Муфти будівельних машин для з'єднання валів
Для з'єднання кінця провідного валу з кінцем веденого застосовують муфти. Вони повинні забезпечувати однакову частоту обертання веденого і ведучого валів, а також надійно передавати необхідний крутний момент.
Залежно від пропонованих до з'єднання валів вимогам муфти поділяють на постійні й зчіпних.
Постійні муфти дозволяють жорстко з'єднувати вали. До муфтам цього типу відносяться жорсткі глухі і роз'ємні, що вимагають при установці точного суміщення осей з'єднувальних валів. Ці муфти виготовляють з середньовуглецевих сталей і сірих чугу-нів. Величина переданого муфтами крутного моменту визначається міцністю з'єднання муфт з валом, яке буває штифтовим, шпонковим і шліцьовим. На рис. 8 показані жорсткі муфти.
Постійні муфти дозволяють жорстко з'єднувати вали. До муфтам цього типу відносяться жорсткі глухі і роз'ємні, що вимагають при установці точного суміщення осей з'єднувальних валів. Ці муфти виготовляють з середньовуглецевих сталей і сірих чугу-нів. Величина переданого муфтами крутного моменту визначається міцністю з'єднання муфт з валом, яке буває штифтовим, шпонковим і шліцьовим. На рис. 8 показані жорсткі муфти.
До недоліків жорстких муфт відноситься передача всіх поштовхів і ударів від двигуна до механізмів і навпаки. Так, особливо значні перевантаження створюються при пуску електродвигунів через значне перевищення величини пускових струмів по отноше ^ нию до номінального.
Втулкові муфти забезпечують передачу крутного моменту (рис 8, а, б, в) за допомогою шпонок 2 і штифтів 3. Недолік муфт цього типу - необхідність при монтажі зміщувати вали в осьовому напрямку.
Поздовжньо-з'єднувальні (клеммовие) муфти (рис. 8, г) передають крутний момент за рахунок сил тертя, що виникають при закручуванні болтів між їхньою внутрішньою поверхнею і зовнішньою поверхнею валів. При передачі великих моментів, що крутять як підсилюють елементів додатково встановлюють шпонки.
Поперечно-з'єднувальні (фланцеві) муфти (рис. 8, д, е, ж) - найбільш поширені види жорстких муфт, рознімати в площині, перпендикулярній поздовжній осі валів. Муфти цього виду складаються з двох посаджених на сполучаються-кінці валів полумуфт 5, що притискаються одна до іншої за допомогою болтів 6. Напівмуфти кріплять до валів шпонками або шліцами.
При постановці болтів з зазором (рис. 8, д) крутний момент передається за рахунок сил тертя, що виникають від затягування болтів на стику полумуфт. При постановці болтів без зазору (рис. 8, е) крутний момент передається безпосередньо болтами, які працюють на зріз і зминання.
Мал. 8. Жорсткі глухі і роз'ємні муфти:
а, б, в-втулкові, г - поздовжньо-з'єднувальні (клеммовие), д, е, ж - поперечно-з'єднувальні (фланцеві); 1 - вал, 2 - шпонка, 3 - штифт, 4 - регулювальний гвинт, про - напівмуфти, 6 - болт, 7-буртик, 8 - захисний обід, 9 - центрирующее півкільце
Для центрування напівмуфт застосовують буртики (рис. 8, о, е), центруючі півкільця (рис. 8, ж) і болти, поставлені під розгортку.
Якщо по конструктивних міркувань муфта не може бути огороджена, то для підвищення безпеки експлуатації її виготовляють із захисним ободом (рис. 8, е).
Поперечно-з'єднувальні муфти розраховують по міцності її болтів, а також елементів кріплення до валів - шпонок і шліців.
Різновидом постійних є компенсуючі муфти (рис. 9) з еластичними елементами, які не тільки допускають деякий зсув центрів валів і нахил їх осей, але і пом'якшують поштовхи і удари.
Жорсткі компенсуючі муфти найчастіше бувають хрестовими і зубчастими.
Мал. 9. Жорсткі компенсуючі муфти:
а - хрестова, б - зубчаста; /, 2-напівмуфти, 3 - проміжний плаваючий диск, 4, 5 - зуби, 6, 7 - полуобойми, 8 - шпонка, 9 - болт
Хрестова муфта (рис. 9, а) дозволяє нормально передавати крутний момент при розбіжності осей валів не більше ніж на 0 ° 30 '. Для випадків, що передбачають великий кут відхилення (до 4 °), виступаючі частини повинні бути оброблені по кривій типу евольвенти.
Муфти цього виду складаються з двох насаджених на кінці валів полумуфт розташованого між ними хрестоподібного проміжного плаваючого диска. При складанні муфти виступи хрестоподібного диска входять в пази напівмуфт, де вони можуть кілька ковзати і тим самим передавати крутний момент і при кілька ексцентричному з'єднанні валів. В результаті тертя поверхонь западин полумуфт і виступів диска поверхні поступово зношуються. Щоб зменшити швидкість зношування, деталі періодично змащують.
