Назначение и классификация муфт.

Муфты - устройства для соединения валов совместно работающих узлов машин, частей составных валов а также для соединения валов с расположенными на них деталями (зубчатыми колесами, звездочками и др.). В машиностроении используются стандартные муфты: Постоянные(нерасцепляемые) муфты:а)глухие муфты б) фланцевые муфты

СЦЕПНЫЕ МУФТЫ: 1.Управляемые: а) зубчатые электромагнитные; б)фрикционные; в)кулачковые

2. Самоуправляемые: а)предохранительные; б)свободного хода

Компенсирующие и упругие постоянные муфты

1.Компенсирующие и подвижные муфты: а)крестовые; в)зубчатые; с)цепные; d)шарнирные 

2. Упругие муфты: а)втулочно-пальцевые; в)с резиновой торообразной оболочкой; с)со звездочкой; d)с металлическими упругими элементами  

Пусковые (центробежные) муфты

155 Основная нагрузка и нагрузочная способность. Основной нагрузкой для муфт является вращающий момент. Нагрузочную способность оценивают значением допустимого (предельного) вращающего момента Т_П. Значения Т_П, размеры, массу и другие данные указывают в паспорте муфт.

В упрощенных расчетах принимают T = T п / K,

 где К - коэффициент режима работы,

K =К_б *К_д Кб - коэффициент безопасности   Кд - коэффициент нагрузки K _д =1,0...1,5 (для спокойной -- ударной и реверсивной нагрузки).

156 Компенсирующая, амортизирующая и демпфирующая способности муфт.

Задача муфт - компенсировать отклонения от соосного положения соединяемых валов, вызванными погрешностями монтажа и деформациями валов..

 

Виды смещения осей от соосного положения

Постоянные глухие муфты выполняют лишь соединительные функции, образуя жесткое соединение валов.Их применяют для соединения строго соосных валов агрегатов.

Втулочные муфты. Представляют собой втулку надеваемую с зазором на концы валов. Их применяют для соединения валов до d =70 мм. 

Наружный диаметр муфты: D = (1,5 – 1,6)*d,
где d – диаметр вала. Длина муфты обычно:
L = (2,5 - 4,0) d (определяется длиной шпонок или шлицев). На все муфты имеются стандарты.

Фланцевые муфты. Фланцевая муфта состоит из двух одинаковых полумуфт, выполненных в виде ступицы с фланцем. Фланцы соединяют болтами.

65. Сцепные управляемые и самоуправляющиеся муфты.

Сцепные управляемые муфты

Сцепные управляемые муфты применяют для включения или отключения ведомого вала на ходу. Эти муфты требуют соблюдения строгой соосности соединяемых валов, отклонение от соосности ухудшает работу муфт и приводит к быстрому их износу. К сцепным управляемым муфтам относят кулачковые, фрикционные, электромагнитные порошковые и магнитоиндукционные муфты.

Включение кулачковых муфт может производиться только на тихом ходу скоростях вращения, не превышающих 100 об/мин. Фрикционные муфты допускают более высокие скорости — до 4000 — 5000 об/мин. Порошковые муфты — до 10 000—12 000 об/мин.

Кулачковые муфты состоят из двух частей — подвижной и неподвижной. Подвижная часть может перемещаться вдоль одного вала, неподвижная — жестко закреплена на другом валу. На их торцах имеются кулачки или зубья, посредством которых осуществляется сцепление муфты. На фиг. 88, а показана схема кулачковой муфты и приведены наиболее распространенные профили зубьев (кулачков).

Назначение фрикционных муфт — плавное, без ударов, сцепление на ходу двух валов и быстрое или медленное их расцепление. Работа фрикционных муфт основана на возникновении трения между соприкасающимися частями, имеющими форму дисков или конусов. Схемы конических фрикционных муфт показаны на фиг. 89, а и б. В этих муфтах рабочие части 3 и 4 прижимаются одна к другой пружиной 2, силу которой можно регулировать перемещением втулки 1.

Сцепные самоуправляющиеся муфты

Самоуправляющимися называют сцепные муфты, в которых сцепление и расцепление соединяемых валов происходит автоматически — при изменении какого-либо из параметров, характеризующих нагрузку или движение валов: крутящего момента, скорости вращения, направления вращения и т. д.

