Муфты
Устройства, предназначенные для соединения валов между собой или валов с находящимися на них деталями и передающих крутящие моменты от одного вала к другому, называются муфтами.
Муфты, осуществляющие постоянные соединения, носят название постоянных (неуправляемых), а те, что позволяют в процессе работы машины разъединять соединяемые детали, — сцепных (управляемых).
Применение постоянных муфт определяется технологическими требованиями изготовления машин, а сцепных — их кинематикой.
Муфты в строительных машинах достаточно разнообразны по своей конструкции, поэтому рассмотрим лишь основные, наиболее распространенные.
Постоянные муфты. Могут быть глухими, предназначенными для соединения строго соосных валов, и компенсирующими — ими соединяются валы, имеющие некоторую подвижность или несоосность. Самыми распространенными глухими муфтами являются втулочные и попереч — но-свертные.
Наиболее просты втулочные муфты (рис. 2.19, а). Крутящий момент от ведущего вала 1 на втулку 2 и от нее ведомому валу 4 передается с помощью шпонок 3 или штифтов, а сама муфта в осевом направлении фиксируется установочными винтами 5. Недостаток таких муфт в необходимости большого осевого смещения валов при монтаже и демонтаже.
К наиболее распространенным компенсирующим муфтам относятся упругая втулочно-пальцевая и плавающая, или крестовая.
Втулочно-пальцевая муфта (рис. 2.19, б) — поперечно-свертная, состоит из двух полумуфт-фланцев 6 и 9, укрепленных на ведущем и ведомом валах. В одной из полумуфт закреплены пальцы 7 с надетыми на них резиновыми втулками. Эти втулки входят в цилиндрические отверстия второй полумуфты. Таким образом, крутящий момент от одной по — лумуфты к другой передается через упругий элемент — резиновые втулки, позволяющие компенсировать незначительную неточность в установке валов. Втулочно-пальцевые муфты широко применяются для соединения вала электродвигателя с валом передач.
Плавающая муфта (рис. 2.19, в) состоит из двух полумуфт 10 и 12, закрепленных на ведущем и ведомом валах. Между полумуфтами устанавливается диск 11 с крестообразно расположенными на его торцах двумя выступами, которые входят в соответствующие пазы полумуфт. Если смещение валов незначительно, то перемещение диска выступами по пазам полумуфт при вращении полумуфт компенсирует эту несоосность. Такие плавающие муфты позволяют передавать значительные крутящие моменты и широко используются для соединения, например, барабанов лебедок с редукторами их приводов.
Широкое применение, особенно в приводах колесных машин, нашли так называемые шарнирные муфты (рис. 2.19, г). Они применяются для постоянного соединения валов, работающих под углом один к другому, позволяя изменять этот угол при передаче крутящего момента. Такая муфта состоит из двух вилок 13 и 15, соединенных между собой крестовиной.
|
Рис. 2.19. Муфты: а — втулочная; б — упругая втулочно-пальцевая; в — плавающая муфта; 1 — ведущий вал; 2 — втулка; 3 — шпонки; 4 — ведомый вал; 5 — установочный винт; 6 — левая полумуфта; 7 — палец; 8 — резиновая втулка; 10 — ось; 11 — диск; 9, 12 — правые полумуфты; 13 — левая вилка; 14 — крестовина; 15 — правая вилка |
Сцепные муфты. Применяемые в строительно-дорожных машинах сцепные муфты по способу передачи крутящего момента могут быть кулачковыми, зубчатыми, фрикционными и гидравлическими.
Кулачковые и зубчатые муфты обеспечивают постоянную жесткую связь ведущего и ведомого валов, но не допускают их включения на ходу под нагрузкой и при значительной разнице в угловых скоростях между ведомым и ведущим валами.
Разновидностью кулачковой является зубчатая муфта, в которой передача крутящего момента производится с помощью большого числа
кулачков-зубьев, выполненных на одной полумуфте в виде внутреннего зацепления, а на второй — в виде внешнего с равным первой муфте числом зубьев.
Такие муфты применяются в коробках передач автомобилей, тракторов и других самодвижущихся машин. Боковые поверхности зубьев в этом случае выполняются обычно, как и в зубчатых колесах, по эволь — вентному профилю, удобному с технологической точки зрения.
Наибольшее применение в качестве сцепных получили фрикционные муфты, в которых крутящий момент передается за счет сил трения.
|
Рис. 2.20. Схемы фрикционных муфт: а — дисковая; б — конусная; в — цилиндрическая; 1 — ведущая полумуфта; 2 — ведомая полумуфта |
|
а б 6 |
В зависимости от формы поверхностей трения различают следующие фрикционные муфты: дисковые, конусные, ленточные и пневмока — мерные. Схематически устройство этих муфт показано на рис. 2.20, на котором стрелками указано движение ведомой муфты.
Крутящий момент, передаваемый муфтой, зависит от силы трения, развиваемой между трущимися поверхностями, и плеча 9 среднего радиуса, на котором приложена эта сила трения. В свою очередь, сила трения определяется нормальным давлением и коэффициентом трения. Для получения максимальных значений силы трения в большинстве случаев трущиеся поверхности муфт покрываются специальными фрикционными материалами — композиционными пластмассами, заполнителем в которых является асбест.
Чтобы уменьшить габариты муфт при необходимости передавать значительные крутящие моменты, применяются муфты с несколькими поверхностями трения (многодисковые, двухконусные и т. д.).
В зависимости от назначения усилие прижатия поверхностей трения в муфте может быть постоянным, если выключение муфты производится лишь на короткие промежутки времени, или периодическим, если муфта включается на короткие промежутки времени. Для создания постоянного усилия применяются предварительно затянутые пружины. Выключаться и включаться периодически работающая муфта может рычажной системой с воздействием на нее мускульной силы человека или (что теперь является основным) с помощью гидравлической или пневматической системы управления. В некоторых машинах включение или выключение муфт производится электромагнитными устройствами.
На быстроходных валах, у которых проскальзывание поверхностей трения муфты при включении больше, чем у тихоходных, обычно применяются дисковые муфты с несколькими поверхностями трения.