Файл: Есипенко, Я. И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки.pdf

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ МУФТ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ

Пригодность конструкции предохранительной муфты для эксплуатации в заданных условиях определяется ее основ­ ными характеристиками: коэффициентом точности ут, мак­ симальным коэффициентом точности |3Т и коэффициентом остаточного момента у0 [26]. Рассмотрим каждый из этих коэффициентов.

Коэффициент точности уТ относится к числу наиболее важных характеристик предохранительных муфт, определя­ ющих степень надежности защиты деталей машины от поло­ мок при перегрузках. В технической литературе указано, что он равен отношению большего предельного момента М„, к меньшему Мп, при котором срабатывает муфта [3]. По мне­ нию авторов, коэффициентом точности следует считать ве­ личину, обратную принятой

Коэффициент запаса прочности рассчитываемых деталей привода в большой мере зависит от ут, а в некоторых слу­ чаях может быть равен максимальному его значению. В иде­

срабатывает предохранительная муфта повышенной точно­ сти, можно н.аписать в обобщенном виде:

где /пр — приведенный коэффициент трения, зависящий от коэффициента трения рабочих поверхностей и подвижных поверхностей сопряженных деталей, параметра В муфты, параметра А отжимного устройства и параметра С подвиж­ ных сопряжений.

Для муфт обычных конструкций без отжимного устрой­ ства /пр = /*. Например, для многодисковой предохрани­ тельной муфты без отжимного устройства

(2)

И

Для многодисковой муфты с винтовым отжимным устройст­ вом (рис. 4)

Mn= TnRJ

цы с направляющей шпонкой*.

Коэффициенты трения fx, / х и угол трения р — величины переменные, их предельные значения приведены в справоч­ ной литературе. В соответствии с большими значениями коэффициентов трения fm, Дт и угла трения рт , а также мень­ шими значениями f\n и р„ по формуле (3) определяем боль­ ший (Мт) и меньший (Мп) предельные моменты, при кото­

В цилиндрической муфте с внутренней гибкой лентой (рис. 18) отжимным устройством является палец 8 повод­ ка 9 полумуфты, установленный так, чтобы при передаче крутящего момента окружное усилие передавалось на пру­ жину 6 со стороны набегающего конца ленты 2. Параметр отжимного устройства А = 1.

* Остальные обозначения расшифрованы в разделе «Основные обоз­ начения и соотношения».

12

В частном случае для муфты, показанной на рис. 18,

случаях не представляется возможным, так как коэффициен­ ты трения fmи /„, полученные в результате исследований раз­ личных авторов, имеют разные значения. Кроме того, для одной и той же муфты можно получить различные значе­ ния ут, применяя разные фрикционные материалы рабочих поверхностей трения (эскол, 6-КВ-10, ретинакс и др.), ко­ торые имеют различные коэффициенты трения.

Более объективную оценку рассматриваемой конструк­ ции муфты повышенной точности авторы предлагают да­ вать по максимальному коэффициенту точности рт, равному отношению Мгаах К Мп, Где М max Определен при /max = 1,

/rt + Bfn

13

Для цилиндрической муфты с внутренней гибкой лентой

Анализируя формулы (4) — (10), замечаем, что величина коэффициентов ут и рт зависит от геометрических парамет­ ров муфты и от пределов изменения коэффициентов трения в подвижных сопряжениях и рабочих поверхностях тре­ ния. Максимальный момент Мт ах является функцией раз­ меров деталей муфты, предельных значений коэффициентов трения и усилия Тп пружин, прижимающих рабочие поверх­ ности муфты. Для получения наибольшего из возможных

щищаемые от перегрузок предохранительной муфтой повы­ шенной точности, должны рассчитываться с учетом коэф­ фициента запаса прочности п, равного коэффициенту |3Т или несколько превышающего его.

Коэффициент остаточного момента у0 характеризует способность муфты к автоматическому восстановлению со­ единения валов и интенсивность тепловыделения при буксо­ вании [31].

Величина коэффициента остаточного момента определя­ ется отношением момента Mk при буксовании сработавшей муфты к наибольшему моменту Мт при срабатывании муфты:

Мк

Для дисковой муфты с винтовым отжимным устройством

(рис. 4)

14

При значении у0, близком к единице, работа муфты в зоне моментов Мт становится неустойчивой, т. е. происходят час­ тые выключения и включения муфты.

