Типы соединительных муфт: Муфты — назначения, типы и факторы выбора

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. /p>

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, разновидности и классификация

• Главная
• Статьи
• Достоинства и недостатки гидро-, пневмо- и электроприводов

Муфты — это устройства, которые предназначены для объединения валов с другими деталями оборудования или между собой, передающие крутящий момент и задействующие в работу другую часть оборудования, механизма, непосредственно связанного с присоединяемым валом.

Муфты не предусматривают изменения скорости, они только осуществляют кинематическую связь.

Размеры муфт рассчитываются в зависимости от крутящего момента, величина котрого при работе существенно меняется, характер нагрузки учитывается с коэффициентов режима работы k_р,
Расчетный момент (Мр) вычисляется по формуле:

М_р=k_p*M

Коэффициент (кр) вычисляется по специалным таблицам, колеблется от 1,25 (ленточный транспортер) до 4 (подъемный кран, элеватор)

По конструкции и характеру работы их подразделяют на три большие группы:

1. Постоянные соединительные муфты, их задача — соединение валов на весь период работы механизма или станка.

Жесткие (глухие) муфты — не допускают зазоров и люфтов, для ее выбора следует знать все размеры, необходимые для монтажа, диаметр вала и т.п.
Втулочные муфты — обладают простой конструкцией, используются при строгой соосности соединяемых валов и без перекосов, однако  сложны в монтаже и демонтаже.
Компенсирующие муфты — разрешают небольшую несоосность и ее, соответственно, компенсируют. Несоосность может возникнуть, например, из-за неточности монтажа, повышения температуры и т.п.
Упругие муфты амортизируют удары и соответственно допускают смещение и перекос осей.
Пружинные муфты, разновидность упругих, упругим элементом служат пружины различной жесткости.
Пружинные постоянной жесткости обладают небольшой демпфирующей способностью, деформация зависит от нагрузки.
Пружинные муфты переменной жесткости составляются из тонких стальных пластин, одним концом защемленных в ведущей полумуфте, другим — свободно входящих в клиновой паз обода.

Фланцевые муфты — их половинки соединяют винтами, которые входят в отверстия с небольшим зазором. Момент с одного вала на другой передается трением между торцевыми плоскостями полумуфт. При передаче больших моментов
для уменьшения диаметров муфты 2-3 винта входят в отверстие без зазора, тогда момент передается непосредственно через эти винты.

Мембранные муфты — компенсируют перекос осей в 2-3 градуса

Цепная муфта складывается из двух звездочек (с одинаковым числом зубьев), которые охвачены одной цепью и кожухом.

Компенсирующие упругие муфты имеют в своей конструкции две полумуфты и упругие эластичные элементы, при помощи которых передается момент вращения. Упругий элемент выполнен из стали (в виде пружин) или из неметаллических элементов — резины, пластмассы.

Различают муфты постоянной жесткости с линейной зависимостью и переменной жесткости, с нелинейной зависимостью.

2. Сцепные (управляемые муфты)
Сцепные муфты соединяются / разъединяются в процессе работы, то есть позволяют включать и выключать привод без остановки двигателя. К ним относятся кулачковые, фрикицонные, зубчатые сцепные, некоторые виды электромагнитных, пневматические, много разновидностей муфт с внешним автоматическим управлением.
Наиболее широко применяются зубчатые сцепные муфты, в том числе и с электромагнитным управлением.

Фрикционные муфты способствуют плавному сцеплению ведомого вала с другим валом — ведущим, вращающимся , при внезапных перегрузках они пробуксовывают, сохраняя механизм от поломки, данный тип муфт используется при частых включениях. Работают в сухой среде, а также в масле.

Они могут быть:
-конусные- чувствительны к переходам валов, применяются при небольших моментах,
-колодочные и с разжимными кольцами имеют большие габариты, используются редко ,
-дисковые,
-с зажимными кольцами и т.п.

