Предохранительная муфта: устройство, типы, особенности

Используемые в конструкции материалы

Традиционные технологии изготовления муфт базируются на использовании стальных сплавов с антикоррозийными покрытиями. В наши дни также развивается сегмент композитных углеродных материалов, кевларовые элементы и так далее. Самые же технически развитые детали изготавливают из специализированных фрикционных материалов. В частности, к таким можно отнести ретинакс, трибонит и пресс-композит. Первый представляет собой сплав барита, асбеста и фенолформальдегидных смол, дополненных стружкой из латуни. В состав трибонита также входят компоненты нефтепродуктов и композиты, благодаря которым диск фрикционной муфты может эксплуатироваться в условиях водной среды. Прессованные композиты отличаются тем, что в составе их структуры предусматриваются высокопрочные волокна, повышающие износостойкость деталей.

Конструктивные особенности разных типов муфт

Прокладывание силовых электрических трасс может сопровождаться: стыковкой отрезков кабелей разной длины; разветвлением трассы на две или более линий; оконцеванием с подключением оборудования или переключением на воздушную ЛЭП; переходом от одого типа кабельно-проводниковой продукции к другому.

Подобные участки требуют надежной защиты мест соединений, поэтому на таких узлах устанавливаются разные типы муфт, указанные в таблице. Их конструкции заметно отличаются, но назначение у всех одно – обеспечить безопасную передачу электроэнергии. Некоторые из них нужно рассмотреть более подробно.

Ответвительные устройства для подключения

Они применяются:

при необходимости подключения к силовой трассе распределительного проводника,
для подключения отдельно стоящего оборудования
создания отдельной линии электропередач.

Примеры металлических ответвительных муфт на один, два, три кабельных отвода

Кроме показанных на фото вариантов, различают Т-образные (под углом 90°), У-образные (с ответвлением 30°) и крестообразные муфты. Принцип их установки ничем не отличается от перечисленных выше.

Концевые мачтовые устройства

Концевая муфта КМСт для перехода от трехжильного кабеля к воздушной ЛЭП

Применяются при переходе от изолированного кабеля к воздушным линиям электропередач на опорах вне зданий или помещений. Данные приспособления рассчитаны на эксплуатацию при нижних значениях температур от -40°С, что позволяет их использование в большинстве регионов страны.

На рисунке изображена муфта для трехжильного кабеля, состоящая из:

верхней крышки – 1;
изоляторов – 2;
шпильки-стержня – 3;
заземляющего проводника – 4;
горловины – 5;
основного корпуса – 6.

Такие модели применяют для кабелей с бумажной изоляцией с напряжением не более 1 кВ, а для их аналогов с пластмассовой изоляцией используют чугунные изделия ПКМЧ.

Классификация электромуфт

В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:

Устройство может применяться для снижения вероятности воздействия импульсных нагрузок.
На холостом ходу конструктивные особенности определяют незначительные потери. Этот момент определяет то, что основные элементы не нагреваются при эксплуатации.
Есть возможность провести быстрый пуск механизма даже в случае, если оно находится под большой нагрузкой.

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

Контактные.
Тормозные.
Бесконтактные.

Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.

Катушки электромагнитного типа. Она изготавливается при применении специальных сплавов, которые характеризуются определенными свойствами. Катушка требуется для непосредственной генерации электромагнитного поля.
Пластин прижимного типа. Этот элемент конструкции должен характеризоваться высокой прочностью.
Шкива, который передает усилие от электрического двигателя. Привод подобного типа получил довольно широкое распространение, так как он обеспечивает защиту устройства от перегрева при большой нагрузке. За счет смены шкивов есть возможность регулировать количество оборотов на выходе.

В рассматриваемом случае на катушку подается электричество, которое образует электромагнитное поле. За счет этого происходит притягивание прижимной пластины к шкиву. Подобное перемещение дает свободу валу, и механизм начинает работать.

