Как выбрать муфту для двигателя

Как правильно выбрать муфту для валов

В настоящее время в машиностроении применяют большое количество муфт, различающихся по принципу действия и управления, назначению и конструкции.

Также у муфт для валов существует множество дополнительных функций, например, их используют:

  • для включения и выключения исполнительного механизма при непрерывно работающем двигателе (управляемые муфты);
  • для предохранения машины от перегрузки (предохранительные муфты);
  • для компенсации вредного влияния несоосности валов, связанной с особенностью монтажа (компенсирующие муфты);
  • для уменьшения динамических нагрузок (упругие муфты).

Базовые элементы муфты:

  • ведущий и ведомый валы;
  • ведущая и ведомая полумуфты;
  • дополнительные детали или конструктивные элементы, выполненные за одно целое с полумуфтами.

При сборке механизмов вначале устанавливается приводимый механизм, а затем электродвигатель. Вал двигателя присоединяют, центруя, присоединяют редутор и промежуточно используют муфты.

Муфты приводов характеризуются следующими параметрами:

  • вращающим моментом Т, Н*м или мощностью, передаваемой при определенной частоте вращения.
  • диаметрами соединяемых валов, изменяемыми в определенной диапазоне. Оптимально, когда диаметры валов равны. Размер подбирают по большему.
  • габаритными размерами
  • массой и моментом инерции (эти величины необходимы при динамическом исследовании привода)
  • предельной частотой вращения, определяемой прочностью вращающихся деталей под действием центробежных сил, износостойкостью, нагревом рабочим элементов или другими критериями.

Для долговременной работы муфты необходимо ее правильно выбрать. Большинство муфт стандартизировано. В связи с этим задача подбора сводится к выбору типоразмера муфты из имеющихся в стандартах.

Необходимо учитывать, что на детали муфты действуют следующие нагрузки:

а) полезный передаваемый момент, соответствующий номинальной мощности привода;

б) инерциальные нагрузки в период неустановившегося движения машины;

в) ударные и вибрационные нагрузки при установившемся и неустановившихся движениях машины;

г) нагрузки от вынужденной деформации упругих элементов муфты.

Тип муфты должен соответствовать условиям работы узла, монтажа и другим конкретным требованиям, предъявляемым к приводу.

После выбора муфты необходима проверка ее слабых элементов, вспомогательных частей конструкции. Номинальный крутящий момент муфты должен быть выше максимального крутящего момента двигателя. Иначе могут произойти поломки, трещины, разрушения составных частей, течь смазывающих материалов и масла.

Основной характеристикой при подборе муфты является вращающий момент и соответствующий диаметр вала.

В некоторых случаях вращающий момент задают в виде мощности при определенной частоте вращения.

Коэффициент режима работы муфты:

В приводах от электродвигателя принимают: при спокойной работе и небольших разгоняемых массах (приводы конвейеров, испытательных установок и др.)

при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах (металлорежущие станки, поршневые компрессоры и др.)

при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (прокатные станы, молоты и др.)

Диаметры посадочных отверстий муфты согласуют с диаметрами концов соединяемых валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте, вследствие применения разных материалов и различной нагруженности изгибающими моментами.

Также в расчете могут использоваться другие коэффициенты:

  • коэффициенты безопасности;
  • коэффициенты условия работы;
  • коэффициент углового смещения.

Те, что используются в расчетах приведены в каталогах.

Читайте также:  Как добавить лошадиных сил двигателя

Также работа муфт сопровождается потерями, КПД муфт обычно принимают равным 0, 985. 0,995

На рисунке привидены виды смещений валов:

Для долговременной работы муфты необходимо ее правильно выбрать:

Номинальный крутящий момент муфты должен быть выше максимального крутящего момента двигателя.

Иначе могут произойти поломки, трещины, разрушения составных частей, течь смазывающих материалов и масла.

Базовая классификация муфт по основному типу работы:

1. Постоянные соединительные муфты, которые не допускают расцепления валов в процессе работы машины.

2. Управляемые или сцепные муфты, позволяющие соединять или разъединять валы путем воздействия на муфты через систему управления.

3. Автоматически срабатывающие (самоуправляемые) — соединяющие и разъединяющие валы в процессе работы машины автоматически в зависимости от пройденного пути (однооборотные муфты);

скорости вращения валов (центробежные муфты),

направления передачи момента (муфты обгона),

величины вращающегося момента (муфты предельного момента).