Зубчаста муфта (рис. 9, б) дозволяє компенсувати зміщення центрів валів на величину до 10 мм і взаємний нахил осей до 1,5 °.
Муфта складається з двох напівмуфт, посаджених на кінці валів за допомогою шпонок або шліців і мають по зовнішній поверхні зуби з евольвентним профілем. Напівмуфти доповнені двома полуобоймамі, забезпеченими з внутрішньої сторони зубами, що входять в зачеплення з зубами напівмуфт. Напівмуфти з'єднують між собою болтами. У зубчастих муфтах компенсація відбувається за рахунок бічного зазору в зубчастому зачепленні обточування вершини зубів по сфері і додання їх бічних поверхнях бочкообразной форми. Зношування зубчастих муфт зменшується шляхом їх змазування.
Мал. 10. Пружні муфти:
а-зубчасто-пружинна, б - втулочно-пальцева; 1, 5 - напівмуфти, 2 - пружина, 3-зуби, 4 - кожух, 6 - еластична втулка, 7 - еластичне
кільце
Зубчасті муфти розраховують так само, як зубчасті зачеплення. При цьому умовно вважається, що передається навантаження рівномірно розподіляється між усіма зубами, які стикаються по всій довжині і висоті.
Пружні муфти призначені для компенсації несоосности валів, усунення резонансних явищ при циклічній навантаженні і зниження величини короткочасних перевантажень, що виникають в трансмісії машин при нестаціонарних режимах роботи. З цією метою в конструкцію муфт вводять пружний елемент у вигляді спіральнх або пластинчастих пружин, еластичних вкладишів або еластичних втулок, які поглинають різкі коливання навантаження за рахунок своєї деформації. На рис. 10 показані пружні муфти.
Зубчасто-пружинна муфта (рис. 10, а) складається з забезпечених зубами 3 напівмуфт 1 і 5, з'єднаних розташованої між ними змієподібній пружиною 2, яка утримується в робочому положенні кожухом 4. Для зменшення зношування в кожух заливають мастильний матеріал. Виникаючі в процесі роботи різкі поштовхи сприймаються і поглинаються пружиною.
Муфти цього виду дозволяють передавати значні крутний момент і забезпечують нормальну роботу при несоосности валів, що досягає 20 мм, або відхиленні осей до 115.
Втулочно-пальцева муфта (рис. 10, б) -один з найпоширеніших видів пружних муфт. У них використані гофровані еластичні втулки 6 або еластичні кільця.
Муфти забезпечують нормальну роботу при несоосности валів до 15 мм і відхиленні осі вала до 1 °.
Ходова частина муфти (муфти включення) призначені для з'єднання і роз'єднання валів за допомогою спеціальних механізмів, які називаються механізмами управління.
До основних типів зчіпних муфт відносяться кулачкові, зубчасті й фрикційні.
Мал. 11. Кулачкова муфта:
2 - вилка, 3 - обойма, 4 - напів-кулачок, 6 - опора, 7 - шток
Кулачкові муфти (рис. 11) призначені для з'єднання і роз'єднання нерухомо укріплених валів або валів з незначно различающейся частотою обертання. Їх включення при обертових валах призводить до сильних ударів, які можуть викликати не тільки інтенсивне зношування кулачків, але і приводити до їх повного руйнування. Кулачкова муфта складається з двох напівмуфт з кулачками.
За формою кулачки можуть бути: - прямокутні, які забезпечують реверсування, але ускладнюють внаслідок підвищеного тертя включення і виключення; - трапецієподібні симетричні, що вимагають порівняно з прямокутними великих зусиль на включення і менших на вимикання і також забезпечують реверсування; - несиметричні, які легко включаються, але не забезпечують реверсування.
Поверхня кулачків для зниження швидкості їх зношування цементують і загартовують до твердості HRC 56-62.
Кулачкові муфти включаються і вимикаються при переміщенні напівмуфти, тоді як друга полумуфта нерухомо закріплена на кінці валу. Напівмуфта переміщається за допомогою вилки, шарнірно закріпленої на опорі і з'єднаної зі штоком пневматичного або гідравлічного штовхача системи управління.
фрикційні м у ф т и призначені для плавної передачі крутного моменту між валами і оберігають механізм від перевантажень. Муфти передають крутний момент за рахунок виникнення сил тертя між напівмуфтами, що встановлюються на кінцях ведучого і веденого валів.
Крутний момент залежить від величини стиснення між собою фрикційних елементів, які виконані у вигляді дисків, конусів колодок, стрічок. Тому, плавно змінюючи силу стиснення, можна отримати поступове збільшення або зменшення крутного моменту, що дозволяє з'єднувати знаходиться під навантаженням провідний вал з веденим навіть при великому розходженні швидкостей обертання. Можливість пробуксовувати дозволяє фрикційним муфтам в ряді випадків служити запобіжними пристроями.
