Самоуправляемые муфты

Самоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения (соединения) валов в тех случаях, когда передаваемый валом момент или скорость превышает заданную условиями эксплуатации величину. Рассмотренные фрикционные сцепные муфты (см. рис. 12.7) могут быть использованы в качестве самоуправляемых по величине передаваемого момента. В этих муфтах при перегрузках будет происходить проскальзывание полумуфт с автоматическим разъединением валов.

Центробежная муфта прямого действия (рис. 12.10, а) применяется для автоматического сцепления валов, а центробежная муфта обратного действия (рис. 12.10, б) – для автоматического расцепления валов. Полумуфты 1 и 2 соединяются с помощью колодок 3, которые могут поступательно перемещаться в полумуфте 1.

б

а

Рис. 12.10

В муфтах прямого действия колодки удерживаются силами упругости F_пр пружин растяжения в полумуфте 1. При вращении вала с полумуфтой 1 со скоростью w на колодки действуют центробежные силы инерции F_n = mrw², где m – масса колодки, r – расстояние от центра масс колодки до оси вращения полумуфты 1. При увеличении скорости вращения сила инерции преодолевает силу упругости пружины и прижимает колодку к полумуфте 2 с силой N = F_n – F_пр, создающей трение между полумуфтами. При моменте трения М_тр = F_тр· r = (F_n – F_пр)rf, превышающем момент сопротивления, происходят передача вращательного движения от полумуфты 1 к полумуфте 2 и соединение валов.

В муфтах обратного действия (см. рис. 12.10, б) расцепление валов происходит при скорости, когда сила инерции (F_n) колодки ставится равной силе упругости пружины (F_пр) и отжимает колодку от полумуфты 2.

Обгонная муфта (рис. 12.11) передает движение только в одном направлении. Она состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, шариков (роликов) 4.

Принцип работы обгонных муфт состоит в следующем. Полумуфта 1 жестко закреплена на ведущем валу. При его вращении по часовой стрелке шарики 4 под действием сил пружин 3 и сил трения вкатываются в узкую часть клинового зазора полумуфт и, заклиниваясь, передают вращательный момент от полумуфты 1 к полумуфте 2, свободно сидящей на валу и являющейся зубчатым колесом.

Рис. 12.11

При вращении полумуфты 1 против часовой стрелки шарики выходят в широкую часть клиновых зазоров и полумуфты разъединяются, т.е. вращение от вала к зубчатому колесу не передается.

Такие муфты нормализованы. Они обеспечивают бесшумную работу и обладают высокой нагрузочной способностью.

Раздел 4. Передаточные механизмы

Механизмы, используемые для передачи движения от двигателя к исполнительному органу или от датчика к отсчетному устройству, называют передаточными. Они служат также для преобразования одного вида движения в другой, для изменения величины и направления скорости движения, для пуска, останова и реверсирования движения.

Требования, предъявляемые к механизмам, разнообразны и зависят от выполняемых ими функций. Существуют требования по точности; надежности; экономичности изготовления и эксплуатации; простоте конструкции, сборки и обслуживания; эстетичности оформления; безопасности обслуживания; условиям эксплуатации (высокие или низкие температуры, агрессивная среда и т.д.) и другим факторам.

Отметим отдельные общие требования к механизмам, предъявляемые на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации, а именно точность выполнения механизмом заданных функций и надежность.

Точность зависит от рационального выбора схемы механизма при проектировании, от зазоров в соединениях звеньев, от величины мертвого хода, моментов трения в опорах и в подвижных соединениях. На точность механизмов влияют также погрешности размеров и форм деталей при изготовлении и сборке, деформации и износ деталей при эксплуатации.

Под надежностью понимают свойство механизма выполнять свои функции, сохранять эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого времени. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения механизма и условий его использования состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность – свойство механизма сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки в часах или циклах. Оценивают безотказность вероятностью того, что в заданный интервал времени не произойдет ни одного отказа. За отказ принимают событие, после которого механизм перестает выполнять свои функции полностью или частично.

Долговечностью называют свойство механизма сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Предельным называют состояние, при котором дальнейшее применение механизма по назначению недопустимо или нецелесообразно. Количественным показателем долговечности является срок службы, т.е. календарная продолжительность эксплуатации или ресурс, т.е. наработка в часах или в циклах от начала эксплуатации до перехода в предельное состояние.

Ремонтопригодность механизма характеризуется его приспособленностью к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей при техническом обслуживании и ремонте.

Сохраняемость характеризуется возможностью находиться в исправном состоянии после хранения и транспортирования.

Мероприятия по повышению надежности проводятся как при проектировании, так и в процессе изготовления и эксплуатации механизмов. Наиболее эффективными являются меры, проводимые при проектировании.

Проектирование механизма состоит из выбора схемы, расчета основных ее элементов, разработки конструкции и изготовления рабочих чертежей. Для повышения надежности важен выбор рациональных схем с возможно меньшим количеством звеньев и кинематических пар. Надежность должна учитываться при определении формы и размеров деталей, выборе материалов и режимов термообработки, назначении норм точности и шероховатости поверхностей, установлении характера сопряжений деталей. Естественно, на всех этапах проектирования необходима увязка с технологией изготовления и сборки механизма.

Тип передаточного механизма выбирают в соответствии с назначением механизма, режимом и условиями его работы. Рассмотрим основы геометрического расчета наиболее распространенных передаточных механизмов.

Глава 13. Фрикционные механизмы

Дата добавления: 2014-11-29