Сайт студентов физиков для студентов физиков!
Главная Учебные материалы по физике Муфты сцепные самоуправляющиеся

Муфты сцепные самоуправляющиеся

Фрикционные муфты обеспечивают высокую плавность включения, так как вращающий момент передаётся за счёт сил трения. Ведомый вал приобретает угловую скорость ведущего вала не сразу, а через некоторое время из-за проскальзывания. Проскальзывание происходит и в случае, если момент на ведомом валу больше момента сил трения.

В дисковых фрикционных муфтах (рис.45) для получения сил трения между торцовыми поверхностями полумуфт 1 и 2 ведомая полумуфта 2 поджимается силой Fпр пружины 3. Усилие пружины, необходимое для передачи вращающего момента Мk определяется по формуле:

(53)

где f коэффициент трения; m – число поверхностей трения; DН и DВ — соответственно наружные и внутренние диаметры трущихся поверхностей.

4.5. Муфты сцепные самоуправляющиеся

Самоуправляющиеся муфты служат для соединения или разъединения ведомого вала с ведущим при определённых условиях работы. К ним относятся: предохранительные муфты, ограничивающие передаваемую нагрузку; обгонные муфты, передающие нагрузку только в одном направлении, и центробежные муфты, включение и выключение которых происходит при заданной скорости. Группу предохранительных муфт составляют муфты с разрушаемым элементом (например, штифтом, работающим на срез) и муфты с неразрушающим элементом (кулачковые, шариковые, фрикционные). Их общей характеристикой является коэффициент точности

(54)

где Mmax и Mmin – предельные значения моментов, при которых муфта срабатывает (чем ближе коэффициент точности к единице, тем надёжнее работает муфта и тем меньший запас прочности для деталей, защищаемых муфтой). На рис.46 показаны конструкции шариковых предохранительных муфт. Нерегулируемая муфта (рис. 46 а) предназначена для передачи определённого крутящего момента. Её полумуфты 1 и 2 закреплены на концах валов и связаны между собой упругим кольцом 3, пальцами 5 и диском 4. Диск посажен на втулку полумуфты 2 и приводиться от неё во вращение при помощи шариков (их число z=3…6, а диаметр dш=(2…4) мм), сидящих в соответствующих гнёздах прижатых к ним пружинами. При достижении крутящим моментом на ведомом валу своего предельного значения, шарики, сжимая пружины, выводятся из фиксирующих гнёзд, и ведущая полумуфта начнёт проскальзывать. В регулируемой муфте (рис. 46 б) сила пружин, а следовательно, и передаваемый момент регулируется путём осевого перемещения конусной гайки 6.

В регулируемой муфте (рис. 46 б) сила пружин, а следовательно, и передаваемый момент регулируется путём осевого перемещения конусной гайки 6.

Шариковые предохранительные муфты используются в механизмах, работающих при небольших угловых скоростях и нагрузках. Они обеспечивают достаточно высокую точность срабатывания. Общим недостатком всех шариковых муфт является сложность конструкции и шум, возникающий вследствие ударов шариков о стенки фиксирующих впадин. Применяют для диаметров валов от 8 до 48 мм с допускающим вращающим моментом до 400 Нм.

Фрикционные предохранительные муфты (конусные, дисковые и др.) отличаются от управляемых муфт лишь отсутствием органов управления и наличием в конструкциях регулирующего устройства для изменения силы пружины и соответствующего момента трения.

Обгонные муфты (муфты свободного хода) передают вращающий момент только в одном направлении. Ведомый вал автоматически подключается к ведущему, когда угловая скорость ведущего вала превышает скорость ведомого. Если скорость ведущего вала меньше ведомого, то муфта не препятствует вращению ведомого вала в том же направлении.

Наличие мёртвых ходов, ударов и вибраций является общим недостатком всех обгонных муфт.

Центробежная муфта прямого действия (рис. 47 а) обеспечивает сцепление полумуфт при некоторой критической угловой скорости, ведущей полумуфты. Они применяются для разгона двигателя с не большим пусковым моментом без нагрузки с последующим плавным её включением. Центробежные муфты обратного действия (рис 47 б) используют для отключения механизма, когда скорость двигателя превосходит допустимую.