Дисковые (ламельные) муфты являются наиболее распространенными, их габариты несколько меньше, момент можно настроить и повысить  увеличением числа дисков без изменения их диаметра.

Сцепная кулачковая муфта применяется когда при небольших габаритных размерах требуется передавать относительно большие вращающие моменты, но включения происходят достаточно редко. В них не происходит относительного проскальзывания полумуфт, это обеспечивает стабильность передаточного отношения.

Недостатки кулачковых муфт — невозможность включить на быстром ходу, удары при сцеплении муфты, снижается долговечность при больших нагрузках на кулачки и шпонки.

3. Предохранительные (и другие самоуправляемые муфты) выключают привод при повышении нагрузки К ним относятся штифтовые — при превышении момента штифт ломается, шариковые, кулачковые, фрикционные, центробежные, свободного хода и т.п.

Кулачковая предохранительная муфта сходна с цепной кулчаковой, но постоянно замкнута, так же как и предохранительные фрикционные сходны с фрикционными сцепными, но так же постоянно замкнуты.

Отличие кулачковых муфт сцепления и предохранительных в том, что подвижная на оси полумуфта поджимается к неподвижной пружине, а рабочие грани кулачков имеют большой угол наклона, они тверже и быстрее изнашиваются.

Особенность работы шариковых муфт — при одинаковом моменте, в процессе выхода шариков из зацепления, отталкивающая сила, которая сжимает пружину, возрастает.

Предохранительные фрикционные муфты используют при кратковременных перегрузках ударного характера. по конструкции они похожи на сцепные, отличие в том, что здесь встраиваются пружины которые постоянно сжимают трущиеся детали муфты, и при срабатывании данных муфт происходит износ трущихся поверхностей деталей.

Обгонные муфты (муфты свободного хода) могут передавать момент лишь в одном направлении. При изменении направления ведущей части ведомая часть вращаться уже не будет.

Комбинированные муфты — объединяют в себе свойства компенсирующих и предохранительных муфт. Комбинировать можно любую компенсирующую или упругую муфту с любой предохранительной муфтой. Суть заключается в следующем,
на валу одного узла жестко закрепляют одну часть компенсирующей муфты, на валу другого узла соответственно помещуют другую часть муфты и еще всю предохранительную муфту,  ОДну часть предохранительной муфты закрепляют на валу, другую часть предохранительной и компенсирующей муфты соединяют между собой, но на вал сажают свободно, по ходовой посадке.

Просмотров: 28770
|
Дата публикации: Среда, 21 мая 2014 04:18
|

Кнопка Twitter

типов муфт | Fractory

Муфта вала является одним из наиболее распространенных элементов машин, поскольку она очень важна в системах передачи энергии. Таким образом, они находят применение в различных приложениях и сервисных средах.

В результате конструкторы и инженеры разработали множество вариантов муфт для конкретных условий эксплуатации и окружающей среды.

В этой статье вы познакомитесь с различными типами муфт и обсудите выбор подходящего варианта для вашего применения.

Что такое муфта?

Муфта – это механическое устройство, которое соединяет одинаковые или разные валы в машинах для передачи мощности и движения . Обычно это временное соединение (но в некоторых случаях может быть постоянным), которое можно отключить для обслуживания или замены. Муфта может быть жесткой или гибкой .

Что такое муфта?

Из-за наличия многих конструкций могут быть резкие различия в конструкции и функционировании двух типов механических муфт. Некоторые муфты могут соединяться с валами, не перемещая вал, в то время как для установки большинства требуется перемещение вала.

В большинстве случаев муфта не изменяет направление движения или угловую скорость, в отличие от зубчатых передач. Его нельзя подключить или отключить во время работы, в отличие от муфт. Муфты могут передавать крутящий момент только на короткие расстояния, для больших расстояний лучшими альтернативами являются цепные и ременные передачи. Муфты часто сочетаются с узлами ходового винта для соединения вала винта с двигателем.

