Муфты — назначения, типы и факторы выбора
Муфта вала — один из самых распространенных элементов машин, поскольку она играет важную роль в системах передачи энергии. Таким образом, они находят применение в самых разных областях и условиях эксплуатации.
В результате за многие годы конструкторы и инженеры разработали множество вариантов муфт для конкретных условий эксплуатации и окружающей среды.
Эта статья познакомит вас с различными типами муфт и расскажет о выборе подходящего варианта для вашей ситуации.
Примечание: данная статья является переводом.
Что такое муфта?
Муфта — это механическое устройство, которое соединяет одинаковые или разные валы в машинах для передачи энергиии и движения. Обычно это временное соединение (но в некоторых случаях может быть постоянным), которое можно удалить для обслуживания или замены. Муфта может быть жесткой или гибкой.
В связи с наличием множества конструкций, могут существовать разительные различия в конструкции и функционировании двух типов механических муфт.
Некоторые муфты могут соединяться с валами без перемещения вала, в то время как для установки большинства муфт требуется перемещение вала.
В большинстве случаев муфта не изменяет направление движения или угловую скорость, в отличие от зубчатых передач.
Муфта работает за счет постоянного поддержания прочного, но гибкого соединения между двумя валами для передачи движения от одного вала к другому. Это происходит при любых значениях нагрузок и несоосности, не допуская относительного движения между двумя валами.
Назначение муфт:
Муфта вала может выполнять несколько функций в машине. Конструкция может включать в себя более одной из этих функций для обеспечения функционирования изделия в передовых областях применения.
Давайте кратко рассмотрим, эти функции:
Передача энергии
Основная цель в большинстве случаев — передача мощности и крутящего момента от ведущего вала к ведомому — например, муфта, соединяющая двигатель с насосом или компрессором.
Поглощает удары и вибрацию
Муфта вала может сглаживать любые удары или вибрации от ведущего элемента к ведомому. Эта функция снижает износ компонентов и увеличивает срок службы установки.
Устранение любых перекосов
Несоосность валов может быть результатом первоначальных ошибок монтажа или может развиться со временем по другим причинам. Большинство муфт могут компенсировать некоторую степень перекоса (осевого, углового и параллельного) между валами.
Прерывание теплового потока
Муфта вала также может прервать поток тепла между соединенными валами. Если первичный двигатель имеет тенденцию нагреваться во время работы, оборудование со стороны привода защищено от воздействия этого тепла.
Защита от перегрузки
Специальные муфты, известные как предохранительные механические муфты, разработаны с целью защиты от перегрузок.
При возникновении перегрузки эти муфты с ограничением крутящего момента разрывают соединение между двумя валами. Они либо проскальзывают, либо разъединяются для защиты машин.
Типы муфт:
Муфты бывают самых разных форм и размеров. Некоторые из них отлично подходят для типовых применений, в то время как другие разрабатываются на заказ для действительно специфических сценариев.
Чтобы сделать осознанный выбор, важно знать возможности и различия различных типов муфт. В этом разделе представлена информация о основных типах муфт и о том, как они работают:
Жесткая муфта
Как следует из названия, жесткая муфта практически не допускает относительного перемещения между валами . Инженеры предпочитают жесткие муфты, когда требуется точное выравнивание.
Любая муфта вала, которая может ограничить любое нежелательное движение вала, известна как жесткая муфта, и, таким образом, это общий термин, который включает различные конкретные муфты. Примерами такого типа муфт являются втулочные, компрессионные и фланцевые муфты.
Если для соединения двух валов оборудования используется жесткая муфта, они действуют как единый вал. Жесткие муфты находят применение в вертикальных системах, например, в вертикальных насосах.
Они также используются для передачи крутящего момента в системах с высоким крутящим моментом, таких как большие турбины. Они не могут использовать гибкие муфты, и поэтому все больше и больше турбин в настоящее время используют жесткие муфты между цилиндрами турбин. Такое расположение гарантирует, что вал турбины работает как непрерывный ротор.
Гибкая муфта
Любая муфта вала, которая допускает определенную степень относительного движения между составляющими валами и обеспечивает виброизоляцию, называется гибкой муфтой. Если бы валы были все время идеально выровнены, а машины не двигались и не вибрировали во время работы, то не было бы необходимости в гибкой муфте.
К сожалению, в реальности машины работают не так, и проектировщикам приходится решать все вышеперечисленные проблемы при проектировании машин.
Гибкая муфта может решить их в определенной степени. Она может уменьшить степень износа машин из-за недостатков и динамики, которые являются частью почти каждой системы.
Гибкая муфта также является обобщающим термином и под своим названием включает в себя множество конкретных муфт. Эти муфты составляют большинство типов муфт, используемых сегодня. Некоторые популярные примеры гибких муфт — зубчатая муфта, универсальное соединение и муфта Олдхэма.
