Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Муфта соединительная — узел привода, передающий крутящий момент между валом двигателя и валом рабочей машины. От правильного выбора типа муфты зависит долговечность всего механизма: компенсируется ли несоосность, поглощаются ли ударные нагрузки, защищён ли привод от перегрузок.
Муфта соединительная — это механическое устройство, постоянно или временно соединяющее два вала и передающее между ними вращающий момент. В промышленных приводах она выполняет несколько функций: передаёт крутящий момент, компенсирует радиальное, осевое и угловое смещения валов, гасит вибрации и ударные импульсы, а при необходимости — ограничивает максимальный момент, защищая редуктор и двигатель.
Без муфты даже небольшая несоосность валов создаёт знакопеременные нагрузки на подшипники и приводит к их преждевременному выходу из строя. Именно поэтому правильный подбор муфты — не менее важная задача, чем расчёт самого редуктора. Общие сведения о муфтах и перечень данных, необходимых при их выборе, определяет ГОСТ Р 50266-92 «Муфты упругие. Сведения, представляемые потребителями и изготовителями».
В машиностроении применяется несколько основных типов соединительных муфт. Каждый тип рассчитан на определённые условия эксплуатации и допустимые значения несоосности. Ниже рассмотрены наиболее распространённые конструкции.
Конструкция состоит из двух стальных или чугунных фланцев, жёстко скрепляемых болтами. По ГОСТ 20761-96 стандартизированы фланцевые муфты общемашиностроительного применения: стальные — в диапазоне передаваемых моментов от 16 до 40 000 Н·м при окружной скорости до 70 м/с; чугунные — от 8 до 20 000 Н·м при скорости до 35 м/с. Специальные конструкции для турбинного оборудования рассчитываются индивидуально.
Фланцевая муфта не компенсирует ни один вид несоосности. При жёстком соединении валов допускаемое радиальное смещение осей не должно превышать 0,05 мм; угловой перекос практически исключается. Применяется там, где соосность валов обеспечивается конструктивно: в турбинных агрегатах, тяжёлых прокатных станах, вертикальных насосах с подшипниками в одном корпусе.
Наиболее распространённый тип в общем машиностроении. Крутящий момент передаётся через стальные пальцы с резиновыми гофрированными втулками, установленными в отверстиях одной из полумуфт. По ГОСТ 21424-93 «Муфты упругие втулочно-пальцевые. Параметры и размеры» стандартизированы муфты для валов диаметром от 9 до 160 мм при передаче крутящего момента от 6,3 до 16 000 Н·м. Максимальная частота вращения — до 8 800 мин⁻¹ в зависимости от типоразмера.
Упругий элемент амортизирует толчки, снижает динамические нагрузки и компенсирует монтажные погрешности. МУВП допускает радиальное смещение валов до 0,6 мм и угловое смещение до 1°30' в зависимости от типоразмера. Применяется в насосных агрегатах, вентиляторах, компрессорах — везде, где необходимо соединить электродвигатель и центробежную машину на общей раме или фундаментной плите.
Крутящий момент передаётся через наружные зубья втулок, входящие в зацепление с внутренними зубьями обойм. Бочкообразная модификация зубьев позволяет компенсировать угловые перекосы. По ГОСТ Р 50895-96 «Муфты зубчатые. Технические условия» охватываются муфты для соединения горизонтальных соосных валов при передаче крутящего момента от 1 000 до 63 000 Н·м, рабочих температурах до 120 °С. Угловой перекос оси каждой втулки относительно оси обоймы — не более 1°30'. Радиальное смещение нормируется во взаимосвязи с угловым и для стандартного ряда не превышает 0,2–0,6 мм (приложение В ГОСТ Р 50895-96).
Муфты требуют периодической смазки: применяется пластичная смазка или масло. Зубчатые муфты ставят на тяжёлые приводы: прокатные станы, крановые механизмы, горнодобывающие агрегаты — везде, где необходимо сочетать высокую нагрузочную способность с компенсацией угловых перекосов.
Передаёт момент через торцевые кулачки, входящие в зацепление с ответными впадинами второй полумуфты или через промежуточный упругий элемент. В металлорежущих станках применяют жёсткий торцевой вариант без промежуточного элемента: угловое смещение валов в этом случае практически исключается, допустимое радиальное смещение — не более 0,05–0,1 мм. Применяется там, где важна кинематическая точность передачи, а нагрузки относительно стабильны по направлению.
Упругий элемент — пакет стальных мембранных дисков или многослойная пластинчатая вставка — передаёт момент без зазоров и не требует смазки. Металлические пластинчатые муфты допускают угловое смещение до 1° и радиальное до 0,5–2,3 мм в зависимости от конкретного исполнения и расстояния между дисковыми пакетами. Жёсткость на кручение при этом остаётся высокой, что важно для систем с точным позиционированием. Муфты этого типа могут быть отбалансированы до класса точности G2.5 по ГОСТ ИСО 1940-1 «Вибрация. Требования к балансировке жёстких роторов».