Муфта обеспечивает постоянное прочное, но гибкое соединение между двумя валами для передачи движения от одного вала к другому . Он делает это при всех значениях нагрузки и смещения, не допуская относительного движения между двумя валами.

Назначение муфт

Муфта вала может выполнять несколько функций в машине. Конструкция может включать более одной из этих соединительных функций в функцию продукта в расширенных приложениях.

Давайте кратко рассмотрим, что это такое:

• Трансмиссия
• Поглощение ударов и вибрации
• Компенсация несоосности
• Прерывание теплового потока
• Защита от перегрузки

Силовая передача

Основное назначение в большинстве случаев — передача мощности и крутящего момента от ведущего вала к ведомому — например, муфта, соединяющая двигатель с насосом или компрессором.

Поглощение ударов и вибрации

Муфта вала может сгладить любые удары или вибрации от ведущего элемента к ведомому элементу. Эта особенность снижает износ компонентов и увеличивает срок службы установки.

Устраните любую несоосность

Несоосность между валами может быть результатом первоначальных ошибок монтажа или может развиваться со временем по другим причинам. Большинство муфт допускают некоторую степень несоосности (осевой, угловой и параллельной) между валами.

Прерывание теплового потока

Муфта вала также может прерывать тепловой поток между соединенными валами. Если первичный двигатель имеет тенденцию нагреваться во время работы, механизмы на стороне привода защищены от воздействия этого тепла.

Защита от перегрузки

Специальные муфты, известные как механические муфты с защитой от перегрузок, предназначены для защиты от перегрузок. При обнаружении состояния перегрузки эти муфты ограничения крутящего момента разрывают соединение между двумя валами. Они либо проскальзывают, либо отключаются для защиты чувствительных машин.

Типы муфт

Муфты бывают самых разных форм и размеров. Некоторые из них отлично подходят для универсальных приложений, а некоторые специально разработаны для действительно специфических сценариев.

Чтобы сделать осознанный выбор, важно знать возможности и различия различных типов муфт. В этом разделе представлена ​​информация о следующих типах муфт и принципах их работы:

• Жесткая муфта
• Гибкая муфта
• Гильзовое или муфтовое соединение
• Разъемная муфта муфты
• Фланцевое соединение
• Зубчатая муфта
• Карданный шарнир (шарнир Гука)
• Муфта Oldham
• Мембранная муфта
• Кулачковая муфта
• Балочное соединение
• Гидравлическая муфта

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, включающий различные специальные муфты . Некоторыми примерами этого типа муфты вала являются втулка , компрессионная и фланцевая муфта .

При использовании жесткой муфты для соединения двух валов оборудования они действуют как единый вал. Жесткие муфты находят применение в вертикальных установках, таких как вертикальный насос.

Они также используются для передачи крутящего момента в устройствах с высоким крутящим моментом, таких как большие турбины. Они не могут использовать гибкие муфты, и, следовательно, все больше и больше турбин теперь используют жесткие муфты между цилиндрами турбины. Такое расположение гарантирует, что вал турбины действует как непрерывный ротор.

Гибкая муфта

Любая муфта вала, которая может допускать некоторую степень относительного движения между составными валами и обеспечивать изоляцию вибрации, известна как гибкая муфта. Если бы валы всегда были идеально выровнены, а машины не двигались и не вибрировали во время работы, не было бы необходимости в эластичной муфте.

К сожалению, в реальности машины работают не так, и конструкторам приходится решать все вышеперечисленные проблемы при проектировании машин. Гибкая муфта может зафиксировать их в определенной степени. Это может уменьшить износ машин за счет недостатков и динамики, которые являются частью почти каждой системы.

«Гибкая муфта» также является общим термином и включает в себя множество конкретных муфт. Эти муфты составляют большинство используемых сегодня типов муфт. Некоторыми популярными примерами гибких муфт являются зубчатая муфта , универсальный шарнир и муфта Oldham .

