Муфта обводная: Обгонная муфта — Википедия – устройство, применение и принцип работы

для чего нужна и признаки неисправности

Обгонная муфта, или как ее еще называют, шкив инерционный генератора — это небольшое приспособление, благодаря которому ресурс работы хорошего ремня ГРМ удалось увеличить с 10-30 тысяч километров пробега до ста тысяч. В сегодняшней статье на Vodi.su попробуем разобраться с вопросом, для чего же нужна обгонная муфта генератора, какое предназначение в двигателе выполняет.

Предназначение обгонной муфты генератора

Если вам доводилось видеть автомобильный генератор, вы обращали внимание на его шкив — круглую деталь в виде металлического или пластмассового цилиндра, на которую надевается ремень газораспределительного механизма. Простой шкив представляет собой цельную деталь, которая просто прикручивается к ротору генератора и вращается вместе с ним. Ну, и недавно мы писали на Vodi.su про ремень ГРМ, который передает вращение коленчатого вала на генератор и распределительные валы.

Но в любой механической работающей системе присутствует такое явление, как инерция. В чем это проявляется? Ремень проскальзывает, когда вращение коленчатого вала прекращается или изменяется его режим, например при увеличении или уменьшении оборотов. Кроме того, двигатель не может работать линейно и стабильно. Даже если вы едете с постоянной скоростью, за время полного цикла такта впуска и выпуска во всех цилиндрах коленчатый вал совершает два или четыре оборота. То есть, если снять работу двигателя и показать ее в очень замедленном режиме, то мы увидим, что он работает как бы рывками.

Если еще прибавить к этому увеличение количества различных потребителей электроэнергии, то становится ясно, что нужен более мощный, а соответственно более массивный генератор, у которого будет еще больше инерции. Из-за этого на ремень ГРМ приходятся очень сильные нагрузки, ведь, проскальзывая на шкиву, он растягивается. А поскольку ремни делают из специальной армированной резины, которая растягиваться вообще-то не должна, со временем ремень просто рвется. А к чему приводит его обрыв, мы описывали на нашем интернет-портале.

Инерционный шкив или обгонная муфта придуманы специально для того, чтобы гасить эту инерцию. В принципе, это есть ее основное предназначение. Продлевая срок службы ремня, она тем самым продлевает срок службы других агрегатов, на которых сказывалось ранее проскальзывание. Если привести цифры, то нагрузка на ремень снижается с 1300 до 800 Нм, благодаря чему амплитуда натяжителей уменьшается с 8 мм до двух миллиметров.

Как устроена обгонная муфта?

Устроена она до безобразия просто. Выражение «до безобразия» применяют разные блогеры, чтобы показать, что ничего особенного в инерционном шкиве нет. Тем не менее догадались до его создания лишь в 90-х годах инженеры из известной компании INA, которая является одним из мировых лидеров по производству подшипников скольжения и качения.

Муфта состоит из двух обойм — внешней и внутренней. Внешняя присоединена непосредственно к валу якоря генератора. Внешняя выполняет функцию шкива. Между обоймами находится игольчатый подшипник, но помимо обычных роликов в его состав входят и стопорные элементы с прямоугольным или квадратным сечением. Благодаря этим стопорным элементам муфта может вращаться лишь в одном направлении.

Внешняя и внутренняя обоймы могут вращаться синхронно с ротором генератора, если автомобиль движется стабильно. Если же водитель решает изменить режим движения, например замедлиться, по инерции внешняя обойма продолжает вращаться немного быстрее, благодаря чему и поглощается инерционный момент.

Признаки выхода муфты из строя и ее замена

В чем-то принцип работы обгонной муфты можно сравнить с системой антиблокировки тормоза (ABS): колеса не блокируются, а немного прокручиваются, поэтому и инерция гасится более эффективно. Но в этом и кроется проблема, так как нагрузка приходится на стопорные элементы инерционного шкива. Поэтому ресурс его работы в среднем не превышает 100 тысяч километров.

Стоит сказать, что если муфту заклинит, она попросту будет работать как обычный шкив генератора. То есть ничего страшного в этом нет, за исключением того, что и срок эксплуатации ремня уменьшится. Признаки выхода муфты из строя:

  • металлический скрежет, который ни с чем нельзя спутать;
  • появляются своеобразные вибрации на низких оборотах;
  • на высоких оборотах ремень начинает свистеть.