Втулочная муфта
Втулочная муфта — простейший пример муфты жесткого типа. Она состоит из чугунной втулки (полого цилиндра) или муфты. Она имеет внутренний диаметр, равный внешнему диаметру соединяемых валов. Шпонка с гибкой головкой используется для ограничения относительного движения и предотвращения проскальзывания между валами и втулками.
Некоторые муфты и валы имеют резьбовые отверстия, которые совпадают при сборке, чтобы предотвратить любое осевое перемещение валов. Передача мощности от одного вала к другому происходит через втулку, шпоночную канавку и шпонку.
Эта муфта вала используется для малых и средних крутящих моментов.
Втулочная муфта имеет несколько движущихся частей, что делает ее надежным выбором, если все детали спроектированы с учетом ожидаемых значений крутящего момента.
Муфта с разъемным соединением
Для облегчения сборки втулку муфты можно разделить на две части. Таким образом, техническому специалисту больше не нужно перемещать соединенные валы для сборки или разборки муфты.
Разъемная муфта или компрессионная муфта представляет собой две половинки муфты, которые удерживаются на месте с помощью шпилек или болтов. Подобно втулочным муфтам, эти муфты передают мощность через шпонку. Разъемные муфты используются в тяжелых условиях эксплуатации.
Фланцевая муфта
В фланцевых муфтах на каждый из соединяемых валов надевается фланец. Фланцы крепятся друг к другу шпильками или болтами, а на валу — шпонкой. Использование установочных винтов или конической шпонки гарантирует, что ступица с фланцем не соскользнет назад и не обнажит стыки вала.
Один из фланцев имеет выступающее кольцо на своей поверхности, а другой имеет аналогичную выемку для его размещения. Такой тип конструкции помогает фланцам (и, в свою очередь, валам) поддерживать соосность, не создавая чрезмерных нагрузок на валы.
Фланцевая муфта используется в средних и тяжелых условиях эксплуатации. Они могут создавать эффективные уплотнения между двумя трубками, и, следовательно, помимо передачи энергии, они используются в гидравлических системах под давлением. Фланцевые муфты бывают трех основных типов:
- Фланцевая муфта незащищенного типа
- Фланцевая муфта защищенного типа
- Фланцевая муфта морского типа
Зубчатая муфта
Зубчатая муфта очень похожа на фланцевую муфту. Однако она является гибким типом муфты и может использоваться для неколлинеарных валов. Зубчатые муфты допускают угловое смещение около 2 градусов и параллельное смещение 0,25…0,5 мм.
УКомплект поставки зубчатых муфт состоит из двух ступиц (с внешними зубьями), двух фланцевых втулок (с внутренними зубьями), уплотнений (уплотнительные кольца и прокладки) и крепежа, входящего в комплект поставки.
Передача энергии между двумя концами муфты происходит через внутренние и внешние зубчатые колеса в зубчатой муфте.
Зубчатые муфты способны передавать большой крутящий момент. Поэтому они используются в тяжелых условиях эксплуатации. Для оптимальной работы им требуется периодическая смазка (консистентная).
Универсальный шарнир (шарнир Гука)
Когда два вала не параллельны и пересекаются под небольшим углом, используется универсальный шарнир. Этот шарнир может компенсировать небольшое угловое смещение, обеспечивая при этом высокую способность передачи крутящего момента.
Универсальный шарнир состоит из пары шарниров, соединенных через поперечный вал. Два шарнира расположены под углом 90 градусов друг к другу. Поперечный вал поддерживает эту ориентацию и также отвечает за передачу мощности. Универсальный шарнир не является муфтой постоянной скорости, т.е. ведущий и ведомый валы вращаются с разными скоростями.
Они находят применение в самых разных областях, отсюда и название.
Наиболее часто универсальные шарниры используются в коробках передач и дифференциалах автомобилей.
Муфта Олдхема
Муфта Олдхема — это специальная муфта для валов, используемая исключительно для бокового смещения валов. Когда два вала параллельны, но не коллинеарны, муфта Олдхэма является наиболее подходящей.
Конструкция состоит из двух фланцев, которые надеваются на вал, и среднюю часть, известную как центральный диск. У центрального диска есть выступы на каждой грани. Эти два выступа представляют собой прямоугольные выступы, расположенные перпендикулярно друг другу и входящие в пазы, вырезанные во фланцах с каждой стороны.
Фланцы крепятся к валу с помощью шпонок. Таким образом, передача мощности происходит от ведущего вала к шпонке, от фланца к центральному диску, а затем через второй фланец к ведомому валу.
Муфта Олдхема идеально подходит для случаев, когда между двумя валами имеется параллельное смещение.
Такое параллельное смещение может произойти в случаях, когда требуется передача мощности между валами на разных высотах. Когда валы находятся в движении, центральный диск движется вперед-назад и регулируется в зависимости от бокового смещения.
Мембранная муфта
Мембранные муфты — отличные универсальные муфты для валов. Они могут компенсировать параллельное смещение, а также большое угловое и осевое смещение. Они также обладают высоким крутящим моментом и могут передавать крутящий момент на высоких скоростях без необходимости смазки.
