Предохранительные муфты: виды, назначение и особенности

Динамические машины часто испытывают кратковременные, превышающие пиковые значения нагрузки. В большинстве случаев их вызывают сбои в работе определенных систем оборудования. Изменение конструкции машины – дорогостоящая задача. Эта процедура приведет к увеличению габаритов устройства и усложнению его обслуживания. С экономической точки зрения выгоднее создать силовую схему на основании номинальных нагрузок и подключить к оборудованию защитное устройство. Предохранительная муфта с проскальзыванием – один из таких вариантов.

Навигация по статье

Особенности и применение предохранительных муфт

Типы предохранительных муфт

Фрикционные

Пружинно-кулачковые

Особенности эксплуатации пружинно-кулачкового устройства

Особенности и применение предохранительных муфт

Предохранительные или перегрузочные муфты используют при передаче момента силы, поэтому иногда их называют муфтами предельного момента. Сферы применения защитных устройств:

• оборудование, техника ударного действия;
• механизмы, применяемые для работы с разнородной средой;
• автоматизированное оборудование;
• кинематические схемы, передающие небольшую часть мощности приводного двигателя.

Предохранительные изделия комбинируют с компенсирующими моделями для работы с несоосными валами.

Not Found

Муфты трения в станках применяют для пуска и останова, реверсирования, переключения скоростей, переключения направления движения (напри мер, на продольную и поперечную подачу и т. д.). Фрикционные многодисковые масляные муфты используют в узлах, где трудно обеспечить изоляцию муфты от масла (коробка передач и др.). Материалами трущихся поверхностей служат закаленная сталь (>60 НRСэ) и текстолит. При муфтах с дисками из текстолита, работающими по стали, нет металлической пыли, появляющейся при трении стали по стали. Текстолитовые диски разрушаются при температуре свыше 110°С. Стальные диски при трении по стали шлифуют. Фрикционные многодисковые сухие муфты устанавливают в узлах, где удобно изолировать их от масла. Материалы тру трущихся поверхностей — сталь (среднеуглеродистая, можно без термической обработки) или чугун по асбесту.

Проверочный расчет многодисковых муфт трения (ненормализованных, рис. 1). Исходные данные: Т — передаваемый вращающий момент, Н-мм; n — частота вращения ведущего вала муфты, мин-1; k — число включений муфты в 1ч; i — число поверхностей трения; b — коэффициент запаса сцепления (обычно 1,3—1,5); К — наружный радиус поверхностей трения, мм; г — внутренний радиус поверхностей трения, мм. Средний радиус поверхностей трения в мм: rср = (R+r)/2

Средняя окружная скорость, м/с: v =p rср n /3000048

Рис. 1. Узел ненормализованных фрикционных многодисковых муфт трения

Допускаемый вращающий момент, Н-мм: = p (R2- r2) rср i p f Kn Km(1-K’n)/b

Необходимая сила сжатия дисков, Н:S = b / rср i f

Давление на трущихся поверхностях в МПа:
p = S/p (R2- r2); p<
При средней окружной скорости v >2,5 м/с допускаемый вращающий момент масляных и сухих муфт умножают на коэффициент скорости Кv. Коэффициент Кv,………………………………… 1 0,94 0,86 0,75 0,68 0,63 Окружная скорость, м/с…………………….. До 2,5 3 4 6 8 10

При работе масляных муфт с частыми переключениями (свыше 50— 100 раз в 1 ч) вводят поправочный коэффициент Кm, учитывающий число дисков: Число наружных дисков…………………….. До З 4 5 6 7 8 9 10 11 Коэффициент Km…………………………………1 0,97 0,94 0,91 0,88 0,85 0,82 0,79 0,76

Для сухих муфт Km принимают равным единице. Кроме этого, допускаемые вращающие моменты муфт следует снижать на 1% на каждые дополнительные пять включений сверх 50—100, т. е. вводить коэффициент (1 — K’n), где K’n = 0,01 на каждые дополнительные пять включений для муфт с числом включений не более 300—350 в 1ч; предельные значения K’n = 0,5; при большем числе включений необходимо производить тепловой расчет муфты. Значение коэффициента f и наибольшие допускаемые давления

приведены в табл. 19. При v > 2,5 м/с табличные давления

умножают на коэффициент скорости Kv . Давление снижают также введением коэффициентов Km и К’n

9. Коэффициент трения f и наибольшие допускаемые давления

на поверхность трения

Меньшие значения давлений рекомендуются при малом числе дисков, большие при большом.

404 Not Found

The requested URL /bottom.php was not found on this server.

Additionally, a 404 Not Found error was encountered while trying to use an ErrorDocument to handle the request.

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.

