Обгонные и центробежные муфты
Обгонные муфты, или муфты свободного хода, автоматически сцепляют и расцепляют валы в зависимости от соотношения угловых скоростей валов. Если скорость ведущего вала больше скорости ведомого вала, то муфта сцепляет валы. При меньшей скорости ведущего вала муфта расцепляет валы, не препятствуя ведомому валу свободно обгонять ведущий вал, откуда и происходит наименование муфт. Муфты свободного хода широко применяются в велосипедах, мотоциклах, коробках передач автомобилей, металлорежущих станках и других машинах.
По способу сцепления полумуфт различают храповые и фрикционные обгонные муфты. Наиболее распространены фрикционные обгонные муфты с роликами, так как у них почти полностью отсутствует мертвый ход и работают они бесшумно.
Обгонная фрикционная муфта с роликами (рис. 12) состоит из двух полумуфт – звездочки 1 и обоймы 2 – и роликов 3, расположенных в сужающихся в одном направлении пазах между звездочкой и обоймой.
Рис. 12. Обгонная фрикционная муфта с роликами
Каждый ролик отжимается пружиной 4 в сужающуюся часть паза. Если ведущая полумуфта – звездочка, то сцепление валов может происходить только при вращении ее по часовой стрелке, а если ведущая полумуфта – обойма, то сцепление валов может произойти при вращении ее против часовой стрелки. При указанном вращении ведущей полумуфты каждый ролик закатывается в сужающуюся часть паза и заклинивается между полумуфтами, в результате чего и происходит сцепление полумуфт и соединение валов. При обратном вращении ведущей полумуфты ролики выкатываются в более широкую часть пазов и полумуфты расцепляются. Полумуфты и ролики при передаче больших нагрузок изготовляют из стали ШХ15 с термообработкой 58…60 HRC, а при небольших нагрузках – из сталей 20Х и 40Х с термообработкой 50…54 HRC.
Диаметр и длину ролика можно выбрать по следующим соотношениям: dp ≈ 0,125D; l=1,5d, где D – диаметр рабочей поверхности обоймы.
Муфты свободного хода применяют для валов диаметром 10…90 мм, число роликов 3…5, диаметр рабочей поверхности обоймы 32…200 мм, момент, передаваемый муфтой, – 0,25…7,7 Н•м.
Центробежные муфты по способу сцепления полумуфт представляют собой фрикционные муфты, в которых в отличие от фрикционных управляемых муфт сцепления полумуфты сцепляются или расцепляются автоматически с помощью специальных грузов, находящихся под действием центробежных сил и пружин. При достижении ведущим валом определенной угловой скорости центробежные силы, действующие на грузы, связанные с одной из полумуфт, преодолевают силы пружин и прижимают (или отжимают) эти грузы к другой полумуфте, в результате чего полумуфты и соединяемые ими валы сцепляются (или расцепляются).
По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, у которых механизмом управления служат грузы-колодки 1 (рис. 13), находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом заданной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача вращающего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости.
Рис. 13. Центробежная колодочная муфта
В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, которые служат для разгона механизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом, для повышения плавности пуска, для предотвращения разноса машины и т. п. Размеры муфт принимают конструктивно. Рабочие поверхности трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам.
Рабочий принцип муфты электромагнитной
Электромагнитная муфта может владеть самой разной конструкцией, но еще выделяют и вариант в классическом стиле выполнения. Его специфики заключаются в следующем:
- Важными элементами можно назвать два ротора, один из которого представлен металлическим диском с тонким концевым выступом.
- Внутренняя часть оборудуется полюсными наконечниками, которые предоставляют радиальное смещение. Для передачи тока создается обмотка, она подсоединяется к источнику питания через контактные кольца. Часть данного компонента размещается на валу.
- Рассматриваемая муфта магнитная имеет второй ротор, который представлен цилиндрическим валом с особыми пазами, размещены параллельно ключевой оси. Они делаются для того, чтобы можно было вставлять специализированные бруски с полюсными наконечниками.
