Общие сведения о муфтах для соединения валов

Муфтами называются устройства, предназначенные для передачи вращения между валами совместно работающих узлов (агрегатов) машин, между частями составных валов (в валопроводах, трансмиссиях), а также для соединения с расположенными на них деталями (зубчатыми колесами, звездочками и т.д.). Кроме передачи вращающего момента, муфты отдельных типов могут выполнять дополнительные функции. Например, предохранять от перегрузки (предохранительные муфты), компенсировать неточности взаимного расположения валов (компенсирующие муфты), соединять и разъединять валы по команде оператора (сцепные управляемые муфты) и т.д.

Большинство муфт стандартизированы. Их применяют готовыми, подбирая по таблицам справочников.

Данное пособие будет посвящено постоянным муфтам, т.е., муфтам для постоянного соединения валов. Их устанавливают на те валы, которые по условиям работы требуют постоянного соединения узлов. Разъединение валов возможно в результате разборки муфты при остановленной машине.

Наиболее распространенные постоянные муфты приведены в приложении данного пособия.

При установке муфт основная проблема – это неточность взаимного положения валов: радиальное смещение (несоосность) d и угловое смещение (перекос) g (рис. 1). Следует помнить, что точность изготовления и установки этих узлов и агрегатов не может быть идеальной, даже если устанавливать их на одной раме. При установке их на отдельных рамах или фундаментах точность монтажа еще ниже. Поэтому, требуется предусматривать либо повышенную точность изготовления присоединительных поверхностей собираемых узлов, либо выполнять регулировку положения валов при монтаже (например, подкладывая шайбы под лапы редуктора и электродвигателя), что приводит к удорожанию сборки.

а	б	в
Рис. 1. Неточности взаимного расположения валов

Кроме того, опасные отклонения от точного взаимного расположения валов могут возникать и при рабочей нагрузке из-за недостаточной жесткости валов или в результате температурного расширения валов.

При установке на валы, имеющих небольшую несоосность или перекос, муфта стягивает их, в результате вал получает консольную нагрузку, что приводит к дополнительным изгибным нагрузкам вала, что в свою очередь, приводит к снижению усталостной прочности и долговечности, как вала, так и подшипников. Чем больше несоосность и перекос, тем сильнее эти нежелательные нагрузки.

1.2 Типы постоянных муфт

Постоянные муфты бывают:

· Жесткие муфты;

· Компенсирующие муфты;

· Упругие муфты.

Жесткие муфты

Жесткие (глухие) постоянные муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных валов. Кроме вращающего момента, они передают также изгибающий момент, перерезывающую (радиальную) и осевую силу, негативно сказывающихся на долговечности машины. Основная область применения – длинные валопроводы, а также валы при стесненных габаритах.

Рис. 8.2. Втулочные муфты

Втулочные муфты (рис. 8.2) являются простейшими. Муфта представляет собой втулку, насаживаемую на концы валов. От проворачивания на валу втулку удерживают штифты, призматические или сегментные шпонки, шлицы. Муфта отличается особо малыми габаритами, но сложна в монтаже, так как требует осевых перемещений агрегатов.

Рис. 8.3. Фланцевая муфта

Фланцевые (поперечно-свертные) муфты (рис. 8.3) применяются чаще втулочных. Муфта состоит из двух полумуфт, каждая из которых насаживается на свой вал отдельно. При монтаже узлов отверстия фланцев совмещаются и полумуфты стягиваются болтами. Если используются обычные крепежные болты, то вращающий момент передается за счет сил трения на торце полумуфты. Более предпочтительно использование призонных болтов, устанавливаемых без зазора, так как они передают значительно большую нагрузку. Фланцевые муфты допускают ударную нагрузку.