Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють

17 МУФТИ

17.1 Загальні відомості

Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють розмір і напрямок переданого обертального моменту. Муфти вибирають по переданому обертальному моменті і діаметру валів, що з'єднуються. У бурових машинах і механізмах використовуються муфти різних конструкцій і видів, що відповідають визначеним монтажним і експлуатаційним вимогам.

Муфти діляться на механічні, гідравлічні й електромагнітні. Механічні муфти по призначенню підрозділяються на постійні і зчіпні. Постійні муфти не допускають роз'єднання валів у процесі роботи машини. Для роз'єднання валів, з'єднаних Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють постійними муфтами, потрібно їхнє розбирання, що робиться при ремонті і демонтажі. Зчіпні муфти служать для з'єднання і роз'єднання валів на ходу або при короткочасних зупинках.

17.2 Постійні муфти

Для постійного з'єднання валів застосовуються нерухомі (глухі) і рухливі муфти. Найбільш прості по конструкції глухі муфти, що випускаються трьох видів: втулкові зі штифтами і зі шпонками, фланцеві (поперечно-згорнуті) і поздовжньо-згорнуті. Глухі муфти можуть бути використані при суворій соосності валів. У бурових машинах важко забезпечити необхідну для установки глухих муфт соосність валів. Висока точність, досягнута при виготовленні і складанні, у процесі експлуатації може бути порушена внаслідок деформації Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють валів і вібрації основ бурових машин, осади фундаменту, температурних змін і інших причин. Тому в машинах і агрегатах бурового комплексу для постійних з'єднань переважно використовуються рухливі муфти, що допускають взаємне зміщення валів за рахунок рухливих елементів муфти. До рухливих муфт відносяться: жорсткі що компенсують, шарнірні і пружні. Усі три типи застосовуються в бурових машинах.

З жорстких муфт, що компенсують, найбільш поширені зубчасті, здатні компенсувати незначні осьові, радіальні і кутові зміщення валів, що з'єднуються. На рис. 17.1 показано зубчаста муфта, що з'єднує тихохідний вал редуктора з трансмісійним валом регулятора подачі долота. Муфта складається з обойм 2 і 5 із внутрішніми Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють зубами, що знаходяться в зачепленні з зовнішніми зубами втулок 1 і 6. Для зниження втрат на тертя і збільшення довговічності зубчасте зачеплення працює в масляній ванні, герметизованій прокладкою 4 і кільцями 7. Отвір для масла закривається пробкою 3. Аналогічна муфта застосовується в допоміжних лебідках.



Рисунок 17.1 — Зубчаста муфта

Шарнірні муфти застосовують для з'єднання валів, осі яких розташовані під великим кутом один до одного, причому в процесі роботи розмір кута нахилу може міняться. Шарнірна муфта складається з двох валів і шарнірно-з'єднаної з ними хрестовиною. Недолік шарнірної муфти – нерівномірність обертання відомого вала при рівномірному обертанні головного, якщо вали встановлені не соосно. Для усунення цього недоліку застосовують здвоєні Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють шарнірні муфти з проміжним валом, що утворять у цій комбінації карданну передачу, що прийнято називати карданним валом.

Карданні вали застосовують у приводі бурових установок для передачі обертального моменту від гідротрансформатора до сумуючого редуктора, буровим насосам і ротору в тих випадках, коли вони розташовуються на різних висотах. Для рівномірного обертання відомої ланки необхідно забезпечити паралельність валів, що з'єднуються карданним валом. У бурових машинах застосовуються шість типорозмірів карданних валів.

Технічна характеристика карданних валів

Номер вала

Тип вала

Л

Т

Т

Т

Т

Т

Число шарнірів

Максимальна частота обертання, об/хв

Максимальний переданий

обертальний момент, кН·м

3,7

14,0

14,0

14,0

5,1

14,0

Довжина, мм

2225,5

Ширина, мм

Маса, кг

361,8

Примітка: Л — легкий; Т — важкий.

