Упругие муфты

Назначение упругих муфт – снижение динамических нагрузок и предотвращение опасных резонансных колебаний. Кроме того, они допускают некоторую компенсацию неточностей взаимного положения валов. Известны случаи многократного повышения ресурса механизмов, подверженных динамическим нагрузкам, при использовании упругих муфт.

Упругие элементы могут быть металлическими (стальные пружины) или неметаллическими (обычно из резины или полиуретана). Они аккумулируют и частично рассеивают энергию динамических нагрузок. Достоинства упругих элементов из эластомеров:

· способность аккумулировать большее количество энергии на единицу массы, чем пружинная сталь, до 10 раз;

· значительная демпфирующая способность: относительное рассеивание энергии в упругих элементах из резины достигает 0, 3…0, 8;

· наличие электроизолирующей способности.

Муфты с упругим элементами из эластомеров технологичнее, чем со стальными, но ресурс их значительно меньше. Резина вследствие структурных изменений, ускоряемых внешними воздействиями, постепенно теряет свои упругие свойства.

Упругие муфты просты по конструкции, имеют высокие эксплуатационные качества. К недостаткам следует отнести сравнительно небольшой передаваемый вращающий момент и необходимость сдвига валов или полумуфт при монтаже. Податливость муфты позволяет соединять валы с довольно большими перекосами и смещениями, но при этом упругие элементы получают значительные дополнительные нагрузки и быстро выходят из строя. Кроме того, упругие элементы создают дополнительные нагрузки на валы и их опорные узлы. Их следует учитывать в расчетах подшипников. Поэтому неточность взаимного положения валов не должна быть слишком большой.

Рис. 8.7. Упругая втулочно-пальцевая муфта

Муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП) (рис. 8.7) широко применяются в машиностроении, особенно для приводов от электродвигателей, благодаря легкости изготовления, простоте упругих элементов и удобству их замены пакетами резиновых дисков. По конструкции она схожа с поперечно-свертной муфтой, но вместо болтов в одной полумуфте закреплены стальные пальцы, на которые надеты резиновые втулки. На диске второй полумуфты имеются отверстия, в которые входят пальцы с втулками. Толчки и удары смягчаются вследствие деформации резиновых втулок.

МУВП допускает, в зависимости от типоразмера, радиальное смещение осей валов на 0, 2–0, 4 мм, продольное смещение валов на 10–15 мм и угловое смещение на 1°. Работоспособность муфты определяется стойкостью втулок.

 

Рис. 8.8. Упругая муфта со звездочкой

Муфты упругие со звездочкой (рис. 8.8) состоят из двух одинаковых полумуфт, снабженных кулачками, между которыми помещается резиновая звездочка с четырьмя или шестью лепестками. Лепестки звездочки работают на сжатие, поэтому целесообразно придавать им бочкообразную форму. Муфта обладает небольшими радиальными размерами. Компенсирующие свойства, как и у МУВП, невелики.

Муфта допускают несоосность валов до 0, 4 мм и перекос до 1, 5°.

 

Муфты с торообразной оболочкой (рис. 8.9) обладают хорошими компенсирующими свойствами, благодаря большой крутильной, радиальной и угловой податливости, угол закручивания может достигать 5°. Она применяется там, где трудно обеспечить соосность валов, хорошо компенсирует динамические нагрузки, но имеет большие диаметральные габариты. Из-за большого угла закручивания муфту нельзя применять при реверсивных нагрузках.

В соответствии с ГОСТ Р 50892-96 муфты изготовляют с оболочкой выпуклого профиля и с оболочкой вогнутого профиля. Муфта с оболочкой выпуклого профиля допускают, в зависимости от типоразмера, радиальное смещение осей валов до 5 мм, продольное смещение валов до 11 мм и угловое смещение до 1, 5°. Муфта с оболочкой вогнутого профиля при наибольших диаметрах соединяемых валов, равных 180 мм, допускает осевое (до 9 мм), радиальное (до 6 мм) и угловое (до 6°) смещения.

Рис. 8.9. Муфта с торообразной оболочкой

Даже при предельно допустимых для муфты смещениях радиальная сила и изгибающий момент невелики, поэтому при расчете валов и их опор этими нагрузками можно пренебречь.