Вопросы для самопроверки

1. Муфты, их назначение и классификация.

2. По каким параметрам подбирают муфты?

3. Какие муфты относятся к муфтам постоянного сцепления? Их достоинства и недостатки.

4. Чем ограничивается нагрузочная способность втулочных муфт? Как они рассчитываются?

5. Какие муфты относятся к подвижным муфтам, и в каких случаях их применяют?

6. Муфты сцепные управляемые, виды. Достоинство и недостаток.

5. ПРУЖИНЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 5.1. Общие сведения

Пружины и упругие элементы широко используются в конструкциях в качестве:

– силовых элементов, обеспечивающих действие определённых усилий на заданном участке пути;

– амортизаторов, воспринимающих мгновенную энергию удара и преобразующих её в энергию упругих колебаний;

– двигателей – источников энергии движения механизмов (пружины часовых механизмов);

– чувствительных элементов измерительных приборов для измерения сил.

Пружины классифицируются:

– по форме и конструкции: цилиндрические, конические, тарельчатые, кольцевые, стержневые и др.;

– по виду нагружения: растяжения, сжатия, кручения (рис. 48).и изгиба (рис. 49).

Наибольшее распространение получили цилиндрические винтовые пружины растяжения-сжатия. Благодаря простоте изготовления, компактной конструкции и хорошим рабочим качествам они нашли широкое применение в механизмах и приборах. При работе этих пружин в материалах возникают деформации и напряжения кручения. На конструкцию пружин растяжения и сжатия оказывает влияние направление действия осевой силы F. Пружины сжатия (рис. 48 б) должны иметь в ненагруженном состоянии зазор между витками, которые сближаются под действием приложенной силы F. Этот зазор должен на 10…20% превышать осевые упругие перемещения каждого витка при наибольшей внешней нагрузке. Пружину растяжения можно делать без таких зазоров. Более того, при навивке пружин растяжения на станках проволоку можно дополнительно деформировать растягивающим усилием или крутящим моментом, в результате чего витки готовой пружины растяжения плотно прижимаются друг к другу, что компенсирует частично внешнюю нагрузку. Компенсирующее усилие обычно составляет (0,25…0,3) Fпр (Fпр – предельное растягивающее усилие, при котором полностью исчерпываются упругие свойства материала пружин). Различие винтовых пружин сжатия и растяжения состоит также в конструкции концов. У пружин растяжения концы оформляют в виде зацепов, которые часто являются наиболее слабым местом пружин. Технологически прост зацеп, получаемый отгибом последних одного – двух витков пружины (рис. 48 а), однако, он значительно деформируется при нагружении и вызывает перекос пружины вследствие появляющегося эксцентриситета нагрузки.

Пружины сжатия не имеют зацепов (рис. 48 б). Их концевые витки прижимают к соседним рабочим виткам, а их опорные поверхности обрабатывают так, чтобы они составляли с осью пружины прямой угол. Прижатые друг к другу торцевые витки в работе не участвуют, поэтому они называются нерабочими, или «мёртвыми». Изготовленные таким способом пружины сжатия легко центрируются на плоскости. При правильной конструкции такие пружины не чувствительны к перегрузкам, так как при максимальной нагрузке витки смыкаются, и пружина принимает вид жёсткого цилиндра.

Пружины кручения (рис. 48 в) навивают обычно с малым углом подъёма и небольшими зазорами между витками (0,5 мм). Внешнюю нагрузку они воспринимают с помощью зацепов, образуемых отгибом концевых витков.

Плоские пружины (рис. 49), работают на изгиб. Их выполняют из упругих лент (стальных, бронзовых). Продольные оси этих пружин при всех схемах нагружения остаются плоскими кривыми. Они отличаются простотой конструкции, компактностью и в зависимости от формы и размеров могут обладать достаточной жёсткостью и высокой чувствительностью.