Муфты упругие с торообразной оболочкой

 

Муфты упругие с торообразной оболочкой просты по конструкции и обладают высокими компенсационными свойствами, способностью уменьшать динамические нагрузки, что позволяет применять их в конструкциях, где трудно обеспечить соосность соединяемых валов; при переменных нагрузках, а также при значительных кратковременных перегрузках. Муфты допускают соединение валов с угловым перекосом до 2 30, радиальным смещением до 2 4 мм, осевым смещением до 5 мм и их комбинацию.

Муфты изготавливают трех типов:

1 – с оболочкой выпуклого профиля (рис. 4);

1П – с оболочкой выпуклого профиля перспективного ряда (см. рис. 4);

2П – с оболочкой вогнутого профиля перспективного ряда (рис.5).

Недостатками муфт с выпуклой оболочкой (см. рис. 4) являются сравнительно большой наружный диаметр и появление осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент при вращении.

Муфты с упругой оболочкой вогнутого профиля (см. рис. 5) отличаются простотой конструкции вследствие уменьшения числа деталей. При одинаковом вращающем моменте муфта имеет меньший наружный диаметр, допускает большие частоты вращения, и существенно уменьшается влияние центробежных сил на упругую оболочку. Осевые силы на валы и опоры от муфты с упругой вогнутой оболочкой снижаются в 2-3 раза по сравнению с муфтой с выпуклым элементом.

Полумуфты муфты типа 1 изготовляют следующих исполнений:

1 – с цилиндрическими отверстиями для длинных концов валов;

2 – с цилиндрическими отверстиями для коротких концов валов;

3 – с коническими отверстиями для длинных концов валов;

4 – с коническими отверстиями для коротких концов валов.

Полумуфты муфт типа 1П и 2П изготовляют исполнений:

1 – с цилиндрическими отверстиями для коротких концов валов;

2 – с коническими отверстиями для коротких концов валов.

Допускается комбинация полумуфт различных исполнений.

Основные параметры и размеры упругих муфт с торообразной выпуклой оболочкой приведены в табл.6 и7, а с оболочкой вогнутого профиля − в табл.8.

 

Рис. 4. Муфта с торообразной оболочкой выпуклого типа

 

 

Рис. 5. Муфта с торообразной оболочкой вогнутого профиля


Таблица 6. Размеры и параметры упругих муфт с торообразной выпуклой оболочкой (по ГОСТ Р 50892-96)

Номинальный вращающий момент Tн, Н∙м Частота вращения n, мин-1, не более Размеры, мм
dH7; d1H9 D D1 D0 Lц Lk lц lk Винты
dВ z
18;19 М8
20;22;24
22;24 М10
25;28
25;28 М10
30;32;35;36
30;32;35;36;38 М12
250 32;35;36;38 М12
40;42;45
35;36;38 М12
40;42;45;48
40;42;45;48;50;55 М12
48;50;55 М12
60;63
55;56 М16
60;65;70;75
63;65;70;75 М16
80;85;90
80;85;90;95 М20

Примечания: 1. максимальный вращающий момент при кратковременной перегрузке. 2. В таблице приведены муфты исполнения на короткие валы. 3. Ориентировочные размеры основных элементов муфты с торообразной выпуклой оболочкой: D2 = 0,6D ; dст = 1,6d ; D3 = dст + (3 5) мм ; B = 0,25D ; C = 1,06B ; δ = 0,05D.


Таблица 7. Размеры и параметры упругих муфт с торообразной выпуклой оболочкой

перспективного ряда (по ГОСТ Р 50892-96)

Номинальный вращающий момент Tн, Н∙м Частота вращенияn, мин-1, не более Размеры, мм
d H7; d1H9 D Lц Lk lц lк
18;19
20;22;24
20;24
25;28
22;25;28
30;32;35;36
28;30;32;36;38
32;35;36;38
40;42;45
400 36;38
40;42;45;48;50
45;48;50;55; 56; 60
53;55;56
60;65;70;71
60;63;65;70;75
80;85
80;85;90;95
85;90;95
100;105;110;120

Примечания: 1. максимальный вращающий момент при кратковременной перегрузке. 2. В таблице приведены муфты исполнения на короткие валы. 3. Ориентировочные размеры основных элементов муфты: D1 = 0,75D ; D2 = 0,6D ; D0 = (0,5¸0,52)D; dст = 1,6d; D3 = dст + (3 5) мм; B = 0,25D; C = 1,06B; δ = 0,05D.

