30 лет на рынке
деталей машин и оборудования
направляйте на Email
info@finval-parts.ru
800-1900
Предохранительные муфты
Предохранительные (перегрузочные) муфты или муфты предельного момента применяют в машинах ударного действия; в машинах, которые обрабатывают неоднородную среду; в автоматических машинах для защиты от перегрузок. Часто предохранительные муфты комбинируют с компенсирующими муфтами, т.к. они не могут устранить возникающие несоосности валов.
По принципу действия предохранительные муфты разделяют на:
муфты с разрушающимся элементом (не рассматриваются);
фрикционные (рис. 1, а);
пружинно-кулачковые (рис. 1, б);
магнитные (рис. 1, в).
Фрикционные муфты (рис. 1, а) обладают самой простой конструкцией. Такеи муфты используют при частых кратковременных перегрузках ударного действия.
Фрикционная муфта показана на рис. 2. имеет следующую конструкцию:
ступица 1,
подвижный нажимной диск 2,
фрикционные накладки 3 (не содержат асбест!),
регулировочная гайка 4,
стопорный винт 5,
тарельчатые пружины 6,
подшипник скольжения (втулки) 7,
датчик вращения 8 (опционально),
стопорный винт 9.
Принцип работы муфты: тарельчатые пружины с помощью нажимного кольца создают осевое усилие и прижимают фрикционные накладки к ступице и фланцу (звездочке). Когда действующий момент превышает момент трения, то фланец (звездочка) прокручивается по втулке, которая является подшипником скольжения. Производители получают муфты с различным передаваемым моментом при изменении количества и взаимного расположения тарельчатых пружин.
Пружинно-кулачковые предохранительные муфты (рис. 1, б) отличаются от фрикционных муфт повышенной точностью срабатывания. Преимущество: отсутствие мертвого хода и высокая крутильная жесткость.
Пружинно-кулачковые муфты делятся на:
кулачковые (рис. 4, а)
шариковые (рис. 4, б)
кулачково-роликовые (рис. 4, в).
Кулачковые муфты имеют рабочие поверхности кулачков, выполненные по винтовой линии, поэтому обрабатывать такие поверхности достаточно сложно. Шариковые муфты более распространены т.к. их легче всего изготавливать. В таких муфтах кулачки заменены шариками, трение скольжения частично заменено трением качения. В кулачково-роликовых муфтах применяют радиально установленные ролики, которые сопряжены ответными пазами.
Состав пружинно-шариковой муфты (рис. 5):
ступица 1,
подвижный нажимной диск 2,
обойма с шариками 3,
регулировочная гайка 4,
тарельчатые пружины 5,
упорный игольчатый подшипник 6,
подшипник скольжения 7,
выходной фланец 8.
Принцип работы: тарельчатые пружины создают осевое усилие при помощи нажимного кольца, прижимают шарики к гнездам в ступице и фланцу (рис. 4, б). Когда действующий момент превышает допустимую величину, то шарики выходят из гнезд и прекращают дальнейшее вращение.
Отличие от фрикционных пружинно-шариковые муфт состоит в том, что они имеют различные варианты восстановления соединения валов (рис. 6). При срабатывании муфты, показанной на рис. 5, прекращается вращение выходного вала, но при этом на него передается остаточный крутящий момент (рис. 6, а). Муфта включается автоматически после прекращения действия перегрузки и поворота полумуфт на целое число угловых шагов шариков.
При добавлении в конструкцию муфты запорного механизма между подвижным диском и пружинным блоком (рис. 7), восстановить вращение можно только вручную или внешним исполнительным механизмом. На рис. 6, б. показана диаграмма муфты.
В конструкциях, когда прерывание передачи крутящего момента является недопустимым, то при перегрузке необходима сигнализация. Поэтому в базовую конструкцию муфты (рис. 5) вводят ограничитель хода подвижного диска (рис. 8, а). Бесконтактный или контактный датчик (рис. 8, б) срабатывает при перемещении. Диаграмма работы й муфты показана на рис 6, в.
По признаку взаимного углового положения валов муфты разделяют на храповые (на рис. 5) и синхронные.
В муфтах храпового исполнения после прекращения действия перегрузки шарики занимают следующую свободную позицию, а значит взаимное положение валов произвольное.
Кулачково-роликовая пружинная муфта (рис. 9) восстанавливает соединение только при повороте полумуфт на 360° (45°, 60°, 90° или 180°) и является муфтой синхронного действия. Принцип работы аналогичен принципу работы пружинно-шариковой муфты. Определенное взаимное расположение валов достигается при неравномерном угловом положением кулачков и ответных роликов (рис. 4, в). Синхронным исполнением обладают и пружинно-шариковые муфты (рис. 11, б, 12, б, 13, б).
Широкое распространение имеют системы с датчиком обратной связи (сервоприводы). Датчик обратной связи устанавливают на двигателе (серводвигателе), а перемещения приводимого механизма отслеживают по числу оборотов двигателя. Если элементы в кинематической цепи расположены после двигателя (муфты, редукторы), то они имеют малую крутильную жесткость и (или) мертвый ход, поэтому при реверсе нагрузки в системе подсчета перемещения возникает несоответствие между числом оборотов вала двигателя (с учетом передаточных отношений) и реальным значениями.