Рассматриваемая муфта на постоянных магнитах обладает довольно трудной конструкцией, благодаря чему обеспечивается точная и надежная работа. Рабочий принцип устройства следующий:
- При появлении тока появляется электромагнитное поле, которое пересекается с проводником и начинает взаимодействовать.
- Аналогичное соединение оказывается основой появления электродвижущей силы. Ее может быть в полной мере достаточно для движения подвижного элемента с учетом преодоления конкретного усилия.
- Во время изготовления данной детали применяется брусок меди, который и обеспечивает замыкание цепи. По ним проходит ток, за счёт которого и рождается электромагнитная сила.
- Появляющиеся поля предоставляют ведомого ротора за ведущим, при этом запоздание несущественное.
Аналогичный рабочий принцип применяется при разработке довольно различных механизмов. При этом устройство станка позволяет заканчивать передачу вращающего момента в течение нескольких долей секунды, что и определяет его распространение.
Размагничивание электромагнитной муфты происходит благодаря выключение источника питания. При этом особые характеристики материала формируют то, что магнитное поле исчезает фактически сразу, благодаря чему происходит обратное движение подвижного элемента. Применяемые обмотки электромагнита рассчитаны на очень и очень много такой сцепления и расцепления ведущего элемента с ведомым.
Только специализированные сплавы обладают магнитными качествами, которые предоставляют требуемые эксплуатационного условия.
Передача момента на муфту может проходит от электродвигателя и прочих таких элементов. Размеры всех габаритов во многих случаях стандартизируются, однако имеется возможность заказать производство механизма на заказ. Классификация, в основном, проходит по сфере использования и многим иным признакам.
Технические требования
Рассматриваемые зубчатые муфты с полиамидными гильзами или другие варианты исполнения должны изготавливаться исключительно с установленными требованиями настоящего стандарта.
Среди особенностей технических требований отметим следующее:
В продаже встречаются изделия различных климатических исполнения, что определяется ГОСТ 15150.
Обойма и зубья втулки изготавливаются с учетом эвольвенты с углом профиля, который получается по делительной окружности. В зависимости от предназначения детали, производство может проводится с учетом различных степеней точности. При этом выделяют закономерность, при которой увеличение скорости вращения становится причиной повышения точности проводимой обработки.
После сбора зубчатой муфты втулка может несущественно смещаться. Устанавливается максимальной отклонение, которое составляет 1 градус. Показатель углового смещения должен быть минимальным, так как в противном случае деталь не прослужит в течение длительного периода.
Втулка и обоймы должны изготавливается при применении технологии ковки или литья. За счет этого достигается довольно высокая точность размеров. При создании заготовок могут применяться самые различные материалы, чаще всего сталь 40 или 59, а также некоторые легированные составы
Некоторые производители могут применять различные сплавы при согласовании этого момента с заказчиком:
Уделяется внимание и твердости поверхности зубьев. Показатель должен варьировать в диапазоне от 42 до 51 HRC
В случае, когда окружная скорость не превышает значения 1 м/с есть возможность применять материал с твердостью поверхностного слоя в диапазоне от 248 до 302 HB.
При производстве уделяется внимание и значению параметра шероховатости. Стандарты указываются ГОСТ 2789.
Непосредственная фиксация фланцев проводится при применении болтов. При этом уделяется внимание тому, что класс прочности должен быть не менее 5,6.
Некоторые климатические варианты исполнения покрываются специальным хромированным составом, за счет которого существенно повышается степень защиты поверхности от воздействия окружающей среды.
У рассматриваемого изделия также есть резиновый элемент, который изготавливается в соответствии с климатическим исполнением Т или ОМ.
При изготовлении заготовок может применяться поковка или штамповка, изготавливаемые в соответствии с установленными стандартами.
