250-3000 Нм - в зависимости от размера сцепления.

Максимальный крутящий момент через такую ​​муфту составляет 250-3000 Нм - в зависимости от размера сцепления

  • Муфты роликового типа - характерная особенность этих муфт заключается в том, что производитель дает характеристические значения в каталоге. Другое название этих муфт - пружинящие пальцы. Во время кратковременного увеличения крутящего момента резиновые вставки сжимаются, что снижает последствия перегрузки. Применяется для валов диаметром от 12 до 280 мм и для передачи крутящего момента 55 Нм - 80 кНм.
  • Муфта сцепления с плоскими пружинными пакетами , радиально встроенная - обладает отличной способностью гасить вибрации при внезапной нагрузке. Амортизация передаваемого крутящего момента достигается, среди прочего, выбрав соответствующие выемки, выступающие в качестве пружинного сиденья.
  • Муфта с пружиной шланга , так называемая Муфта Bibby - одна из наиболее часто используемых муфт. Между зубцами характерной формы намотана шланговая пружина (esowa). Зубья чередуются на дисках сцепления. Весь механизм - зубья и пружина находятся в корпусе. Твердый смазочный материал используется для смазки пружины. Муфта, адаптируясь к нагрузке, может действовать как жесткая, гибкая или перегрузочная (предохранительная) муфта. В дополнение к основной задаче гибкой муфты, вытекающей из использования гибкого соединителя, муфта характеризуется возможностью одновременно выполнять задачи для саморегулирующихся муфт. Например, для муфты со шланговой пружиной допустимое продольное перемещение составляет 4-20 мм, боковое 0,5-3 мм, а угловое отклонение составляет до 1 °.

Как и большинство, гибкие муфты могут быть выбраны из материалов, содержащихся в каталогах производителей и основанных на переданном максимальном крутящем моменте. Для машин, чья работа сцепления как источника вибрации очень важна, необходимо провести точный динамический анализ системы привода и только на основании этих результатов выбрать правильную гибкую муфту.

  • Контролируемые сцепные устройства - это те, которые оснащены механизмами, позволяющими работнику, работающему с машиной, подключать или отключать взаимодействующие элементы сцепления. Эти операции могут выполняться на движущейся или неподвижной муфте, также необходимо учитывать, что на форму муфты могут влиять направление крутящего момента и движение вихря при запуске, а также при отключении, с нагрузкой или без нее.

Контролируемые муфты можно разделить на:

- переключающие муфты действительны для переключения только тогда, когда пассивный и активный валы имеют равные или близкие друг к другу угловые скорости.

- переключающие муфты в любой момент (трение) - передают крутящий момент с помощью сил трения, это не является препятствием для переключения сцепления на разных скоростях вращения обоих валов.

  • Синхронно переключаемые муфты - также известные как дизъюнктивные формы, благодаря соединителю, функция которого часто встречает зубы или клыки.
  • Муфты сцепного типа - отличаются от кулачковых саморегулирующихся сцеплений (рис. 6) механизмом, который вызывает перемещение вдоль оси для одного из дисков и, таким образом, отсоединяет сцепление.

Форма зубьев, используемых в муфте, сидящих на лицевых поверхностях дисков, зависит от ее использования. Клыки, наклоненные под определенным углом, легче выполнять, потому что это дает пространство для прохождения режущего инструмента, не опасаясь повреждения противоположного клыка. В стандартных когтях наиболее популярны симметричные и асимметричные трапециевидные клыки и самоблокирующиеся клыки. В случае двустороннего движения используются симметричные трапециевидные клыки. Наклон наклона под углом 3-10 ° значительно улучшает сцепление сцепления - больше шансов попасть в зазор. При использовании небольшого угла наклона даже небольшого осевого усилия (приводящего в действие сцепление) достаточно для удержания зубьев в рабочем положении. В случае, если угол наклона меньше угла трения во время работы, мы имеем дело с самостопорящейся муфтой. Несбалансированные трапециевидные клыки используются для односторонней работы. Угол наклона составляет 2-3 °, а угол ß до 60 ° - он облегчает включение во время работы машины и автоматическое отключение при изменении направления вращения. Для работы в обоих направлениях используются самоблокирующиеся клыки, чтобы отключить такую ​​муфту, достаточно открыть диски на небольшое расстояние, и произойдет выбрасывание зубов.