Учтите, если муфта сломалась, инерционные нагрузки повышаются на все другие агрегаты, которые приводит в движение ремень ГРМ.

Заменить ее не сложно, для этого нужно лишь купить такую же, но новую и установить вместо старой. Проблема в том, что для ее демонтажа требуется специальный набор ключей, который имеется не у каждого автомобилиста. К тому же придется снимать и, возможно, менять сам ремень ГРМ. Поэтому мы рекомендуем обратиться в СТО, где все сделают правильно и дадут гарантию.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

5 признаков неисправности и её замена

Содержание статьи

Что такое обгонная муфта генератора

Это механизм, позволяющий устранить момент инерции и импульсную работу двигателя машины.
Обгонная муфта устанавливается на шкиве генератора.

Назначение

Функция муфты состоит в том, чтобы устранять инерцию с ротора, которая поступает на ремень генератора. Это позволяет продлить его срок службы с 30 тыс. км. (как было раньше, до разработки устройства) до 100 тыс. км.

Назначение обгонной муфты

Назначение обгонной муфты

Устройство

Обгонная муфта генератора представляет собой две обоймы:

  • внешняя, соединена со шкивом генератора;
  • внутренняя, связана с валом якоря генератора;

Между ними есть слой специальных роликов, уложенных в два слоя:

  • 1 уровень — игольчатые подшипники;
  • 2 уровень — профилированные фигуры. Они нужны для того, чтобы выполнять роль стопорного механизма.

Эти обоймы интегрированы друг в друга.

Принцип работы

Когда двигатель начинает работать, вращение внешней обоймы муфты начинает усиливаться. Ролики, выполняющие роль стопорного устройства, замыкаются. При этом внешняя часть связывается с внутренней. Одновременно раскручивается вал и шкив генератора.

При прекращении работы отработанные газы начинают отходить. При этом замедляется вращение коленчатого вала. Внутренняя часть обоймы обгоняет по вращению внешнюю. Параллельно стопорный механизм открывается и её связь со внешней частью муфты становится слабее. Из-за этого внутренняя обойма перестаёт тормозить.

Это полный цикл работы узла устройства. Один процесс следует за другим. При этом инерция от ремня передаётся шкиву и ремню генератора.

Неисправности обгонной муфты генератора

Виды поломок и их причины

Обычно обгонная муфта выходит из строя при следующих обстоятельствах:

  • неисправность шкива;
  • износ внутренней пружины;
  • порвался ремень генератора;
  • пробег более 100 тыс. км;
  • неисправность обгонного механизма.

Виды поломок обгонной муфты

Виды поломок обгонной муфты

Показатели поломки

Признаки неисправности обгонной муфты генератора:

  • во время работы со стороны генератора доносятся неестественные шумы;
  • полное прекращение работы генератора;
  • при работе кондиционера или при медленном движении машины возникает ощутимая вибрация;
  • свист ремня на высоких оборотах;
  • короткий треск при запуске или остановке двигателя.

Выявление дефектов

Для диагностики работы узла следует раскрутить двигатель до 4 тыс. оборотов. Затем надо включить зажигание. Необходимо прислушаться к остаточному звуку. Если он напоминает звук остановки турбины, то муфта генератора работает исправно. Если такового нет, то механизм требует замены.

Муфту можно проверить и в демонтированном состоянии, для этого надо сделать следующее:

  • зажать пальцами внутреннее кольцо;
  • внешнее кольцо повернуть в направления вращения ремня;
  • при движении внешней обоймы муфта вышла из строя и её надо менять.

Можно проделать такой же эксперимент. Но вращать внешнюю обойму необходимо в противоположную сторону. В этом случае она, наоборот, должна вращаться. Если же этого не происходит, то деталь вышла из строя.

Самостоятельная замена обгонной муфты

Данное устройство заменить не так-то просто. Здесь нужен набор специальных инструментов. Да даже и обладая ими, этот процесс может доставить немало трудностей. Некоторые модели машин имеют слишком маленькое расстояние между кузовом и генератором. В таком случае ключ может просто не поместиться.

Необходимый инструмент

Для того, чтобы правильно снять муфту, потребуется специальный инструмент. Ключ для снятия обгонной муфты генератора состоит из частей:

  1. Биты. На одном конце есть шестигранник, на другом — запрессованная головка под вороток. Она проворачивает и удерживает шкив;
  2. Насадки с многогранниками. Служит для установки внутреннего шлица муфты. С другой стороны имеется шестигранник для откручивания крепёжных частей.