Фрикционная муфта (Фрикционный вал) главного привода радиально-сверлильного станка 2М55

Фрикционная муфта главного привода радиально-сверлильного станка 2м55 находится в сверлильной головке и плавно переключает вращение шпинделя на прямое или обратное.

Управление муфтой осуществляется гидравлическим цилиндром.

Расположение фрикционной муфты в сверлильной головке станка 2м55

Сверлильная головка радиально-сверлильного станка 2м55

Расположение фрикционной муфты в сверлильной головке станка 2м55

В цепи привода шпинделя между главным электродвигателем и коробкой скоростей расположена фрикционная муфта, которая предназначена для плавного пуска привода, реверсирования шпинделя, а также для предохранения элементов привода от перегрузки. Муфта является, кроме того, важным звеном системы преселективного управления переключением чисел оборотов и подач. Узел фрикционной муфты состоит из двух муфт — верхней, обеспечивающей прямое вращение шпинделя, и нижней — для вращения шпинделя в обратном направлении. Обе муфты собраны на Одном валу 25.

Вращение от двигателя через зубчатую муфту сообщается шестерне 5. Шестерня 5 находится в постоянном зацеплении с шестерней 6, сидящей на валу 25 фрикционной муфты. Опоры шестерни 5 размещены в отдельном корпусе 7. В этом же корпусе выполнена расточив под опору шестерни 6. Такая конструкция позволяет жестко выдерживать технические условия зацепления этой скоростной передачи. Наличие зубчатой муфты позволяет частично компенсировать неточность вращения вала двигателя относительно его посадочных мест, что способствует снижению шума работающей головки.

На шлицах вала 25 укреплены упорные шайбы 12 и 21 и ведущие элементы муфты 11 и 20, которые несут на себе ведущие диски. Особая конструкция элементов 11 и 20, а также ведущих дисков позволяет выдерживать в нейтральном положении муфты гарантированный зазор между каждой парой дисков.

Между ведущими дисками размещаются ведомые, имеющие специальные выступы, которые заходят в пазы ведомых чашек 13 и 23. Ведомые диски так же, как и ведущие, выполнены из закаленной легированной стали и шлифованы. Верхняя ведомая чашка 13 несет па себе шестерни 9 и 10, а нижняя ведомая чашка 23, являющаяся одновременно тормозным барабаном, неподвижно связана с шестерней обратного вращения 24.

На валу 25 перемещается нажимной элемент с чашками 14 и 17. При движении нажимного элемента вверх ведущие и ведомые диски сжимаются между чашками 12 и 14, вследствие чего ведомая чашка с шестернями 9 и 10 начинает вращаться со скоростью ведущего элемента. При движении, нажимного элемента вниз сжимаются диски между чашками 17 и 21 — шестерня 24 получает вращение со скоростью ведущего элемента.

Нажимной элемент приводится в движение вилкой гидроцилиндра через шарикоподшипник со сферической обоймой 16, которая служит для компенсации перекосов.

Вокруг чашек 13 и 23 установлены рубашки 15 и 19, которые создают масляную ванну для более благоприятной работы фрикционных дисков.

Чашку 23 охватывает разрезное тормозное кольцо 22 с капроновым вкладышем. Эффект торможения достигается за счет пружины 34, стягивающей тормозное кольцо. Растормаживание происходит гидравлически при поступлении масла в полость цилиндра тормоза. Управление тормозом и муфтой сблокировано таким образом, что в нейтральном положении муфты чашка 23 затормаживается, а в рабочем (включена верхняя либо нижняя муфта) чашка 23 расторможена.

Под фрикционной муфтой размещен гидронасос 27 сверлильной головки, получающий вращение от вала 25 через муфту 26.

Сверлильная головка радиально-сверлильного станка 2м55

Пружинно-кулачковые

Предохранительная муфта этого типа отличается высокой точностью срабатывания. Главную роль в повышенной точности отводится упругим свойствам пружины. При достижении пикового момента вращения пружинно-кулачковый механизм сработает с большей вероятностью, чем фрикционный. К плюсам изделия относят высокие показатели жесткости кручения, отсутствие мертвого хода. Это особенно важно при работе следящих приводов. Недостатки у пружинно-кулачковых предохранительных муфт тоже есть. Они сильно ограничены по скоростным характеристикам. При высоких скоростях защитные элементы много раз перегружаются из-за самовключений. Со временем падает показатель крутящегося момента. Пружинно-кулачковые механизмы бывают:

• кулачковыми;
• кулачково-роликовыми;
• шариковыми.

Сложнее всего изготавливать кулачковые муфты, поэтому производители часто используют шариковые изделия. Трение скольжение при такой конструкции заменяется частично трением качением. В кулачково-роликовых моделях установлены радиально расположенные ролики. Во время работы шарики прижимаются к гнездам за счет передачи усилия от пластин. Если нагрузка выше номинальной, шарик вылетает из гнезда, а сила передается.