Пристрій карданного валу показаний на рис. 17.2.

1 — щільність; 2 — обойма з Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють голчастими підшипниками; 3 — хрестовина; 4 — кришка; 5 — вилка; 6 — болт; 7 — балансир; 8 — шліцева муфта;

9 — гайка; 10 — шліцевий вал

Рисунок 17.2 — Карданний вал ІІІ (важкий)

Пружні рухливі муфти характеризуються наявністю пружного елемента, за рахунок деформації якого відбувається взаємне переміщення деталей муфти, необхідне для компенсації зміщення осей валів, що з'єднуються. Поряд із цим пружні муфти пом'якшують поштовхи й удари і служать засобом захисту від резонансних крутильних коливань, що виникають внаслідок нерівномірності обертання. Пружні муфти виготовляються з металевими і неметалевими, переважно гумовими, пружними елементами. У бурових машинах і агрегатах застосовуються муфти з гумовими пружними елементами завдяки порівняльній простоті конструкції, низької вартості, відсутності особливих вимог до обслуговування, високим компенсаційним Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють властивостям і гарної демпфуючої здатності. При роботі з електродвигунами важливе значення має електроізолююча здатність муфт із гумовими пружними елементами.

Для з'єднання важко навантажених валів бурових машин і агрегатів, а також для з'єднання вала електродвигуна з трансмісійним валом бурового насоса і проміжного вала лебідки застосовують пружні (еластичні) муфти, конструкція яких показана на рис.17.3. Півмуфта 1 із конусною розточкою установлюється на консоль вала і кріпиться гайкою 2 спеціальною шайбою, що охороняє від самовідгвинчування. Друга півмуфта складається зі ступиці 8 і стакана 6, що з'єднуються болтами 7. Ступиця має циліндричну розточку і кріпиться на консолі вала шпонкою. У стовщених ободах стакана 6 і диска Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють ступиці 3 є отвори для гумових валиків 4. Останні охороняються від випадання пружинним кільцем 5, встановленим у кільцевому пазу ободу стакана.

Рисунок 17.3 — Пружна еластична муфта

На рис. 17.4 показана пружна муфта для з'єднання колінчатого вала дизеля з валом редуктора. Диск 2 із зубчастим вінцем 3 для запуску дизеля встановлюється на шліцах вала дизеля і центрується на ньому бронзовими конусами 1 і 7. Конуси затягуються за допомогою розрізної пробки 8, загвинченої у вал дизеля і надійно закріпленою конічною пробкою 13, гайкою 11 і шайбою 12. Відомий стакан 6 закріплений на конічному кінці швидкохідного вала 9 понижуючого редуктора і застопорений гайкою 10. У головних і відомих дисках встановлені по дев'ять пальців 5 і 14, що попарно з'єднуються Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють пластинами 4 із прогумованої тканини.

Рисунок 17.4 — Пружна муфта дизеля

Високими експлуатаційними якостями володіють муфти, в яких у якості пружного елемента використовується гумова зірочка. Розміри, маса й обертальні моменти стандартних муфт, що допускаються, доводяться в довідниках по муфтах [29].

17.3 Зчіпні муфти

Зчіпні муфти використовуються при частих пусках і зупинках, при необхідності зміни режиму роботи і реверсуванні. Обертальний момент передається зачепленням (зчіпні кулачкові і зубчасті муфти) або силами тертя (фрикційні зчіпні муфти).

Зчіпні кулачкові муфти складаються із двох півмуфт, одна з яких кріпиться на головному валі, а інша переміщається на шпонках або шліцах відомого вала за допомогою вилки і сухарів.