Необходимые инструмент

Необходимые инструмент

Снятие муфты

Чтобы проделать данное действие, необходимо ослабить ремень генератора. Затем надо открутить ту гайку, которая держит муфту. Это устройство неразборное и ремонту не подлежит. Чтобы снять муфту, надо удерживать вал шкива с помощью подходящего инструмента.

Далее вал ротора генератора нужно провернуть против часовой стрелки, если резьба на шкиве расположена справа. Для шкива с левосторонней резьбой — по часовой стрелке. Делают это при помощи динамометрического ключа.

Защитный колпачок непригоден к повторному использованию. При установке новой муфты его надо заменить, предварительно убедившись в правильном креплении нужного устройства.

Установка муфты

Новая муфта устанавливается на место снятой с той же последовательностью. Важно при этом не пользоваться ударными инструментами — это может стать причиной поломки.

Проверка работы новой муфты заключается в том, что её надо покрутить в разные стороны. Она должна вращаться только в одну сторону. При повороте в противоположную сторону муфта движется вместе со шкивом генератора.

Последствия несвоевременной замены

Если неисправную обгонную муфту не сменить при её поломке, то срок службы ремня заметно сократится. Далее, генератор может отказать в своей работе — питание электросистемы автомобиля.

Заключение

Обгонный механизм помогает увеличить срок службы ремня, защищая его от лишних колебаний. Замена обгонной муфты генератора возможна вне стен автосалона. Но для этого потребуются специальные инструменты. Важно помнить: обгонный механизм подлежит смене каждые 100 тыс. км.

Своевременный ремонт — залог исправности автомобиля.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Необходимые инструмент Загрузка…

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

Статья на тему «Муфты свободного хода»

Описание

Муфты свободного хода

           Муфты свободного хода используются для передачи движения только в дном направлении, которое обеспечивается за счет сцепления полумуфт при определенном направлении их относительного вращения, и автоматически прекращается за счет расцеплении полумуфт, при изменении их относительного вращения на противоположное. При этом существуют исполнения муфт свободного хода, которые обеспечивают суммирование несколько вращений в различном направлении и с различной скоростью. Функциональные возможности муфты свободного хода определяют область ее примене-ния. В настоящее время для автоматического включения и отключения привода при изме-няющихся условиях его работы муфты свободного хода применяются практически во всех областях техники и особенно в машиностроении. Существуют следующие виды муфт свободного хода: фрикционные, храповые, кулачковые и специальные. Кроме того муфты свободного хода могут применяться вместе с другими видами муфт, в том числе, соединительными, предохранительными и сцепными. К фрикционным муфтам свободного хода относятся следующие виды муфт: роликовые, шариковые и клиновые (эксцентриковые) муфты. Наибольшее распространение, прежде всего, по причине своей простоты и надежности, получили роликовые муфты свободного хода, которые делятся на следующие типы: одностороннего действия, двустороннего действия, реверсивные муфты.

1. Роликовые муфты свободного хода одностороннего действия

             Роликовые муфты свободного хода одностороннего действия применяются для привода механизма, который совершают периодическое движение с выстоями. В станкостроении и в других отраслях промышленности широкое распространение получили роликовые муфты свободного хода (обгонные муфты), конструкция и типоразмеры которых определены нормалью МН3 – 61, согласно которой данный тип муфт имеет следующие исполнения:
− исполнение I с тремя роликами (см. Рис. 1а),
− исполнение II c пятью роликами (см. Рис. 1б).

Рис 1 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия по         МН 3 – 61 исполнение I и II

