Муфта в технике: определение, назначение, примеры использования

Типы соединительных муфт

Муфты – это специальные конструкции, которые позволяют достичь герметичности в местах соединения системы трубопроводов, не нарушая при этом общей целостности системы. В качестве основного материала для их изготовления используются только те, которые обладают повышенной устойчивостью к разного рода агрессивным воздействиям (чёрные и цветные металлы, пластик и т.д.).

Современные производители предлагают огромный выбор технических решений, позволяющий выполнить монтаж соединительных муфт в короткие сроки, в самых труднодоступных местах быстро и качественно. Наиболее широкое применение подобные изделия получили в таких отраслях как строительство, судостроение, горно- и нефтедобывающая промышленность, системы очистки и т.д.

Конструктивно они представляют собой цилиндрические пластиковые или металлические изделия из латуни, чугуна, стальных сплавов. По характеру присоединения изделий различают следующие типы соединительных муфт:

• резьбовые представляют собой отрезки трубы, в которых нарезана внутренняя резьба (она может быть как по всей поверхности трубы, так и с обеих её сторон по 5-6 ниток);
• используются при соединении труб для наращивания длины без использования сварки или специального оборудования;

обжимные элементы, при использовании которых монтаж соединительной муфты выполняется с использованием уплотнительных колец; они являются одними из самых популярных сегодня благодаря тому, что способны обеспечить высокую герметичность и надёжность с высокими показателями сопротивления вибрационному воздействию;

байонетные, обеспечивающие разъёмное соединение за счёт использования в составе конструкции штыря (винта), который закреплён в одной из деталей и предназначен для введения в паз другого элемента конструкции;

гильзовые соединения с монтажным раструбом и обоймой-фиксатором, обеспечивающим правильное расположение на соединителе пресс-насадки, а также полноты одевания трубы на штуцер;

приварные фитинги имеют особую конструкцию, которая обеспечивает возможность избежать повреждений других деталей в процессе монтажа или обслуживания, допускают при необходимости производить повторную сварку, имеют достаточную толщину для того чтобы монтаж можно было выполнить легко и качественно с высокой надёжностью.

Существует деление данной трубопроводной арматуры на простые соединительные и переходные. В первом случае диаметр соединения на входе и выходе трубопровода будет одинаковым, во втором – позволит изменить его, что очень часто используется в ходе строительства различного рода водопроводных коммуникаций.

Также широкое распространение получили комбинированные изделия. Они отличаются тем, что имеют такую же внутреннюю резьбу, но в то же время установка соединительных муфт подобной конструкции позволяет легко и надёжно соединить трубы, изготовленные из различных материалов (к примеру, трубы из полипропилена и стали).

Используется также и муфта «американка» – фитинг с накидной гайкой, который может иметь внутреннюю или внешнюю резьбу. Его используют в основном при необходимости выполнения соединения двух труб из полипропилена с возможностью их последующего соединения и разъединения между собой.

Самые ходовые модели соединительных муфт

Покупая в компании ArmProf вы можете быть уверены в качестве приобретаемой продукции, а также сервиса, получаемого до и после покупки.

Характеристики соединительных изделий

В соответствии с типом труб, предназначенных для монтажных работ систем трубопроводов, происходит подбор фитингов.

Подбор происходит сразу по нескольким характеристикам. Только тогда можно обеспечить надежное соединение трубных изделий. Это вполне закономерно.

Одной из важных характеристик является материал, из которого произведены трубы. Так например стальные фитинги для металлических труб не принято использовать в трубопроводе из полипропиленовых труб. Поскольку характеристики полипропилена сильно отличаются от стали, то и ответный фитинг тоже должен быть изготовлен из полипропилена. Это в равной степени относится и к металлической продукции.

Американки изготавливаются из того же материала, что и трубы. Американка для металлических труб производится из:

• Стали;
• меди;
• латуни.

Американка на пластиковую трубу может быть произведена из

• полипропилена;
• другого полимера.

Наиболее известный способ соединения стальных трубопроводов в единую сеть это применение стальной разъемной муфты. Сталь имеет хорошие начальные прочностные характеристики, она функциональная и относительно дешевая. Практически единственным минусом является ее подверженность коррозионному влиянию. Если бы не этот недостаток, сталь была бы вне конкуренции.