У важко навантажених реверсивних з Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють'єднаннях застосовуються кулачкові муфти з прямими кулачками, число яких вибирають у залежності від переданого обертального моменту (при даному діаметрі муфти число кулачків тим менше, чим більше обертальний момент). Рухливу муфту звичайно розташовують на відомому валі, (що дозволяє зменшити знос деталей, керування муфтою. Для нереверсивних з'єднань застосовують муфти з трьома або шістьма косими кулачками( Кулачкові муфти дуже дошкульні до перекосів і несоосності валів і застосовуються в основному для з'єднання вільно обертових ланцюгових зірочок із валом у коробках зміни передач бурової лебідки і ланцюгових редукторів. Рідше, наприклад, для з'єднання регулятора подачі долота і гідродинамічного гальма Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють з лебідкою використовуються кулачкові муфти, у який напівмуфти розташовуються на кінцях валів, що з'єднується.

Зубчаста зчіпна муфта складається з двох півмуфт, які мають на циліндричних поверхнях зовнішні і внутрішні евольвентні або напівкруглі зуби. Для полегшення включення торці зубів закруглюються.

Кулачкові і зубчасті муфти в порівнянні з фрикційними простіше по конструкції і мають значно менші габарити і масу. Основна нестача їх – неможливість включення на швидкому ходу. Щоб уникнути ушкоджень кулачків і зубів включення муфти на ходу допускається без навантаження і при невеликій різниці кутових швидкостей. Для включення муфти в стані спокою звичайно проводиться холосте провертання головної півмуфти до снапівчення Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють виступів і западин муфти. Можливість включення муфти без холостого провертання залежить від числа і профілю кулачків. Матеріал для виготовлення кулачкових і зубчастих муфт повинен забезпечити високу твердість кулачків і посадкової поверхні рухливої напівмуфти. Для цього звичайно використовуються сталі марок 20Х( 20ХН2 із цементацією і загартуванням до твердості HРС 45-60. Муфти великих розмірів виготовляють із сталей марок 40Х, 30ХН,35ХГС і ін.

Обертальний момент зчіпних кулачкових і зубчастих муфт обмежується контактним тиском. Для кулачкових муфт граничний обертальний момент (у Н×м)

де d0 – середній діаметр муфти по кулачках, м; F – площа проекції опорної поверхні кулачка на діаметральну площину, м2;
z – число кулачків; [p Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють] -контактний тиск, що допускається, Па.

Для сталевих термічно оброблених, цементація і загартування, кулачків контактний тиск при включенні муфти на ходу не повинно перевищувати 70 МПа [29].

Фрикційні муфти використовуються в силових передачах лебідки, насосів, ротора й інших агрегатів бурового комплексу разом з постійними кулачковими і зубчастими. Вони служать для дистанційного включення і відключення двигунів і основних агрегатів бурового комплексу, оперативного переключення швидкостей лебідки при спуско-підіймальних операціях. Фрикційні муфти передають обертальний момент за рахунок сил тертя між пластинами або дисками головної і відомої напівмуфти. На відміну від кулачкових і зубчастих муфт фрикційні муфти дозволяють здійснити плавне зчеплення валів при Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють будь-якій частоті їхній обертання.

Характерна риса фрикційних муфт полягає в тому, що вони мають обмежений запас зчеплення. При надмірних навантаженнях муфта прослизає й охороняє вузли і деталі машини від поломок. Залежно від форми зчіпних елементів розрізняють циліндричні і дискові фрикційні муфти. У силових передачах бурових комплексів найбільш поширені циліндричні фрикційні муфти, які мають в порівнянні з дисковими істотні переваги – простоту конструкції, низьку вартість, зручність монтажу і ремонту в промислових умовах, знижену чутливістю до несоосності, що з'єднують вали. По конструктивних ознаках циліндричні фрикційні муфти підрозділяються на шинно-пневматичні, пневмокамерні і багатокамерні.