        На Рис 1а показана конструкция обгонной муфты одностороннего действия исполнения I по МН 3 – 61. Она содержит звездочку 1, обойму 2, комплект роликов 3 и прижимные устройства, выполненные в виде подпружиненных толкателей 4. Ролики 3 расположены в клиновых пазах образованных внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 2 и клиновыми скосами звездочки 1, при этом угол клина выполняется в пределах самоторможения a = 6 – 8 град. Осевое положение роликов 3 ограничено установленными с обеих сторон шайбами 5, положение которых на ступице звездочки 1 фиксируется стопорными кольцами 6, а в образовавшееся при этом пространство, при сборке муфты, закладывается консистентная смазка, обеспечивающая ее надежную работу. Для получения постоянных по величине углов заклинивания роликов рабочая контактная поверхность звездочки делается не плоской, а цилиндрической, эксцентричной, или профилируется по логарифмической спирали.
Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей звездочки 1 по часовой стрелке происходит заклинивание роликов 3 в клиновых пазах муфты и движение передается ведомому элементу привода. Ведущим звеном может быть и обойма 2, но тогда она должна вращаться против часовой стрелки. Обгонная муфта с тремя роликами применяется для передачи небольших крутящих моментов при скорости не более 5 м/с
При использовании обгонной муфты исполнения II по МН 3 – 61 работающей в условиях высоких скоростей и передачи больших крутящих моментов, в зоне контакта звездочки 1 с роликами 3 устанавливаются твердосплавные вставки 7, которые запрессовываются в соответствующие пазы звездочки (см. Рис 2). В остальном конструкция муфты аналогична конструкции муфты показанной на Рис 1б.

Рис 2 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия
исполнения II по МН 3 – 61 с твердосплавными вставками

       Если на обойме обгонной муфты устанавливается зубчатое колесо, звездочка или шкив, на которые в процессе работы передачи действуют осевые нагрузки, то в состав муфты вводятся подшипники, которые в данном случае являются опорами, воспринимающими эти нагрузки и тем самым разгружающие обгонную муфту, которая в этом случае передает только крутящий момент. При этом эти опорные подшипники позволяют обеспечить требуемую величину радиального и торцевого биения, зубьев колеса и звездочки и канавок шкива, величина которых оговаривается соответствующими стандартами. На Рис 3 показана конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено зубчатое колесо. Она содержит звездочку 1, закрепленную посредствам шпоночного соединения на ведущем валу 2, который расположен в станине машины на подшипниках 3, обойму 5, запрессованную в отверстие зубчатого колеса 6, которая расположена на подшипниках 4 на посадочных поверхностях звездочки 1, при этом между обоймой 5 и звездочкой 6 находятся ролики 9, которые контактируют с твердосплавными вставками запресованными в пазы звездочки 1. Осевое положение роликов 9 контролируется шайбами 11, которые поджаты внутренними кольцами подшипников 4, при этом наружные кольца последних зафиксированы в отверстии обоймы 5 посредствам стопорных колец 8. На валу 2 установлена шайба 7 торцевого крепления муфты, которая упирается во внутреннее кольцо правого подшипников 4.

Рис 3 Конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено
зубчатое колесо.

           Помимо вариантов конструктивного исполнения роликовых муфт свободного хода одностороннего действия показанных на Рис. 1, 2, 3 применяются:
− муфты с наружной звездочкой,
− многороликове муфты,
− муфты с коническими роликами,
− муфты с косорасположенными роликами.
− муфты с эксцентриковыми роликами,

          В данном разделе статьи приводятся примеры конструктивного исполнения всех вышеперечисленных типов роликовых муфт, а также рассматриваются  особенности реверсивных роликовых муфт свободного хода и муфт двустороннего действия.

   

5. Клиновые муфты свободного хода

          Основное отличие конструкции клиновой (эксцентриковой) муфты свободного хода от роликовой заключается в том что элементом заклинивания вместо роликов служит эксцентриковый сегмент (клиновой ползун), располагающийся между внутренней и наружной обоймами муфты. Именно это отличие послужило тому, что в последе время клиновые муфты свободного хода все чаще применяются в различных приводах и механизмах. Это объясняется тем, что при одинаковых габаритных размерах они обладают более высокой нагрузочной способностью и износостойкостью чем обгонные муфты с заклинивающими элементами, выполненными в виде роликов или шариков, а также основные конструктивные элементы клиновой муфты более просты в изготовлении. При этом клиновые муфты имеют более низкий КПД, поскольку при обгоне между наружной и внутренней обоймами муфты имеет место трение скольжения, вместо трения качения в роликовых обгонных муфтах, что достаточно часто не является определяющим критерием целесообразности применения данного типа обгонной муфты. Рассмотрим варианты конструктивного исполнения клиновых муфт.

Рис 25 Конструкция эксцентриковой муфты свободного хода.

