Для соединения двух валов или вала с расположенными на нем деталями применяются специальные муфты. Они обеспечивают высокопрочное совмещение элементов, без труда противостоят различным механическим воздействиям и неблагоприятным факторам окружающей среды. Рассмотрим виды соединительных муфт, которые предохраняют систему от перегрузок, разъединения валов и компенсируют их несоосность.
Что такое муфта
Она представляет собой механическое устройство, которое служит для соединения валов и передачи крутящего момента без потери скорости. Благодаря особой конструкции элемент помогает сочленить валы разных диаметров, а также агрегаты, расположенные на разном уровне.
Крепление муфты происходит несколькими способами. Часто используется вариант с помощью установочных винтов. Также возможна зажимная или раздельная фиксация, в результате чего удается уменьшить угловой зазор без каких-либо изменений в размерах.
Классификация муфт
В зависимости от конструкционных особенностей и применения различают несколько категорий устройств. Выделяют механические, электрические, гидравлические муфты, которые отличаются стандартизированными размерами и подходят для большинства агрегатов.
С учетом способа соединения валов выполняется следующая классификация узлов: управляемые, неуправляемые (постоянные) и самоуправляемые (автоматические).
Еще одна классификация связана с материалами деталей. Можно выделить следующие категории:
- Упругие (эластичные, гибкие). Такие соединительные муфты для валов позволяют компенсировать несоосность. В их конструкции присутствует гибкий элемент, за счет которого уменьшаются динамические удары и вибрации во время эксплуатации оборудования. За счет установки подобных узлов также удается устранить отсутствие прогиба или параллелизма. Снижаются нагрузки на основные детали агрегата, уменьшается риск поломок и увеличивается срок эксплуатации всей системы.
- Жесткие. Такие муфты имеют более простую конструкцию, отличаются надежностью и долговечностью. Они с высокой точностью передают крутящий момент, позволяют избежать потерь мощности. Однако с их помощью не удастся компенсировать несоосность валов или расхождения в диаметрах. Поэтому сфера применения устройств более узкая.
Виды муфт
Подробнее стоит рассмотреть разновидности узлов, которые встречаются в оборудовании чаще всего.
1. Глухие
За счет них образуется жесткое и неподвижное соединение двух валов, то есть, по сути это те же жесткие муфты. С их помощью не удастся компенсировать ошибки производства или монтажа, для их правильной установки потребуется точная центровка.
2. Втулочные
Это – наиболее простой вариант глухих муфт, который используется при умеренных нагрузках на валы. В основе конструкции присутствует соединительная втулка, снабженная штифтами.
3. Фланцевые
Эта категория узлов является самой распространенной. В основе – две полумуфты, которые соединяются болтами. Подходят для совмещения валов различного диаметра (до 200–300 мм и больше). Благодаря компактным габаритам и простой конструкции считаются надежными и практичными в применении.
4. Компенсирующие
Отдельная категория жестких муфт для устранения смещений различного вида: угловых, радиальных, осевых. За счет их использования удается снизить нагрузку на подшипники и предотвратить их преждевременное разрушение. Однако в конструкции таких узлов не предусмотрены упругодемпфирующие детали, в результате чего не происходит смягчения толчков и вибраций.
5. Упругие компенсирующие
Такие узлы выделяют в отдельную группу, так как в их конструкции присутствуют гибкие детали. Служат муфты не только для восполнения несоосности, но и для понижения динамичности нагрузок. Благодаря конструкции детали минимизируют колебания и вибрации, которые возникают при работе оборудования.
6. Зубчатые
В их основе две полумуфты, которые имеют наружные зубья и разъемную обойму с внутренними зубьями. За счет большого количества одновременно работающих зубцов происходит передача вращательного момента, в результате чего обеспечивается повышенная нагрузочная способность. При этом узлы имеют компактные габариты, отличаются прочностью и долговечностью.
7. Кулачково-дисковые
Особенностью этого вида соединительных муфт для валов является наличие нескольких полумуфт, которые соединяются диском. Во время эксплуатации устройств диск двигается по пазам элементов, за счет чего происходит компенсация имеющейся несоосности. При увеличении показателей несоосности увеличивается износ элементов, который вызван усиленным скольжением в пазах. Именно поэтому такие узлы рекомендовано устанавливать в системах с небольшим напряжением.
8. Со змеевидной пружиной
Особенностью моделей является наличие зубьев нестандартной формы, между которыми располагаются секции змеевидной пружины. Основу конструкции составляют две полумуфты и кожух из двух половин, который используется как резервуар для смазки. Такой агрегат подходит для передачи высокого вращательного момента и отличается высокой практичностью. При этом имеет относительно небольшие габариты, что упрощает процесс монтажа и замены.
9. Сцепные
Муфты такого типа нередко называют управляемыми. Их отличие – возможность соединения или разъединения валов без выключения двигателя. Они могут быть кулачковыми (или зубчатыми), то есть основываться на зацеплении, или фрикционными, то есть – на трении. Первая разновидность устройств отличается небольшими размерами и массой. С их помощью удается избежать проскальзывания валов, однако включение на ходу сопровождается ударными нагрузками. Фрикционные механизмы позволяют совмещать валы более плавно и мягко, в результате чего удается избежать внезапных перегрузок. Для использования сцепных узлов большое значение имеет соосность валов – даже небольшое смещение делает монтаж муфт невозможным.
10. Втулочно-пальцевые
Упругие изделия, в основе которых две полумуфты, соединенные пальцами. На них надеты гофрированные втулки из резины, за счет которых происходит смягчение ударов и вибраций. Благодаря упрощенной конструкции детали получили широкое применение в современных электродвигателях.
11. Обгонные
Для передачи большого вращательного момента в одну сторону нередко применяются такие устройства. Обгонные муфты являются бесшумными и компактными, они без труда выдерживают высокую частоту вращения. Обеспечивают плавный пуск и ход устройств, одновременно выполняют предохранительные функции. Из минусов стоит выделить высокую стоимость механизмов.
Параметры для выбора
Каждый привод имеет отличительные особенности и различные требования для соединительных механизмов. Для начала стоит учесть, какие функции должен выполнять узел в системе. Например, помимо совмещения валов, он может предохранять машину от перегрузок, включать или выключать дополнительные системы, компенсировать несоосность или уменьшать вибрации.
Стоит учитывать, что на муфту будут воздействовать различные типы нагрузок:
- полезный вращательный момент, который соответствует мощности привода;
- инерционные нагрузки в момент начала движения;
- ударные и вибрационные воздействия;
- нагрузки от происходящей деформации эластичных деталей.
Потребуется оценить каждый из критериев и убедиться, что соединительный узел без труда выдержит такое воздействие. Далее при выборе нужно изучить условия работы механизма, способы установки и требования, предъявляемые к приводу.
Основополагающей характеристикой при подборе узла является вращательный момент и диаметр вала. В расчетах дополнительно используются коэффициенты безопасности, условий эксплуатации и углового смещения. Номинальный момент механизма не должен превышать показатели самого двигателя. Иначе это спровоцирует поломки и разрушение составных частей оборудования.
Если у вас остались вопросы по выбору соединительных муфт, то специалисты компании «Ф и Ф» готовы ответить на них. Оставляйте заявку на сайте или звоните по указанным номерам!