Связь - Coupling

Эта статья о механической связи между двумя объектами. Для использования в других целях см. Связь (значения).
Вращающаяся муфта
Самодельная эластичная муфта из деталей автомобильных покрышек соединяет приводные валы двигателя и водяного насоса. Он используется для устранения перекоса и вибрации.

А связь представляет собой устройство, используемое для соединения двух валов вместе на их концах с целью передачи энергии. Основная цель муфт - соединить две части вращающегося оборудования, допуская при этом некоторую степень перекоса или торцевого движения, или и то, и другое. В более общем контексте муфта также может быть механическим устройством, которое служит для соединения концов смежных частей или объектов.[1] Муфты обычно не допускают разъединения валов во время работы, однако есть ограничение крутящего момента муфты, которые могут проскальзывать или разъединяться при превышении некоторого предела крутящего момента. Выбор, установка и обслуживание муфт может привести к сокращению времени обслуживания и затрат на обслуживание.

Использует

Муфты валов используются в машиностроении для нескольких целей. Основная функция - передача мощности от одного конца к другому (например: передача мощности от двигателя к насосу через муфту).

Другое распространенное использование:

  • Для изменения вибрационных характеристик вращающихся узлов
  • Соединить ведущую и ведомую части
  • Ввести защиту
  • Для уменьшения передачи ударных нагрузок с одного вала на другой.
  • Проскальзывать при перегрузке

Типы

Зажатый или же сжатие жесткое муфты состоят из двух частей и соединяются вокруг валов, образуя втулку. Они предлагают большую гибкость, чем модели с рукавами, и могут использоваться на валах, которые фиксируются на месте. Как правило, они достаточно большие, чтобы винты могли полностью проходить через муфту во вторую половину, обеспечивая надежную фиксацию. Фланцевые жесткие муфты предназначены для тяжелых нагрузок или промышленного оборудования. Они состоят из коротких рукавов, окруженных перпендикулярным фланцем. На каждый вал устанавливается по одной муфте, так что два фланца выровнены лицом к лицу. Затем во фланцы можно установить ряд винтов или болтов, чтобы скрепить их. Благодаря своим размерам и долговечности фланцевые узлы можно использовать для выравнивания валов перед их соединением.

Примеры жестких муфт

Жесткие муфты используются, когда требуется точная центровка валов; Несоосность вала влияет на работу муфты, а также на ее срок службы.


Соединение балок

Балочная муфта

А луч соединение, также известное как спиральный Муфта представляет собой гибкую муфту для передачи крутящего момента между двумя валами с учетом углового смещения, параллельного смещения и даже осевого перемещения одного вала относительно другого. В этой конструкции используется цельный кусок материала, и она становится гибкой за счет удаления материала по спиральной траектории, что приводит к изогнутой гибкой балке винтовой формы. Поскольку муфта Beam Style изготовлена ​​из цельного куска материала, она не демонстрирует люфт встречается в некоторых составных муфтах. Еще одно преимущество муфты, полностью обработанной механической обработкой, - это возможность включить элементы в конечный продукт, сохраняя при этом целостность единой детали.

Изменения шага винтовой балки приводят к изменению возможностей несоосности, а также других рабочих характеристик, таких как допустимый крутящий момент и жесткость на кручение. Возможно даже несколько запусков внутри одной спирали.

Материал, используемый для изготовления соединительной муфты, также влияет на ее характеристики и пригодность для конкретных применений, таких как пищевая, медицинская и аэрокосмическая. Обычно это алюминиевый сплав и нержавеющая сталь, но они также могут быть изготовлены из ацеталь, мартенситностареющая сталь и титан. Самые распространенные приложения прикрепляют поворотные энкодеры к валам и управлению движением для робототехника.

  • Балочная муфта с дополнительными функциями, встроенными в нее

  • Увеличение количества катушек позволяет увеличить угловое смещение


Сильфонная муфта

Металлический сильфон

низкий люфт

Муфта с втулкой

Фланцевая муфта втулочного типа

Это используется для слегка несовершенного совмещения двух валов.

Это модифицированная форма фланцевой муфты защищенного типа. Эта муфта имеет штифты и работает с стяжными болтами. Поверх штифтов используются резиновые или кожаные втулки. Муфта состоит из двух разнородных по конструкции половин. Штифты жестко закреплены гайками на одном фланце и ослаблены на другом фланце. Эта муфта используется для соединения валов, которые имеют небольшое параллельное смещение, угловое смещение или осевое смещение. В этой муфте резиновая втулка поглощает удары и вибрацию во время работы. Этот тип муфты в основном используется для соединения электродвигателей и машин.

