Управляемые муфты

С помощью управляемых, называемых также сцепными, муфт можно в процессе работы соединять и разъединять валы.

Муфты с ручным управлением в дистанционно управляемых системах, системах автоматики, различных приводах периферийных устройств ЭВМ практически не применяются. При этом используют муфты управляемые дистанционно с помощью электрических сигналов малой мощности.

Из управляемых сцепных муфт наиболее применимы электромагнитные фрикционные и порошковые, обладающие высоким быстродействием и возможностью регулирования передаваемого момента. Эти муфты используются дополнительно в качестве предохранительных и тормозных устройств.

Управление электромагнитом кулачковых (зубчатых) муфт связано с рядом трудностей, обусловленных плавным сцеплением и расцеплением полумуфт, что возможно только при равенстве их угловых скоростей. Наиболее широко используются фрикционные электромагнитные муфты. Они обеспечивают плавное сцепление и расцепление валов при любых скоростях. В этих муфтах для соединения валов используются силы трения между поверхностями полумуфт.

Самоуправляемые муфты

С амоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения (соединения) валов в тех случаях, когда передаваемый валом момент или скорость превышает заданную условиями эксплуатации величину. Рассмотренные фрикционные сцепные муфты могут быть использованы в качестве самоуправляемых по величине передаваемого момента. В этих муфтах при перегрузках будет происходить проскальзывание полумуфт с автоматическим разъединением валов.

Рис. 10

Центробежная муфта прямого действия (рис. 10, а) применяется для автоматического сцепления валов, а центробежная муфта обратного действия (рис. 10, б) – для автоматического расцепления валов. Полумуфты 1 и 2 соединяются с помощью колодок 3, которые могут поступательно перемещаться в полумуфте 1.

В

муфтах прямого действия колодки удерживаются силами упругости F_пр пружин растяжения в полумуфте 1. При вращении вала с полумуфтой 1 со скоростью  на колодки действуют центробежные силы инерции F_n = mr², где m – масса колодки, r – расстояние от центра масс колодки до оси вращения полумуфты 1. При увеличении скорости вращения сила инерции преодолевает силу упругости пружины и прижимает колодку к полумуфте 2 с силой N = F_n – F_пр, создающей трение между полумуфтами. При моменте трения М_тр = F_тр· r = (F_n – F_пр)r, превышающем момент сопротивления, происходят передача вращательного движения от полумуфты 1 к полумуфте 2 и соединение валов.

В муфтах обратного действия (см. рис. 10, б) расцепление валов происходит при скорости, когда сила инерции (F_n) колодки ставится равной силе упругости пружины (F_пр) и отжимает колодку от полумуфты 2.

О бгонная муфта (рис. 11) передает движение только в одном направлении. Она состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, шариков (роликов) 4.

Принцип работы обгонных муфт состоит в следующем. Полумуфта 1 жестко закреплена на ведущем валу. При его вращении по часовой стрелке шарики 4 под действием сил пружин 3 и сил трения вкатываются в узкую часть клинового зазора полумуфт и,

Рис. 11

заклиниваясь, передают вращательный момент от полумуфты 1 к полумуфте 2, свободно сидящей на валу и являющейся зубчатым колесом.

При вращении полумуфты 1 против часовой стрелки шарики выходят в широкую часть клиновых зазоров и полумуфты разъединяются, т.е. вращение от вала к зубчатому колесу не передается.

Такие муфты нормализованы. Они обеспечивают бесшумную работу и обладают высокой нагрузочной способностью.

Муфты скольжения выполняются с динамическим замыканием механической связью (гидродинамические) или с электрической связью (электроиндукционные асинхронные). Такие муфты передают момент только при отставании ведомой полумуфты от ведущей, т. е. при наличии скольжения. Конструктивно гидродинамическая муфта выполнена как замкнутая система с жидким рабочим телом. Такие муфты используют в качестве пусковых, управляемых и предохранительных, в гидродинамических передачах. Электроиндукционные асинхронные муфты работают за счёт сил магнитного взаимодействия, возникающих при скольжении ведущей полумуфты, имеющей катушку возбуждения и магнитопровод с разделёнными полюсами, относительно ведомой полумуфты, выполненной со сплошным магнитопроводом. Эти муфты используются в качестве управляемых, пусковых, иногда как вариаторы скорости.

Для соединения валов применяют муфты. С помощью муфт можно также передать вращение с валов на зубчатые колеса, шкивы и т. п., свободно насаженные на эти валы. Муфты не изменяют величину вращающего момента и направление вращения. Некоторые типы муфт поглощают вибрации и толчки, предохраняют машину от аварий при перегрузках. Применение муфт в машинострое­нии вызвано необходимостью:

   а) получения длинных валов, изготовляемых из отдельных частей;

   б) компенсации неболь­ших монтажных неточностей в относительном расположении соединяемых валов;

   в) придания валам некоторой относи­тельной подвижности во время работы (малое смещение и перекос геометрических осей валов);

   г) включения и выклю­чения отдельных узлов;

д) автоматического соединения и разъединения валов в зависимости от пройденного пути, направления передачи вращения, угловой скорости, т. е. выполнения функций автоматического управления.

  Основные типы муфт регламентированы стандар­том для некоторого диапазона диаметров валов и рас­считаны на передачу определенного момента. В настоя­щее время развитие узловых конструкций машин спо­собствует широкому распространению муфт в машино­строении.