Если изготовление проводится методом резания, то скругления должны быть не более 1 мм. При этом проводится притупление всех острых кромок, что позволяет избежать довольно большого количества проблем.
Для герметизации могут применяться самые различные уплотнительные элементы, которые разрешены в соответствии с установленными стандартами.
Парные обоймы должны иметь контрольные метки, за счет которых упрощаются монтажные работы.
Эксплуатация некоторых вариантов исполнения возможна только в случае добавления специального смазывающего вещества. Для этого в конструкции есть специальные отверстия для залива и слива смазывающего вещества.
ГОСТ 5006-83 муфты зубчатые технические условия определяют то, при каких дефектах изделие считается непригодным для использования. Наиболее важным критерием можно назвать степень износа зубьев или самой обоймы. Кроме этого, отказ может проводится в нижеприведенных случаях:
- Поломка одного зума обоймы или втулки.
- Появление трещин или разрушение основных элементов.
- Поломка любой части крепежного элемента.
- Разрушение хотя бы одного уплотнительного элемента.
При заказе производитель может изменять основные свойства изделия в соответствии с установленными нормами производства.
Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал
При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:
- Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
- Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
- В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.
На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.
Общее устройство муфты
Рассматриваемое устройство может существенно различаться по конструктивным особенностям, но в большинстве случаев представлено сочетанием пакетов дисковых элементов в фрикционной функцией. При этом муфта фрикционная характеризуется особыми свойствами, которые должны учитываться. Особенности заключаются в следующем:
- Классификация проводится по числу дисков. Этот параметр во многом зависит то частоты крутящего момента.
- Усилие может передаваться от одного вала к другому с различным показателем частоты вращения, в большинстве случаев устанавливается два диска.
- В большинстве случаев один диск представлен стальным изделие, второй фрикционным. При этом при изготовлении, как правило, применяется материал со сходными свойствами.
- Особыми свойствами обладает фрикционное покрытии. Его задача заключается в обеспечении требуемой сцепки.
- Для того чтобы существенно повысить эффективность фрикционного покрытия поверхность снабжается специальными керамическими и углеродистыми элементами с повышенной износостойкостью.
- В продаже встречаются и варианты исполнения без фрикционного покрытия. В этом случае есть барабанная основа, которая сочетается с валом.
- В некоторых случаях проводится добавление возвратной пружины и поршня. Основная задача подобных элементов заключается в существенном повышении степени сцепки. Пружина отвечает за возврат диска на свое рабочее место.
Промежуточное устройство может иметь самую различную конструкцию, все зависит от поставленной задачи.
Муфта сцепления
Данная разновидность муфты отвечает за плавное сцепление ведущего и ведомого валов. Сложность ее задачи обусловливается не столько физической сцепкой, сколько противодействием нагрузкам окружающей среды. Для понимания особенности таких муфт на фоне других деталей, обеспечивающих сцепку, можно сравнить их с аналогами в виде зубчатых и кулачковых компонентов соединительной цепи. В отличие от них, фрикционные муфты сцепления при большой разности в скоростях двух валов не дают сильных ударов и перегрузок. Они скорее затормаживают активность механизма, обеспечивая тем самым возможность соосного сопряжения в наиболее выгодный момент. Иными словами, они подстраиваются под оптимальные условия сопряжения.
Из чего состоит перфоратор
На корпусе инструмента расположены органы управления, как можно увидеть на следующем фото:
Внутреннее устройство перфоратора нельзя понять без его разборки. В пластмассовом корпусе скрыты следующие основные узлы:
- электродвигатель;
- предохранительная муфта;
- «пьяный» подшипник;
- летающий поршень;
- патрон.
Принцип работы перфоратора состоит в превращении вращения электродвигателя в ударно-вращательное движение насадок. Электродвигатель приводит в действие весь остальной механизм перфоратора. Предохранительная муфта обеспечивает безопасность специалистов во время работы. Пьяный подшипник приводит в действие поршень, создавая ударное усилие, а патрон обеспечивает зажим насадок. Теперь поговорим подробнее о каждом из этих узлов.
