Муфты – виды и применение

Муфты – виды и применение

Для соединения валов между собой и передачи крутящего момента используются специальные устройства. Речь о муфтовых соединениях, которые служат для временного или постоянного крепления элементов. Муфты применяются практически во всех производственных и промышленных отраслях. Насчитывается несколько десятков разновидностей таких узлов, которые различаются по форме, размерам и принципу работы.

Навигация по статье
Что такое муфта
Виды муфтовых соединений
Применение

Что такое муфта

• Поглощение ударов и вибрации. При использовании такого соединения удается сгладить удары и вибрации, которые передаются от ведущего вала к ведомому. За счет этого уменьшается износ компонентов, увеличивается срок службы всей системы.
• Устранение перекосов. Одной из распространенных проблем в приводах является несоосность валов. Большинство видов муфтовых соединений позволяет компенсировать небольшой перекос (угловой, параллельный или осевой).
• Предотвращение перегрузок. Многие узлы выполняют роль предохранителей и помогают защитить оборудование от перегрузок. Муфты контролируют крутящий момент и при превышении допустимых показателей разрывают соединение между полумуфтами.

Устройства обладают различными показателями КПД, которые напрямую связаны с конструктивными особенностями. Наибольшие показатели полезного действия демонстрируют механизмы с жесткой конструкцией – они способны передавать энергию с одного вала на другой без каких-либо потерь. Упругие и фрикционные вариации муфт допускают потерю энергии до 10–15% от первоначальных значений.

При этом достаточно сложно ответить на вопрос, из чего состоит муфта. В стандартном варианте в таком узле присутствует рабочее колесо, совмещенное с ведущим валом, и «бегунок», который соединяется с ведомым элементом. Однако стоит отметить, что конструкция агрегата существенно изменяется в зависимости от его назначения и вида. Поэтому в каждом случае устройство механизма будет различаться.

Виды муфтовых соединений

Узлы могут иметь различную форму и размеры. Некоторые из них имеют стандартные характеристики и используются в типовых случаях, другие – изготавливаются на заказ с учетом требуемых параметров.

В зависимости от особенностей работы выделяют механизмы следующих типов:

• механические;
• гидравлические;
• электрические;
• магнитные.

Отдельная классификация муфт выполняется по возможностям их управления. Существуют модели постоянного зацепления, а также управляемые узлы. Вторая категория предназначается для временного разделения валов (с остановкой или без остановки вращения). При этом управляемые механизмы могут быть механическими, гидравлическими, пневматическими и самоуправляемыми. Отдельная категория – это самоуправляемые устройства, которые имеют специальный встроенный механизм. При достижении заданной скорости вращения или вращательного момента происходит временное или постоянное расцепление валов. Такие механизмы часто применяются как предохранительные. Однако используются довольно редко, так как по своим эксплуатационным качествам уступают электроприводам и системам с датчиками.

В определении муфт часто обозначается, что такие узлы могут быть жесткими и упругими. Именно с учетом этих характеристик выполняется основное разделение устройств:

• Жесткие механизмы предназначены для постоянного зацепления валов. Как правило, это втулочные или фланцевые узлы, снабженные фиксирующим элементом. Их часто используют в массивном оборудовании, где они служат для постоянного соединения и не позволяют выполнить быструю разборку. Фланцевые муфты вытачиваются или привариваются на торце вала. Главная особенность устройств в том, что они требуют строгой соосности валов. При нарушении этого условия возникает напряжение изгиба, которое приводит к деформации соединения.
• Упругие. Такие изделия используются для устранения колебаний и ударов, по этой причине их часто называют компрессионными. Применяются в случаях, когда при работе привода возникают динамические загрузки и вибрации. Подобные узлы могут их устранить, так как снабжены эластичным элементом: полимерной втулкой или упругим зубчатым колесом.
• Сцепные. Отдельно выделяется категория муфт сцепного типа. Они являются управляемыми и служат для соединения валов. В эту категорию входят кулачково-дисковые и фрикционные модели. Такие виды муфт часто применяются для эпизодического подключения / отключения ведомого вала от ведущего. Одна часть узла прочно зафиксирована на одном валу, а другая – скользит вдоль другого и входит в зацепление с первой. Сцепные механизмы могут быть зубчатыми, фрикционными, магнитными и гидродинамическими. В конструкции зубчатых моделей присутствуют зубцы или кулачки. В фрикционных – зацепление происходит за счет трения. Магнитные узлы выполняют соединение валов за счет использования постоянных магнитов. В гидродинамических – вращательное движение передается за счет рабочей жидкости. Еще одна разновидность, которая встречается несколько реже – это электромагнитные изделия. В их конструкции используются электромагниты.
• Компенсирующие. Такие элементы часто называют упругими, хотя они имеют некоторые отличия от этой категории и не всегда выполняются из эластичных материалов. Их основное назначение – это компенсация несоосности валов. Могут быть осевыми, угловыми, радиальными и комбинированными. Чаще всего применяются зубчатые компенсирующие узлы.