Втулочное или муфтовое соединение

Втулочное соединение является простейшим примером жесткого соединения. Он состоит из чугунной втулки (полого цилиндра) или муфты. Он имеет внутренний диаметр, равный внешнему диаметру соединяемых валов. Шпонка с выпуклой головкой используется для ограничения относительного движения и предотвращения проскальзывания между валами и втулками.

Некоторые втулки и валы имеют резьбовые отверстия, совпадающие при сборке для предотвращения любого осевого смещения валов. Передача мощности от одного вала к другому происходит через втулку, шпоночный паз и шпонку. Эта муфта вала используется для крутящих моментов от легких до средних.

Втулочная муфта имеет мало движущихся частей, что делает ее надежным выбором, если все детали спроектированы с учетом ожидаемых значений крутящего момента.

Муфта разъемная

Для облегчения сборки втулка муфты втулки может быть разделена на две части. Благодаря этому техническому специалисту больше не нужно перемещать соединенные валы для сборки или разборки муфты.

Это то, что представляет собой разъемная муфта или компрессионная муфта. Две половинки втулки удерживаются на месте шпильками или болтами.

Подобно муфте с муфтой, эти муфты передают мощность через шпонку. Муфты с разъемной муфтой используются в тяжелых условиях.

Фланцевая муфта

Во фланцевых муфтах фланец надевается на каждый из соединяемых валов. Фланцы крепятся друг к другу с помощью шпилек или болтов и к валу с помощью шпонки. Использование установочных винтов или конусной шпонки гарантирует, что ступица с фланцем не соскользнет назад и не обнажит поверхности сопряжения вала.

На лицевой стороне одного из фланцев имеется выступающее кольцо, а на другом — аналогичное углубление для его размещения. Этот тип конструкции помогает фланцам (и, в свою очередь, валам) сохранять соосность, не создавая чрезмерной нагрузки на валы.

Фланцевое соединение используется в условиях средней и высокой нагрузки. Они могут создавать эффективные уплотнения между двумя трубами и, следовательно, в дополнение к передаче энергии они используются в системах с жидкостью 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 это эластичный тип муфты, и его можно использовать для неколлинеарных валов. Зубчатые муфты допускают угловое смещение около 2 градусов и параллельное смещение 0,25…0,5 мм.

Комплект зубчатых муфт состоит из двух ступиц (с наружными зубьями), двух фланцевых втулок (с внутренними зубьями), уплотнений (уплотнительных колец и прокладки) и прилагаемых крепежных деталей.

Передача мощности между двумя концами муфты происходит через внутреннюю и внешнюю шестерни в зубчатой ​​муфте.

Зубчатые муфты способны передавать высокий крутящий момент. В результате они находят применение в тяжелых условиях эксплуатации. Они требуют периодической смазки (консистентной смазки) для оптимальной работы.

Универсальный шарнир (шарнир Гука)

Когда два вала не параллельны и пересекаются под небольшим углом, мы используем универсальный шарнир. Это соединение может компенсировать небольшое угловое смещение, обеспечивая при этом высокую способность передачи крутящего момента.

Универсальный шарнир состоит из пары шарниров, соединенных через поперечный вал. Две петли расположены под углом 90 градусов друг к другу. Поперечный вал сохраняет эту ориентацию и также отвечает за передачу мощности. Карданный шарнир не является муфтой равных угловых скоростей, т. е. ведущий и ведомый валы вращаются с разной скоростью.

Они находят применение в различных приложениях, отсюда и название. Чаще всего универсальные шарниры используются в коробках передач и дифференциалах автомобилей.

Муфта Oldham

Муфта Олдхэм

Муфта Oldham — это специальная муфта для валов, используемая исключительно для компенсации поперечного смещения валов. Когда два вала параллельны, но не коллинеарны, лучше всего подходит муфта Oldham.

Конструкция состоит из двух фланцев, которые надеваются на вал, и средней части, называемой центральным диском. Центральный диск имеет выступ на каждой стороне. Два выступа на самом деле представляют собой прямоугольные выступы, которые перпендикулярны друг другу и входят в канавки, вырезанные во фланцах с каждой стороны.

