Что такое муфта, как она выглядит и где применяется

Муфты — устройства, соединяющие валы механизмов и оборудования. Основная их задача — непосредственно соединение и передача крутящего момента, осуществление кинематической и силовой связи между частями оборудования, также у муфт есть несколько дополнительных свойств и задач.

Большинство видов сложного промышленного оборудования компонуют из отдельных частей, и используются несколько видов муфт.

Муфты подразделяются по различным признакам.

Прежде всего есть две большие группы:

• Глухие (жесткие нерасцепные муфты)- с ними 2 вала работают как единый
• Компенсирующие — для исправления несоосностей.

По принципу работы:

• Постоянные (нерасцепляемые, глухие);
• Управляемые (срабатывающие);
• Самоуправляемые (срабатывающие при определенных условиях)

В зависимости от восприятия нагрузок:

• жесткие (соединяют вал глухо, не компенсируют случайные удары и помехи),
• упругие (компенструют несовпадения осей и колебания)

По виду используемой энергии:

— механические

— электрические (электромагнитные)

— пневматические

Это основная классификация муфт по конкретным параметрам.

Стандарты

В связи с важностью узла для любой системы, характеристики и применение регламентируется ГОСТами:

• ГОСТ Р 50371-92: Муфты механические общемашиностроительного применения. Термины и определения.
• ГОСТ 15622-96: Муфты предохранительные фрикционные. Параметры, конструкция и размеры.
• ГОСТ Р 50893-96: Муфты предохранительные шариковые. Основные параметры и размеры. Технические требования.

Документы включают в себя основную информацию по рассматриваемым деталям с описанием групп и видов, принципом действия каждого конкретного элемента.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

1. Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
2. Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
3. Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Сферы применения

Муфты используются для соединения валов. В этом случае устраняются:

• несоосность валов и наличие расстояния между ними;
• наличие угла между осями вращения;
• резкие удары и толчки в работе производственных машин.

Назначение муфты – защита техники. Использование устройства в редукторе позволяет обезопасить узел от перегрузки – в случае заклинивания механизма разрушается более дешевая муфта. Для передачи момента между валами разного диаметра применяются компенсирующие разновидности устройств.

Важная функция устройства – быстрый демонтаж. Если требуется обслуживание части механического узла, муфту легко снять. Обслуженные детали машин быстро соединяются и полностью готовы к работе.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Классификация муфт

• управляемые;
• неуправляемые.

Интересное: Что такое гальваническое покрытие 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.

  

  Читайте также:  Как и какой выбрать шпиндель фрезерного станка с ЧПУ

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: Что такое контактная сварка и её виды

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:

1. 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.

   

2. 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.
3. 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.

   

4. 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.

   

Чугунные и медные муфты

Для соединения трубопровода такого типа существуют специальные фитинги, но монтаж в этом случае достаточно сложен. Во-первых, обязательно нужно иметь возможность подобраться к трубе с каждой стороны, иначе обеспечить герметичность стыка нереально. Если трубопровод проложен возле стены, придётся выдолбить её часть около места соединения. Во-вторых, всю работу нужно проводить очень аккуратно и сосредоточенно. Крайне желательно, чтоб установкой занимался опытный человек, так как подобная работа может оказаться не под силу новичку.

Установка проводится следующим образом.

1. Сначала стык уплотняется кабалкой.
2. Труба вставляется в фитинг до упора. Это необходимо для того, чтоб уплотнитель не провалился.
3. Чеканится кабалка. Это нужно делать в несколько оборотов и каждый оборот чеканить по всей окружности.
4. После чеканки необходимо замазать стык раствором цемента.

Чеканить можно и простой отвёрткой.

Важно! Не стоит пренебрегать чеканкой уплотнителя. Если ограничиться цементным раствором, соединение не продержится долго. Через некоторое время оно может дать течь.

Виды муфтовых соединений

Любое механическое муфтовое соединение принято считать постоянным и разъемным. Существует классификация по видам.

Жесткие

Жесткие звенья допустимо применять при точном совпадении соединяемых осей, а также с небольшим отклонением от оси. На практике примером такого звена выступает либо втулочное, либо фланцевое устройство. Втулочный тип может соединять валы до 100 мм и передавать небольшой крутящий момент. Фланцевый тип передает более высокий момент, применяется в мощных приводах.

Интересное: Холодная ковка металла своими руками

Упругие

Упругие устройства гасят лишние вибрации и динамические перегрузки, возникающие в ходе работы механического узла. Излишнюю энергию поглощает эластичный элемент. В качестве него во фланцевом типе устройств выступают втулки из полимера на шпильках. Кулачковые устройства имеют демпфер в виде звезды.