  • Зубчатая муфта - изготовлена ​​из двух дисков, один с наружными зубьями, один внутренний, один из которых скользящий. Аналогично, как в когтях, зубья обрабатываются для облегчения введения. Края зубов имеют фаски или желобки, кроме того, что они прорезаются каждым другим зубом, чтобы создать более широкий зазор.
  • Переключаемые муфты асинхронно (трение) - на диск действует сила, прижимающая их друг к другу, которая приводит к силе трения на поверхностях трения, благодаря которой крутящий момент передается от приводного вала на ведомый. Основным преимуществом является то, что они могут включаться на разных скоростях вала, даже с фиксированным барабаном. Наибольшее потребление происходит во время включения. Диски сцепления, пока заклепки не будут совмещены на обоих валах, скользят друг на друга, что приводит к сильному нагреву и взаимному износу поверхностей трения. Чтобы свести к минимуму износ, уменьшите время запуска до минимума. Это может быть достигнуто путем использования правильной конструкции муфты, но это приводит к необходимости двигателя большей мощности. На машинах с высокой инерцией масс реактивной системы период запуска намеренно продлевается.

Основные группы фрикционных муфт различают направление и метод давления, а также форму, количество и материал, используемый на поверхностях трения. Выбор материала имеет большое значение для долговечности и возможности сцепления. Высокий коэффициент трения, хорошая механическая прочность, быстрое рассеивание тепла, износостойкость и отсутствие склонности к размытию. В основном выбираются металлы или материалы с высоким коэффициентом трения. Металлы отличаются большей прочностью, специальные материалы имеют тенденцию довольно быстро изнашиваться и не выдерживают больших нагрузок. Фрикционные муфты предназначены для сухой работы, а также для смазки поверхностей трения. Благодаря смазке время работы муфты увеличивается за счет уменьшения коэффициента трения. Это также позволяет использовать более высокие давления и получать часть тепловой энергии. При выборе муфты следует помнить, в каких условиях муфта будет работать и каковы периоды между ее ремонтом.

- Дисковая муфта (рис - Дисковая муфта (рис.9) относится к наименее сложным. Построен из двух дисков - один неподвижно закреплен на валу, другой имеет возможность продольного перемещения. Прижимая скользящий диск с постоянной силой Fw к неподвижному диску, крутящий момент передается. Забота о жизнеспособность Муфты следует брать так, чтобы максимальный крутящий момент, который несет муфта, был меньше, чем момент трения, полученный из силы зажима Fw (MT ≥ Mmax = KM).

- Многодисковая фрикционная муфта (рис.10) - это умноженная дисковая муфта. Две фрикционные пластины (например, 1 и 3 на внешней, 2 и 4 на внутренней и т. Д.) Прикреплены к двум внешним и внутренним втулкам. Размещение пластин на втулках во втулках означает, что они могут вращаться только вместе с втулкой, но могут скользить вдоль втулки без каких-либо препятствий. Каждый рукав соединен с другим валом. Муфта начинает работать при перемещении ползунка 6, который нажатием на рычаг 5 нажимает на набор пластин (муфта показана на фиг. 10).

  • Коническая фрикционная муфта - взаимодействующие поверхности выполнены в форме конуса (рис.11). Аналогично другим управляемым сцеплениям, один щит закреплен на валу постоянно, а второй, как правило, установлен на канавке, имеет возможность продольного смещения. Преимущества этого решения включают применение гораздо меньшей силы переключения Fw и получение той же силы трения, что и в дисковых муфтах.

- Механизмы переключения сцепления. Для того, чтобы управляемые муфты работали как положено, необходимо использовать соответствующие механизмы для соединения и отсоединения фрикционных элементов. Эти механизмы также предназначены для приложения прижимной силы Fw, которая гарантирует передачу крутящего момента от активного вала к пассивному.

Один из более простых механизмов, используемых для взаимодействия с муфтами, показан на фиг.12. Вращающиеся камни (2) соединены с вилочным рычагом (1). Камни (2) перемещаются в щель (3). Следствием перемещения рычага вправо (в соответствии со стрелкой на рисунке) является перемещение ползуна влево, вдоль вала и наоборот. Для желаемого небольшого продольного перемещения ползуна подвижная фиксация камней в рычажной вилке обеспечивает параллельное расположение плоскостей камней относительно зазора ползуна во всем диапазоне движения. Встречаются разные решения для перемещения гильз, на фиг. 10 ползунок перемещается непосредственно вдоль вала, а другой перемещается вдоль гильзы, размещенной на валу.