Фланцы крепятся к валу с помощью шпонок. Таким образом, передача мощности происходит от ведущего вала к шпонке к фланцу к центральному диску и далее через второй фланец к ведомому валу.

Муфта Oldham идеально подходит для случаев, когда между двумя валами имеется параллельное смещение. Такое параллельное смещение может произойти в тех случаях, когда необходима передача мощности между валами на разных высотах. Когда валы находятся в движении, центральный диск перемещается вперед и назад и приспосабливается к поперечному отклонению.

Мембранная муфта

Мембранная муфта — это универсальное соединение вала. 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 исполнениях 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.

Мембранные муфты изначально были разработаны для карданных валов вертолетов. Но с годами они нашли широкое применение и в другом вращающемся оборудовании. Они чаще всего используются в турбомашинах из-за их высокой скорости. В настоящее время применяются в турбинах, компрессорах, генераторах, самолетах и ​​т. д.

Кулачковая муфта

Кулачковая муфта представляет собой муфту, изгибающуюся по материалу. Он находит применение в общих приложениях передачи малой мощности и управления движением. Он может компенсировать любое угловое смещение. Подобно диафрагменным муфтам, кулачковые муфты не нуждаются в смазке.

Эта муфта состоит из двух ступиц с зацепляющимися губками, которые входят в эластомерную крестовину. Крестовина обычно изготавливается из медных сплавов, полиуретана, Hyrtel или NBR и отвечает за передачу крутящего момента.

Благодаря эластичности крестовины она подходит для передачи ударных нагрузок. Он также может довольно хорошо гасить противодействующие силы и вибрацию.

Инженеры используют кулачковые муфты в таких устройствах, как компрессоры, воздуходувки, смесители и насосы.

Балочная муфта

Балочная муфта представляет собой обработанную муфту, обеспечивающую высокую гибкость с точки зрения параллельного, осевого и углового смещения. Это одна из лучших муфт передачи малой мощности.

Муфта балочного типа имеет цилиндрическую конструкцию со спиральными вырезами. Атрибуты этих разрезов, такие как опережение и количество пусков, можно изменить, чтобы обеспечить возможности смещения разной степени. На самом деле, инженеры могут вносить эти изменения, не жертвуя целостностью конструкции, поскольку она состоит из цельного куска. Таким образом, второе название балочной связи — винтовая связь.

По сути, балочные муфты представляют собой изогнутую гибкую балку. Они доступны в однолучевых и многолучевых версиях. Многолучевые муфты могут выдерживать большее параллельное смещение, чем однолучевые муфты.

Балочная муфта больше подходит для приложений с низкой нагрузкой, так как скручивание может быть реальной проблемой. Таким образом, он используется в серводвигателях и управлении движением в робототехнике.

Гидравлическая муфта

Принцип работы гидромуфты

Гидравлическая муфта — это специальный тип, в котором используется гидравлическая жидкость для передачи крутящего момента с одного вала на другой.

Муфта вала состоит из рабочего колеса, соединенного с ведущим валом, и рабочего колеса, соединенного с ведомым валом. Вся установка закреплена в корпусе, также известном как оболочка.

При вращении ведущего вала крыльчатка разгоняет жидкость, которая затем контактирует с лопастями рабочего колеса. Затем жидкость передает свою механическую энергию рабочему колесу и выходит из лопастей с низкой скоростью.

Гидравлическая муфта используется в автомобильных трансмиссиях, морских силовых установках, локомотивах и некоторых промышленных устройствах с постоянными циклическими нагрузками.

Параметры для выбора

Муфты валов являются неотъемлемым компонентом систем управления движением и передачи мощности. Они обеспечивают невероятные преимущества и решают многие проблемы среды сборки и обслуживания при правильном применении.