Мембранные муфты доступны в различных стилях и размерах. Конструкция состоит из двух диафрагм с промежуточным элементом между ними. Диафрагма в основном представляет собой одну или несколько гибких пластин или металлических мембран, которые соединяют приводные фланцы на валах с промежуточным элементом с помощью болтов с обеих сторон.
Изначально мембранные муфты были разработаны для приводных валов вертолетов. Но с годами они нашли широкое применение и в другом вращающемся оборудовании.
Чаще всего они используются в турбомашинах благодаря своей высокоскоростной функции. Сегодня они применяются в турбинах, компрессорах, генераторах, самолетах и т.д.
Кулачковая муфта
Кулачковая муфта — это муфта с изгибом материала. Она находит применение в общих системах для передачи малой мощности и управления движением. Она может работать с любыми угловыми смещениями. Подобно диафрагменным муфтам, челюстные муфты не нуждаются в смазке.
Эта муфта состоит из двух втулок с зацепляющимися губками, которые помещаются в эластомерную крестовину. Крестовина обычно изготавливается из медных сплавов, полиуретана, Hyrtel или NBR и отвечает за передачу крутящего момента.
Благодаря эластичному характеру крестовины она подходит для передачи ударных нагрузок. Она также может довольно хорошо гасить реакционные силы и вибрацию.
Инженеры используют кулачковые муфты в таких системах, как компрессоры, воздуходувки, смесители и насосы.
Балочная муфта
Балочная муфта — это механически обработанная муфта, которая обеспечивает высокую гибкость в плане параллельного, осевого и углового смещения.
Это одна из лучших муфт для передачи малой мощности.
Муфта балочного типа имеет цилиндрическую структуру с винтовыми разрезами. Характеристики этих нарезов, такие как шаг и количество заходов, могут быть изменены для обеспечения возможности смещения в различной степени. Фактически, инженеры могут вносить эти изменения без ущерба для целостности конструкции, поскольку она изготовлена из одной детали. Таким образом, второе название балочной муфты — винтовая муфта.
По сути, балочные муфты представляют собой изогнутую гибкую балку. Они доступны в однолучевой и многолучевой версиях. Многолучевые муфты могут выдерживать большее параллельное смещение, чем однобалочные муфты.
Балочная муфта больше подходит для систем с низкой нагрузкой, поскольку скручивание может быть реальной проблемой. Поэтому они используется в серводвигателях и системах управления движением в робототехнике.
Гидравлическая муфта
Гидравлическая муфта — это особый тип муфты, в которой используется гидравлическую жидкость для передачи крутящего момента от одного вала к другому.
Муфта вала состоит из рабочего колеса, соединенного с ведущим валом, и бегунка, соединенного с ведомым валом. Вся установка закреплена в корпусе, также известном как оболочка.
Когда приводной вал вращается, рабочее колесо разгоняет жидкость, которая затем вступает в контакт с лопастями рабочего колеса. Затем жидкость передает свою механическую энергию бегунку и выходит из лопастей с низкой скоростью.
Гидравлическая муфта используется в автомобильных трансмиссиях, морских силовых установках, локомотивах и некоторых промышленных системах с постоянной циклической нагрузкой.
Параметры для выбора:
Валовые муфты являются неотъемлемым компонентом систем управления движением и передачи энергии. При правильном применении они обеспечивают невероятные преимущества и решают многие проблемы, связанные с монтажом и условиями эксплуатации.
Для этого конструкторы должны учитывать множество факторов, чтобы сделать правильный выбор. Знание этих факторов помогает уменьшить количество случаев выхода муфт из строя и улучшить возможности системы.
К этим факторам относятся:
- Уровни крутящего момента
- Пределы выравнивания
- Скорость вращения
- Ограничения по смазке
Уровни крутящего момента
Большинство производителей используют номинальный крутящий момент в качестве основы для классификации муфты. Величина крутящего момента зависит от того, используется ли муфта для управления движением или для передачи мощности. В первом случае крутящий момент и нагрузки ниже по сравнению со вторым. Знание ожидаемых уровней крутящего момента в области применения поможет выбрать подходящую муфту.
Пределы выравнивания
Различные области применения имеют разные потребности в выравнивании. Аналогично, некоторые муфты для валов могут выдерживать только один тип несоосности, в то время как другие могут выдерживать несколько типов.
Производители также указывают пределы соостности для различных типов смещения для каждой муфты. Это позволяет сузить круг поиска и подобрать подходящую муфту к подходящей машине.
Максимальная скорость вращения
Каждая муфта также имеет максимально допустимое число оборотов в минуту. Этот предел также публикуется для муфт валов. Муфты общего назначения нельзя использовать как таковые для работы на высоких оборотах. Муфты с высоким числом оборотов нуждаются в статической и динамической балансировке для обеспечения безопасной, плавной и бесшумной работы.
Такие сбалансированные конструкции создаются за счет точной обработки и правильного распределения крепежа. Использование ожидаемых оборотов в минуту в качестве критерия может помочь при правильном выборе муфты.