Электродвигатель
Главные детали электродвигателя – статор и ротор.
Обмотки статора создают постоянное электромагнитное поле, внутри которого вращается ротор. На роторе располагается несколько обмоток. Выводы катушек подключены к контактам якоря. Одновременно в электрическую цепь включается одна из обмоток. Питание подается через графитовые щетки на контакты якоря. Переключением обмоток создается поле скольжения, за счет которого и происходит вращение ротора.
Электродвигатель в инструменте может иметь горизонтальное и вертикальное расположение. Горизонтальное обычно применяется в легких перфораторах, а модели средней и большой мощности оснащены вертикальным электродвигателем.
В последнем случае в конструкцию перфоратора добавляется редуктор, изменяющий направление вращения, увеличивающий крутящий момент и силу удара инструмента.
Работа электрической части перфоратора регулируется пусковым механизмом путем нажатия на клавишу на рукоятке.
Предохранительная муфта
Чтобы остановить вращение патрона, если заклинило рабочую насадку, в перфораторах устанавливается предохранительная муфта. Это необходимый элемент: без ее использования мощный инструмент выворачивает из рук, продолжение самостоятельного вращения перфоратора легко приводит к травмам рабочего. В перфораторах используют два основных типа устройства муфт: фрикционные или кулачковые.
- При нормальных условиях работы инструмента диски фрикционной муфты плотно прижаты друг к другу — так передается усилие вращения на остальной механизм. При затруднении вращения диски проскальзывают, не перегружая электропривод.
- В кулачковой муфте обе ее половины имеют скошенные выступы, входящие в пазы ответной части. Соединяются полумуфты пружиной определенной жесткости. Если усилие на ударном механизме превышает давление пружины, выступы выходят из пазов, расцепляя муфту. Во время этого раздается характерное трещание, за что кулачковую муфту часто называют трещоткой.
Ударный механизм
Ударный механизм в конструкциях перфораторов встречается двух типов:
Наибольшее распространение получил электропневматический вариант. «Пьяный» (качающийся) подшипник и поршень в совокупности составляют ударный механизм перфоратора.
При вращении основного вала качающийся подшипник совершает поступательные движения, передавая усилие на таран пневматического цилиндра. Воздух в цилиндре толкает поршень с бойком. Рабочая часть патрона подвергается ударам бойка, зажатый в патрон бур бьет по обрабатываемому материалу.
Патрон
Патрон для перфоратора устроен таким образом, чтобы у пользователя была возможность быстро сменить насадку, не делая длительных перерывов в работе. Речь идет о патронах двух основных типов:
Хвостовик инструментов для патрона SDS-plus зажимается двумя стопорными шариками.
В патроны SDS-max зажимают инструменты с другими хвостовиками, обеспечивающими более надежное крепление.
Историческая создания
Нужно отметить, что вискомуфта изобретение далеко не новое. Этот принцип был известен ещё в далёком 1917 году в США. Именно там жил её создатель, талантливый инженер Мелвин Северн. К сожалению, в те времена принцип вязкости жидкости в трансмисси не был по достоинству оценён, да и особая надобность в нём отсутствовала. Так бы и канула вискомуфта в лету, но неожиданно в 1964 году она вновь появилась на арене мирового автомобилестроения в трансмиссии британского спорткара Jensen Interceptor FF. Это был дебют вискомуфты в серийной машине и с тех пор он активно использовался и используется различными автопроизводителями.
Функции и назначение муфт:
1) Соединение валов
2) Смягчение ударов, колебаний, демпфирование вибраций
3) Компенсация осевых, угловых и продольных смещений
4) Сцепеление и расцепление валов при заданных параметрах.
5) Управление включением исполнительного элемента машины без
остановки двигателя (без отключения питания), ауткально для предохранительных муфт.
6) Передача определенного вида движения, например однонаправленного как в обгонных муфтах.