Шинно-пневматична муфта (рис.17.5) складається з концентрично Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють розташованих обіду 1 і шківа 5, між яким міститься резинокордний балон 3 із фрикційними накладками. Стиснуте повітря через ніпель 2 поступає в балон і притискає накладки 4 до поверхні шківа. У розглянутій конструкції балон кріпиться до сталевого ободу і під тиском повітря обжимає шків. Така муфта називається обтискною. У розжимних муфтах балон кріпиться до внутрішньої підлоги муфти, яка виконує роль ободу. У цьому випадку фрикційні накладки розташовуються на зовнішній поверхні балона і притискаються до зовнішній напівмуфти, яка виконує роль шківа.


Рисунок 17.5 — Шино-пневматична муфта

Відцентрові сили, що виникають при обертанні муфти, по-різному впливають на роботу обтискних і розтискних муфт. У розтискної муфти відцентрові сили Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють притискають накладки до шківа, даючи підвищення моменту зчеплення зі збільшенням частоти обертання муфти. В обтискній муфті відцентрові сили віджимають накладки від шківа і зменшують момент зчеплення муфти. При відключенні обтискних муфт відцентрові сили роблять корисну дію, способствуя їх швидкому розчепленню. У розтискних муфтах відцентрові сили перешкоджають роз'єднанню валів. Тому розтискні муфти застосовуються у тихохідних передачах при швидкостях ковзання накладок щодо шківа муфти не більш 5 м/хв. У силових передачах і інших агрегатах бурового комплексу використовуються тільки обтискні шинно-пневматичні муфти.

Схема установки муфт вибирається з обліком можливості використання відцентрової сили в якості чинника, що сприяє швидкому їх відключенню. Для цього Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють напівмуфти з балоном необхідно встановлювати на головному валі. Іноді це неможливо внаслідок складності підведення повітря в муфту. У цих випадках напівмуфти з балоном доводиться встановлювати на відомому валі.

Балон (рис.17.6) складається з кільцевої гумової камери 5, зовнішнього гумового протектора 6, між якими знаходиться прорезинений кордний каркас 7. У балоні є один або два ніпеля для подачі повітря в камеру. Ніпелі при вулканізовані до балона. Балон кріпиться до обіду гарячою вулканізацією або болтами.

Фрикційні накладки 1 приклеєні до сталевих колодок 2, які за допомогою металічних валиків 4 кріпляться до протектора балона. Для теплового захисту балона, що нагрівається в результаті ковзання, між протектором і колодкою міститься паронітова Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють прокладка 3. Валики попарно шплінтуються сталевим дротом. Шківи й обід муфти виготовляють із гарячекатаної сталі марки 60Г (ДЕСТ 1050-74) або з вуглецевої сталі марки 40 і 50 і підлягають загартуванню (НRС 50-55) і шліфуванню. Для зручності монтажу і ремонту шків і обід мають рознімні з'єднання зі ступицями напівмуфт. Накладки шинно-пневматичних муфт виготовляють із ретінаксу й інших фрикційних матеріалів, звичайно використовуваних для стрічкових гальм бурової лебідки.


Рисунок 17.6 — Балон шино-пневматичної муфти

Момент зчеплення обтискної шино-пневматичної муфти

, (20.1)

де Р – радіальне зусилля, створюване тиском повітря в балоні;

— відцентрова сила, що віджимає фрикційні накладки; D – зовнішній діаметр шківа муфти (діаметр поверхні тертя); — коефіцієнт тертя.

Радіальне Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють зусилля, створюване тиском повітря в балоні муфти:

де — тиск в балоні; — тиск, необхідний для вибору зазору між накладками і шківом муфти ( =0,03¸0,05 МПа);

— площа поверхні кільцевої порожнини балона, що передає тиск на шків.

Відцентрова сила, що віджимає фрикційні накладки:

,

де m — маса фрикційних накладок і інших частин балона, що віджимаються відцентровими силами; — колова швидкість центру ваги частини, що віджимається; — відстань від осі обертання до центру ваги частини балона, що віджимається, (R=D/2); — частота обертання муфти, об/хв.

