Тема 16.Муфты

Тема 16.Муфты

16.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Муфты передают вращение с одного вала на другой или с вала на свободно сидящую на нем деталь (например, цепную звездочку, зубчатое колесо). Характерная особенность муфт заключается в том, что они не изменяют величину и направление передаваемого вращающего момента. Муфты выбирают по передаваемому вращающему моменту и диаметру соединяемых валов. В буровых машинах и механизмах используются муфты различных конструкций и видов, отвечающие определенным монтажным эксплуатационным требованиям.

Муфты делятся на механические, гидравлические и электромагнитные. Механические муфты по назначению подразделяются на постоянные и сцепные. Постоянные муфты не допускают разъединения валов в процессе работы машины. для разъединения валов, соединенных постоянными муфтами, требуется их разборка, которая производится при ремонте и демонтаже. Сцепные муфты служат для соединения и разъединения валов на ходу или при кратковременных остановках.

16.2. ПОСТОЯННЫЕ МУФТЫ

для постоянного соединения валов применяются неподвижные (глухие) и подвижные муфты. Наиболее просты по конструкции глухие муфты, выпускаемые трех видов: втулочные со штифтами и со шпонками, фланцевые (поперечно-свертные) и продольно-свертные. Глухие муфты могут быть использованы при строгой соосности валов. В буровых машинах трудно обеспечить необходимую для установки глухих муфт соосность валов. Высокая точность, достигнутая при изготовлении и сборке, в процессе эксплуатации может быть нарушена вследствие деформации валов и вибрации оснований буровых машин, осадки фундамента, температурных изменений и других причин. Поэтому в машинах и агрегатах бурового комплекса для постоянных соединений преимущественно используются подвижные муфты, допускающие взаимное смещение валов за счет подвижных элементов

муфты. К подвижным муфтам относятся: жесткие компенсирующие, шарнирные и упругие. Все три типа применяются в буровых машинах.

Из жестких компенсирующих муфт наиболее распространены зубчатые, способные компенсировать незначительные осевые, радиальные и угловые смещения соединяемых валов. На рис. 16.1 показана зубчатая муфта, соединяющая тихоходный вал редуктора с трансмиссионным валом регулятора подачи долота. Муфта состоит из обойм 2 и 5 с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении с наружными зубьями втулок 1 и 6. для снижения потерь на трение и увеличения-долговечности зубчатое зацепление работает в масляной ванне, герметизированной прокладкой 4 и войлочными кольцами 7. Отверстие для масла закрывается пробкой 3. Аналогичная муфта применяется во вспомогательных лебедках.

Шарнирные муфты применяют для соединения валов, оси которых расположены под большим углом друг к другу, причем в процессе работы величина угла наклона может изменяться. Шарнирная муфта состоит из двух валов и шарнирно соединенной с ними крестовины. Недостаток шарнирной муфты — неравномерность вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего, если валы установлены несоосно. Для устранения этого недостатка применяют сдвоенные шарнирные муфты с промежуточным валом, образующие в этой комбинации карданную передачу, которую принято называть карданным валом. Карданные валы применяют в приводе буровых установок для передачи вращающего момента от гидротрансформатора к суммирующему редуктору, буровым насосам и ротору в тех случаях, когда они рас полагаются на разных отметках по высоте для равномерного вращения ведомого звена необходимо обеспечить параллельность валов, соединяемых карданным валом. В буровых машинах применяются шесть типоразмеров карданных валов.

 

 

Техническая характеристика карданных валов

Номер вала........................ I II III IV V VI

Тип вала......................... Л Т Т Т Т Т

Число шарниров.................... 2 2 2 2 2 2

Максимальная частота вращения, об/мин 1600 1140 1140 1140 1140 1140

Максимальный передаваемый вращающий

момент .........................3,7 14,0 14,0 14,0 5,1 14,0

Длина, мм..............................720 1055 890 1195 812 2225,5

Ширина, мм........................... 230 300 300 300 300 300

Масса, кг...............................50 182 165 190 140 261,8

Примечание. Л- легкий; Т- тяжелый.

Устройство карданного вала показано на рис.16.2.

Упругие подвижные муфты характеризуются наличием упругого элемента, за счет деформации которого происходит взаимное перемещение деталей муфты, необходимое для компенсации смещения осей соединяемых валов. Наряду с этим упругие муфты смягчают толчки и удары и служат. средством защиты от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие не равномерности вращения. Упругие муфты изготовляются с металлическими и неметаллическими, преимущественно резиновыми, упругими элементами. В буровых машинах и агрегатах применяются муфты с резиновыми упругими элементами благодаря сравнительной простоте конструкции, низкой стоимости, отсутствию особых требований по уходу, высоким компенсационным свойствам и хорошей демпфирующей способности. При работе с электродвигателями важное значение приобретает электроизолирующая способность муфт с резиновыми упругими элементами.

Для соединения тяжело нагруженных валов буровых машин и агрегатов, а также для соединения вала электродвигателя с трансмиссионным валом бурового насоса и промежуточным валом лебёдки применяют упругие (эластичные) муфты, конструкция которых показана на рис. 16.3. Полумуфта 1 с конусной расточкой устанавливается на консоль вала и крепится гайкой 2, предохраняемой от самоотвинчивания специальной шайбой. Вторая полумуфта состоит из ступиды 8 и стакана б, соединяющихся болтами 7. Ступица имеет цилиндрическую расточку и крепится на консоли вала шпонкой. В утолщенных ободах стакана 6 и диска ступицы З имеются отверстия для резиновых валиков 4. Последние предохраняются от выпадания пружинным кольцом 5, установленным в кольцевом пазе обода стакана.

На рис.16.4 показана упругая муфта для соединения коленчатого вала дизеля с валом редуктора. Диск 2 с зубчатым венцом 3 для запуска дизеля стартером устанавливается на шлицы

Рис.16.2. Карданный вал III(тяжелый):

1-уплотнение; 2-обойма с игольчатыми подшипниками; 3-Крестовина; 4-крышка; 5-вилка; 6-болт; 7-балансир; 8-шлицевая муфта; 9-гайка; 10-шлицевой вал.

Рис.16.3. Упругая эластичная муфта

 

Рис.16.4. Упругая муфта дизеля

вала дизеля и центрируется на нем бронзовыми конусами 1 и 7. Конусы затягиваются при помощи разрезной пробки 8, вввинчен ной в вал дизеля и надежно закрепленной конической пробкой 13, гайкой 11 и шайбой 12. Вёдомый стакан б закреплен на коническом конце быстроходного вала 9 понизительного редуктора и застопорен гайкой 10. В ведущем и ведомом дисках установлены по девять пальцев 5 и 14, которые попарно соединяются пластинами 4 из прорезиненной ткани.

Высокими эксплуатационными качествами обладают муфты, в которых в качестве упругого элемента используются резиновая звездочка. Размеры, масса и допускаемые вращающие моменты стандартных муфт приводятся в справочниках по муфтам [29].