Постоянная скорость

Основная статья: Шарнир постоянных угловых скоростей

Существуют различные типы муфт постоянной скорости (CV): Жеппа сустав, Двойной кардан совместное, и Муфта Томпсона.

Зажимная или разъемно-муфта

В этой муфте муфта или втулка состоит из двух половин из чугуна, и они соединяются вместе с помощью шпилек или болтов из мягкой стали. Преимущества этой муфты в том, что сборка или разборка муфты возможна без изменения положения вала. Эта муфта используется для передачи большой мощности на умеренной скорости.

Диафрагма

Мембранные муфты передают крутящий момент от внешнего диаметра гибкой пластины к внутреннему диаметру через золотник или проставку, а затем от внутреннего диаметра к внешнему. Деформирование пластины или серии пластин из I.D. к O.D выполняет рассогласование.

Диск

Основная статья: Дисковая муфта

Дисковые муфты передают крутящий момент от ведущего на ведомый болт тангенциально по общей окружности болта. Крутящий момент передается между болтами через серию тонких дисков из нержавеющей стали, собранных в пакет. Несоосность достигается за счет деформации материала между болтами.

Пончиковая муфта

Эластичный

Эластичная муфта (для подключения виндсерфинг парусную оснастку к доске).

Эластичная муфта передает крутящий момент или другую нагрузку с помощью упругого компонента. Одним из примеров является соединение, используемое для соединения виндсерфинг оснастка (парус, мачта и компоненты) к парусной доске.[2] В терминологии виндсерфинга его обычно называют «универсальным шарниром», но современные конструкции обычно основаны на прочном гибком материале, и технически лучше описывать его как эластичное соединение. Они могут иметь форму сухожилия или песочных часов и изготовлены из прочного и прочного эластичного материала. В этом приложении муфта не передает крутящий момент, а вместо этого передает парусную силу на доску, создавая толкать (некоторая часть мощности паруса также передается через тело всадника).

Эластомерная муфта

Гибкий

Гибкие муфты обычно используются для передачи крутящий момент с одного вала на другой, когда два вала немного смещены. Они могут компенсировать разную степень смещения до 1,5 ° и некоторое параллельное смещение. Их также можно использовать для гашения вибрации или снижения шума. В приложениях с вращающимся валом гибкая муфта может защитить компоненты ведущего и ведомого валов (например, подшипники) от вредных воздействий таких условий, как смещение валов, вибрация, ударные нагрузки и тепловое расширение валов или других компонентов.

Жидкость

Основная статья: Гидравлическая муфта

Механизм

Зубчатая муфта

А зубчатая муфта механическое устройство для передачи крутящий момент между двумя валами, которые не коллинеарен. Он состоит из гибкого шарнира, прикрепленного к каждому валу. Два шарнира соединены третьим валом, называемым шпинделем.

Каждый сустав состоит из 1: 1 передаточное число внутренний / внешний механизм пара. Боковые поверхности зубьев и внешний диаметр внешнего зубчатого колеса имеют венчик, чтобы угловое смещение между двумя шестернями. Механически шестерни эквивалентны вращающиеся шлицы с модифицированными профилями. Их называют шестернями из-за относительно большого размера зубьев.

Зубчатые муфты и универсальные шарниры используются в аналогичных приложениях. Зубчатые муфты имеют более высокую плотности крутящего момента чем универсальные шарниры, предназначенные для размещения в данном пространстве, в то время как универсальные шарниры вызывают меньшую вибрации. Ограничение плотности крутящего момента в карданных шарнирах связано с ограниченным поперечные сечения креста и ига. Зубья шестерни в зубчатой ​​муфте имеют высокие люфт чтобы учесть угловое смещение. Избыточный люфт может способствовать возникновению вибрации.[нужна цитата ]

Зубчатые муфты обычно ограничиваются угловым смещением, т. Е. Углом шпинделя относительно осей соединенных валов, равным 4–5 °.[нужна цитата ] Универсальные шарниры допускают большие перекосы.