Ограничения по смазке
Иногда условия эксплуатации не позволяют часто смазывать муфты валов, которые в этом нуждаются. С другой стороны, некоторые валовые муфты сконструированы так, что не требуют смазки в течение всего срока службы.
Если требования к крутящему моменту невысоки, можно использовать модифицированные версии обычных муфт. Эти версии поставляются со смазкой «металл по металлу» или с комбинацией металла и пластика, что позволяет полностью отказаться от смазки. Проектировщики должны сделать правильный выбор муфты, оценив условия эксплуатации и потребности применения.
Муфты: описание классификация
- Главная
- Статьи
- Муфты: описание классификация
Муфты: описание, классификация
Муфтой называется устройство для соединения валов. Основное назначение муфт- передача вращающего момента между валами, без изменения его значения и направления. Кроме передачи момента, некоторые муфты выполняют дополнительные функции.
Для того, чтобы купить муфту, необходимо знать основные принципиальные различия между ними. Длинные валы по условиям технологии изготовления и сборки приходится делать составными, причем составной вал должен работать как целый. Его части соединяют жесткими глухими нерасцепными муфтами.
Для соединения валов с неточно совмещенным осями применяют компенсирующие муфты, которые компенсируют небольшие радиальные, осевые или другие смещения.
Приводы некоторых машине передают переменные моменты, в том числе с ударами.
Для пуска и остановки отдельных узлов машин используют управляемые сцепные муфты. При перегрузках и неправильной эксплуатации возможны поломки деталей, чтобы этого не произошло используют предохранительные муфты.
Если движение и момент должны передаваться в одну сторону, и не должны -передаваться в противоположную используют обгонные муфты. Предохранительные и обгонные муфты не требуют участия человека, их называют самодействующими.
Также недавно на рынке появились пневматические муфты
По управляемости муфты могут быть разделены на:
1) Муфты нерасцепляемые, осуществляющие постоянное соединение — глухие, компенсирующие, упругие
2) Муфты сцепные, управляемые,
3) Муфты сцепные, самодействующие (самоуправляемые),по направлению движения — обгонные, по скорости (центробежные), по пути (однооборотные) и т.п.
Основной характеристикой муфт в связи с их основным назначением является вращающий момент.
Муфты основных типов регламентированы государственными стандартами.
Классификация муфт
По конструкции:
- Управляемые (сцепные, автоматические)
- Неуправляемые (постоянно действующие)
По назначению:
| Группа муфт | Вид муфты | Описание, Назначение |
| Жесткие (глухие) муфты — для постоянного неразрывного соединения валов. Самый распространенный вид муфт. | Втулочные | Представляют собой втулку, насаженную на концы валов. Применяется при передаче небольших вращающих моментов, соединяют валы диаметром до 100 мм. |
| Состоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами, соединяют части вала в единый. Могут передавать очень большие моменты. Широко используются в промышленности |
||
| Продольно-свертные | ||
| Компенсирующие муфты — компенсируют смещение валов | Шарнирные муфты | Применяют при угловом смещении до 45 градусов |
| Зубчатые | Состоят из двух обойм с внутренними зубъями, которые зацепляются с зубьями втулок, насаживаемых на концы валов. Компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров. | |
| Цепные | Состоят из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковое число зубьев, общей цепи и защитного кожуха. Допускают небольшое угловое и радиальное смещние, в зависимости от размера муфты. | |
| Упругие муфты — компенсируют динамические нагрузки. Основная часть этих муфт — упругий элемент, которые передает вращающий момент от одной полумуфты к другой | Муфты с торообразной оболочкой | Состоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную щину и двух колец, зажимающих оболочку. Обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Применяется в конструкциях где трудно обеспечить соосность валов при переменных и ударных нагрузках. |
| Втулочно-пальцевые | Состоят из двух дисковых полумуфт, в одной из которых, в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы, с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Компенсирует радиальное и угловое смещения валов | |
| Муфты со «звездочкой» | Состоят из двух полумуфт с торцевыми кулчаками и резиновой звездочки, зубъя которой расположены между кулачками. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубъев. |
|
| Сцепные муфты — соединяют или разъединяют валы с деталями. Служат для быстрого соединения /разъединения валов при работающем двигателе. Применяютя при строгой соосноссти валов. Они должны легко и быстро включаться при незначительной силе, а также иметь малый нагрев, и небольшую изнашиваемость при частых переключениях. |
Муфты кулачково- дисковые | состоят из двух полумуфт и промежуточного диска |
| Кулачковые муфты |
состоят из двух полумуфт с кулачками на торцовых поверхностях. Применяются в механизмах, где должно быть обеспечено постоянное передаточное число, |
|
| Фрикционные муфты (асинхронные) |
Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу, при любых скоростях. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхности трения делятся на: дисковые, конусные, цилиндрические. Также существуют многодисковые фрикционные муфты.
