Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты

85. Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты. Основы расчета.

Эти муфты предназначаются для автоматического  разъединения валов в тех случаях, когда параметры работы машины становятся недопустимыми по тем или иным показателям.

Муфты предохранительные.

Эти муфты служат для защиты машин от перегрузки. Любая фрикционная муфта, отрегулированная на передачу предельного момента, выполняет функции предохранительной. Специальные предохранительные фрикционные муфты не имеют механизма управления. А силы нажатия в них обычно обеспечиваются постоянно действующими пружинами.

Другим представителем предохранительных муфт является муфта со специальным разрушающимся элементом (рис 1). Здесь крутящий момент между полумуфтами 1 и 4 передается через штифт 3, который срезается при перегрузке. Для восстановления работы муфты штифт заменяют. Закаленные втулки 2 облегчают замену штифтов, предотвращают смятие более слабого материала полумуфт штифтом и тем самым приближают действительные условия среза штифта к расчетным:

,

где z – число штифтов; К_Z – коэффициент неравномерности распределения нагрузки.

Рекомендуемые материалы

Практически z принимают равным 1 или 2; К_Z = 1 при z = 1;  К_Z = 1,2 при z = 2.

Жесткое соединение полумуфт штифтом не может компенсировать вредного влияния их несоосности на штифт, условия работы которого становятся неопределенными. Поэтому необходима строгая центровка полумуфт.

Допускаемое напряжение [τ] принимают равным пределу прочности материала на срез. Например, для закаленных штифтов из стали Ст5 допускают [τ] = 420 МПа.

На рисунке 2 изображена кулачковая предохранительная муфта. Здесь полумуфты 1 и 3 зацепляются кулачками 2, имеющими трапецеидальный профиль с углом α.

От действия окружной силы F_t в зацеплении возникает осевая сила , которая стремится раздвинуть полумуфты и вывести их из зацепления. Этому противодействует сила пружины F и сила трения на кулачках и в шлицевом (шпоночном) соединении. С учетом этих сил условия равновесия полумуфты 2 можно записать в виде:

,

где α – угол заострения кулачка; ρ – угол трения в зацеплении кулачков (6…8⁰); f₂ – коэффициент трения в шлицевом соединении (примерно 0,15).

В соответствии с силой F подбирают пружину. Прочность кулачков рассчитывают так же, как и в обычных кулачковых муфтах:

Информация в лекции "28 Дисциплинарная ответственность государственных служащих и особенности отдельных видов служащих" поможет Вам.

,

где z – число кулачков полумуфты.

Для уменьшения износа поверхность кулачков должна быть твердой. Этого достигают с помощью объемной закалки или цементации. Применение цементации предпочтительней, так как при этом сохраняется вязкость сердцевины, что повышает сопротивление кулачка хрупким разрушениям от ударов. Муфты с цементированными кулачками изготавливают из сталей 15Х, 20Х, с объемной закалкой – из сталей 40Х, 30ХН и т.п. При этом допускают:

· [σ_см] = 90…120 МПа – включение без относительного вращения;

· [σ_см] = 50…70 МПа – включение на тихом ходу;

· [σ_см] = 35…45 МПа – включение на повышенных скоростях.