Підставляючи значення і у формулу (20.1), одержуємо

. (20.2)

З отриманої формули випливає, що момент зчеплення шино-пневматичної муфти досягає найбільшого значення в гальмівному режимі ( = 0):

.

Зі збільшенням частоти Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють обертання момент зчеплення обтискних шино-пневматичних муфт знижується і досягає нуля за умови

Частоту обертання, при якій момент зчеплення муфти дорівнює нулю, називають граничною частотою обертання муфти:

.

Вплив частоти обертання на розмір моменту зчеплення муфти враховується коефіцієнтом моменту:

,

де — момент зчеплення муфти при частоті обертання n.

На рис. 17.7 приведена безрозмірна характеристика шино-пневматичних муфт. Потужність, передана муфтою, дорівнює нулю в гальмівному режимі (n = 0) і при обертанні з граничною частотою ( ). Номінальні значення частоти обертання і моменту зчеплення муфт, що відповідають режиму найбільшої переданої потужності, складають


Рисунок 17.7 — Безрозмірна характеристика шино-пневматичної

муфти

Вплив частоти обертання муфти на розмір переданої потужності враховується коефіцієнтом потужності Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють:

,

де — потужність, яка передається муфтою при частоті обертання n; — максимальна потужність, яка передається муфтою при номінальній частоті обертання.

Криві моменту зчеплення і потужності у відповідному масштабі виражають зміну коефіцієнтів моменту і потужності (рис. 17.7). Шино-пневматичні обтискні муфти варто вибирати так, щоб найбільша частота обертання під навантаженням не перевищувала 0,7 . При подальшому збільшенні частоти обертання різко знижуються моменти зчеплення і потужності, що викликають нестійкість у роботі муфти. Муфти вибирають виходячи з наступних розрахункових умов:

або ,

де S — запас зчеплення; [S] – запас зчеплення, що допускається; — момент обертання від робочого навантаження; — потужність, передана муфтою.

Запас зчеплення, що допускається, призначається в залежності від режиму роботи виконуваної Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють машини, виду приводу й інерційних навантажень. При надмірному запасі зчеплення виникають великі динамічні навантаження в процесі пуску машини. У випадку недостатнього запасу зчеплення спостерігається тривале прослизання, що викликає нагрів і знос муфти. На підставі накопиченого досвіду рекомендуються наступні значення запасів зчеплення , що допускаються:

Для тихохідних муфт (n = 50¸700 об/хв)…………… 1

Для швидкохідних муфт (n = 700¸1500 об/хв)………1,6

Значення коефіцієнтів моменту і потужності визначаються по графіках на рис. 17.8. Необхідні для розрахунків параметри приведені в табл. 17.1.

Обертальний момент від робочого навантаження розраховується по вихідній потужності двигуна і найменшої частоті обертання валів, що з'єднуються. У додатку розглядається приклад перевірочного розрахунку Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють шино-пневматичних муфт бурової лебідки (табл. 5Д).

Таблиця 17.1

Типорозмір муфти**

Максимальний момент зщеплення* , кН×м

Гранична частота обертання ,

об/хв.

Найбільша частота включень

в 1 г.

Об’єм камери балону, дм1

Маса (без шківу),

кг

МШ 300х100

1,7

МШ 500х125

7,5

МШ 600х200

15,0

МШ 700х200

23,0

МШ 900х200

35,0

МШ 1070х200

46,0

* При тиску в камері 0,7 МПа і коефіцієнті тертя 0,3;

** Букви позначають: М — муфта; Ш — шино-невматична; перше число — діаметр шківу муфти; друге число — ширина фрикційної накладки.