|
|
| Самоуправляемые (автоматические) муфты — срабатывают сами при определенных условиях | Обгонные муфты | Передача вращения в одном направлении |
| Центробежные |
Предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала, при достижении ведущим валом заданной угловой скорости; ограничивают частоту вращения. |
|
| Предохранительные муфты |
Основная функция — ограничение передаваемого момента. (с разрушающимся элементом и автоматические) Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от перегрузок. Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки. Тпред. = 1,25*Трассчетн. По принципу работы делятся на: —Пружинно-кулачковые предохранительные муфты-по принципу аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается —Фрикционные предохранительные муфты — применяются при кратковременных перегрузках. —С разрушающимся элементом — состоит из двух фланцевых полумуфт, соединенных штифтом. Шариковые предохранительные муфты Роликовые предохранительные муфты
|
|
|
Электромагнитные и магнитные- Электромагнитные муфты применяют для замыкания и размыкания цепей без прекращения вращения, а также для регулирования движения приводов станков. |
Электромагнитные |
Порошковая Муфта состоит из трех основных частей: неподвижного корпуса и двух полумуфт. Включение и отключение валов на ходу. В некоторых случаях — регулирование скорости вращения. Электромагнитная зубчатая
Электромагнитная дисковая |
| Магнитоиндукционные | Регулирование скорости вращения. Бесконтактное соединение валов, находящихся в труднодоступных местах. | |
| Пневматические Муфты |
Просмотров: 85258 | Дата публикации: Понедельник, 13 мая 2013 10:21 |
Кнопка Twitter
Типы муфт для различных применений
После того, как вы потратили деньги на новый мощный насос и двигатель для его работы, следующим важным решением является то, как соединить их таким образом, чтобы максимизировать их эффективность и защитить их от нормального износа.
Соединение ведущего и ведомого валов было бы простым, если бы они были идеально выровнены, машины не вибрировали и валы никогда не двигались. Однако в реальном мире передачи энергии гибкая муфта может компенсировать недостатки и динамику, присущие большинству систем.
«Даже если вы можете идеально выровнять валы, вы делаете это, когда оборудование фактически не работает», — сказал Пол Конкол, менеджер по маркетингу и развитию бизнеса, Industrial Couplings, для Altra Industrial Motion.
«Как только вещи начинают двигаться, меняются температуры, меняются условия эксплуатации, фундамент оседает. Так что вам нужна муфта, но не любая муфта. Вам нужна правильная муфта нужного размера для правильного применения насоса».
Основной функцией всех муфт является передача мощности, компенсация несоосности и компенсация осевого смещения (концевое перемещение валов). Иногда муфту просят поглощать удары или вибрации. Выбор правильной муфты зависит от четырех основных условий смещения или смещения вала.
- Параллельное смещение возникает, когда два вала не имеют одной и той же оси вращения. Их торцы могут быть параллельны, но их центральные оси смещены относительно друг друга вбок.
- Угловое смещение применяется, когда валы не соосны и не параллельны. Угол смещения валов может быть симметричным или асимметричным.
- Концевой люфт возникает, когда один или оба вала совершают осевое перемещение, перемещаясь внутрь и наружу. Двигатель с подшипниками скольжения, например, «плавает», когда ротор ищет магнитный центр обмотки. Изменение температуры также может вызвать тепловое расширение и изменение положения валов.
- Гибкость при кручении — это крутильное движение в плоскостях, перпендикулярных оси вала. Обычно причиной этого являются удары или вибрация. Упругая на кручение муфта поглощает и гасит эти движения.
Четыре основных условия смещения или смещения вала, которые определяют выбор правильной муфты.
Основная конструкция большинства гибких муфт состоит из двух фланцев или ступиц, которые крепятся к соединяемым валам, и соединительного элемента, который может быть металлическим (например, в дисковых муфтах), или втулкой, изготовленной из эластомерного материала, такого как Резина EPDM, неопрен, Hytrel или уретан, или механическое соединение (как в
карданного шарнира или зубчатой муфты).
Чтобы муфта считалась гибкой, она должна выдерживать параллельное и угловое смещение. Муфты с четырехсторонней гибкостью допускают как осевое смещение, так и крутильное движение.
Четырехсторонняя гибкостьОдним из примеров четырехсторонней гибкой муфты с хорошей гибкостью при кручении является эластомерная муфта, которая работает при сдвиге (в отличие от сжатия). Эластомерный гибкий элемент может деформироваться или растягиваться при сдвиге, смещаясь под нагрузкой. Величина смещения при кручении или «накрутка» эластомера является мерой удара, который может быть поглощен. Он также легко сжимается и растягивается, чтобы справиться с концевым смещением.
Гибкость при кручении позволяет эластомерной сдвиговой муфте гасить амплитуду колебаний, изолируя один вал от воздействия другого. Энергия, поглощаемая во время ударных нагрузок, в основном используется для скручивания эластомера. Поскольку сила удара от двигателя уменьшается на количество энергии, затраченной на намотку гибкого элемента, вал насоса амортизируется от удара. Затем эта энергия высвобождается обратно в систему привода по мере раскручивания муфты.
