Муфты для приводов дробильного оборудования

Введение: роль муфт в приводах дробильного оборудования

Дробильное оборудование работает в условиях экстремальных динамических нагрузок, характеризующихся значительными пусковыми моментами, ударными воздействиями при попадании недробимых предметов и постоянными вибрациями в процессе измельчения горной породы. Соединительные муфты в приводах дробилок выполняют критически важные функции: передают крутящий момент от электродвигателя к редуктору или непосредственно к рабочему органу, компенсируют несоосность валов, демпфируют динамические нагрузки и защищают элементы привода от перегрузок.

В зависимости от типа дробильного оборудования (щековые, конусные, роторные, молотковые, валковые дробилки) и условий эксплуатации применяются различные конструкции муфт. Правильный выбор муфты определяет надежность всего технологического комплекса, влияет на межремонтный период и эксплуатационные затраты.

Типы муфт для дробилок

В приводах дробильного оборудования применяются три основные категории соединительных муфт, каждая из которых решает специфические задачи привода.

Зубчатые муфты для тяжелых приводов

Конструкция и принцип работы

Зубчатая муфта представляет собой жесткую подвижную компенсирующую муфту, состоящую из двух втулок (полумуфт) с внешними зубчатыми венцами и разъемной обоймы с двумя внутренними зубчатыми венцами. Зубья выполняются эвольвентного профиля с бочкообразной формой на втулках, что обеспечивает компенсацию угловых смещений валов при сохранении передачи крутящего момента.

Согласно ГОСТ Р 50895-96, зубчатые муфты общемашиностроительного применения предназначены для соединения соосных горизонтальных валов и передачи крутящего момента от 1000 до 63000 Н*м при угловых, радиальных и осевых смещениях валов. Рабочие температуры не должны превышать 120 градусов Цельсия.

Требования к точности изготовления зубьев

Зубья втулок и обойм изготавливаются эвольвентными с углом профиля по делительной окружности в среднем торцевом сечении по ГОСТ 13755. Степень точности зубчатого зацепления по ГОСТ 1643 зависит от окружной скорости:

Технические характеристики зубчатых муфт по ГОСТ Р 50895-96

Гидравлические муфты для плавного пуска

Принцип работы гидромуфты

Гидродинамическая муфта (турбомуфта) передает крутящий момент за счет кинетической энергии рабочей жидкости, циркулирующей между насосным и турбинным колесами. Насосное колесо, соединенное с валом двигателя, придает жидкости вращательное движение и направляет ее на лопатки турбинного колеса, связанного с ведомым валом. Механическая связь между валами отсутствует, что обеспечивает плавную передачу момента и защиту привода от перегрузок.

Согласно ГОСТ 14151-69, гидродинамические регулируемые одноопорные муфты выпускаются мощностью от 5 до 1000 кВт и предназначены для привода машин с любым направлением вращения вала, требующих бесступенчатого регулирования частоты вращения.

Преимущества гидромуфт для дробильного оборудования

Типы гидромуфт

По конструктивному исполнению гидромуфты подразделяются на:

• Муфты постоянного заполнения - наиболее простые, без регулирования степени заполнения рабочей камеры
• Муфты с регулируемым заполнением - позволяют изменять передаваемый момент путем изменения количества рабочей жидкости
• Муфты с внешним теплообменником - для работы в тяжелых условиях с длительными периодами пуска

Технические параметры гидромуфт

Упругие муфты для демпфирования

Муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП)

Муфты МУВП по ГОСТ 21424-93 состоят из двух полумуфт, соединенных пальцами с надетыми на них резиновыми или полиуретановыми втулками. Упругие элементы работают на сжатие и обеспечивают демпфирование крутильных колебаний, компенсацию несоосности валов и электрическую изоляцию соединяемых механизмов.

Согласно ГОСТ 21424-93, муфты МУВП предназначены для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 6,3 до 16000 Н*м и уменьшения динамических нагрузок.

Технические характеристики муфт МУВП по ГОСТ 21424-93

Кулачковые муфты с упругим элементом

Кулачковые муфты со звездочкой широко применяются в приводах дробилок малой и средней мощности. Конструкция состоит из двух полумуфт с торцевыми кулачками и эластомерной вставки звездообразной формы. Вставка изготавливается из полиуретана или резины различной твердости (от 80 до 98 единиц по Шору A).

Преимущества кулачковых муфт: компактность конструкции, простота замены упругого элемента, способность передавать значительные моменты относительно габаритных размеров. При передаче момента нагружается половина лучей звездочки, что следует учитывать при расчете ресурса.

Сравнение упругих муфт

Критерии выбора муфты для дробилки

Основные факторы выбора

Выбор типа и размера муфты для привода дробилки определяется комплексом технических требований:

• Передаваемый крутящий момент - номинальный и максимальный (с учетом пусковых и ударных нагрузок)
• Частота вращения - рабочая и максимальная допустимая
• Характер нагрузки - постоянная, переменная, ударная, реверсивная
• Диаметры соединяемых валов - электродвигателя и редуктора
• Требуемая компенсация несоосности - радиальной, угловой, осевой
• Условия эксплуатации - температура, запыленность, влажность
• Требования к пуску - плавность, ограничение пусковых токов

Рекомендации по типу муфты в зависимости от дробилки

Расчет и подбор муфты

Определение расчетного крутящего момента

Расчетный крутящий момент для выбора муфты определяется по формуле:

Номинальный крутящий момент на валу электродвигателя определяется:

Коэффициенты для расчета муфт по ГОСТ Р 50895-96

Пример расчета

Эксплуатация и техническое обслуживание

Зубчатые муфты

При эксплуатации зубчатых муфт необходимо обеспечивать:

• Контроль уровня и качества смазки - масло индустриальное И-50А по ГОСТ 20799 или смазка Солидол С по ГОСТ 4366
• Проверку герметичности уплотнений - не допускается вытекание смазки (допускается только масляная пленка без каплеобразования)
• Контроль температуры обоймы - превышение 70 градусов указывает на неисправность
• Периодическую проверку износа зубьев - критерием предельного состояния является износ на величину 0,4 модуля зацепления

Периодичность технического обслуживания: визуальный осмотр - еженедельно, проверка смазки - ежемесячно, полная ревизия - не реже 1 раза в год. Первую замену масла в новых муфтах производят через 100-150 часов работы, последующие - через 2000-2500 часов. Ресурс муфты по ГОСТ Р 50895-96 составляет не менее 17000 часов.

Гидромуфты

Техническое обслуживание гидромуфт включает:

• Контроль уровня рабочей жидкости - по смотровому окну или щупу
• Проверку температуры - нормальная работа при 40-90 градусов C
• Замену рабочей жидкости - через 10000-15000 часов работы
• Проверку состояния уплотнений и предохранительных клапанов

Упругие муфты

Обслуживание муфт МУВП и кулачковых муфт:

• Визуальный контроль состояния упругих элементов - ежемесячно
• Проверка на наличие трещин, расслоений, деформаций резиновых втулок
• Контроль затяжки крепежных элементов
• Замена упругих элементов при износе более 30% или появлении трещин

Ресурс резиновых втулок муфт МУВП при нормальных условиях эксплуатации составляет до 25000 часов. При работе в условиях повышенной температуры или воздействия агрессивных сред ресурс сокращается.

Вопросы и ответы

Полезные материалы по теме