Отдельная категория муфт представляет устройства для ремонта. Применяются подобные механизмы для ремонта трубопровода. Могут быть двух типов:

• Стыковые. Вставляются в вырезанный кусок трубы, в месте, где была обнаружена неисправность. Такой узел для ремонта имеет соединения с двух сторон: они могут быть фланцевыми, резьбовыми или сварными. Противоположные части соединений также устанавливаются и на концах трубопровода.
• Обжимные. Механизмы имеют конструкцию в виде хомута, который надевается на поврежденный участок. Устанавливаются в сочетании с уплотняющим эластичным материалом, что позволяет добиться герметизации трубы. Обжимные муфты необходимы для временного ремонта, их невозможно использовать на постоянной основе.

Классификация муфт

На практике чаще всего применяется следующая классификация механизмов, которая позволяет систематизировать все существующие разновидности:

• Глухие. Втулочные и фланцевые устройства, которые применяются для неподвижного соединения валов. Наиболее распространенные и востребованные детали.
• Жесткие компенсирующие. В эту категорию относят зубчатые, шарнирные и цепные узлы, которые применяются для возмещения несоосности валов.
• Сцепные. Используются для быстрого совмещения и разделения валов при работающем двигателе. Могут быть фрикционными, кулачковыми и кулачково-дисковыми.
• Упругие. Служат для возмещения динамических нагрузок. В них обязательно присутствует упругий элемент, что позволяет передавать вращательный момент от одной части привода к другой. Чаще всего бывают втулочно-пальцевыми, также распространены варианты со звездочкой.
• Электромагнитные и магнитные. Требуются для размыкания и смыкания валов без остановки двигателя.
• Автоматические. Такие муфты нужны для быстрого разъединения и объединения валов. Срабатывают самостоятельно при достижении определенных показателей. Могут быть предохранительными, центробежными и обгонными.

Применение

Механизмы имеют широкую сферу применения и встречаются в большинстве устройств. Например, механические узлы служат для решения следующих задач:

• Передача энергии от одного вала к другому, которые располагаются на единой оси или под углом друг к другу.
• Подключение или отключение ведомого вала.
• Компенсация возникающих вибраций и ударных нагрузок.
• Защита привода от перегрузок во время эксплуатации.

В зависимости от этого механизмы могут устанавливаться на оборудовании для пищевой и химической отрасли, текстильных и печатных станках, компрессорах, насосах, турбинах, экструдерах, упаковочных машинах и испытательных стендах.

Предохранительные узлы чаще всего устанавливаются в автомобилях, конвейерах, формующих машинах. Также без таких изделий не обходятся сельскохозяйственные и деревообрабатывающие системы. Несколько слов стоит сказать об управляемых муфтовых соединениях. Они встречаются в машинах с переменным вращающим моментом, системах форматной резки, намоточных устройствах и разматывателях.

Надеемся, вы разобрались, что такое муфты и какие разновидности механизмов применяются чаще всего. Вопросы о выборе устройств вы можете задать специалистам нашей компании «Ф и Ф» – оставляйте заявку на сайте или по телефону.

https://fif-group.ru/article/mufty-vidy-i-primene/