          На Рис 25 показана конструкция эксцентриковой муфты свободного хода. Она содержит диск 3, установленный на кривошипной шейке 2 ведущего вала 1, взаимодействующий посредствам выступа 8 с пазом крестовины 5, которая в свою очередь посредствам своего выступа 9, взаимодействует с пазом 10 ведомого вала 6, фланец которого жестко соединен с обоймой 4, установленной с возможностью свободного вращения на валу 1. Между диском 3 и обоймой 4 установлена клиновой ползун 13, рабочие поверхности которого образованы эксцентрично расположенными окружностями, прижатыми к наружной поверхности диска 3 и внутренней поверхности обоймы 4 с помощью пружины 11 расположенной между упором 12, закрепленным на валу 1, и нижней плоскостью клинового ползуна 13.
Работает эксцентриковая муфта свободного хода следующим образом. При  вращении ведущего вала 1 по часовой стрелке его эксцентрик 2 воздействует на диск 3, перемещению которого в радиальном направлении препятствует клиновой ползун 13. Угол клина ползуна 13 меньше удвоенного угла трения, что исключает его поворот относительно обоймы 4 под действие радиальной силы, приложенной со стороны диска 3. Повороту диска 3 относительно обоймы 4 препятствует крестовина 5, что в конечном результате приводит к заклиниванию клинового ползуна 13 между диском 3 и обоймой 4, и вращению их как единое целое, по часовой стрелке и передаче крутящего момента от ведущего вала 1 к ведомому валу 6. При вращении ведущего вала 1 против часовой стрелки, диск 3 отходит от клинового ползуна 13, который, при этом, будучи поджат пружиной 11, поворачивается вслед за ведущим валом 1, в результате чего муфта расклинивается и не передает крутящий момент.

          В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения клиновых муфт свободного хода

6. Храповые муфты свободного хода

            Храповые муфты свободного хода отличаются от рассмотренных ранее тем, что заклинивание в них обеспечивается сцеплением зубьев храпового колеса с расположенными по окружности собачками, шарнирно установленными на наружной обойме муфты. Они могут передавать значительный крутящий момент, но в силу своей конструкции они способны надежно работать только при невысоких скоростях вращения соединяемых ва-лов и поэтому обычно применяются в тихоходных приводах. Рассмотрим их конструктивные особенности.

Рис 30 Конструкция храповой муфты свободного хода

        В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения храповых муфт свободного хода

7. Кулачковые муфты свободного хода

         Кулачковая муфта свободного хода состоит из двух полумуфт неподвижной и подвижной в осевом направлении, при этом последняя поджата пружиной(ми) к первой, а одна из контактирующих поверхностей их кулачков выполнена наклонной. Кулачковые муфты, из всех видов муфт свободного хода, способны передавать максимальный крутящий момент, но при этом, они используются в основном в тихоходных приводах, по-скольку при высоких скоростях вращения при переходе муфты из режима обгона в рабочий режим между кулачками возникают значительные ударные нагрузки. Рассмотрим конструктивные особенности кулачковых муфт свободного хода.

            В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения кулачковых муфт свободного хода

8. Специальные муфты свободного хода

            В ряде случаев для выполнения специфических требований задачи на проектирование рассмотренные типы муфты свободного хода (роликовые, клиновые. и т. д.) не подходят. В этом случае они оснащаются дополнительными устройствами, или создается полностью оригинальная конструкция муфты. Поскольку такие муфты свободного хода, не возможно классифицировать, отнеся к известным типам, их относят к специальными муфтам свободного хода. При создании специальных муфт свободного хода решаются следующие инженерные задачи:
− повышение нагрузочной способности,
− повышение долговечности за счет компенсации износа,
− упрощение конструкции и уменьшения габаритных размеров муфты.

              В  данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения специальных муфт свободного хода