Сцепные

Применять сцепные муфты рационально в системах, где требуется периодический разъединять ведомый и ведущий вал. Муфта первой частью крепится на один вал, а второй элемент скользит вдоль оси другого вала. Соединение происходит при вхождении в зацепление двух элементов устройства. Делятся на следующие виды:

• зубчатые – сцепление зубцами или кулачками;
• фрикционные – принцип действия основан на силе трения;
• гидродинамические – движущая сила передается гидравлической жидкостью от ведущей к ведомой крыльчатке;
• магнитные и электромагнитные – на основе постоянных или электромагнитов. Будут рассмотрены ниже.

Компенсирующие

Данный вид помогает устранить разницу в диаметрах валов, смещение их осей в одной плоскости или под углом. Могут быть упругого и жесткого типа исполнения.

Самоуправляемые

Самоуправляемые муфты разъединяют и соединяют валы при достижении определенного крутящего момента. Их применение позволяет выдерживать нормальный режим работы узлов и агрегатов с соблюдением норм безопасности промышленных производств. Делятся на:

• обгонные – направление вращения;
• центробежные – зависимость от частоты оборотов привода;
• предохранительные – для контроля величины крутящего момента.

Как выглядят муфты для металлических труб

Для соединения металлических труб можно использовать разные детали: в магазине их продается множество. Благодаря муфтам тип соединения элементов трубопровода может быть любым. По своей сути муфты, о которых мы сейчас говорим, являются одним из видов фитингов и выполняют функцию объединения. Крепятся эти детали к металлическим трубам при помощи резьбы, которая может быть как внутри нее, так и снаружи (существуют варианты с резьбой на обеих сторонах).

Муфта – это полая деталь цилиндрической формы, выполненная из металла или другого материала (необходимо подбирать для конкретного трубопровода). Сейчас пользуются большим спросом изделия из полипропилена для соединения пластиковых труб. Муфты могут быть как соединительными, так и переходными. Если это деталь переходная, то при ее монтаже для лучшего соединения необходимо использовать такие материалы, как ФУМ-лента и льняная нить.

Обратите внимание! Переходные муфты монтируют в случае стыковки труб разных диаметров.

Муфта также может быть комбинированной. Она необходима для соединения труб, изготовленных из разных материалов. Такие муфты имеют особую резьбу, которая позволяет без лишних усилий соединить, например, металлические трубы с пластиковыми и т. д.

Читайте материал по теме: Как подобрать комплектующие для труб

Муфты для металлических труб из стали

Для монтажа металлических стальных труб используют резьбовые и компрессионные муфты. Далее рассмотрим их подробнее.

Резьбовые

Резьбовые муфты выполнены из черной или нержавеющей стали, с их помощью можно соединять не только металлические, но и другие типы труб. Внешне они похожи на толстостенный цилиндр с обычной односторонней внутренней резьбой.

Металлические трубы присоединяются друг к другу путем их накручивания к муфте с обеих сторон. Такой способ монтажа достаточно надежный, но для повышения герметизации места соединения дополнительно используют изоляционные материалы.

Обратите внимание! Стальные муфты подвержены коррозии, поэтому вместо них нередко устанавливают латунные детали. Труб из этого материала не изготавливают, а муфты очень распространены. Они устойчивы к коррозии, легко монтируются, универсальны и стоят недорого.

Если у муфт резьбовое соединение может быть изготовлено из стального сплава, то при их монтаже можно прикладывать большие усилия. Однако разбирать такой тип резьбы действительно сложно, так как из-за образующегося водного конденсата элементы трубопровода «прикипают» друг к другу. Таким образом, для соединения металлических стальных труб рекомендуется выбирать резьбовые муфты, выполненные из сплава латуни или чугуна, так как их эксплуатационные характеристики лучше.

Соединение со сгоном используется в том случае, когда элементы трубопровода не могут прокрутиться вокруг своей оси.

Компрессионные муфты

Для обеспечения большей степени герметизации при монтаже компрессионных муфт используется резиновое кольцо и специальная накидная гайка. Эти муфты похожи на те, что используются для соединения металлопластиковых труб, однако имеют значительные отличия по своим функциональным возможностям.

Компрессионные муфты могут иметь резьбу как внутри, так и снаружи. Благодаря этим деталям можно соединять, например, металлические трубы с пластиковыми (диаметры могут быть разными). Такие муфты также подходят для монтажа труб с другими фитиновыми элементами: всевозможными клапанами, кранами и т. д.

Компрессионные фитинги отличаются следующими характеристиками:

• С их помощью получаются легкоразъемные соединения. Если понадобится, то такую муфту можно будет легко снять и заменить.
• Металлические стальные трубы соединяются друг с другом при помощи компрессионных элементов без участия резьбы.
• При установке компрессионного фитинга обязательна зачистка металлической трубы от краски или ржавчины.
• Это не очень надежный способ соединения металлических труб, требующий использования дополнительных материалов фиксации. Эти детали очень часто используют как временный элемент при ремонте трубопроводов.

Обратите внимание! Для временного соединения, как правило, используют универсальные муфты, у которых с одной стороны имеется резьба, а с другой – специальный элемент для компрессионной стыковки.

Читайте материал по теме: Заглушка для труб