4. Предохранительные муфты, разьединяющие валы при нарушении нормальных условий работы машины (оборудования), когда передаваемый момент превосходит предельно допустимый (предохранительные муфты предельного момента) или скорость вращения превысит допустимую (предохранительные центробежные муфты).

По конструкции и возможности компенсации погрешностей:

По своим конструкциям и возможностям компенсации погрешностей установки валов муфты подразделяются на следующие группы:

— глухие муфты. Эти муфты не обеспечивают компенсации погрешностей и требуют высокой точности установки валов. К ним относятся втулочные и фланцевые муфты.

— компенсирующие или подвижные муфты. К ним относятся зубчатые муфты, муфты Ольдгейма, шарнирные муфты и др. Они обеспечивают компенсацию погрешностей установки в осевом и радиальном направлениях и перекос валов.

— упругие муфты. К ним относятся втулочные-пальцевые муфты, тороидальные муфты и муфты с упругими элементами в виде различных пластин. Они обеспечивают прежде всего компенсацию перекоса валов.

— предохранительные муфты используют для защиты машины от перегрузки. Любая фрикционная муфта, отрегулированная на передачу предельного момента, выполняет функции предохранительной.

Специальные предохранительные фрикционные муфты не имеют механизма управления, а силы нажатия в них обычно обеспечивают постоянно действующими пружинами.

Другим примером предохранительных муфт является муфта со специальным разрушающимся элементом. Есть множество вариантов подобной конструкции

— сцепные или управляемые муфты. К ним относятся кулачковые, фрикционные, и прочие муфты.

Они разделяются на нормально замкнутые и нормально разомкнутые и предназначены для выключения и включения в работу механизма.

— обгонные муфты. К ним относятся роликовые обгонные муфты и храповые и предназначены, прежде всего, для согласования скоростей движения валов.

Общая схема выбора муфт

1.Проанализировать общие условия работы оборудования, где будет использоваться изделие.

2. Определение требуемого вращающего момента

3. Определение диаметров валов,

4. Определенение несоосностей, а также возможных внешних воздействий,

определение особенностей монтажа

5. Окончательный выбор типа муфты, с учетом коэфициентов безопасности

Виды разрушений муфт зависят, прежде всего, от конструкции. Основными видами разрушений является поломка или износ отдельных элементов конструкции.

В муфтах, работающих со смазкой трущихся поверхностей, изменение вязкости смазки вызывает изменение величины момента трения.

Читайте также:  Что может произойти с двигателем когда загорается лампочка

Износ электромагнитных муфт проверяется по периметру зубьев, по толщине диска, по износу щеток.

Источник

Подбор муфт

Подбор муфты начинается с выбора типа муфты на основании анализа условий работы машины, путем сравнения эксплуатационных характеристик муфт, их стоимости, массы, габаритов, технологических возможностей для изготовления и т.д.

Параметрами для выбора типоразмера выбранного типа муфты служат расчетный вращающий момент , частота вращения валов n и номинальные диаметры соединяемых валов и .

Расчетный вращающий момент вычисляется по формуле:

где — номинальный вращающий момент;

— табличное значение максимального вращающего момента, передаваемого муфтой.

— коэффициент, учитывающий режим работы (ее динамическую составляющую): При спокойной работе и небольших разгоняемых при пуске массах k = 1,1…1,5; при неравномерной работе с толчками и средних разгоняемых массах k = 1,5…2,0; при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах k = 2,5…3,0.

В таблице приведены рекомендованные значения коэффициента k для различных типов машин:

Тип машины
Транспортеры ленточные, испытательные машины 1,25 – 1,50
Транспортеры цепные, скребковые, винтовые 1,5 – 2,0
Вентиляторы, компрессоры, насосы центробежные 1,25 – 2,0
Компрессоры и насосы поршневые 2,0 – 3,0
Станки металлорежущие:
с непрерывным движением 1,25 – 1,5
с возвратно-поступательным движением 1,5 – 2,5
Деревообрабатывающие станки 1,5 – 2,0
Мельницы шаровые, дробилки, молоты, ножницы 2,0 – 3,0
Краны грузоподъемные, элеваторы 3,0 – 4,0
Примечание: В передачах от поршневых двигателей значения на 50–80% больше.

По таблицам справочников, из подходящих по условиям работы типов муфт, подбираются муфты по посадочному диаметру валов с минимальным значением вращающего момента муфты (но не меньше расчетного вращающего момента ). При этом скорость вращения валов не должна превышать максимальной скорости вращения муфты. Если соединяются валы разного диаметра, то подбор муфт идет по большему посадочному диаметру.