Эластомерные муфты, работающие на сдвиг, также выходят из строя при чрезмерных ударных нагрузках и отсоединяют насос от двигателя для защиты насоса в случае блокировки или любых других условий, вызывающих чрезмерные удары.
«Муфты, в которых используется эластомерный материал при сжатии, не обладают такой же способностью к несоосности или осевому или крутильному демпфированию, как при работе на сдвиг», — сказал Конкол. «При сжатии вы сжимаете резину для передачи крутящего момента, а не скручиваете ее.
«Молекулярная структура эластомерного материала в муфтах сдвига является высокотехнологичной, поскольку материал должен быть намного прочнее, чтобы выдерживать сдвигающие усилия. Я сравниваю это с разницей между литым металлом и кованой сталью, где при ковке вы в основном выравниваете молекулярную структуру, чтобы сделать материал прочнее».
Муфты для высоких крутящих моментов и высоких скоростей В то время как эластомерные муфты популярны для многих общепромышленных насосов с мощностью до 115 л. . Зубчатые, решетчатые и дисковые муфты представляют собой металлические муфты, которые более жесткие на кручение и имеют преимущества в этих применениях.
«Зубчатые и решетчатые муфты отлично подходят для более высоких крутящих моментов, но, как и во всем, когда вы добиваетесь успехов в одной области конструкции, есть вещи, от которых вы должны отказаться в других областях», — сказал Конкол. «В данном случае это демпфирование кручения. Это более жесткие муфты, поэтому на насос будет передаваться больше вибрации».
Зубчатые муфты имеют втулку с внутренними зубьями, которые входят в зацепление с зубьями на внешней стороне ступиц. Популярные как для высокоскоростных, мощных, так и для низкоскоростных приложений с высоким крутящим моментом, они хорошо работают в приложениях, требующих жесткости на кручение.
Посадка зубьев в зубчатой муфте допускает несоосность, но степень компенсации угловой несоосности зависит от контура зубьев шестерни и зазора между ними. Благодаря своей конструкции эти торсионно-жесткие муфты могут выдерживать некоторую ударную нагрузку, но не могут поглощать ее в значительных количествах.
Решетчатые муфты состоят из двух фланцевых ступиц с канавками, соединенных конической стальной пружиной в виде сетки. Как и зубчатые муфты, они требуют смазки, но обеспечивают гибкость и эффективность на высоких скоростях или на низких скоростях с высоким крутящим моментом. Сеточные муфты могут работать до 400 л.с./100 об/мин. Будучи более жесткими, их способность к несоосности не так велика, как у эластомерных муфт, поэтому выравнивание валов двигателя и насоса является более важным.
Дисковые муфты чрезвычайно однородны по конструкции и могут вращаться с высокой скоростью. Насосы, работающие на высоких оборотах, хорошо подходят для этих хорошо сбалансированных, плавно работающих устройств, которые, как и эластомерные муфты, не требуют смазки. Однако дисковые муфты имеют довольно сложную конструкцию и чрезвычайно чувствительны к несоосности и осевому перемещению. Изгиб диска или металлического компонента за пределом его предела текучести может вызвать усталость, а осевое перемещение может привести к поломке.
При выборе муфты пользователи помпы должны остерегаться ловушки «чем больше, тем лучше». Увеличение размера муфты может привести к уменьшению требуемой гибкости или компенсации смещения, а слишком большая муфта может создать дополнительные нагрузки на соединяемые насосы и двигатели. С другой стороны, муфта со слишком большой несоосностью может быть слишком мягкой или податливой, что может вызвать вибрацию или неуравновешенное состояние при вращении.
«Для оборудования с турбинным приводом, работающего со скоростью 3000 об/мин или выше, вам может понадобиться дисковая муфта», — сказал Конкол. «Для высокого крутящего момента правильным выбором может быть зубчатая или решетчатая муфта.
«Все дело в том, чтобы подобрать правильную муфту для правильного применения, поэтому производитель может стать ценным активом в процессе выбора. Эта база инженерных знаний может стать реальной дополнительной услугой для пользователя».
Загрузить PDF-файл этой статьи
Муфта: определение, применение, работа, типы, схема
Термин «муфта» распространен в инженерном мире, он известен как деталь, которая соединяет два вала вместе для точной передачи мощности. Передача осуществляется со стороны привода на сторону ведомого, компенсируя ошибку монтажа (несоосность) и т. д. двух валов. Муфта используется почти во всех промышленных машинах, требующих передачи мощности, таких как двигатели, насосы, генераторы и компрессоры.
Различные типы муфт
Пожалуйста, включите JavaScript
Различные типы муфт
Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, функциями, схемами, работой, типами и требованиями хорошей муфты.
Read more: Different Types of clutch and their working principle
Contents
- Для передачи мощности от ведущего вала к ведомому.
- Муфты соединяют или соединяют два отдельно изготавливаемых компонента, т. е. выходной вал двигателя и генератор.