Чтобы сделать правильный выбор, дизайнеры должны учитывать множество факторов. Знание о них помогает уменьшить количество отказов соединения и улучшить возможности системы. Вот эти факторы:

• Уровни крутящего момента
• Пределы выравнивания
• Скорость вращения
• Ограничения смазки

Уровни крутящего момента

Большинство производителей используют номинальный крутящий момент в качестве основы для классификации муфт. Значение крутящего момента зависит от того, используется ли муфта для управления движением или для передачи энергии. Первый имеет меньший крутящий момент и нагрузки по сравнению со вторым. Знание ожидаемых уровней крутящего момента в приложении сужает выбор правильной муфты.

Пределы выравнивания

Различные приложения имеют разные требования к выравниванию. Точно так же некоторые муфты вала могут компенсировать только один тип несоосности, в то время как другие могут работать с несколькими типами.

Производители также указывают пределы смещения для различных типов смещения для каждой муфты. Это соображение помогает еще больше сузить круг поиска и подобрать подходящую муфту к подходящей машине.

Максимальная скорость вращения

Каждая муфта также имеет максимально допустимую скорость вращения. Этот предел также опубликован для муфт вала. Муфты общего назначения не могут использоваться как есть для приложений с высокими оборотами. Муфты с высокими оборотами нуждаются в статической и динамической балансировке для обеспечения безопасной, плавной и бесшумной работы.

Такой сбалансированный дизайн достигается за счет точной обработки и правильного распределения крепежа. Использование ожидаемых оборотов в качестве критерия может помочь в правильном выборе муфты.

Ограничения по смазке

Иногда условия эксплуатации могут препятствовать частому повторному смазыванию муфт вала, которые в этом нуждаются. С другой стороны, некоторые муфты валов не требуют смазки в течение всего срока службы.

Если требования к крутящему моменту невелики, также доступны модифицированные версии обычных муфт. Эти версии поставляются со смазкой металл по металлу или комбинацией металла и пластика, чтобы полностью исключить смазку. Разработчики должны сделать правильный выбор муфты, оценив условия эксплуатации и потребности применения.

Определение, чертежи, применение и (PDF)

Из этой статьи вы узнаете, что такое муфта ? Определения , типы муфты вала , как использовать ? детали , приложение и схемы .

А также вы можете скачать PDF файл этой статьи в конце.

Муфта и типы

Что такое муфта?

Муфта А — это устройство, которое используется для соединения двух валов вместе для передачи мощности. Муфты бывают жесткими или гибкими в зависимости от точности выравнивания и требования к крутящему моменту.

Что такое муфта вала?

Муфта вала представляет собой механический компонент, который соединяет два вращающихся вала, например ведущий и ведомый валы, для передачи мощности. Он используется в двигателях, насосах, генераторах и компрессорах.

Как работает муфта вала?

Два вала можно соединить муфтой, как показано на схеме выше. Нет проблем, если диаметр вала другой.

В соответствии с приведенной выше схемой двигатель является ведущей стороной, а гребной винт — ведомой стороной.

Муфта не передает тепло и т. д. двигателя на ведомую сторону.

Муфтовые амортизаторы, передающие удары и вибрацию, помогают защитить окружающие компоненты от повреждений.

Читайте также: Какие существуют типы печей? [PDF]

Для чего используется муфта вала?

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных причин, по которым используется муфта вала:

1. Используется для соединения валов агрегатов, изготавливаемых отдельно, таких как двигатель и генератор.
2. Для перекоса валов.
3. Для механической гибкости.
4. Поглощает передачу ударных нагрузок с одного вала на другой.
5. Защита от перегрузок.

Типы муфт

Ниже приведены различные типы муфт:

1. Жесткая муфта
2. Втулочная или муфтовая муфта.
3. Зажима или складная или компрессионная связь,
4. КОНЦЕРЦИЯ
5. Гибкая муфта
6. Связаться с пин-шином
7. . Кулачковые муфты
8. Мембранные муфты
9. Гидравлическая муфта
10. Муфта постоянной скорости
11. Муфта переменной скорости

Жесткая муфта №1

идеально выровнена при использовании двух жестких муфт. Они подходят только для близкого выравнивания. Бывший. Муфта с муфтой или муфтой, Муфта с разъемной муфтой и Фланцевая муфта.