Настройка фрикциона

Как ни странно, но не все рыболовы пользуются фрикционным тормозом. По какой причине — неизвестно. Может быть, просто не умеют, может не хотят. Но, скорее всего, не умеют или не знают, как правильно его настроить. А может быть дело в самих катушках. Ведь основная масса простых рыболовов используют в своей рыбалке самые дешевые катушки китайского производства, где сам по себе механизм фрикциона изначально изготовлен как попало и очень быстро ломается. Вот и выходит, что у одного рыбачка тормоз фрикциона закручен практически до упора, а у другого закручен как придется.

Совет: перед каждой рыбалкой обязательно регулируйте фрикцион. Как это сделать? Блесну закрепите за дерево или корягу и согните ваше удилище в дугу. Фрикцион должен срабатывать при сгибании удилища на 60 или 70 градусов.

Особенности эксплуатации пружинно-кулачкового устройства

Защитный элемент обеспечивает следующие способы восстановления валов:

• Автоматическое при прекращении перегрузок. Вращение продолжается.
• Вручную или специальным механизмом. Такой метод применяется, если дополнительно был установлен запорный механизм. Его монтируют между подвижным диском и пружинным блоком.
• Непрерывная передача вращения. Задействуется, когда остановить работу механизма нельзя. В оборудование дополнительно устанавливают ограничитель хода диска и сигнализацию. При критической ситуации диск перемещается до упора, активирует сигнализацию.

Использование пружинно-кулачковых муфт способствует снижению стоимости и уменьшению размеров машин. Расходы на эксплуатацию тоже снижаются, т.к. растет надежность оборудования.

Принцип работы

Во многих случаях фрикционная муфта токарного станка или другого оборудования предназначается для сопряжения двух элементов и создания одного рабочего агрегата

Рассматривая принцип работы следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

На момент подключения устройства нарастает сила прижатия элементов. Вначале работы муфты фрикционной важна не только сцепка, но и скольжение двух сопряженных элементов

только при схожести двух сил обеспечиваются условия для благоприятного старта. Проводя расчет фрикционной муфты следует также уделить внимание тому, что некоторые варианты исполнения предназначены для обеспечения требуемого уровня безопасности. Примером можно назвать функцию безопасного разобщения валов при появлении пиковой величины крутящего момента. Большое значение в рассматриваемом случае имеют промежуточные диски

Именно они предназначены для непосредственной передачи усилия.

Механизм включения может существенно отличаться. В большинстве случаев в его качестве выступает механический или гидравлический привод, а также электрическое блок управления. Некоторые варианты исполнения могут работать автоматически при возникновении перегрузки.

Литература

1. Под ред. Ряховского О. А.
   Детали машин. — 4-е издание, переработанное и дополненное. — М.: издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. — С. 465. — ISBN 978-5-7038-3939-3.
2. Леликов О. П.
   Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М.: Машиностроение, 2007. — С. 464. — ISBN 978-5-217-03390-4.
3. Под ред. Ряховского О. А., Леликова О. П.
   Атлас конструкций узлов и деталей машин. — 2-е издание, переработанное и дополненное. — М.: издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. — С. 398. — ISBN 978-5-7038-3282-0.

Связать?

К:Википедия:Изолированные статьи (тип: не указан)

Режимы работы

Для работы перфоратора в его конструкции предусмотрено три режима. Каждый из них необходим для выполнения собственной функции.

Сверление

Для выполнения задач в этом режиме переключатель устройства устанавливают в положение «сверло». Надавливать на него сильно не нужно, достаточной будет сила нажатия в 5 кг. Если перфоратор используется для сверления отверстий, нельзя включать на нём реверс или ударный режим, иначе это приведёт к поломке. Для предотвращения возникновения такой ситуации в инструменте предусмотрена кнопка «блокировка удара».

Сверление с ударом

Для работы в этом режиме переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток со сверлом. Затем инструмент подносят к рабочей поверхности. Необходимо следить за тем, чтобы не было перекоса бура или его скольжения по материалу. Давить на устройство при этом нужно очень легко.

Режим удара

Для работы с этим режимом переключатель устанавливается в положение, рядом с которым изображён молоток. При штроблении инструмент крепко держат двумя руками без сильного давления.

Работа с перфоратором не так сложна, как кажется на первый взгляд

При его использовании необходимо лишь чётко следовать инструкции, обратив внимание на индивидуальных конструктивных нюансах устройства. Чтобы не получить травмы и не поломать инструмент, следует заранее изучить принцип его работы и быть осторожным