- Снижает передачу ударных нагрузок с одного вала на другой за счет использования гибких муфт.
- Муфты также используются для обеспечения дополнительной гибкости при передаче мощности в случае ограниченного пространства.
- Ввести защиту от перегрузок.
- Муфта должна передавать крутящий момент с ведомого вала на ведомый вал.
- Он должен правильно выровнять валы.
- Муфты должны обеспечивать безопасность человека и машины в случае отказа муфты.
- Муфты должны быть разборными для технического обслуживания.
- Наконец, муфты должны быть регулируемыми.
1 9 Что такое сцепление?
Проще говоря, муфты представляют собой механические устройства, используемые для передачи мощности/крутящего момента с одного вала на другой вал. Муфту также можно рассматривать как устройство, используемое для соединения двух валов вместе на их концах для передачи мощности. Однако основная цель муфт — соединить две части вращающегося оборудования, допуская некоторую степень несоосности или концевое перемещение, или и то, и другое. Устройство может быть жестким или гибким в зависимости от точности выравнивания и требования к крутящему моменту.
В общем смысле муфта представляет собой механическое устройство, служащее для соединения концов смежных частей или объектов. Обычно они не позволяют разъединять валы во время работы, но доступны муфты ограничения крутящего момента. Эти муфты могут проскальзывать или разъединяться при превышении некоторого предела крутящего момента. По сути, время и стоимость обслуживания муфты могут быть уменьшены в зависимости от требований к применению, выбора, установки и обслуживания.
Примечание: мощность может передаваться с помощью различных зубчатых передач или приводов, т.е. если валы параллельны. Муфты используются, когда валы расположены по прямой линии и должны быть соединены встык для передачи мощности.
Подробнее: Принцип работы системы механической и автоматической трансмиссии
Применение муфты
Как упоминалось ранее, муфты валов используются почти во всех промышленных машинах для различных целей. Основная функция заключается в передаче энергии с одного конца на другой конец. Например, двигатель, передающий мощность насосу через муфту. Ниже приведены общие области применения муфты.
Требования к хорошей муфте
Ниже приведены требования, которые необходимо учитывать при знании хорошей системы муфты.
Схема сцепления:
Подробнее: Понимание дифференциала
Типы сцепления
Различные типы муфт: жесткие, муфтовые или муфтовые, хомутовые или разъемные муфты, также известные как компрессионные муфты, фланцевые муфты, гибкие, штифтовые, универсальные и муфты Олдхэма. Некоторые другие типы муфт включают зубчатые, сильфонные, кулачковые, диафрагменные, жидкостные, муфты с постоянной и переменной скоростью.
Жесткая муфта:
Жесткие муфты используются, когда два вала идеально выровнены. Они годятся только в тесном выравнивании. Их примеры включают втулку или муфту, разъемную муфту и фланцевую муфту.
Гильзовая или муфтовая муфта:
В конструкции этих типов муфт основными компонентами являются вал, шпонка, гильза или муфта. Также используется полый цилиндр, внутренний диаметр которого равен валу. Ключ с гибкой головкой используется для фиксации его на концах двух валов. Передача мощности происходит через один вал на другой вал с помощью шпонки и втулки. Все элементы должны быть достаточно прочными, чтобы передавать крутящий момент.
Хомут, разъемная муфта или обжимная муфта:
Муфты этого типа также известны как разъемные муфты. Муфта или гильза выполнена в виде двух полочек и скреплена болтами, они изготовлены из чугуна. Шпилька также используется для соединения половинок. Оба конца вала соединены друг с другом, и в шпоночный паз, расположенный на валах, вставлена шпонка. Один конец муфты крепится снизу, а другой конец соединяется сверху и скрепляется болтами и гайками.
Фланцевая муфта:
Фланцевая муфта состоит из двух чугунных фланцев, установленных на конце каждого вала. Эти фланцы скреплены болтами для завершения привода. Герметичное соединение двух труб может представлять собой фланцевое соединение такого типа. В их конструкции один из фланцев имеет выступающую часть, а другой фланец имеет аналогичную выемку. Концы фланцев сведены вместе, чтобы обеспечить правильное выравнивание, не вызывая сопротивления материала, проходящего через них.
Эти типы муфт помогают привести вал в одну линию и сохранить соосность. Болты и гайки используются для соединения двух фланцев вместе. Эти муфты обычно используются в системах трубопроводов под давлением, и они выдерживают слишком большие нагрузки. Различные типы фланцевых соединений представляют собой незащищенные и защищенные типы фланцевых соединений, а также морские фланцевые соединения.
Подробнее: Типы дифференциалов и их функции
Гибкая муфта:
Гибкие муфты используются для соединения двух валов, имеющих как поперечное, так и угловое смещение. Примерами гибких муфт являются муфта с втулкой, универсальная муфта, муфта Олдхэма, зубчатая муфта, сильфонная муфта, кулачковая муфта, диафрагменная муфта.