Значения ут и |3Тможно приблизить к единице (1,1— 1,2), изменяя параметры Л и С многодисковых и конусных муфт. Коэффициент точности, близкий к единице, могут иметь ша­ риковые и кулачковые предохранительные муфты, но область применения их ограничена числом оборотов, которое не долж­ но быть более800 об/мин для шариковых и 400 об/мин для кулачковых (ГОСТ 15620—70 и ГОСТ 15621—70). Конструк­ ции цилиндрических муфт с внутренней гибкой лентой зна­ чительно проще вышеупомянутых. Максимальный коэффи­ циент точности рт этих муфт зависит от a, fm и При а = = 2л, fn = 0,2, fm = 1 коэффициент рт= 1,4. Меньших зна­ чений получить нельзя.

ДИСКОВЫЕ МУФТЫ ПОВЫШЕННОЙ точности

МУФТА С ШАРИКОВЫМ ОТЖИМНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Наиболее характерной муфтой такого типа является муф­ та инж. Вернера [2], [16], [25], [30], конструкция которой показана на рис. 2. Барабан 2 муфты неподвижно закреплен

15

на валу 1. Вал 10 изготовлен как одно целое с упорным дис­ ком 3. Нажимной диск 6, свободно установленный на валу 10, имеет ступицу с направляющими пазами для дисков 7. Диски 4 и 5 расположены в направляющих пазах барабана 2 Силы трения между дисками создаются в результате дефор­ мации предварительно сжатой пружины 9. Между дисками

А-А

Рис. 2. Предохранительная муфта с шариковым отжимным устройст­ вом.

3 и 6 (в лунках переменной глубины) расположены шарики 8 (см. сечение А—А), причем между шариками и дисками есть зазор.

При передаче крутящего момента, большего по величине, чем момент трения между трущимися поверхностями дисков 3 и 5, упорный диск 3 поворачивается относительно диска 5 на некоторый угол, а зазор между шариками и лунками уменьшается до нуля. Шарики соприкасаются с поверхно­ стями лунок и принимают участие в передаче крутящего

16

момента. Сила сжатия дисков в рассматриваемом случае равна разности усилия Тп пружины и осевой составляющей Q2 усилия Рн шариков 8 (Р0 — окружное усилие).

Как показали экспериментальные исследования, эта муф­ та имеет ряд недостатков. В процессе изготовления ее дета­ лей необходимо строго соблюдать идентичность размеров диаметра расположения шариков, а также размеров и форм лунок в дисках. Фрикционные поверхности трения в муфте должны быть строго параллельны. Кроме того, они должны быть параллельны плоскости, проходящей через диаметральные сечения распорных шариков. Несоблюдение этих условий ведет к неполному контакту поверхностей тре­ ния. При резком приложении внешнего момента сопротив­ ления шарики выкатываются из лунок, поэтому возникает необходимость в применении устройств, ограничивающих перемещение нажимного диска в осевом направлении до ве­ личины, при которой шарики не выкатываются из лунок. Указанные недостатки ограничивают область применения муфты, изображенной на рис. 2.

МУФТА С ЗУБЧАТО-ВИНТОВЫМ о т ж и м н ы м УСТРОЙСТВОМ

Конструкция муфты Я- И. Есипенко показана на рис. 3. На валу 18 свободно установлена шлицевая втулка 19 с дис­ ками 9,7 и 5, которые могут перемещаться вдоль ее оси и по­ ворачиваться вместе с ней относительно вала 18. Барабан 3 с дисками 8 и 6, подвижно установленными на внутренних шлицах барабана, „жестко соединен с валом 20. К дискам 8 и 6 прикреплены асбестовые обкладки 4. Сила трения между дисками возникает в результате действия усилия пружины 16 и регулируется гайкой 17.

Величина момента, при котором срабатывает муфта, мало зависит от величины коэффициента трения благодаря механизму, который состоит из зубчатых колес 1 и 2 и несамотормозящих винтовых пар с винтом 13 и гайкой-винтом 14

17