Компрессорные установки получили весьма широкое распространение

Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:

Довольно часто встречается ситуация, когда подшипник шкива деформируется. В этом случае достаточно провести замену элемента.
Прижимная пластина изготавливается из тонкого метала, поэтому на момент эксплуатации она может деформироваться. Кроме этого, проблема возникает в случае неправильной установки зазора.
Встречается ситуация сгорания самой муфты. Она чаще всего связана с высоким напряжением, которое подается на катушку.

Развитие современных технологий определило то, что в автомобилях проводится установка электромагнитной муфты сцепления. Она делиться на несколько различных типов в зависимости от привода:

Гидравлический. Этот вариант исполнения характеризуется тем, что передача усилия осуществляется за счет жидкости в системе. Масло и вода хорошо подходят для передачи усилия. Однако, гидравлический привод на сегодняшний день характеризуется относительно низкой надежностью.
Механический. Подобное устройство характеризуется тем, что передача усилия проводится за счет сочетания различных элементов. Примером можно назвать звездочки, шестерни и другие детали.
Муфта сцепления электромагнитная.

Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:

По показателю трения выделяют мокрые и сухие. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения, которые могут работать только при добавлении масла.
Классификация проводится и по режиму включения: непостоянные и постоянные.
Выделяют муфты с одним или несколькими ведомыми дисками. Выбор проводится в зависимости от того, какие требуются эксплуатационные характеристики.
По виду управления также выделяют несколько основных видов механизма. Примером можно назвать механический, гидравлический и комбинированный.

Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.

Что такое муфта?

В широком смысле муфта — соединитель, который чаще всего используется для в механических конструкциях. Их главной задачей является не только соединить валы вместе с учётом их смещения, но и передать их вращающий момент, не изменяя его направления. Также они предназначены для:

компенсирования несоосности. Нередко механизмы не совпадают по диаметру осей, поэтому обычным способом соединить их не получится. Муфта же снимает этот недостаток миллиметров, поскольку прекрасно подходит под обе оси валов;
защиты от нагрузок. Механическая работа сопряжена с большими динамическими нагрузками, которые быстро выводят отдельные элементы механизма из строя. Подходящая упругая муфта поглощает такие нагрузки и нейтрализует их вред, продлевая срок службы валов.

Эта деталь незаменима при соединении нескольких отдельных валов в один длинный. Таким образом составная конструкция работает как целая, не теряя эффективности.

Жесткие компенсирующие муфты двигателя насоса

Обеспечить работоспособность насосных агрегатов при условии незначительной несоосности или при наличии угла между осями мотора и насоса помогают жесткие компенсирующие муфты. Жесткими такие соединения называют лишь потому, что между рабочими частями элементов не имеется мягких пружинящих прокладок. Само по себе соединение жестким назвать нельзя, т.к. его элементы подвижны друг относительно друга.

Одна из разновидностей муфт – кулачково-дисковая. Между двумя жестко закреплёнными полумуфтами вставляется промежуточный диск. Передача крутящего момента от одного диска к другому обеспечивается наличием соединения типа «паз-гребень». При наличии небольшого осевого смещения свободно передвигающийся промежуточный диск компенсирует его.

Другая муфта привода насоса с жесткой компенсацией, предназначенная для передачи вращения между валами с угловым смещением — зубчатая. Конструкция муфты предусматривает:

две полумуфты с наружными зубьями;
обойма с внутренними зубьями.

Обладая возможностью изменения угла наклона оси полумуфты, по отношению к обойме, такой механизм может обеспечить передачу крутящего момента при наличии угла между валами.