#2 Муфта с муфтой или муфтой

Муфта с муфтой или муфтой представляет собой самый простой тип жесткой муфты, она изготовлена ​​из чугуна.

Конструкция:

Муфта муфты состоит из вала, шпонки, втулки или муфты и полого цилиндра, внутренний диаметр которого равен диаметру вала. Он фиксируется на концах двух валов с помощью шпонки с выпуклой головкой.

Передача мощности от одного вала к другому валу осуществляется с помощью шпонки и втулки. Необходимо, чтобы все элементы были достаточно прочными для передачи крутящего момента.

№3 Хомут, разъемная муфта или компрессионная муфта

Также известна как разъемная муфта. В муфтах этого типа муфта или втулка состоит из двух половин и скрепляются болтами. Половинки изготовлены из чугуна. Между собой они соединяются с помощью шпилек или болтов.

Оба конца вала соединены друг с другом, и в шпоночный паз валов вставлена ​​шпонка. Один конец муфты закрепляется снизу, а другой конец прикрепляется сверху. Оба скрепляются болтами и гайками.

Эта муфта широко используется в тяжелых режимах работы. Нет необходимости менять положение вала для сборки или разборки муфты.

Фланцевая муфта №4

Состоит из двух чугунных фланцев, закрепленных на конце каждого вала. Два фланца скреплены болтами для завершения привода. Фланцевое соединение предназначено для герметичного соединения двух труб.

Один из фланцев имеет выступающую часть, а другой фланец имеет аналогичную выемку. Каждый конец фланца покупается вместе, чтобы обеспечить правильное выравнивание, не вызывая сопротивления материала, проходящего через них.

Помогает привести вал в одну линию и сохранить соосность. Два фланца соединены вместе с помощью гаек и болтов. Эти муфты обычно используются в системах трубопроводов под давлением. Кроме того, он используется для больших нагрузок, поэтому он очень полезен для больших валов.

Ниже приведены три различных типа фланцевой муфты :

1. Фланцевая муфта незащищенного типа.
2. Фланцевая муфта защищенного типа.
3. Фланцевая муфта морского типа.

Гибкая муфта №5

Используется для соединения двух валов, имеющих боковое и угловое смещение. Бывший. Втулочная муфта, Универсальная муфта, Муфта Oldham, Зубчатая муфта, Сильфонная муфта, Кулачковые муфты, Мембранные муфты.

Читайте также: Что такое ключ Вудраффа? Как это работает? [PDF]

Втулочно-штифтовая муфта № 6

Используется при небольшом параллельном смещении, угловом смещении или осевом смещении двух валов. Является модификацией жесткой фланцевой муфты. Он состоит из двух половинок, отличающихся по конструкции, и болтов, известных как штифты, резиновых втулок, которые используются поверх штифтов.

Между торцами двух половин муфты имеется зазор 5 мм. Жесткой связи между ними нет, а привод осуществляется через сжатые резиновые или кожаные втулки.

#7 Универсальная муфта

Универсальная муфта также известна как муфта Гука. Используется, когда оси двух валов пересекаются под небольшим углом. Наклон двух валов может быть постоянным, но на практике он изменяется при передаче движения от одного вала к другому.

Универсальный шарнир показан на рисунке выше. Эти муфты широко используются в передаче энергии. Универсальная муфта находится в передаче от коробки передач к дифференциалу автомобиля. В этих случаях на каждом конце используются два универсальных шарнира. Один на конце карданного вала к коробке передач и один на дифференциале к другому концу.

Универсальная муфта также используется для передачи мощности на различные шпиндели нескольких сверлильных и фрезерных станков.

#8 Муфта Oldham

Муфта Oldham используется там, где два вала имеют поперечное смещение. На приведенном ниже рисунке показана принципиальная схема муфты Oldham. Как показано на рисунке, он состоит из двух фланцев А и В с прорезями и средней плавающей части Е с двумя язычками Т1 и Т2.