Применяется в насосах высокого давления, компрессорных установках, турбогенераторах, сервоприводах — там, где необходима высокая точность передачи момента без смазки и без люфта.
Ограничивает максимальный передаваемый момент, защищая привод от перегрузок. Существуют фрикционные, кулачковые и срезные штифтовые исполнения. Шариковые предохранительные муфты стандартизированы по ГОСТ 15621-77; фрикционные и другие типы изготавливаются по конструкторской документации. Момент срабатывания задаётся при настройке. Фрикционные муфты восстанавливают работоспособность автоматически после устранения перегрузки; срезные штифтовые требуют замены разрушившегося штифта. Применяются в конвейерах, шнековых питателях, дробилках, мешалках — везде, где возможно заклинивание рабочего органа.
Несоосность — несовпадение осей соединяемых валов — бывает трёх видов: радиальная (параллельное смещение осей), угловая (перекос осей) и осевая (смещение вдоль оси). На практике все три вида присутствуют одновременно в той или иной комбинации.
Для зубчатых муфт радиальное и угловое смещения взаимосвязаны: чем больше угловой перекос, тем меньше допустимое радиальное смещение, и наоборот. Эта зависимость нормирована в приложении В ГОСТ Р 50895-96 и определяется расчётом при выборе конкретного типоразмера.
Упругие муфты (МУВП, мембранные, торообразные) компенсируют несоосность за счёт деформации упругого элемента. Зубчатые муфты — за счёт относительного скольжения бочкообразных зубьев в зацеплении. Важно понимать: допускаемая компенсация не означает, что выравнивание валов при монтаже можно игнорировать. Точная центровка всегда снижает нагрузку на муфту, подшипники и редуктор, увеличивая ресурс всего привода.
Подбор муфты начинается с вычисления расчётного момента. В соответствии с методикой, принятой в отечественном машиностроении (Чиликин М.Г., Сандлер А.С. «Общий курс электропривода»; Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя»), расчётный момент определяется по формуле:
Трас = Тном × К
где Тном — наибольший длительно действующий вращающий момент, Н·м; К — коэффициент режима работы:
при спокойной нагрузке (электродвигатель — центробежный насос, вентилятор) К = 1,0–1,5; при переменной нагрузке (компрессор, мешалка, ленточный конвейер) К = 1,5–2,0; при ударной и реверсивной нагрузке (дробилка, буровой привод, пластинчатый конвейер) К = 2,5–3,0 и более.
Выбранная муфта должна иметь номинальный момент Тн ≥ Трас. Дополнительно проверяют максимальный допускаемый момент муфты: он должен быть не меньше пикового момента привода при пуске или торможении. Диаметры расточек под валы должны соответствовать фактическим диаметрам концов валов в соответствии с ГОСТ 12080 (цилиндрические концы) или ГОСТ 12081 (конические концы).
Последовательность подбора муфты:
Выбор типа муфты определяется конкретными условиями эксплуатации. В насосных агрегатах с асинхронными двигателями наиболее распространена МУВП по ГОСТ 21424-93: стандартизированный широкий размерный ряд, простота обслуживания, компенсация типовой несоосности до 0,6 мм и гашение гидроударов. Для высокооборотных компрессоров и турбонасосов применяют пластинчатые (мембранные) муфты — без люфта, без смазки, с возможностью точной балансировки по классу G2.5.
В тяжёлом машиностроении применяют зубчатые муфты по ГОСТ Р 50895-96, обеспечивающие передачу моментов до 63 000 Н·м в стандартном исполнении при угловых перекосах до 1°30'. Металлорежущие станки с требованиями к точности позиционирования комплектуют кулачковыми и дисковыми муфтами с нулевым люфтом на кручение.
Срок службы муфты напрямую зависит от качества монтажа и регулярности обслуживания. Основные признаки износа или нарушения центровки:
Упругие резиновые элементы МУВП рекомендуется заменять при появлении трещин или надрывов; ориентировочный плановый ресурс — около 8 000–10 000 часов работы. Конкретный регламент определяется производителем привода и условиями эксплуатации. Зубчатые муфты требуют замены смазки в соответствии с инструкцией — как правило, раз в 12–18 месяцев при нормальных условиях, а при работе в запылённой или влажной среде — чаще.
Муфта соединительная — ответственный узел привода, а не вспомогательная деталь. Правильный выбор типа муфты по передаваемому моменту, характеру нагрузки и допустимой несоосности обеспечивает долгую и безаварийную работу всего агрегата. Жёсткие фланцевые муфты (ГОСТ 20761-96) оптимальны при гарантированной соосности; МУВП (ГОСТ 21424-93) — универсальное решение для насосно-вентиляторных агрегатов; зубчатые (ГОСТ Р 50895-96) — для приводов с моментами до 63 000 Н·м при угловых перекосах до 1°30'; мембранные — для прецизионных применений без смазки; предохранительные (ГОСТ 15621-77) — там, где необходима защита от перегрузок.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.