Муфты предохранительные

Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты. Основы расчета.

Эти муфты предназначаются для автоматического разъединения валов в тех случаях, когда параметры работы машины становятся недопустимыми по тем или иным показателям.

	Рис 1

Эти муфты служат для защиты машин от перегрузки. Любая фрикционная муфта, отрегулированная на передачу предельного момента, выполняет функции предохранительной. Специальные предохранительные фрикционные муфты не имеют механизма управления. А силы нажатия в них обычно обеспечиваются постоянно действующими пружинами.

Другим представителем предохранительных муфт является муфта со специальным разрушающимся элементом (рис 1). Здесь крутящий момент между полумуфтами 1 и 4 передается через штифт 3, который срезается при перегрузке. Для восстановления работы муфты штифт заменяют. Закаленные втулки 2 облегчают замену штифтов, предотвращают смятие более слабого материала полумуфт штифтом и тем самым приближают действительные условия среза штифта к расчетным:

,

где z – число штифтов; К_Z – коэффициент неравномерности распределения нагрузки.

Практически z принимают равным 1 или 2; К_Z = 1 при z = 1; К_Z = 1,2 при z = 2.

Жесткое соединение полумуфт штифтом не может компенсировать вредного влияния их несоосности на штифт, условия работы которого становятся неопределенными. Поэтому необходима строгая центровка полумуфт.

Допускаемое напряжение [τ] принимают равным пределу прочности материала на срез. Например, для закаленных штифтов из стали Ст5 допускают [τ] = 420 МПа.

	Рис 2

На рисунке 2 изображена кулачковая предохранительная муфта. Здесь полумуфты 1 и 3 зацепляются кулачками 2, имеющими трапецеидальный профиль с углом α.

От действия окружной силы F_t в зацеплении возникает осевая сила , которая стремится раздвинуть полумуфты и вывести их из зацепления. Этому противодействует сила пружины F и сила трения на кулачках и в шлицевом (шпоночном) соединении. С учетом этих сил условия равновесия полумуфты 2 можно записать в виде:

,

где α – угол заострения кулачка; ρ – угол трения в зацеплении кулачков (6…8⁰); f₂ – коэффициент трения в шлицевом соединении (примерно 0,15).

В соответствии с силой F подбирают пружину. Прочность кулачков рассчитывают так же, как и в обычных кулачковых муфтах:

,

где z – число кулачков полумуфты.

Для уменьшения износа поверхность кулачков должна быть твердой. Этого достигают с помощью объемной закалки или цементации. Применение цементации предпочтительней, так как при этом сохраняется вязкость сердцевины, что повышает сопротивление кулачка хрупким разрушениям от ударов. Муфты с цементированными кулачками изготавливают из сталей 15Х, 20Х, с объемной закалкой – из сталей 40Х, 30ХН и т.п. При этом допускают:

· [σ_см] = 90…120 МПа – включение без относительного вращения;

· [σ_см] = 50…70 МПа – включение на тихом ходу;

· [σ_см] = 35…45 МПа – включение на повышенных скоростях.

Дата добавления: 2014-01-06