Средняя часть крепится с помощью штифтов, которые крепятся к фланцам и плавающим частям. Язычок T1 входит во фланец A, обеспечивая возвратно-поступательное движение, а T2 устанавливается во фланец B и обеспечивает вертикальное перемещение деталей.

Эти два компонента скорости приводят к регулировке поперечного смещения вала при вращении.

#9 Зубчатая муфта

Зубчатая муфта представляет собой модифицированную версию фланцевой муфты. Зубчатые муфты могут передавать высокий крутящий момент из-за большого размера зубьев. В этом типе муфты вала фланец и ступица собираются отдельно, а не как единая деталь, как фланцевая муфта.

В конструкции каждый шарнир имеет внутреннюю и внешнюю зубчатую пару с передаточным числом 1:1. А зубчатая муфта ограничена угловыми перекосами около 0,01-0,02 дюйма по параллельной и 2 градуса по угловой.

Зубчатые муфты и универсальные шарниры используются для аналогичных целей. Они в основном используются в тяжелых условиях, где требуется высокая передача крутящего момента.

#10 Сильфонная муфта

Сильфонная муфта представляет собой гибкую муфту с двойными соединительными концами, называемыми ступицами. Эти муфты обладают превосходной жесткостью на кручение для точной передачи скорости, углового положения и крутящего момента. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали. Эти муфты используются там, где требуется высокая точность позиционирования.

Сильфонная муфта состоит из тонких стенок и имеет незначительную угловую, осевую или параллельную несоосность гибкости. Ступицы приварены к сильфону муфты. Эти муфты имеют самую высокую жесткость на кручение среди всех муфт серводвигателей.

Читайте также: Различные типы металлов и их свойства [PDF]

#11 Кулачковая муфта

Эта муфта используется для передачи мощности общего назначения, а также в приложениях управления движением. Кулачковая муфта предназначена для передачи крутящего момента при одновременном снижении вибраций системы и корректировке несоосности, что защищает другие компоненты от повреждений.

Кулачковая муфта состоит из двух металлических ступиц и вставки из эластопласта, называемой элементом, также известным как «паук».

Преимущества кулачковой муфты:

• Эта система может выдерживать угловое смещение и реактивные нагрузки из-за смещения.
• Обладает хорошим крутящим моментом относительно наружного диаметра.
• Хорошая химическая стойкость и хорошие демпфирующие свойства.

#12 Мембранные муфты

Мембранные муфты являются одними из несмазываемых муфт, используемых в высокопроизводительных турбомашинах, передающих крутящий момент и обслуживающих несоосность между валами оборудования.

Этот тип муфты передает крутящий момент от внешнего диаметра к внутреннему, а затем от внутреннего диаметра к внешнему диаметру.

Мембранные муфты используют одну или несколько пластин для гибких элементов. Мембранная муфта допускает угловое, осевое или параллельное смещение. Эта муфта используется там, где требуется высокий крутящий момент и высокая скорость.

#13 Гидравлическая муфта

Гидравлическая муфта также известна как гидравлическая муфта. Это гидродинамическое устройство, используемое для передачи вращающейся механической энергии за счет ускорения и замедления гидравлической жидкости. Он состоит из крыльчатки на ведущем валу (входной) и рабочего колеса на ведомом валу (выходной). Рабочее колесо действует как насос, а рабочее колесо действует как турбина.

В рабочем колесе вблизи его оси тангенциальная составляющая абсолютной скорости мала. где на ее ближней периферии высока тангенциальная составляющая абсолютной скорости, поэтому при разгоне рабочего колеса скорость жидкости увеличивается.

Увеличение скорости также увеличивает кинетическую энергию. Жидкость выходит с высокой скоростью из рабочего колеса, ударяется о лопасти рабочего колеса, передает свою энергию и покидает рабочее колесо с низкой скоростью.