Разновидности муфты

Муфты различаются по конструкционному исполнению, способу оказания прижимного усилия и характеру обеспечения механики трения. Уже говорилось, что в качестве элементов муфты чаще всего выступают диски. Но также могут использоваться конусные, цилиндрические и барабанно-ленточные детали. Такие элементы обычно применяют в конструкциях, где реализуется нестандартная конфигурация прижима, например угловая. Техническим развитием традиционных механизмов стала многодисковая фрикционная муфта, которая выигрывает за счет плавности хода и обеспечения более высокой силы сцепления. Что касается способа оказания прижимного усилия, то оно может обеспечиваться гидравликой или пневматикой. В первом случае рабочей средой будет выступать техническая жидкость, а во втором – сжатый воздух от компрессора. Также современные муфты работают за счет электромагнитных потоков, но из-за высокой стоимости и сложности данное решение менее распространено. Механика трения, в свою очередь, обеспечивается по сухому или мокрому принципу. В первом случае движения выполняются без применения смазки, а во втором – с маслом, которое снижает негативные эффекты трения и отводит тепло.

Фрикционные

Предохранительные муфты редукторов этого типа считаются самыми простыми. Они подходят для работы при коротких перегрузках от ударного воздействия. Их используют в комбинации с фланцами, звездочками, шкивами. При штатном усилии устройство передает нагрузку за счет сжатия фланцев и ступицы. Если же показатели силы превышают допустимые, фланец прокрутится по втулке. Допустимый уровень силового момента зависит от местоположения и количества пружин. Конструкция предохранительных муфт:

ступицы;
фрикционные накладки;
втулки;
стопорные винты;
подвижный нажимной диск;
тарельчатые пружины;
датчики вращения (не входят в стандартный комплект поставки).

Вращательный датчик позволяет отрегулировать время проскальзывания соединения. Это сведет к минимуму повреждения. Проскальзывание завершается автоматически, но при этом механизм продолжает работать. Ступицу часто заменяют игольчатым подшипником. Такая модификация необходима, если скорость скольжения и радиальные нагрузки высокие, а требования к местоположению вала и привода очень строгие. Диапазон момента силы современных предохранительных соединительных элементов – от 2 до 50000 Нм, а валовый диаметр – до 200. Скорость проскальзывания падает с увеличением размера защитного устройства.

Из чего состоит перфоратор

На корпусе инструмента расположены органы управления, как можно увидеть на следующем фото:

Внутреннее устройство перфоратора нельзя понять без его разборки. В пластмассовом корпусе скрыты следующие основные узлы:

электродвигатель;
предохранительная муфта;
«пьяный» подшипник;
летающий поршень;
патрон.

Принцип работы перфоратора состоит в превращении вращения электродвигателя в ударно-вращательное движение насадок. Электродвигатель приводит в действие весь остальной механизм перфоратора. Предохранительная муфта обеспечивает безопасность специалистов во время работы. Пьяный подшипник приводит в действие поршень, создавая ударное усилие, а патрон обеспечивает зажим насадок. Теперь поговорим подробнее о каждом из этих узлов.

Электродвигатель

Главные детали электродвигателя – статор и ротор.

Обмотки статора создают постоянное электромагнитное поле, внутри которого вращается ротор. На роторе располагается несколько обмоток. Выводы катушек подключены к контактам якоря. Одновременно в электрическую цепь включается одна из обмоток. Питание подается через графитовые щетки на контакты якоря. Переключением обмоток создается поле скольжения, за счет которого и происходит вращение ротора.

Электродвигатель в инструменте может иметь горизонтальное и вертикальное расположение. Горизонтальное обычно применяется в легких перфораторах, а модели средней и большой мощности оснащены вертикальным электродвигателем.

В последнем случае в конструкцию перфоратора добавляется редуктор, изменяющий направление вращения, увеличивающий крутящий момент и силу удара инструмента.

Работа электрической части перфоратора регулируется пусковым механизмом путем нажатия на клавишу на рукоятке.

Предохранительная муфта

Чтобы остановить вращение патрона, если заклинило рабочую насадку, в перфораторах устанавливается предохранительная муфта. Это необходимый элемент: без ее использования мощный инструмент выворачивает из рук, продолжение самостоятельного вращения перфоратора легко приводит к травмам рабочего. В перфораторах используют два основных типа устройства муфт: фрикционные или кулачковые.