Таблица 8. Размеры и параметры упругих муфт с торообразной оболочкой вогнутого профиля

перспективного ряда (из ГОСТ Р 50892-96)

 

Номинальный вращающий момент Tн, Н∙м Частота вращения n, мин-1, не более Размеры, мм
d H7; d1H9 D D1 D2 D0 B   Lц Lk lц lk Винты
dв z
20;22;24 М6
20;22;24 М6
25;28
22;25;28 М6
30;32;35;36
160 28;30;32;36;38 12,5 М6
32;35;36;38 14,5 М8
40;42;45
36;38 М10
40;42;45;48
45;48;50;53;55;60 М12
55;56 М12
60;63;65;70
60;65;70;75 23,5 М12
80;85
М12
80;85;90;95
85;90;95 М12
100;110;120

Примечания: 1. максимальный вращающий момент при кратковременной перегрузке. 2. Диаметр ступицы dст = 1,6d(d1).


Примеры условного обозначения муфт с торообразной оболочкой

Муфта 1 – 250 – 40 – 2 У2 ГОСТ Р 50892-96.

(Муфта типа 1 с номинальным вращающим моментом 250 Н∙м, диаметрами посадочных отверстий полумуфт , с полумуфтами исполнения 2, климатического исполнения У и категории 2).

Муфта 1П – 250 – 40 – 1 – 36 – 2 У2 ГОСТ Р 50892-96.

(Муфта типа 1П с номинальным вращающим моментом 250 Н∙м с диаметром посадочного отверстия одной полумуфты , исполнения 1, другой полумуфты , исполнения 2, климатического исполнения У, категории 2).

Муфта 2П – 250 – 40 – 1 – 36 – 2 У2 ГОСТ Р 50892-96.

(Муфта типа 2П с номинальным вращающим моментом 250 Н∙м с диаметром посадочного отверстия одной полумуфты , исполнения 1, другой полумуфты , исполнения 2, климатического исполнения У, категории 2).

Допускается в рабочих чертежах обозначение климатического исполнения не указывать.

Радиальную силу, действующую на валы от упругой муфты с торообразной оболочкой, определяют по формуле

, Н.

После выбора муфты выполняют проверочные расчеты её элементов.

Муфты с торообразной выпуклой оболочкой

При передаче вращающего момента в оболочке действуют касательные напряжения крутильного сдвига .

Прочность оболочки в кольцевом сечении А-А с диаметром D1 (рис. 4)

, ,

где расчетный вращающий момент, Н∙м; , мм; толщина оболочки, мм; допускаемые касательные напряжения, .

Оболочки мм выполняются из резины , , .

При мм для повышения нагрузочной способности и срока службы оболочки армируют нитями корда. Для них , , .

Вращающий момент с полумуфт на оболочку передается силами трения, созданными при затяжке винтов.

Требуемая сила затяжки одного винта , ,

где коэффициент запаса сцепления, ; число винтов;

коэффициент трения резины по металлу; , мм.


Число винтов предварительно принимают:

  до 160 св. 160 до 300 св. 300
  8;10

 

Материал винтов: Сталь 35 ГОСТ 1050-88, . Затяжку винтов контролируют.

Внутренний диаметр резьбы винта

, мм.

где допускаемое напряжение растяжения для винта, ; коэффициент запаса прочности.

При контролируемой затяжке .

Напряжение смятия на кольцевой поверхности контакта упругой оболочки с полумуфтой

, ,

где

От действия центробежных сил и деформирования упругой оболочки при передаче муфтой вращающего момента возникает осевая сила , действующая на валы, которая может быть определена по графикам из учебного пособия

[6, с. 356, рис. 15.6].

 

Муфты с торообразной вогнутой оболочкой

 

Прочность оболочки в экваториальном сечении А-А (рис. 5).

,

где

Проверочный расчет винта

, ,

где требуемая сила затяжки винта, Н; внутренний диаметр резьбы винта, мм.

, .

Напряжение смятия на кольцевой поверхности контакта края упругого элемента с полумуфтой

, .

Размеры упругой втулочно – пальцевой муфты, муфты упругой с торообразной оболочкой и зубчатой муфты приведены также в учебном пособии [7].

ПРИМЕРЫ КИНЕМАТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПРИВОДА

Пример 1.Исходные данные для расчета:

− синхронная частота вращения вала электродвигателя мин-1;

− состав привода: типовой цилиндрический одноступенчатый редуктор,

открытая зубчатая цилиндрическая передача;

− мощность рабочей машины кВт;

− частота вращения вала рабочей машины мин-1;

− допускаемое отклонение частоты вращения вала машины .

1.1. Определение расчетной мощности электродвигателя