На практике дело обстоит следующим образом. Изделия из необработанной стали через несколько лет показывают первые признаки разрушения. Сталь с защитным покрытием из цинка может продержаться около десятка лет. Нержавеющая сталь прослужит в два раза дольше, но не избавит от проблем.

Под воздействием времени и агрессивных факторов стальной фитинг начинает покрываться ржавчиной или закисать. Его остается только заменить на новый и утилизировать.

Это объясняет желание потребителей вместо стальных фитингов приобретать аналогичные модели из латуни. Основными компонентами этого сплава являются медь и цинк. Имея характеристики, близкие к характеристикам стали, она не подвержена негативному воздействию влаги и времени. Срок службы латунных фитингов составляет более 50 лет.

Самой дорогой системой трубопроводов являются системы, выполненные из меди. Медные фитинги, как и сами трубы отличаются высокой ценой. Это объясняется высокими характеристиками меди по сравнению с латунью и сталью. Уступает она им только по прочности.

Жесткая-компенсирующая

Известно, что сборка машин и механизмов производится из отдельных узлов и других частей. Но установить их взаимно точно не представляется возможным. В любом случае при производстве и монтаже появляются дефекты разной степени серьезности. Также мешают строгости задания параметров специфика конструкции отдельных узлов и эксплуатационные изменения.

Жесткая компенсирующая муфта как раз и призвана решать эту застарелую проблему. Исправление отклонений от номинальных положений обеспечивается при помощи использования подвижных жестких деталей. Наиболее распространен зубчатый подвид, образуемый парой полумуфт.

Такие изделия могут справиться с последствиями смещения вала по оси, по радиусу или на определенный угол. Это достигается при помощи боковых зацепляющих узоров

Неудивительно поэтому, что конструкторы и инженеры уделяют такое пристальное внимание именно степени надежности и износостойкости зубьев. Их обязательно закаливают до уровня 42 — 51 по HRC

Кулачковая — дисковая

Подобное приспособление рассчитано на передачу значительного крутящего момента. Могут сказать, что-то же самое обещают и относительно других муфтовых агрегатов. Это верно, однако кулачковый-дисковый блок обладает неоспоримым преимуществом: он отлично справляется, когда соединять/разъединять сборку приходится относительно редко.

Фото: дисковая муфта Rexnord

При этом требуется близкое совпадение темпа вращения валов. Опционально достижимо обеспечение их строгой соосности. Звездочку всегда изготавливают из материала, отличающегося высокой упругостью и эластичностью. Профили зубцов и кулачков соответствуют эвольвенте.

Механический агрегат подключают вручную. Передача усилия идет при помощи системы рычагов. От операторов требуется только перемещение рычага либо прокручивание рукояти. Она связывается с необходимой деталью за счет червячного либо кривошипного привода. Это решение технически просто и надежно, но сотрудникам придется тратить много сил.

Схема прямоугольник отличается высокой контактно-поперечной площадью. Потому передача очень высокой мощности облегчается. Минус — необходимо особо точное позиционирование полумуфт. В противном случае они будут гораздо хуже входить в зацепление. У формы симметричной трапеции такого требования нет. Зазоры в боковой плоскости гасятся за счет изменения глубины посадки кулачка.

Обгонные и центробежные муфты

Обгонные муфты, или муфты свободного хода, автоматически сцепляют и расцепляют валы в зависимости от соотношения угловых скоростей валов. Если скорость ведущего вала больше скорости ведомого вала, то муфта сцепляет валы. При меньшей скорости ведущего вала муфта расцепляет валы, не препятствуя ведомому валу свободно обгонять ведущий вал, откуда и происходит наименование муфт. Муфты свободного хода широко применяются в велосипедах, мотоциклах, коробках передач автомобилей, металлорежущих станках и других машинах.

По способу сцепления полумуфт различают храповые и фрикционные обгонные муфты. Наиболее распространены фрикционные обгонные муфты с роликами, так как у них почти полностью отсутствует мертвый ход и работают они бесшумно.

Обгонная фрикционная муфта с роликами (рис. 12) состоит из двух полумуфт – звездочки 1 и обоймы 2 – и роликов 3, расположенных в сужающихся в одном направлении пазах между звездочкой и обоймой.