Поэтому производители предлагают предохранительные муфты с отсутствием мертвого хода (рис. 11, 12, 13). Отсутствие люфта возникает за счет повышения точности изготовления элементов муфты и узла передачи момента. На рис. 10, а показана сравнительная зависимость между крутящим моментом и углом закручивания стандартной муфты и муфты с отсутствием люфта.
Для прецизионных муфт подбирают тарельчатую пружину, при которой рабочий диапазон хода приходится на нисходящую ветвь диаграммы усилий пружины (рис. 10, б), что позволяет увеличить скорость и точность срабатывания муфты.
По конструкции и принципу работы муфты с отсутствием мертвого хода аналогичны пружинно-шариковым муфтам. На рис. 11 – 13 представлены муфты, которые обладают храповым и синхронным исполнением; исполнением с запорным механизмом; а также исполнением без прерывания передачи момента с генераций электрического сигнала и могут быть оборудованы датчиком срабатывания.
Помимо требований к точности и отсутствию люфта в сервоприводах необходимо стремится уменьшить массовый момент инерции (массу) приводимых частей, что позволит снизить требования к мощности дорогостоящего серводвигателя. В конструкции муфты Syntex фирмы KTR (рис. 12) крутящий момент передается через специальную тарельчатую пружину, которая имеет посадочные места для шариков. При совмещении функций нажимной пружины и подвижного фланца снижается масса узла передачи момента, при этом усложняя технологию изготовления тарельчатой пружины.
Для повышения точности хода выходного фланца, а также уменьшения общих габаритов узла, подшипник скольжения заменяют на подшипник качения. В конструкции муфт фирмы R+W, изображенной на (рис. 13) применены интегрированные подшипники, уменьшающие массу подшипникового узла и размеры выходного фланца.
Также в муфтах широко используются фрикционные зажимные ступицы (рис. 11 – 13), применение которых облегчает сборку при отсутствии зазоров в соединении муфта – вал.
Для того, чтобы компенсировать несоосность валов существуют компенсирующие муфты. В механизме двух типов муфт можно приобрести комбинированную муфту (рис. 14). В компенсирующей части такой муфты применяют: упругие муфты с эластомерной звездочкой (рис. 14, а, б), сильфонные муфты (рис. 14, в), зубчатые и дисковые.
В случаях необходимости длительного скольжения применяют муфты, которые основаны на использовании в качестве передаточного звена жидкости или сил магнитного взаимодействия. На рис. 1, в показана магнитная муфта на постоянных магнитах , которая состоит из:
ступицы с постоянными магнитами;
выходного фланца, опирающегося на подшипник качения;
гильзы с магнитом, навинченной на выходной фланец, стопорного винта.
Изменение передаваемого момента достигают при помощи ввинчивания или вывинчивания гильзы. При этом в муфте отсутствуют трущиеся элементы.
Диаграмма работы муфты изображена на рис. 15. при этом, на выходной вал действует постоянный момент и обороты его падают при перегрузке. При проскальзывании муфты выделяется тепло, а допустимое время и скорость скольжения зависят от теплового режима муфты.
При установке предохранительную муфту рекомендуют располагать на вале, приводящем в действие исполнительный механизм (рис. 16), в таком случае все механизмы в цепи защищены от перегрузок.
img
При альтернативном размещении муфты (рис. 16, б) редуктор должен выдержать пиковые перегрузки.
Часто предохранительные муфты комбинируются шкивом (звездочкой) ременных (цепных) передач или компенсирующей муфтой. На рис. 17, а показана установка предохранительной муфты на выходном валу электродвигателя со шкивом ременной передачи, установленным на отдельный подшипник качения. На рис. 17, б показана предохранительная муфта с длинной ступицей для установки пары подшипников звездочки трехрядной цепи.
В случае комбинированной муфты (рис. 17, в) ведущую полумуфту компенсирующей части устанавливают на игольчатый подшипник. Муфты, изображенные на рис. 2 и 17, г позволяют установить звездочку или шкив зубчатой ременной передачи без дополнительных опор.
На рис. 18. 1 изображен график действующего момента в произвольном механизме. Цифрой 2 показывает границу максимального значения этого момента. Номинальный момент муфты TN, Нм необходимо принимать на 30…50% больше, чем максимальный момент (цифра 3).
Применение предохранительных муфт позволяет снизить стоимость машины (за счет уменьшения размеров) и стоимость эксплуатации (за счет повышения надежности).
Конструкции муфт очень разнообразны и удовлетворяют любые требования.
Наша компания осуществляет поставку всех типов муфт (стальных муфт, предохранительных муфт, упругих муфт, зубчатых муфт, фрикционных муфт, эластичных муфт, муфт с тормозом) для решений промышленного производства. Ассортимент поставляемых муфт на сегодняшний день включает более десятка брендов (KTR, STROMAG, PSP POHONY, ORTLINGHAUS, FLENDER, STIEBER, WARNER, BINDER, HEID, FUMO, EATON и др.) и постоянно расширяется.
Подобрать интересующую Вас продукцию Вам помогут квалифицированные специалисты нашей компании.
Если Вы хотите сделать заказ, можете связаться с нами через форму обратной связи либо по телефону:
Телефон / факс: +7 (495) 649 80 55
Электронная почта:
На складе
Новости