Условия для эффективного переключения механизмов:

1) включить и отключить сцепление, а также преодолеть соответствующее сопротивление,

2) для предотвращения автоматического включения и отключения сцепления (паруса в крайних положениях должны быть свободны от внешних сил, должен быть обеспечен механизм самоблокировки),

3) обеспечение равномерного давления во время работы сцепления и поддержание практически равной силы прижима поверхностей трения,

4) возможность регулировки усилия зажима при увеличении зазора за счет работы рабочих поверхностей сцепления и элементов механизма.

Условия 1 и 2 выполняются в механизмах переключения в синхронных (зубчатых и зубчатых) муфтах, потому что по этой причине, поскольку между фасонными элементами существует прямое давление, в зависимости от правильности изготовленных деталей сцепления, механизм переключения не вызывает нажатия и не участвует в прессовании. ,

Механическое воздействие на фрикционные муфты обусловливает необходимость использования системы рычагов, шарниров и т. Д., Которые вместе образуют передачу усилия с соответствующим соотношением. Функционирование такого зубчатого колеса основано на увеличении силы руки (среднее усилие, создаваемое рукой, составляет 50-100 Н) до такой степени, что оно позволяет создать надлежащую силу трения поверхностей трения.

Автоматические соединители - этот тип соединителей позволяет подключать или отключать компоненты системы привода без вмешательства персонала, только в результате изменения фиксированных рабочих параметров. Наиболее часто используемыми методами является использование сил инерции (прежде всего центробежных сил), изменение направления вращательного движения или изменение передаваемого крутящего момента.

Автосцепки можно разделить на:

  • центробежная - центробежная сила вызывает включение или отключение взаимодействующих элементов сцепления,
  • однонаправленный - передает крутящий момент только в одном направлении, отключается при изменении направления вращения,
  • безопасность - отключается, когда крутящий момент превышает предполагаемый.
  • Центробежные муфты - встречаются в большинстве случаев в виде пусковых муфт. Это облегчает запуск двигателя без начальной нагрузки, которая работает на высоких скоростях. Инерция массы пассивных элементов в первые моменты запуска является причиной проскальзывания между поверхностями трения, и когда пассивные элементы достигают правильной скорости, передается необходимый крутящий момент. В этих типах муфт используется множество сегментов и различные конструкции остальных элементов.
  • Односторонние муфты - они передают крутящий момент только в одном направлении, они работают в результате действия периферической силы, действующей как сила давления или трения. Обычно используются храповые механизмы и фрикционные муфты.
  • Муфта с храповым механизмом - шестерня размещена на одной части (например, активная), а защелка - на другой. Зубчатые зубы асимметричны и имеют разные углы наклона. Во время одностороннего движения собачка упирается в зубы, передавая крутящий момент, а в обратном направлении собачка скользит по зубам. В зависимости от конструкции сцепления зубчатое колесо и храповики крепятся внутри или снаружи диска, а количество фиксаторов варьируется от 1 до 4.
  • Фрикционные муфты - используйте силу трения для передачи крутящего момента. Во время одностороннего вращательного движения ролики зажаты между профилирующим диском и кольцом. Зажим облегчается зажимными пружинами. При изменении направления вращения ролики преодолевают силу пружин и не перемещают крутящий момент свободно между диском и кольцом.
  • Предохранительные муфты - это отдельная третья группа автосцепок. Их задача состоит в том, чтобы автоматически отключать приводной элемент от крутящего момента, превышающего предполагаемый при применении крутящего момента.

Существует два основных типа предохранительных муфт:

    • с разрушаемым разъемом
    • с постоянным разъемом
  • Одним из муфт с поврежденным соединителем является штифт втулки жесткого рукава (Рис.2). Они конструктивно отличаются друг от друга, отличие состоит в использовании штифтов меньшего диаметра или изготовленных из материала с меньшей прочностью. Булавки после наступления момента, превышающего расчетный, будут уничтожены.

- на рис. 13 схематически показана идея работы предохранительных муфт с постоянным соединителем. Расчетный крутящий момент передается в результате силы давления между роликами, установленными в выемках обоих колец (активным и пассивным). В момент достижения более высокого момента от расчетного, пружины поддаются силе давления на ролики и перемещаются в соседнее положение. Размеры муфты должны быть выбраны соответствующим образом. Смещение в другое положение (переход между последующими роликами аналога) должно происходить при сопротивлении, расположенном так, что муфта на некоторое время расцепляется при соответствующем значении крутящего момента и соединяется после уменьшения нагрузки.

Смещение в другое положение (переход между последующими роликами аналога) должно происходить при сопротивлении, расположенном так, что муфта на некоторое время расцепляется при соответствующем значении крутящего момента и соединяется после уменьшения нагрузки

Новости