Муфта с втулочным штифтом:
Муфты с втулочным штифтом используются при небольшом параллельном смещении, угловом смещении или осевом смещении двух валов. Они во многом схожи с жесткой фланцевой муфтой, по сути, модификацией. Они состоят из двух непохожих по конструкции половин, известных как штифты, резиновые втулки, которые используются поверх штифтов.
Универсальная муфта:
Эти типы муфт известны как муфты Гука. Они используются, когда оси двух валов пересекаются под небольшим углом и наклон между двумя валами может быть постоянным. Это может происходить только на практике и меняется при передаче движения от одного вала к другому. Универсальные муфты широко используются при передаче мощности. Их можно найти в передаче от коробки передач к дифференциалу автомобиля. В этих случаях на каждом конце используются два универсальных шарнира; один на конце карданного вала коробки передач и дифференциала на другом конце. Универсальная муфта также используется для передачи мощности на различные шпиндели нескольких сверлильных и фрезерных станков.
Муфта Oldham:
Муфты Oldham используются там, где два вала имеют поперечное смещение. Они состоят из двух фланцев А и В с прорезями и средней плавающей части Е с двумя язычками Т1 и Т2. Средняя часть устройства фиксируется с помощью штифтов, прикрепленных к фланцам и плавающим частям. Язычок T1 входит во фланец A и обеспечивает возвратно-поступательное движение, а T2 устанавливается во фланец B и обеспечивает вертикальное перемещение деталей.
Подпишитесь на нашу рассылку новостей
Подробнее: Различные типы систем трансмиссии и их преимущества
Зубчатая муфта:
Зубчатые муфты представляют собой модифицированную версию фланцевых муфт. Зубчатая муфта предназначена для передачи высокого крутящего момента за счет большого размера зубьев. Их фланец и ступица собираются отдельно, а не как единая деталь в виде фланцевой муфты. В их конструкции каждый шарнир имеет передаточное число 1:1 внутреннюю и внешнюю зубчатую пару. Кроме того, зубчатые муфты ограничены угловым смещением примерно 0,01–0,02 дюйма в параллельном направлении и 2 градуса в угловом. Зубчатые муфты и универсальные шарниры также используются в тяжелых условиях, где требуется передача высокого крутящего момента.
Муфта с сильфоном:
Муфты этого типа представляют собой гибкие муфты с двойными концами, известные как ступицы. Они обладают превосходной жесткостью на кручение для точной передачи скорости, углового положения и крутящего момента. Сильфонные муфты обычно изготавливаются из нержавеющей стали. Они используются там, где требуется высокая точность позиционирования. Сильфонные муфты имеют тонкие стенки и обладают незначительной угловой, осевой или параллельной несоосностью. Ступицы приварены к муфте снизу.
Кулачковая муфта:
Кулачковые муфты используются для передачи энергии общего назначения, а также в приложениях управления движением. Они предназначены для передачи крутящего момента при одновременном снижении вибраций системы и корректировке несоосности, что дополнительно защищает другие компоненты от повреждений. Кулачковые муфты выгодны, потому что они могут выдерживать угловое смещение и реактивные нагрузки из-за смещения. Кроме того, они обладают хорошим крутящим моментом по отношению к внешнему диаметру, хорошей химической стойкостью и достойными демпфирующими свойствами.
Мембранная муфта:
Эти типы муфт представляют собой несмазываемые муфты, используемые в высокопроизводительных турбомашинах и передающие крутящий момент. Они также используются для устранения несоосности между валами оборудования. Мембранные муфты передают крутящий момент от внешнего диаметра к внутреннему и наоборот. Они используют одну или несколько пластин для гибких элементов и допускают угловое, осевое или параллельное смещение. Мембранные муфты используются, когда требуется высокий крутящий момент и высокая скорость. Наконец,
Подробнее: Знакомство с механической коробкой передач
Гидравлическая муфта:
Жидкостные муфты также известны как гидравлические муфты. Это гидродинамические устройства, используемые для передачи вращающейся механической энергии за счет ускорения и замедления гидравлической жидкости. на ведущем (входном) валу устройства находится крыльчатка, а на ведомом (выходном) валу — рабочее колесо. Рабочее колесо действует как насос, а рабочее колесо действует как турбина.
Принцип работы муфты
Работа муфты менее сложна и понятна. Используется для соединения двух валов одинакового или разного диаметра вместе. Двигатель передает мощность со стороны привода, а гребной винт находится со стороны привода. Муфта не передает тепло и т. д. двигателя на ведомую сторону. Гибкую муфту можно разделить на две группы; металлические и эластомерные. В металлических типах используются свободно установленные детали, которые катятся или скользят друг относительно друга или, наоборот. Кроме того, неподвижные части изгибаются, компенсируя несоосность.
С другой стороны, эластомерные типы также приобретают гибкость благодаря упругим, неподвижным, эластичным или пластиковым элементам, передающим крутящий момент между металлическими ступицами. Посмотрите видео ниже, чтобы четко понять работу муфты.