9. Рекомендации по проектированию муфт свободного хода

         Если при проектировании механизма, или привода возникает необходимость встраивания в него муфты свободного хода, то наиболее простым и надежным решением является использование покупной муфты, изготавливаемой серийно специализированным предприятием, что намного сокращает сроки проектирования и изготовления, хотя на первый взгляд может показаться, что стоимость этой муфты необоснованно завышена, но это далеко не так, поскольку поставщик предлагает изделие имеющее отработанную конструкцию и гарантирует его надежную работу. Так, например, по своим техническим параметрами и условиям эксплуатации муфты свободного хода, включенные в нормаль МН – 3 – 61 могут быть использованы в широком спектре различных агрегатов и узлов машин, и применять их целесообразно по вышеуказанным причинам, тем более, что они обеспечивают стабильную работу, как при ведущей звездочке, так и при ведущей наружной обойме. Но применение их в тяжело нагруженных и высокоскоростных механизмах не всегда возможно, поэтому появляется не необходимость создания оригинальной конструкции муфты свободного хода, которая должна встраиваться в ограниченное пространство, размеры которого определяются общей конструкцией и компоновкой создаваемого технического объекта.
Для обеспечения наиболее эффективного процесса проектирования обгонной муфты требуется, прежде всего, правильно выбрать ее вид, при этом необходимо учитывать следующие основополагающие факторы:
− передаваемый муфтой момент,
− быстродействие муфты (скорость заклинивания и расклинивания),
− размеры пространства, в котором должна размещаться муфта,
− специальные требования, предъявляемые к муфте механизмом, или приводом, в состав которого она входит,
− технологические возможности производства, в условиях которого будет   изготавливаться муфта и планируемые объемы ее изготовления.
При выборе вида муфты свободного хода способной передавать большой крутящий момент при ограниченных габаритных размерах необходимо учитывать, что для этого, прежде всего, необходимо использовать муфту, заклинивающие элементы которой обладающие высокой нагрузочной способностью. Такими муфтами являются муфты свободного хода с эксцентриковыми роликами и кулачковые муфты, но при этом, кулачковые муфты при работе создают достаточно высокий уровень шума, и обеспечивают надежную работу только при скорости вращения не более 120об/мин, а муфты свободного хода с эксцентриковыми роликами имеют высокую трудоемкость изготовления и требуют наличия у производителя специального оборудования и оригинальной оснастки. В тоже время роликовые муфты свободного хода при определенных доработках их конструкции, по сравнению с нормалью МН – 3 – 61, также способны передавать значительные крутящие моменты и обеспечивать стабильную работу при высоких скоростях. Клиновые (эксцентриковые) муфты свободного хода также способны передавать большие крутящие моменты, но при этом они имеют более высокие потери при холостом ходе в режиме обгона, чем роликовые муфты, а также обладают непостоянным временем заклинивания и расклинивания, на которое влияет непостоянство коэффициента трения скольжения между заклинивающими элементами. При выборе вида муфты свободного хода, обеспечивающего высокое быстродействие (заклинивание и расклинивание), нужно иметь в виду, что большинство из них включает несколько элементов заклинивания (комплект роликов), одновременность работы которых и определяет быстродействие, и в значительной степени зависит не только от их конструкции, но от точности изготовления всех деталей муфты участвующих в работе при заклинивании и расклинивании муфты. К специальным требованиям, предъявляемым к муфтам свободного хода проектируемым техническим объектом в состав которого они входит, относятся: ограничения по уровню шума, предельно допустимая величина потерь холостого хода при работе муфты в режиме обгона, место расположения муфты (вертикальное, горизонтальное) , требование по наличию или недопустимости смазки и т. д , которые также необходимо учитывать при выборе вида муфты. Например, роликовые муфты свободного хода, конструкция которых определена МН – 32 – 1, обеспечивают стабильную и долговечную работу только при горизонтальном расположении, а при вертикальном расположении требуют введения дополнительных конструктивных элементов. Специфические требования предъявляются к муфтам свободного хода с частыми включениями, муфтам с продолжительным свободным ходом, а также к муфтам, передающим большие крутящие моменты.

9.1 Роликовые муфты свободного хода.

         Проектировании роликовой муфты свободного хода, при заданной величине крутящего момента, который она должна передавать, начинается с определения диаметра внутренней рабочей поверхности обоймы D (см. Рис. 41), осуществляемого на основании выполнения расчета на контактную прочность элементов заклинивания, который производится по следующей формуле:

        При этом, на первом этапе расчета параметры роликов и их количество принимается из конструктивных соображений, или на основании опыта проектирования аналогичных конструкций. Угол заклинивания рассчитывается исходя из конструктивных параметров муфты по следующей формуле:

         Максимальная величина угла заклинивания α должна исключать возможность выдавливания ролика равнодействующей нормального давления N, поэтому должно выполняться следующее условие:

             С уменьшением угла наклона α повышается надежность заклинивания, но сильно возрастают контактные напряжения и возникает опасность заедания, а также ухудшаются условия расцепления муфты, поэтому угол заклинивания выбирают в пределах: α = 6 – 8 град. Расчет угла заклинивания для роликовых муфт свободного хода с наружной звездочкой и муфт с эксцентриковыми роликами приведен в работе [2].
После окончательного определения всех конструктивных параметров муфты, в том числе фактической величины угла заклинивания α, зависящей от конструктивно выбранных размеров d, D и d проводится проверочный расчет, который также выполняется из условия контактной прочности элементов заклинивания по следующей формуле:

           Анализируя последнюю формулу можно сделать вполне очевидный вывод о том, что для увеличения нагрузочной способности роликовой муфты, необходимо снизить контактые напряжения в месте взаимодействия элементов заклинивания. Наиболее эффективно это может быть достигнуто за счет увеличения диаметра рабочей поверхности обоймы D, что позволяет автоматически увеличить количество роликов z и их диаметр d, последнее не всегда возможно, поскольку может привести к увеличению угла заклинивания α больше допустимой величины. Увеличить количество роликов можно использовав в качестве прижимного устройства, не подпружиненные толкатели, а сепаратор (см. Рис. 6 – 8). Но увеличение диаметра муфты свободного хода возможно только в том случае, если в проектируемом механизма есть дополнительное свободное пространство, которое также необходимо и в случае, если для повышения нагрузочной способности муфты будет принято решение расположить ролики в два ряда (см. Рис. 5). Формулы для прочностного расчета роликовых муфт свободного хода с наружной звездочкой и муфт с эксцентриковыми роликами приведены в работе [2].
Стабильность работы роликовой обгонной муфты (время включения и выключения), а также ее износостойкость и нагрузочная способность в определяющей степени зависят от синхронности заклинивания и расклинивания роликов, на которую существенным образом влияет точность изготовления и сборки основных деталей муфты (звездочки, обоймы и роликов).
Для обеспечения надежной и долговечной работы звездочки в составе обгонной муфты необходимо выполнить следующие требования по точности ее размеров и поверхностей:
–  допуск на размер от рабочей плоскости звездочки до центра ее отверстия В,
–  разность размеров Δ В, в пределах одной звездочки,
–  непараллельность плоскости А к оси отверстия D,
–  допуск на угол заклинивания α,
–  разность угла заклинивания Δ α , в пределах одной звездочки,
–  посадка отверстия D звездочки на вал,
–  допуск на длину ступицы звездочки В,
–  допуск на ширину звездочки в рабочей зоне В1,
–  торцевое биение ступицы звездочки на диаметре D2,
–  торцевое биение звездочки на диаметре на диаметре D1
Требования по точности к размерам и поверхностям звездочки обгонной муфты показаны на Рис 42а. Допуск на размер B от рабочей плоскости звездочки А до центра ее отверстия D устанавливается по посадке h6, при этом разность размеров Δ В, в пределах одной звездочки должна составлять не более 0,6 – 0,7(h6). Непараллельность плоскости А к оси отверстия D не должна превышать устанавливается по 6 – 7 степени точности ГОСТ 24643 – 81. Угол заклинивания α выбирается в пределах 6 – 8 град., при этом разность угла заклинивания Δ α, в пределах одной звездочки не должна превышать величины ± 10 мин., что обеспечивает равномерность нагружения и стабильность заклинивания роликов. Посадка отверстия D звездочки на вал выполняется по посадке Н7. Допуск на ширину ступицы В звездочки и допуск на ширину звездочки в рабочей зоне В1 устанавливаются по посадке h8. Торцевое биение ступицы звездочки на диаметре D2 и торцевое биение звездочки на диаметре на диаметре D1 устанавливаются по 8 степени точности ГОСТ 24643 – 81

Рис 42 Требования по точности к размерам и поверхностям звездочки и обоймы обгонной муфты