Пневмокамерні муфти (рис. 17.9) відрізняються від шино-пневматичних тим, що між балоном і фрикційними наклад-ками розташовані пустотілі башмаки, що забезпечують вентиляцію муфти і більш ефективну теплоізоляцію балона. Внаслідок зменшення нагрівання Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють довговічність муфти зростає. Обтискна півмуфта представляє собою кільцеву коробку, що складається з обіду 2 і дисків 3, з'єднаних болтами 1.У коробці встановлений гумовий балон 4 і башмак 9, до яких кріпляться фрикційні накладки 6. Башмаки виготовляють з алюмінієвих сплавів. Вони мають вентиляційні вікна. Через середнє вікно прямокутної форми проходить сталевий повідковий палець 8, цапфи якого входять в отвори дисків. Під тиском повітря в балоні башмаки переміщаються в радіальному напрямку і притискають накладки до відомого шківа 7. Пружини 5 при відключенні муфти віджимають башмаки з накладками й утримують їх від торкання зі шківом.


Рисунок 17.8 — Графіки для визначення коефіцієнтів моменту і потужності

Рисунок 17.9 — Пневмокамери муфти

Радіане зміщення осей валів Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють, що з'єднуються, викликає ковзання фрикційних накладок по шківі. Тому найбільш ефективно пневмокамерні муфти використовуються для з'єднання валів із розташованими на них ланцюговими зірочками.

У багатокамерних муфтах (рис.17.10) кожна накладка 2 постачається окремою пневматичною камерою 1 із самостійним введенням 3 повітря. Завдяки цьому підвищується надійність муфти, тому що у випадку

виходу з ладу однієї і навіть декількох камер багатокамерна муфта на відміну від шино-пневматичної і пневмокамерної зберігає свою працездатність.

Рисунок 17.10 — Багатокамерна муфта

Дискова діафрагмова муфта (рис.17.11) для з'єднання вала 4 із ланцюговою зірочкою 3 складається зі ступиці 2, установленої на торці вала. На зовнішніх шліцах ступиці установлені фрикційні диски 1. Відома частина з'єднана болтами з Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють ланцюговою зірочкою і складається з корпуса 5, на внутрішніх шліцах якої встановлені опорний 6, проміжний 7 і натискний 9 диски. Між натискним диском і кришкою 10 корпуса муфти встановлений пустотілий диск 11 з діафрагмою 12.

исунок 17.11 — Дискова діафрагмова муфта

Під тиском повітря, що поступає в камеру між діафрагмою і кришкою, пустотілий диск разом із натискним переміщається на довжину сумарного зазору між поверхнями, що труться, що складає для дводискової муфти 8-14 мм залежно від ступеня зносу фрикційних накладок. При подальшому збільшенні тиску відбувається зчеплення муфти і передача обертального моменту від вала вільно сидячої на ньому ланцюгової зірочки. При випуску повітря з камери пружини 8 муфти розтискаються і відводять диски у Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють вихідне положення. Натискні пристрої дискових муфт можуть бути пневмокамерного і поршневого типів.

Момент зчеплення дискової муфти не залежить від частоти її обертання. При однакових габаритах дискова муфта в порівнянні з циліндричною має значно більший момент зчеплення. Наприклад, при тиску в камері 0,7 МПа шино-пневма-тична муфта МШ 1070-200 при 500 об/хв має момент зчеплен-ня 40 кН×м, а дводискова муфта того ж діаметра - М = 100 кН×м [3]. Однак дискові муфти не допускають кутових і особливо радіальних зміщень, що викликають швидкий знос фрикційних пар. Крім того, дискові муфти дорожчі у виготовленні і гірше прохолоджуються. Зазначені недоліки обмежують їхнє застосування в бурових машинах.

Момент зчеплення Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють дискової муфти

, (17.3)

де — осьове навантаження, створюване натискним пристроєм, з врахуванням протидії пружин; — радіус рівнодіючих сил тертя; — число пар, які взаємодіють, рівне подвоєному числу дисків із фрикційними накладками.

Радіус рівнодіючих сил тертя з точністю до 3% може бути визначений із вираження

де і - зовнішні і внутрішній діаметри фрикційного диска.