Одинарные зубчатые муфты также используются для соединения двух номинально коаксиальных валов. В этом приложении устройство называется шестеренчатым гибким, или гибкая муфта. Одиночный шарнир допускает незначительные перекосы, такие как ошибки при установке и изменение центровки валов из-за рабочих условий. Эти типы зубчатых муфт обычно ограничены угловым смещением 1 / 4–1 / 2 °.[нужна цитата ]


Муфта Гейслингера

Джубо (иногда неправильно пишется как Гибо) , также известный как гибкий диск, или сустав Boschi

Сетка

А сеточная связь состоит из двух ступиц вала, металлической решетчатой ​​пружины и комплекта разъемной крышки. Крутящий момент передается между двумя ступицами соединительного вала через металлический пружинный элемент решетки.

Как и металлические шестерни и дисковые муфты, сетчатые муфты имеют высокую плотность крутящего момента. Преимущество решетчатых муфт перед шестеренчатыми или дисковыми муфтами заключается в способности их пружинных элементов решетчатой ​​муфты поглощать и распределять энергию удара пиковой нагрузки с течением времени. Это снижает величину пиковых нагрузок и обеспечивает некоторую способность гашения вибрации. Недостатком конструкции муфты решетки является то, что она, как правило, очень ограничена в способности компенсировать перекос.[3]


Hirth

Основная статья: Хирт сустав

Хиртовые соединения используют конические зубья на двух концах вала, зацепленных вместе для передачи крутящего момента.


Гидродинамическая муфта (гидравлическая муфта)

Кулачковая муфта (или соединение Спайдер или Лавджоя)

Магнитная муфта

Основная статья: Магнитная муфта

[Магнитная] муфта использует магнитные силы для передачи мощности от одного вала к другому без какого-либо контакта. Это обеспечивает полное разделение среды. Таким образом, можно обеспечить возможность герметичного разделения двух областей, продолжая передавать механическую мощность от одной к другой, что делает эти муфты идеальными для применений, где важно предотвращение перекрестного загрязнения.

Муфта Шмидта

Oldham

Анимированная муфта Олдхема

An Муфта Олдхема имеет три диска: один соединен с входом, один соединен с выходом, а средний диск соединен с первыми двумя посредством гребень и паз. Шпунт с канавкой с одной стороны перпендикулярен языку и пазу с другой. Средний диск вращается вокруг своего центра с той же скоростью, что и входной и выходной валы. Его центр проходит по круговой орбите дважды за оборот вокруг средней точки между входным и выходным валами. Часто пружины используются для уменьшения люфт механизма. Преимущество этой муфты по сравнению с двумя универсальными шарнирами - компактные размеры. Муфта названа в честь Джон Олдхэм кто изобрел это в Ирландия в 1821 г., чтобы решить задачу в пароход дизайн.

  • Муфта Oldham в сборе

  • Муфта Oldham в разобранном виде

Муфта, муфта или муфта муфты

А муфта муфты состоит из трубка чей сверлить доводится до требуемого допуска в зависимости от размера вала. На основе использования муфты a шпоночный паз выполнен в канале ствола для передачи крутящий момент с помощью ключа. Два резьбовых отверстия предназначены для фиксации муфты в нужном положении.

Муфты муфты также известны как коробка Муфты. В этом случае концы вала соединяются и упираются друг в друга, которые охватываются муфта или же рукав.

А утопленные ключи удерживают вместе два вала и втулку (это самый простой тип муфты). Она изготовлена ​​из чугуна и очень проста в конструкции и изготовлении. Он состоит из полой трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру валов. Полая труба надевается на два или более концов валов с помощью конической утопленной шпонки. Шпонка и втулка используются для передачи мощности от одного вала к другому.

Фиксатор конического вала

А конический замок это форма без ключа устройство блокировки вала[4] это не требует удаления какого-либо материала с вала. Основная идея аналогична зажимной муфте, но момент вращения ближе к центру вала.[5] Альтернатива сцепное устройство к традиционным параллельный ключ, конический замок исключает возможность играть в из-за изношенных шпоночных пазов.[6][7][8] Это более надежно, чем использование ключа, потому что для обслуживания требуется только один инструмент, а самоцентрирующееся сбалансированное вращение означает, что он служит дольше, чем соединение со шпонкой, но обратная сторона заключается в том, что это дороже.[нужна цитата ]

Двойная пружинная муфта

Эластичная муфта из двух пружин с встречной навивкой с шарикоподшипником в центре, которая позволяет передавать крутящий момент с входного на выходной вал. Не требует смазки для стабильной работы, так как не имеет внутренних компонентов.[9]

Тряпичный сустав

Основная статья: Тряпичный сустав

Тряпичные соединения обычно используются на автомобилях. рулевое управление связи и привод поездов. При использовании на трансмиссии их иногда называют Giubos.