Рис. 12. Обгонная фрикционная муфта с роликами

Каждый ролик отжимается пружиной 4 в сужающуюся часть паза. Если ведущая полумуфта – звездочка, то сцепление валов может происходить только при вращении ее по часовой стрелке, а если ведущая полумуфта – обойма, то сцепление валов может произойти при вращении ее против часовой стрелки. При указанном вращении ведущей полумуфты каждый ролик закатывается в сужающуюся часть паза и заклинивается между полумуфтами, в результате чего и происходит сцепление полумуфт и соединение валов. При обратном вращении ведущей полумуфты ролики выкатываются в более широкую часть пазов и полумуфты расцепляются. Полумуфты и ролики при передаче больших нагрузок изготовляют из стали ШХ15 с термообработкой 58…60 HRC, а при небольших нагрузках – из сталей 20Х и 40Х с термообработкой 50…54 HRC.

Диаметр и длину ролика можно выбрать по следующим соотношениям: dp ≈ 0,125D; l=1,5d, где D – диаметр рабочей поверхности обоймы.

Муфты свободного хода применяют для валов диаметром 10…90 мм, число роликов 3…5, диаметр рабочей поверхности обоймы 32…200 мм, момент, передаваемый муфтой, – 0,25…7,7 Н•м.

Центробежные муфты по способу сцепления полумуфт представляют собой фрикционные муфты, в которых в отличие от фрикционных управляемых муфт сцепления полумуфты сцепляются или расцепляются автоматически с помощью специальных грузов, находящихся под действием центробежных сил и пружин. При достижении ведущим валом определенной угловой скорости центробежные силы, действующие на грузы, связанные с одной из полумуфт, преодолевают силы пружин и прижимают (или отжимают) эти грузы к другой полумуфте, в результате чего полумуфты и соединяемые ими валы сцепляются (или расцепляются).

По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, у которых механизмом управления служат грузы-колодки 1 (рис. 13), находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом заданной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача вращающего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости.

Рис. 13. Центробежная колодочная муфта

В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, которые служат для разгона механизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом, для повышения плавности пуска, для предотвращения разноса машины и т. п. Размеры муфт принимают конструктивно. Рабочие поверхности трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам.

Особенности многодисковых разъемных моделей

Данные виды муфт (многодисковые) встречаются в разных областях. Современные модели делаются с контактными переходниками. Диски для устройств подходят выпуклой формы. Стандартная муфта (разъемная) имеет только одну стойку. Перегородки у таких устройств производятся с малым зазором. Если рассматривать модели на два переходника, то у них имеется несколько зажимов.

Для соединения валов устройства подходят неплохо. Барабаны устанавливаются с подшипниками или роликами

Если говорить про преимущества модификаций, то важно упомянуть о том, что муфта (разъемная) не нуждается в смазке. Специалисты говорят о том, что модели данного типа очень прочно фиксируются на стяжках, и у них малый износ пластин

Корпуса могут делаться из нержавейки либо латуни. Также есть модификации, изготовленные из сплава алюминия. Они выдерживают большую температуру и часто устанавливаются в жилых домах.

Классификация муфт

По методу собственного функционирования муфты делятся на

• механичные;
• электрические;
• гидравлические;
• магнитные.

Если есть возможность управления отличают:

• постоянного зацепления;
• управляемые.

Управляемые муфты дают возможность на время рассоединять валы с остановкой вращения либо же без такой. По типу привода они делятся на:

• Механичные. В качестве привода применяется мускульная сила человека.
• Пневматические.
• Гидравлические. Просят наличия на станке или механизме системы гидравлики.
• Электромагнитные. Самые современные, легко интегрируются в цифровые системы управления.
• Самоуправляемые. По достижении конкретного условия (частоты вращения, крутящего момента или самопроизвольного реверса) срабатываем механизм, на время или регулярно расцепляющий валы. Служат в качестве предохранительных устройств. Из-за конструкционной сложности, изготовления и обслуживания вытесняются автоматическими системами с датчиками и электрическим приводом.

По упругости сцепки отличают

• жёсткие, выполняют постоянное зацепление;
• компенсирующие, могут работать в условиях неполной соосности валов;
• упругие (компрессионные муфты), восполняют крутильные или продолговатые колебания и удары, передаваемые от энергетического источника;
• сцепные, управляемые механизмы для коммутации валов, к ним можно отнести кулачково- дисковые и фрикционные муфты.

В трудных случаях используют комбинированные муфты, объединяющие в себе несколько классификационных признаков.