7) Ограничение параметров передаваемого движения — скорости или крутящего момента.
Рассмотрим подробнее основные разновидности муфт:
Глухие муфты
Как уже сказано, они не обеспечивают никакого сглаживания погрешностей.
Соединяют нагрухо и 2 вала, две части оборудования работают как единое целое
Жесткие муфты
похожи на глухие, фактически это — синонимы. Однако жесткие муфты могут быть не только втулочной или фланцевой коснтрукции, они могут состоять из полумуфт.
К тому же она может быть жесткой на кручение, но эластичной на смещение валов, или возможны иные комбинации свойств.
Упругие муфты
сейчас наиболее распространены, постоянно разрабатываются новые конструкции, совершенствуется. У них разный принцип компенсации несоосностей — но обычно в основе их действия — упругие элементы, с использование резины, полиамида, нейлона и др., они наилучшим образом справляются со своей задачей.
Существуют также металлические упругие элементы, например — пружины и пакеты пружин, пластины, стержни и т.п. Они работают на кручение или на изгиб. Их применяют только при очень больших моментах, так как при малых и средних гораздо эффективнее использовать неметаллические.
Различают постоянной и переменной жесткости.
Переменная степень жесткости у тех, что с неметаллическими элементами. (они не подчиняются закону Гука). А также — с металлическими, степень деформирования которых ограничивается конструкцией.
Зубчатые муфты
Механически компенсируют все виды смещений за счет боковых зазоров в зацеплении и специальной обточки зубьев.
Простая зубчатая муфта состоит из двух полумуфт с наружными зубьями и разъемной обоймой с двумя рядами внутренних зубьев.
Допускаемые смещения валов определяют из условия, чтобы углы между осью обоймы и осью одного или другого вала были не больше 1° 30′
Также при активной работе данного устройства происходит скольжение при соприкосновении зубьев и их износ.
Применяют в широком диапазоне моментов.
Предохранительные муфты
Защищают оборудование от поломок и перегрузок, срабатывают, когда превышается момент. Мы предлагаем предохранительные фрикционные муфты. Принцип ее работы в том, что звездочка, установленная между двумя фрикционными дисками, при достижении критического момента начинает проскальзывать. Сам предельным момент настраивается поджатием пружины.
Также есть множество прочих видом муфт, не столь растпростарненных, как эти большие группы.
Предохранительная фрикционная муфта
Электромуфта — как она работает?
Важным элементом внутренней конструкции автомобиля является муфта. Техника сегодня не стоит на месте, поэтому в разных моделях авто могут быть установлены разные элементы. Необходимо четко разобраться в вопросе об электромуфтах — о чем-то малоизвестном.
Что такое электромуфта?
Муфта электромагнитная — это устройство, предназначенное для соединения и разъединения пары основных валов или же вала и детали, которая свободно на нем сидит. Сфер применения у электромагнитной муфты очень много. Кроме использования в конструкции транспортных средств, подобные устройства широко используются в тепловозах, устанавливаются в станках для резки металла и схожих устройствах. Но вот в разных механизмах используются и разные виды муфт. Даже в камазе и в газели установлены муфты разного вида.
Выделены следующие разновидности электромагнитных муфт:
— конусная и дисковая фрикционные электромуфты;
— зубчатая электромуфта (зубцы расположены на торцевой поверхности муфты);
— порошковая или жидкостная электромуфта (магнитопроводящий люфт между частями муфты наполнен порошкообразной смесью с жидкой консистенцией, содержащей ферримагнитный порошок).
Классификация электромуфт
Классификацию будем рассматривать исходя из той области, где применяется то или иное устройство.
Муфты электромагнитные ЭТМ
Это приспособление призвано защищать механизмы и устройства от импульсных перегрузок. Подобная муфта обеспечивает небольшие потери на холостом ходу. Это крайне благоприятно влияет на тепловой баланс системы, а также разрешает быстро запускать устройство, даже если оно находится под воздействием нагрузок. Такие муфты, в свою очередь, подразделяются на:
— контактные электромуфты;
— тормозные электромуфты;
— бесконтактные электромуфты.