При нормальных условиях работы инструмента диски фрикционной муфты плотно прижаты друг к другу — так передается усилие вращения на остальной механизм. При затруднении вращения диски проскальзывают, не перегружая электропривод.
В кулачковой муфте обе ее половины имеют скошенные выступы, входящие в пазы ответной части. Соединяются полумуфты пружиной определенной жесткости. Если усилие на ударном механизме превышает давление пружины, выступы выходят из пазов, расцепляя муфту. Во время этого раздается характерное трещание, за что кулачковую муфту часто называют трещоткой.

Ударный механизм

Ударный механизм в конструкциях перфораторов встречается двух типов:

Наибольшее распространение получил электропневматический вариант. «Пьяный» (качающийся) подшипник и поршень в совокупности составляют ударный механизм перфоратора.

При вращении основного вала качающийся подшипник совершает поступательные движения, передавая усилие на таран пневматического цилиндра. Воздух в цилиндре толкает поршень с бойком. Рабочая часть патрона подвергается ударам бойка, зажатый в патрон бур бьет по обрабатываемому материалу.

Патрон

Патрон для перфоратора устроен таким образом, чтобы у пользователя была возможность быстро сменить насадку, не делая длительных перерывов в работе. Речь идет о патронах двух основных типов:

Хвостовик инструментов для патрона SDS-plus зажимается двумя стопорными шариками.

В патроны SDS-max зажимают инструменты с другими хвостовиками, обеспечивающими более надежное крепление.

Методы применения устройства

Общий принцип работы муфты с эффектом компенсации смещения заключается в том, что элементы ведущей полумуфты наподобие разрезных втулок обеспечивают достаточное демпферное усилие, ликвидируя перекосы. Отличия между разными подходами к применению механизма обуславливаются конструкционными особенностями валового провода, из-за которых и происходит смещение. Иными словами, каждая компенсирующая муфта интегрируется в рабочую группу вала так, чтобы в ходе работы устранялась погрешность определенного типа. Ключевое значение будет иметь конструкция самой муфты, но также учитывается и способ ее размещения, определяющий и принцип действия – пружинный, дисковый, шарнирный и т. д.

Классификация муфт

Существует классификация муфт по конструкции:

управляемые;
неуправляемые.

Интересное: Виды и оборудование продольной резки металла

А также по назначению:

глухие (жесткие);
компенсирующие;
упругие;
сцепные;
автоматические;
магнитного и электромагнитного принципа действия.

Каждая разновидность применяется исходя из особенности эксплуатации узла.

Разновидности по конструкции

Особенности конструктивного исполнения выделяют следующие виды муфт:

Пружинная. Иное название – муфта со змеевидной пружиной. Устройство хорошо компенсирует резко возникающие динамические нагрузки. Является предохранительным элементом, то есть может разрушиться при избыточной нагрузке на одном из валов.
Втулочная муфта. Жесткая или глухая втулка, соединяющая два конца валов. Минимально компенсирует несоосность, имеет высокую прочность и небольшой показатель передаваемого крутящего момента.
Муфта фланцевая. Соединительный элемент выполнен из двух деталей в виде фланцев, насаживаемых на хвостовики валов. Собирается на болты, для предохранения от перегрузок могут быть установлены болты из мягких сортов стали, срезаемые при перегрузке на приводе. Передает высокий крутящий момент.
Муфта упругая со звездой. Конструктивное решение представляет разновидность кулачково-дискового механизма. Рабочие плоскости кулачков делятся упругой звездочкой.
Муфта упругая втулочно пальцевая. Конструкция этой муфты выполнена в виде двух полумуфт и статичных пальцев в одной из них. На пальцах располагаются резиновые втулки, являющиеся зоной контакта пальцев со второй полумуфтой.
Муфта с торообразной оболочкой. Главное предназначение устройства – узлы и агрегаты с высоким уровнем вибрации, ударов в процессе эксплуатации. Отлично компенсирует радиальное смещение осей валов до 5 мм.

