38. Предохранительные муфты. Область применения. Критерии подбора

Предохранительные муфты предназначены для предохранения машин от разрушения при перегрузках. Предохранительные муфты располагают как можно ближе к месту возможного возникновения перегрузки. Муфты работают при строгой соосности валов.

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 является остановка машины для замены разрушившегося элемента после срабатывания муфты.

Применяют в приводах, работающих с редкими случайными перегрузками.

Наибольшее распространение получили предохранительные кулачковые, шариковые и фрикционные муфты

От сцепных и других муфт они отличаются отсутствием механизма включения. Предохранительные кулачковые и шариковые муфты постоянно замкнуты, а при перегрузках кулачки или шарики полумуфты выдавливаются из впадин полумуфты и муфта размыкается. Иначе работает предохранительная фрикционная муфта. При перегрузке за счет проскальзывания происходит пробуксовывание этой муфты (останавливается ведомый вал).

При маловероятных перегрузках применяют предохранительные муфты с разрушающимся элементом, например со срезным штифтом Такая муфта состоит из дисковых полумуфт ,соединяемых металлическим штифтом , вставленным в термически обработанную втулку . При возникновении перегрузки штифт срезается, и муфта разъединяет валы. Они просты по конструкции и малогабаритны.

Для изготовления деталей предохранительных муфт в зависимости от типа муфты применяют конструкционные стали, чугун, фрикционные материалы, сталь ШХ12 и др. Штифты для муфт с разрушающимся элементом изготовляют из стали 45, втулки — из стали 40Х с закалкой.

39 Неразъемные соединения. Соединяемые материалы. Основы расчета на прочность.

Неразъемные соединения не допуск разборки деталей без их разрушения. К ним относят:

Сварные. Сварка-процесс соед деталей за счет сил сцепления, происх при местном нагреве до расплавления или пласт сост материала.

+ :

• сварн соед проще чем заклепочные, поэт выполн быстрее.

• Можно соед дет любой конфигурации и габаритов

• Процесс легко поддается автоматизации.

“-“:

• наличие остаточн напряжений в зоне шваб вызыв коробление конструкции

• Возможность появление (при не соблюдении свар работ)скрытых дефектов(непроваров, раковин, трещин)

Виды сварок:Электродуговая(ручная, полуавто, авто.)-осн на использовании теплоты электр. дуги, возник между свар. материалом и электродом. При ручной дуговой сварке подачу или перемещение электрода осущ вручную. Этим способом сваривают дет из констр сталей, чугуна, титана, алюм. сплавов. Для дет из высоколегир сталей ,магниевых, алюм.,медных применяют электродуговую сварку в защитной среде инертных газов(аргон или гелий). Разновидность этой сварки-точечная- для соед тонких деталей. Электрошлаковая- осущ за счет теплоты, выдел при прох тока от электрода к изделию через шлаковую ванну. Такая сварка предназн для соед дет бол толщины и позволяет заменить сложные литые дет более простыми.Газовая- сост в оплавлении кромок свар дет и присоед прутка в пламени горячего газа в струе кислорода. Соед дет до 40 мм , изгот из стали, чугуна, цветных металлов.Плюсы: отсут в необходимости в источ электроэне.Минус: повыш взрывоопасностьКонтактная- осн на нагреве стыка дет при прох через них элек тока.Также различают стыковую, роликовую, точечную и др виды сварки.

В завис-ти от располож дет различ след виды сварных швов: стыковые Внахлестку Угловые- мб норм, вогнутого и выпуклого поперч сечения.Относ-но дейст нагрузки: лобовые,фланговые, косой,комбиниров. Тавровые Расчет сварн соед на проч-ть осн-ся на обеспечении равнопрочности шва и осн мат-ла.

В соед встык усл прочн-ти на растяж и сжатие:

S- толщина соед дет ;L- длина шва

Расчет лобовых, фланговых и комбин. В соед внахлестку идут по касательным напряжениям в опасн плоскости сеч. : L-общ длина швов

Тавровые соед, выполн как соед встык:

Пайка. детали соединяются посредством расплавленного присадочного материала (металла или сплава), называемого припоем. При пайке основной материал не расплавляется как при сварке, так как припой имеет более низкую температуру плавления. Нагрев припоя и детали осуществляют паяльником, газовой горелкой, токами высокой частоты и др.

Пайкой соединяют детали из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, стекла и других материалов. В отличие от сварки пайкой можно соединять детали из разнородных материалов: стальные – с алюминиевыми, стеклянными, резиновыми.

Минус:– меньшая механическая и термическая прочность по сравнению со сварными соединениями. Наиболее распространенные мягкие припои получают на основе олова или свинца. Отличаются незначительными твердостью и прочностью Для растворения и удаления окисных пленок применяют специальные химические вещества – флюсы. Они бывают кислотные и бескислотные Пайкой выполняют соединение листов встык и внахлестку. Расчет прочности паяных соединений аналогичен расчету сварных.

Склеивание. Конструкция клеевых соединений подобна конструкции паяных, только припой здесь заменен клеем, а образование соединения выполняют без нагрева деталей. Соединение осуществляется за счет сил адгезии (сил сцепления) в процессе затвердевания твердого клея. Имеются клеевые составы с избирательной адгезией к каким – либо определенным металлам – это специальные клеи (например, резиновые); с высокой адгезией к различным металла (например, к металлам, керамике, дереву, пластмассам и др.) – это универсальные клеи.

Заклепочное соединение – неразъемное. В большинстве случаев его применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Процесс клепки механизирован, для замыкания заклепок широко применяются автоматические прессы.

При расклепывании вследствие пластических деформаций образуется замыкающая головка, а стержень заклепки заполняет зазор в отверстии. Силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали.

Для образования замыкающих головок заклепок применяют в основном прессование, которое обеспечивает большую прочность и однородность соединения при значительно меньшей трудоемкости по сравнению с ударной клепкой. В тех случаях, когда прессование применять нельзя, используют ручную клепку пневматическим инструментом, а для трубчатых заклепок – раскатывание. Замыкающую головку по возможности располагают со стороны более прочной детали.

Соединения деталей посадкой с натягом

Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без применения болтов, шпонок и др. Для этого достаточно при изготовлении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую.

Натягом N называется положительная разность диаметров вала и отверстия: N = B – A. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр d посадочных поверхностей становится общим. При этом на поверхности возникают удельное давление р и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать вращающий момент в осевую силу. Защемление вала во втулке позволяет, кроме того, нагружать соединение изгибающим моментом.

Нагрузочная способность соединения, прежде всего, зависит от натяга, величину которого устанавливают в соответствии с нагрузкой. Практически натяг не очень невелик, он измеряется микрометрами и не может быть выполнен точно. Неизбежные погрешности приводят к рассеиванию натяга а следовательно и к рассеиванию нагрузочной способности соединения.

Сборку соединения выполняют одним из трех способов: прессованием, нагревом втулки , охлаждением вала.