При выборе муфт можно столкнуться с ситуацией, когда по справочным таблицам невозможно подобрать муфту с диаметром посадочного отверстия, равным диаметру вала двигателя или редуктора. В этом случае предполагается, что муфта будет изготовлена по размерам из справочника, но с отверстием в одной из полумуфт по диаметру вала.

Список литературы

1. Подшипники качения. Сборник стандартов. В 2-х т. Т. 1. – М.: Изд-во стандартов, 1989 – 439 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. – М.: «Машиностроение», 1980 – 559 с.

3. Бабкин А.И. Проектирование цилиндрических и конических зубчатых передач. Учебно-методическое пособие для курсового проектирования. – Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 2006 – 70 с.

4. Бабкин А.И. Проектирование клиноременных передач. Учебно-методическое пособие для курсового проектирования. – Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 2006 – 43 с.

5. Бабкин А.И. Проектирование цепных передач. Учебно-методическое пособие для курсового проектирования. – Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 2006 – 23 с.

6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин – М.: Высшая школа, 2001 – 447 с.

7. Иванов М.Н. Детали машин – М.: Высшая школа, 1991 – 383 с.

Читайте также:  Как загерметизировать поддон двигателя

8. Иосилевич Г.Б. Детали машин – М.: Машиностроение, 1988 – 368 с.

9. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование – Минск.: УП «Технопринт», 2002 – 290 с.

10.Решетов Д.Н. Детали машин – М.: Машиностроение, 1989 – 496 с.

11.Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин – Калининград.: Янтар. сказ, 2004 – 454 с.

12.Шелофаст В.В. Основы проектирования машин – М.: Изд-во АПМ, 2000 – 472 с.

Источник

Выбор приводных муфт

Муфты предназначены для передачи вращающего момента между валами, являющимися продолжением один другого, или между валом и установленными на нём деталями: зубчатыми колесами, шкивами, звездочками

По конструкции муфты разделяются на:
нерасцепляемые или неуправляемые (для постоянного соединения валов) — жесткие неподвижные, жесткие компенсирующие, упругие компенсирующие;
управляемые (расцепляемые) — кулачковые и зубчатые, фрикционные;
самодействующие или самоуправляемые (расцепляемые) — центробежные, обгонные (свободного хода), предохранительные;
специальные — комбинированные, уникальные

Наряду с передачей вращающего момента муфты выполняют ряд других функций:
жесткие неподвижные муфты — обеспечение взаимной неподвижности соединяемых деталей
компенсирующие муфты — возможность работы при относительных смещениях валов
упругие муфты — улучшение динамических характеристик привода
управляемые муфты — возможность соединения или разъединения валов и других деталей на ходу или в неподвижном состоянии (включение и выключение исполнительного механизма при непрерывно работающем двигателе)
центробежные муфты — регулирование передаваемого момента в зависимости от угловой скорости
обгонные муфты — передача момента только в одном направлении
предохранительные муфты — ограничение передаваемого момента с целью предохранения машины от перегрузки

В тех случаях, когда ни одна из отмеченных выше муфт не может полностью удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к соединению валов, применяются комбинированные муфты. На практике чаще всего используют комбинацию — упругих муфт с управляемыми или предохранительными

Основной нагрузкой для муфт является вращающий момент.
В связи с этим их нагрузочную способность принято оценивать допустимым вращающим моментом T п, значения которого вместе с размерами, массой и другими данными указывают в паспортах муфт

При определении размеров муфты исходным обычно является максимальный вращающий момент. Этот момент может быть определен расчетом с учетом характера нагрузки со стороны двигателя, рабочего органа машины и величин маховых масс.
При приближенных расчетах максимальный вращающий момент определяют умножением номинального вращающего момента на коэффициент режима работы K, учитывающий вид двигателя, вид рабочей машины и величину разгоняемых масс
Tmax = K ⋅ Tном ≤ Tп

Обычно значения коэффициента режима работы устанавливают на основании опыта эксплуатации машины

Значения коэффициента режима К

Центробежные насосы (привод от электродвигателя)… K = 2 − 3
Воздуходувки (привод от электродвигателя) … K = 1,25 − 2
Деревообделочные станки, ременные или цепные транспортеры…K = 1,5 − 2
Поршневые компрессоры (привод от электродвигателя)… K = 2,25 − 3
Металлорежущие станки… K = 1,25 − 2,5
Мельницы-дробилки:
муфта между мотором и передачей… K = 2,5
муфта между передачей и машиной… K = 4
Краны, подъёмники, элеваторы… K = 3 − 5
Автомобили… K = 1,2 − 1,5

Источник

Adblock
detector