Механическая муфта имеет большой ресурс при отсутствии пиковых нагрузок у оборудования. Она не требует технического обслуживания. Перед началом работ проводят ревизионный осмотр основных соединительных муфт главных производственных приводов.

По демпфирующим способностям

Демпфирующие механизмы позволяют проще преодолевать резонансный момент механического привода. Чаще всего это устройства с упругими элементами в конструкции. Например:

фланцевый тип – упругие втулки;
кулачковый – звезда или зубчатое колесо из плотного пластмасса;
пружинный тип – конструкция в виде витка пружины усиленного сечения.

Интересное: Дюралюминий — что это за сплав, его состав и температура плавления

По компенсирующим способностям

К компенсирующим звеньям относятся упругие и жесткие разновидности. Цель применения – устранение несоосности валов, а упругие дополнительно сглаживают резкие нагрузки при запуске. Примерами выступают наиболее распространенные:

кулачковые;
зубчатые.

Разновидности по материалу

В применении на трубопроводных линиях муфты выступают в роли ремонтных и монтажных элементов. Различаются по материалу:

Для стальных труб применяются модели без резьбы и с резьбой. Резьбовые соединения разборные и подлежат ремонту. Потребуется наличие резьбы на двух соединяемых трубах. Дополнительное уплотнение производится при помощи подмотки, герметика, контргайки. Элементы без резьбы предполагают установку неразъемного плана методом сварки.
Для медных труб применяются обжимные резьбовые муфты и под пайку. Паяные соединения выдерживают высокое давление и не меняют своих характеристик при расширении металла от нагрева. В работе применяется специальный флюс, припой, горелка. Обжимные муфты монтируются быстрее, но из-за мягкости меди как цветного металла могут со временем ослабевать.
Для чугунных труб широкое применение получили обжимные муфты с прокладками. Устройства состоят из двух элементов, стягиваемых болтами. Для установки на ремонтируемый участок не требуется сварки, пайки, особых навыков. Подбор происходит под конкретный диаметр трубопровода, возможна небольшая несоосность двух концов трубы.
Для пластиковых и полимерных труб применяют муфты из аналогичных материалов. Монтаж зависит от конкретной модели и предполагает пайку, обжим, стягивание по типу муфт для чугуна. Для канализационных труб из пластика муфты одеваются с уплотнением без дополнительного крепления.

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 ;

Муфта соединительная для труб

Чтобы объединить в магистраль трубопроводы из армированного пластика, используют фитинги. Они представлены в различной конфигурации: традиционная прямая и угловая, тройник для примыкания боковой ветви или разводки на несколько источников.

Муфты соединительные из полиэтилена предназначены для монтажа трубопроводов методом термической сварки. Стыкуются сопряженные детали в раструб. На место соединения накладывается нагревательный элемент, точно повторяющий его конфигурацию. Под действием электричества он расплавляет материал, стык сваривается и надежно герметизируется. Такое соединение применяют при снабжении холодной и горячей водой жилых помещений, административных и хозяйственных зданий и построек. Его еще используют в пневмопроводах и магистралях при транспортировке веществ не агрессивных к полиэтилену.

Также выпускаются переходные и разнообразные комбинированные муфты. Это необходимо при состыковке разнородных материалов, участков магистрали с несовпадающими диаметрами или запорной арматуры с другим типом резьбы.

Фрикционные

ступицы;
фрикционные накладки;
втулки;
стопорные винты;
подвижный нажимной диск;
тарельчатые пружины;
датчики вращения (не входят в стандартный комплект поставки).

Предохранительная муфта

Используемые в конструкции материалы

Конструктивные особенности разных типов муфт