Мал. 12. Дискові муфти:
а - однодискова, б - багатодискова; 1,3 - напівмуфти, 2, 4 внутрішні і зовнішні диски, 5 - важіль, 6 - втулка
Дискові муфти (рис. 12) широко застосовують в трансмісіях машин. Розрізняють одно-, дво- і багатодискові муфти. Вони складаються з зовнішніх дисків, з'єднаних з напівмуфтою, жорстко сидить на кінці одного з валів, і внутрішніх дисків, з'єднаних з напівмуфтою, також жорстко сидить на кінці іншого вала. Зовнішні диски з'єднані з внутрішніми дисками рухомим шліцьовим з'єднанням. Зусилля стиснення передається на внутрішні диски важелем, на який діє переміщається втулка.
Конусні муфти (рис. 13) застосовуються для передачі порівняно невеликих крутних моментів і працюють за рахунок виникнення сил тертя, які виникають при стисненні силою Q фрикційних поверхонь напівмуфт.
Стрічкові муфти (рис. 14) застосовують для включення в дію механізмів трансмісій, що сидять на приводному валу, наприклад для приведення в обертання канатного барабана лебідки екскаватора. Барабан, забезпечений шківом, вільно (на підшипниках) насаджують на приводний вал, на кінці якого на шліцах посаджено провідне колесо з водилом. У точці К до нього шарнірно кріплять двуплечий важіль, до короткого кінця якого кріплять стрічку. Другий кінець стрічки за допомогою вушка і пальця прикріплений до водив. До довгого плеча важеля приєднаний шток пневмо- або гідроциліндра, що живиться через підвідний трубопровід. При висуванні штока важіль повертається в положення, показане на малюнку пунктиром. Стрічка натягується і притискається до шківа, між ними виникають сили тертя, і барабан приводиться в обертання. Стрічка відключається-поворотною пружиною. Фрикционную прокладку приєднують до стрічки мідними або латунними заклепками.
Мал. 13. Конусная фрикційна муфта:
1, 2 - напівмуфти
Пні в мо камерні муфти (рис. 15) призначені для того ж, що і стрічкові, але включаються більш плавно. У пневмокамеру, розташовану на провідній частині 3 муфти, подається через трубопровід стиснене повітря під тиском 0,5-0,7 МПа.
Мал. 14. Стрічкова фрикційна муфта:
1-палець, 2-провідне колесо, 3
важіль, 4 - пружина, 5 - гідроцйліндр, б-трубопровід, 7-барабан, 8 - шків, S - вушко, 10 - водило, // - вал, 12 - фрикційна прокладка, 13
Це призводить розширенню пневмокамери і надавливанию укріплених на колодках фрикційних поверхонь на внутрішню поверхню шківа. Так як шків розігрівається сильно, то на його зовнішній поверхні встановлюють охолоджуючі ребра.
У зв'язку з широким використанням в будівельних машинах гідроприводу на них встановлюють гідравлічні муфти і гідротрансформатори.
Мал. 15. пневмокамерний фрикційна муфта:
1 - шків, 2 - Пневмокамера, 3 - провідна частина муфти
Мал. 16. Гидромуфта:
1, 4 - провідний і ведений вали, 2 - насосне колесо, 3 - турбінне колесо, 5 - замкнута порожнина, 6 - кожух
Гідромуфти характеризуються рівністю підводиться до них і відводиться від них моментів незалежно від частоти обертання ведучого і веденого валів. Тому їх найбільш доцільно застосовувати в машинах, що працюють без перевантажень.
Особливість гідромуфт - відсутність в них жорсткого зв'язку між сполучаються валами, яка замінена гідродинамічної зв'язком між ведучим і веденим елементами муфти, з'єднаними з відповідними валами трансмісії машини. У гідромуфті (рис. 16) на провідному валу жорстко насаджено насосне колесо, а на відомому валу - турбінне колесо 3. Закриваючий муфту кожух прикріплений до насосного колеса і утворює замкнуту порожнину, яку заповнюють робочою рідиною (маловязким маслом або дизельним паливом). Зазор між насосним і турбінним колесами становить 3-15 мм. Насосне колесо при обертанні викидає захоплювану їм робочу рідину на турбінне колесо і змушує його таким чином обертатися з дещо меншою частотою обертання.
Гідротрансформатори застосовують в машинах, де потрібно автоматичне регулювання крутного моменту від навантаження.
Зміна величини переданого моменту в гідротрансформаторах досягається шляхом введення між насосним і турбінним колесами нерухомого направляючого апарату, що забезпечує зміну напрямку і швидкості подачі на турбінне колесо робочої рідини.
Характерною особливістю гідротрансформатора є те, що він оберігає від перевантажень двигун, який не зупиняється навіть при повній зупинці трансмісії.
До атегорія: - Пристрій будівельних машин