универсальный шарнир

Основная статья: универсальный шарнир

Требования к хорошей центровке валов / хорошей настройке муфты

Основная статья: Центровка валов
  • легко подсоединить или отсоединить муфту.
  • допускает некоторое смещение между двумя соседними осями вращения вала.
  • нет выступающих частей
  • Цель должна заключаться в минимизации остаточного перекоса при работе, чтобы максимизировать передачу мощности и увеличить время работы машины (срок службы муфты, подшипника и уплотнения).
  • Рекомендуется использовать целевые значения центровки изготовителя для настройки машинного поезда на определенную ненулевую центровку, поскольку позже, когда машина будет достигать рабочей температуры, условия центровки будут идеальными.

Обслуживание и отказ муфты

Техническое обслуживание муфты требует регулярного планового осмотра каждой муфты. Это состоит из:

  • Проведение визуальных осмотров,
  • проверка на признаки износа или усталости
  • регулярная чистка муфт
  • Регулярно проверяйте и меняйте смазку, если муфта смазана. Это обслуживание требуется ежегодно для большинства муфт и чаще - для муфт в неблагоприятных условиях или в сложных условиях эксплуатации.
  • Документирование технического обслуживания каждой муфты с указанием даты.[10]

Однако даже при надлежащем обслуживании муфты могут выйти из строя. Основные причины отказа, помимо технического обслуживания, включают:

  • Неправильная установка
  • Плохой выбор муфты
  • Работа за пределами проектных возможностей.[10]

Единственный способ продлить срок службы муфты - это понять причину отказа и устранить ее перед установкой новой муфты. Некоторые внешние признаки, указывающие на потенциальную поломку муфты, включают:

  • Аномальный шум, например визг, визг или стук
  • Чрезмерная вибрация или колебание
  • На неисправность уплотнений указывает утечка или загрязнение смазки.[10]

Проверка баланса муфты

Муфты обычно балансируются на заводе перед отправкой, но иногда они выходят из равновесия во время работы. Балансировка может быть сложной и дорогостоящей и обычно выполняется только в том случае, если рабочие допуски таковы, что усилия и затраты оправданы. Величина дисбаланса муфты, допустимая для любой системы, определяется характеристиками конкретных подключенных машин и может быть определена путем подробного анализа или опыта.[10]

Рекомендации

  1. ^ «Определение СОЕДИНЕНИЯ». Merriam-webster.com. Получено 28 ноября 2018.
  2. ^ "Обзор типов универсальных шарниров для виндсерфинга -" Ваша поездка, наше снаряжение "'". Unifiber.net. Получено 28 ноября 2018.
  3. ^ «Почему решетка - особенности и преимущества, основы проектирования и варианты элементов». Couplinganswers.com. Получено 2014-12-22.
  4. ^ "Lovejoy, Inc.: Продукция: Муфты и силовые передачи: Устройства блокировки вала". Lovejoy-inc.com. Архивировано из оригинал 16 февраля 2015 г.. Получено 7 января 2015.
  5. ^ "Каталог США Tsubaki POWER-LOCK" (PDF). Ustsubaki.com. Получено 7 января 2015.
  6. ^ «Power Lock». Tsubakimoto.com. Архивировано из оригинал 10 июня 2015 г.. Получено 7 января 2015.
  7. ^ "Wayback Machine" (PDF). Web.archive.org. 4 сентября 2012 г.. Получено 28 ноября 2018. Cite использует общий заголовок (помощь)
  8. ^ "Серия NEF Taper-Lock". Tsubakimoto.com. Получено 7 января 2015.
  9. ^ «Двойная пружинная муфта - замена универсального шарнира и ШРУСа». Twinspringcoupling.com. Получено 2017-07-14.
  10. ^ а б c d Бойл, Б. (2008). «Отслеживание причин выхода из строя муфты». Plantservices.com. Получено 7 января 2015. Изучите техническое обслуживание муфты и явные признаки отказа, чтобы максимально продлить срок службы муфты и обеспечить надежную работу системы.

внешняя ссылка