Осьове навантаження залежить від тиску в камері натискного пристрою, її опорної площі і протидії пружин:

де — тиск у камері натискного пристрою; — тиск, необхідний для переміщення натискного диска на розмір сумарного зазору між дисками; — площа опорної поверхні камери; — жорсткість пружин у муфті; — попередній натяг пружини; — сумарний зазор між дисками муфти.

Підставляючи отримані значення Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють у формулу (17.3), одержимо

Дискові муфти вибирають відповідно до умови: де — момент зчеплення муфти; — обертальний момент від діючого навантаження; — запас зчеплення.

Момент зчеплення й інші технічні параметри дискових муфт приведені в довідниках [3, 29].

17.4 Електромагнітні муфти

Зчеплення електромагнітних муфт здійснюється під дією сил магнітного притягання, що виникають при включенні постійного струму в обмотку збудження муфти. У бурових установках застосовуються індукційні муфти ковзання, що зчіплюються через магнітне поле, і феропорошкові муфти, що мають електромеханічний зв'язок.

Електромагнітна муфта ковзання (ЕМС) складається з концентрично розташованих якоря 1 і індуктора 2, на якому встановлена обмотка збудження 3 (рис. 17.12). При включенні постійного струму в обмотку збудження виникає магнітний потік, що наводить у якорі Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють змінну електрорушійну силу, в результаті чого виникає струм якоря. Взаємодія струму якоря з магнітним потоком полюсів індуктора приводить до виникнення електромагнітного моменту, під дією якого відомий вал 4 починає обертатися в напрямку головного вала 5. Розмір обертального моменту ЕМС залежить від частоти обертання якоря щодо індуктора і сили струму збудження.

Рисунок 17.12 — Електромагнітна муфта

На рис. 17.13 показана механічна характеристика електромагнітної муфти ковзання, що виражає у відносних координатах залежність частоти обертання відомого вала від розміру моменту сил опору обертанню при заданих обертальному моменті і частоті обертання головного вала . Частота обертання відомого вала муфти завжди менше частоти обертання головного вала, тому що тільки при Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють ковзанні в якорі виникають струми, що створюють електромагнітний момент. Зі збільшенням моменту сил опору частота обертання відомого вала муфти знижується. Момент, переданий ЕМС, падає зі зменшенням струму збудження.

— номінальна сила струму збудження;

Рисунок 17.13 — Механічна
характеристика електромагнітної
муфти сповзання

В електромагнітній порошковій муфті (МЕП) зазор між головною і відомою напівмуфтами заповнюється порошком із технічно чистого заліза. Внаслідок цього зростають магнітна проникність зазору й обертальний момент, електромагнітної порошкової муфти при незмінному струмі збудження практично не залежить від частоти обертання. Якщо момент сил опору, прикладений до відомої частини муфти, перевищує робочий момент МЕП, то відбувається прослизання.

Тривалість прослизання залежить від здатності Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють муфти розсіювати тепло і обмежується температурою нагрівання, що допускається, обмотки збудження і підшипників муфти. При надмірному навантаженні частота обертання відомої напівмуфти падає до нуля і муфта переходить у режим повного ковзання. Електромагнітні порошкові муфти вигідно відрізняються від ЕМС масою, габаритами і потужністю, необхідної для збудження обмоток. Однак через знос порошку в процесі експлуатації і змерзання його при низьких температурах повітря відбувається заклинювання муфти. Ці недоліки обмежують застосування МЕП.

Технічна характеристика електромагнітних муфт

Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 84 | Нарушение авторских прав


documentaliehav.html
documentalieold.html
documentalievvl.html
documentalifdft.html
documentalifkqb.html
Документ Муфти передають обертання з одного вала на інший або з вала на вільно сидячу на ньому деталь (наприклад, ланцюгову зірочку, зубчасте колесо). Характерна риса муфт полягає в тому, що вони не змінюють