Система классификации муфт

По группам муфт (механические)

• Жёсткие (глухие) муфты:
  • втулочные (по ГОСТ 24246-96) ;
  • фланцевые (по ГОСТ 20761-96);
  • продольно-свёртные (по ГОСТ 23106-78).

• Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов:
  • шарнирные муфты — угловое смещение до 45° (по ГОСТ 5147-97)
  • зубчатые;
  • цепные (по ГОСТ 20742-93).

• Упругие муфты — компенсация динамических нагрузок:
  • муфты с торообразной оболочкой (по ГОСТ 20884-93);
  • втулочно-пальцевые (по ГОСТ 21424-93);
  • муфты со звёздочкой (по ГОСТ 14084-93).

• Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.
  • муфты кулачково-дисковые (по ГОСТ 20720-93);
  • кулачковые муфты;
  • фрикционные;
  • центробежные.

• Самоуправляемые (автоматические) муфты:
  • обгонные муфты — передача вращения только в одном направлении;
  • центробежные — ограничение частоты вращения;
  • предохранительные муфты — ограничение передаваемого момента (с разрушающимся элементом и автоматические).

Гидравлические (гидродинамические).

Электромагнитные и магнитные.

Устройство и принцип работы некоторых муфт

Примером нерасцепляемых муфт являются так называемые глухие муфты. По характеру работы их относят к жестким муфтам. Глухие муфты соединяют соосные валы в одну жесткую линию. Наиболее распространенными глухими муфтами являются втулочные и фланцевые муфты.

Рис. 32. Втулочные муфты: а – крепление втулки 1 штифтами 2; б – крепление втулки 1 шпонками 3 и фиксация винтом 2

Втулочная муфта представляет собой втулку, надеваемую на концы валов и закрепляемую на них штифтами (рис. 32 а), шпонками (рис. 32 б) или шлицами. Эти втулки имеют простую конструкцию, малые габариты и низкую стоимость. Прочность таких муфт определяется прочностью штифтов и шпонок.

Фланцевая муфта (рис. 33) состоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами. Фланцевые муфты могут передавать большие моменты, достаточно надежны в работе.

Жесткие компенсирующие муфты предназначены для соединения валов с компенсацией различного рода смещений (рис. 34 а — радиальных, б — осевых, в — угловых), появляющихся вследствие неточности изготовления и монтажа.

В качестве примера таких муфт рассмотрим зубчатую компенсирующую муфту. Она состоит (рис. 35) из двух обойм 1 с внутренними зубьями эвольвентного профиля, которые зацепляются с зубьями втулок 2, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены между собой болтами.

Рис. 35 Зубчатая муфта

Основная часть упругих муфт — упругий элемент (неметаллический или металлический), смягчающий толчки и удары, защищающий от крутильных колебаний.

Наиболее широко применяемая упругаявтулочно-пальцевая муфта (МУВП) состоит из двух полумуфт (рис. 36), в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединенные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками.

Рис. 36. Втулочно-пальцевая Рис. 37. Муфта упругая с

муфта торообразной оболочкой

Упругая муфта с горообразной оболочкой состоит из двух полумуфт (рис. 37), упругой оболочки, по форме напоминающий автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку. Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами, обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода.

Примером сцепных (управляемых) муфт могут служить кулачковые (рис. 38) и фрикционные (рис. 39) муфты.

Рис. 38. Схема кулачковой муфты

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт с кулачками на торцевых поверхностях. Для переключения муфты одна полумуфта передвигается вдоль вала на направляющей шпонке или шлицах с помощью механизма управления муфтой. При включении кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление.

Рис. 39. Схемы фрикционных муфт

Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Передача крутящего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхности трения фрикционные муфты делятся на дисковые (рис.39 а), конусные (рис. 39 б) и цилиндрические (рис. 39 в)

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы машины. Примером самоуправляемых муфт могут служить предохранительные муфты.

Предохранительная пружинно-кулачковая муфта по конструкции аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной с помощью пружины. При перегрузке сила на гранях кулачков становится больше прижимного усилия пружины и муфта многократно прощелкивает кулачками, подавая звуковой сигнал о перегрузке.

Рис. 40 Предохранительная

муфта со срезным штифтом

Существуют такжепредохранительные муфты с разрушающимся штифтом. На рис. 40 изображена такая предохранительная муфта. В ней при перегрузке штифт 3 срезается кромками стальных закаленных втулок 4, установленных в полумуфтах 1 и 2. Для возобновления работы машины вывинчивают пробку и срезанный штифт заменяют новым. Иногда в муфте ставится два срезных штифта.