      Для обеспечения надежной и долговечной работы обоймы в составе обгонной муфты необходимо выполнить следующие требования по точности ее размеров и поверхностей:
− посадка внутреннего диаметра обоймы D,
− посадка наружного диаметра обоймы D1,
− допуск на ширину обоймы В,
− радиальное биение наружного диаметра D1 относительно оси отверстия D
− торцевое биение боковых поверхностей обоймы относительно оси отверстия D,
Требования по точности к размерам и поверхностям обоймы обгонной муфты показаны на Рис 42б. Внутренний диаметр обоймы D выполняется по посадке Н7, наружный диаметр обоймы D1 выполняется по переходной посадке величина натяга которой увеличивается по мере роста передаваемых обгонной муфтой динамических нагрузок, а ширина обоймы В выполняется по посадке h8. Радиальное биение наружного диаметра D1 относительно оси отверстия D устанавливается по 6 степени точности ГОСТ 24643 – 81, а торцевое биение боковых поверхностей обоймы относительно оси отверстия D устанавливается по 7 степени точности ГОСТ 24643 – 81.
В качестве роликов в обгонных муфтах применяются подшипниковые ролики III степени точности по ГОСТ 22696 – 2014, точностные характеристики которых приведены в таб. 1

             На стабильность процесса заклинивания и расклинивания роликов между отверстием обоймы и рабочими поверхностями звездочки влияет несоосность поверхностей валов на которых они установлены, наличие которой приводит к изменению угла расклинивания α для каждого ролика в комплекте. Поэтому при сборке обгонной муфты необходимо обеспечить допуск соосности обоймы и звездочки не более 0,02 мм, – д

Предохранительная муфта — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Предохранительная муфта

Предохранительная муфта — это муфта, которая кроме соединения валов при необходимости ограничивает передаваемый крутящий момент и защищает детали машин от поломок при перегрузках. Предохранительные муфты располагают как можно ближе к месту возможного возникновения перегрузки. Муфты работают при строгой соосности валов.

Классификация предохранительных муфт[править | править код]

  • пружинно-кулачковые;
  • фрикционные;
  • с разрушающимся элементом;
    • со срезным штифтом.

Пружинно-кулачковая предохранительная муфта[править | править код]

Пружинно-кулачковая предохранительная муфта

В пружинно-кулачковой предохранительной муфте подвижную в осевом направлении полумуфту прижимают к неподвижной постоянно действующей пружиной с регулируемой силой прижатия. При перегрузке сумма осевых составляющих сил на гранях кулачков превышает прижимную силу пружины, и муфта срабатывает — отключает ведомый вал, многократно прощелкивает кулачками, подавая звуковой сигнал о перегрузке. Срабатывание муфты сопровождают значительные ударные нагрузки, поэтому эти муфты применяют для передачи небольших вращающих моментов при малых частотах вращения и малых маховых соединяемых массах.

Фрикционная предохранительная муфта[править | править код]

Предохранительная фрикционная муфта

Фрикционные предохранительные муфты автоматически восстанавливают работоспособность машины после прекращения действия перегрузки, однако точность их невысока вследствие непостоянства коэффициента трения на рабочих поверхностях дисков. Их применяют при частых кратковременных перегрузках и значительных частотах вращения. Силу нажатия создают пружиной, отрегулированной на передачу предельного вращающего момента. При срабатывании муфта поглощает механическую энергию, преобразуя ее в тепловую, передача же вращающего момента не прекращается.

Предохранительная муфта со срезным элементом

Предохранительная муфта с разрушающимся элементом[править | править код]

Предохранительные муфты с разрушающимся элементом выполняют со специальным предохранительным элементом в форме штифта или шпонки, работающим на срез. Эти муфты просты по конструкции, имеют малые размеры и высокую несущую способность. Недостатком их является остановка машины для замены разрушившегося элемента после срабатывания муфты. Применяют в приводах, работающих с редкими случайными перегрузками.

  • ГОСТ 15622-96: Муфты предохранительные фрикционные. Параметры, конструкция и размеры.
  • ГОСТ Р 50371-92: Муфты механические общемашиностроительного применения. Термины и определения.
  • ГОСТ 15620-93: Муфты предохранительные кулачковые. Параметры и размеры.
  1. Под ред. Ряховского О. А. Детали машин. — 4-е издание, переработанное и дополненное. — М.: издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. — С. 465. — ISBN 978-5-7038-3939-3.
  2. Леликов О. П. Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М.: Машиностроение, 2007. — С. 464. — ISBN 978-5-217-03390-4.
  3. Под ред. Ряховского О. А., Леликова О. П. Атлас конструкций узлов и деталей машин. — 2-е издание, переработанное и дополненное. — М.: издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. — С. 398. — ISBN 978-5-7038-3282-0.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о