Электромуфты кондиционерного компрессора
Такая электромуфта представлена в виде узла, который нужно устанавливать перед компрессором, состоящий из:
— электромагнитной катушки;
— прижимной пластины;
— шкива, который приводится в движение ремнем.
Соединение между прижимной пластиной и основным валом самое непосредственное, а вот катушку и шкив нужно устанавливать на передней стенке компрессора. Когда на катушку подается питание, то образуется магнитное поле, притягивающее прижимную пластину к шкиву. За счет этого компрессорный вал начинает двигаться, шкив и пластина также начинают вращаться, причем вместе.
Электромуфта компрессора кондиционера может выдавать разные результаты во время диагностики, поэтому Вы наверняка будете думать над полученными итогами. В действительности же, неисправности могут возникать из-за:
— дефектов подшипников шкива (в этом случае нужно произвести замену подшипников);
— сломана прижимная пластина (происходит это потому, что изначально зазор был выставлен неправильно);
— сама муфта «сгорела» (признак того, что внутри авто есть серьезные проблемы компрессора, поэтому нужно произвести капитальную диагностику).
Электромуфта привода вентилятора
Такое устройство широко применяется в системах охлаждения двигателя. функция такой муфты – поддерживать заданный температурный режим (в диапазоне от 85 до 90 градусов). Если такая муфта установлена в Вашем автомобиле, то:
— зимой температурный режим движка будет лучше поддерживаться при работающем двигателе;
— в значительной мере уменьшатся потери мощности на приводе вентилятора, а это существенно сократит расход горючего.
Электромуфта сцепления
Они делятся на:
— механические электромуфты;
— гидравлические электромуфты;
— муфты сцепления.
Наиболее распространенными является последний вид электромуфт, причем они также делятся на следующие категории:
1) По разновидности трения: сухие и мокрые (работающие в масле);
2) По режиму включения: постоянно и непостоянно замкнутые;
3) По количеству ведомых дисков: одно-, двух- и многодисковые;
4) По типу нажимных пружин и положению: с расположенной по периферии нажимного диска пружиной и с центральной диафрагменной пружиной;
5) По виду управления: с гидравлическим, механическим и комбинированным приводом.
Муфта соединительная для арматуры
Такая конструкция используется на стройках, где применяется монолитное бетонирование. Арматура применяется для усиления жесткости конструкции возводимого здания. Участки стыкуются методом дуговой электросварки. Такой монтаж предполагает соединение внахлест. Расход арматуры увеличивается. Производить электросварку на высоте проблематично. Нужны квалифицированные специалисты. Кроме того, при неблагоприятных погодных условиях электросварка не производится.
Обжимка для арматуры дает возможность упростить процесс стыковки строительных конструкций и сэкономить материал. Она изготавливается из бесшовной стальной трубы. Высокие прочностные характеристики материала, постоянный контроль качества продукции дают гарантию надежности армирующих конструкций. Таким способом можно стыковать прутья диаметром от 20 до 40 мм.
Заключение
Хотя на смену традиционной механике приходят более эргономичные, функциональные и удобные в управлении приводные системы наподобие электромагнитных и пневматических, в некоторых сферах по-прежнему востребованы привычные силовые детали. К таким как раз относятся и фрикционные муфты, благодаря несложной форме которых простые технические устройства служат долго и исправно. Разумеется, есть свои сложности в обслуживании таких компонентов. Они изнашиваются, требуют ремонта и замены. Однако даже внедрение современных электромагнитных аналогов пока не способно в полной мере восполнить функцию стальной муфты с гидравликой. Другое дело, что есть спрос на повышение технико-эксплуатационных качеств за счет новых композитных материалов. Но и они принципиально отличаются лишь физико-химическими свойствами.