Дата добавления: 2016-12-16 ; просмотров: 5327 ;

Муфты. Общие сведения. Классификация муфт.

14.10.09

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

  Для соединения валов применяют муфты. С помощью муфт можно также передать вращение с валов на зубчатые колеса, шкивы и т. п., свободно насаженные на эти валы. Муфты не изменяют величину вращающего момента и направление вращения. Некоторые типы муфт поглощают вибрации и толчки, предохраняют машину от аварий при перегрузках. Применение муфт в машинострое­нии вызвано необходимостью:

   а) получения длинных валов, изготовляемых из отдельных частей;

   б) компенсации неболь­ших монтажных неточностей в относительном расположении соединяемых валов;

   в) придания валам некоторой относи­тельной подвижности во время работы (малое смещение и перекос геометрических осей валов);

   г) включения и выклю­чения отдельных узлов;

  д) автоматического соединения и разъединения валов в зависимости от пройденного пути, направления передачи вращения, угловой скорости, т. е. выполнения функций автоматического управления.

Классификация муфт.

  Многообразие конструкций муфт усложняет их классификацию. Ниже приведена клас­сификация по отдельным признакам.

  1. По принципу действия и основному назначению раз­личают:

   а) постоянные муфты, не допускающие разъедине­ния валов в процессе работы машины;

   б) сцепные (управляе­мые) муфты, позволяющие соединять и разъединять валы;

   в) самоуправляемые (автоматические) муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении заданного режима ра­боты;

   г) предохранительные муфты, разъединяющие валы при нарушении нормальных эксплуатационных условий работы.

  2. По характеру соединения валов муфты делят на:

   а) жесткие (глухие) — практически не допускающие компенсации радиальных, осевых и угловых смещений валов;

   б) компенсирующие—допускающие некоторую компенсацию радиальных, осевых и угловых смещений валов благодаря наличию упругих элементов (резиновых втулок, пружин и др.);

   в) фрикционные — допускающие кратковременное проскальзывание при перегрузках;

г) электромагнитные и гидравлические.

  Основные типы муфт регламентированы стандар­том для некоторого диапазона диаметров валов и рас­считаны на передачу определенного момента. В настоя­щее время развитие узловых конструкций машин спо­собствует широкому распространению муфт в машино­строении.

  Наше предприятие производит на заказ токарную обработку, фрезерные работы, сверлильные работы, бесцентровое шлифование, резку металла на штрипс, термообработку деталей, гальваническое покрытие изделий.

РазделыПолезная информация

Порядок монтажа стопорной муфты

Монтаж начинается с разделки жил кабеля. Сначала удаляется броня и основная изоляция. Потом разматывается пропитанная бумага. Бумажная изоляция снимается до придания подготавливаемому концу проводника конусообразной формы. Оголенный участок провода должен иметь длину, равную половине соединительной гильзы.

Дальнейшие мероприятия производятся согласно пошаговой инструкции:

1. Подготовленные жилы кабеля коммутируются со стопорным устройством через соединительные гильзы. Дополнительно производится пайка мест соединения

Практическая рекомендация: На оправе стопорного устройства имеется стрелка. Она указывает направление уклона электрической трассы. Данный указатель нужно учитывать при монтаже устройства.

Общий вид коммутации стопорного устройства через соединительные гильзы

1 – кабель, 2 – соединительные гильзы, 3 — стопоры

1. Места соединений тщательно изолируются. Для этого используется специальная подмотка из бумажных роликов и рулонов
2. Коммутационный узел закрывается двумя полумуфтами (левой и правой), после чего через отверстия заполняется кабельной массой
3. Заливочные отверстия закрываются пробками
4. Оборудуется заземление: оболочки и бронированные ленты обоих кабелей заземляются многопроволочным медным проводом. К корпусу муфты он крепится с помощью болтовых креплений.

Для защиты муфты от повреждений в результате внешних воздействий, применяются защитные кожухи. Они могут быть изготовлены из чугуна, стали или стеклопластика.

Установка стопорных муфт осуществляется бригадой (не менее 2 человек), укомплектованной электромонтажниками, обладающими квалификацией не ниже 5-6 разряда.