Предохранительные муфты

Предохранительные муфты защищают ведомые механизмы приборов от перегрузок или повышенных скоростей. Наибольшее распространение получили муфты, которые при нагрузке или скорости, превышающих допустимую, начинают проскальзывать. В приборостроении применяют шариковые и роликовые предохранительные муфты, рассчитанные обычно на передачу моментов 1000 — 20 000 Г*см.

66. Соединения деталей. Резьбовые соединения.

При сборке машин основным видом работ является выполнение различных соединений деталей. Собранные соединения деталей машин могут быть подвижными и неподвижными. В первом случае собранное соединение допускает возможность одной детали перемещаться относительно другой. В неподвижном соединении взаимное положение деталей сохраняется неизменным.

В свою очередь как подвижные, так и неподвижные соединения выполняют разъемными и неразъемными. Разъемными называют соединения, которые в случае необходимости могут быть разобраны без повреждения сопряженных или крепежных деталей. Разборка неразъемных соединений деталей в период эксплуатации не предусматривается, так как разъединение деталей может привести к их повреждению или полному разрушению. К неподвижным разъемным соединениям относят резьбовые, шпоночные, шлицевые и конические соединения. Неподвижные неразъемные соединения выполняют с гарантированным натягом или же сваркой, пайкой, клепкой и склеиванием.

К подвижным разъемным соединениям относят соединения с подвижными посадками, а к подвижным неразъемным – подшипники качения, втулочно-роликовые клепаные цепи, запорные краны и др.

Вместо цилиндрических часто применяют неподвижные конические соединения, поскольку они обеспечивают более точное центрирование. В этом случае плотность соединения обеспечивается чаще всего затяжкой охватывающей детали на конус вала.

Резьбовые соединения осуществляются с помощью болтов, винтов и шпилек. Трудоемкость сборки резьбовых соединений в массовом производстве составляет 25…40% общей трудоемкости сборочных работ.

Резьбовое соединение — разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы). Это соединение наиболее распространено из-за его многочисленных достоинств. В простейшем случае для соединения необходимо закрутить две детали, имеющие резьбы с подходящими друг к другу параметрами. Для рассоединения (разьёма) необходимо произвести действия в обратном порядке.

В резьбовых соединениях используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Характеристики резьбовых соединений

Достоинства:

технологичность;

взаимозаменяемость;

универсальность;

надёжность;

массовость.

Недостатки:

раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств).

отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений.

для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Классификация резьбовых соединений

резьбовое соединение при непосредственном скручивании соединяемых деталей (резьба имеется на этих деталях);

резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей, например, болтов, шпилек, винтов, гаек и т.д;

болтовое соединение;

винтовое соединение;

шпилечное соединение.

67. Заклепочные соединения. Сварные соединения.

Заклепочным срединением называется соединение двух деталей заклепками. Заклепочные соединения различают: по назначению — прочные (применяют в металлоконструкциях), прочно-плотные (применяют в котлах и резервуарах с высоким давлением) и плотные (применяют в резервуарах под атмосферным давлением); по числу рядов — однорядные и многорядные; по числу сечений — односрезные и двухсрезные; по расположению заклепок — с параллельными рядами и с расположением в шахматном порядке.

Заклепка (рис. 1) представляет собой стержень круглого сечения, на конце которого имеется закладная головка. Заклепочное соединение образуют постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых элементов так, чтобы закладная головка плотно прижималась к детали и поддержке.

Клепальным молотком из свободной длины стержня образуют другую головку, называемую замыкающей. Для придания замыкающей головке правильной формы ее отделывают обжимкой. В процессе клепки стержень головки осаживается и плотно заполняет отверстие.

Стальные заклепки диаметром до 12 мм и заклепки из цветных металлов ставят холодным способом и с нагревом до светло-красного каления при большем диаметре. Стальные заклепки обычно изготовляют из вязкой стали (СтО, Ст2, СтЗ, 09Г2 др.). При расчете заклепочных соединений. допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми заклепками шва.

Основные размеры заклепочного соединения (рис. 2) выбирают по утвержденным нормам в зависимости от толщины соединяемых листов: d=28, t=3d и e=l,5d, где d — диаметр заклепки; t — шаг расположения заклепок; е — расстояние от оси заклепки до края листа.

 

Рис. 1. Типы заклепок
а —с полукруглой головкой; б —с полупотайной головкой; а — с потайной головкой; б, 6.1, 6.2 — толщина соединяемых деталей (листов); а, — длина части стержня, необходимая для образования головки, обычно Oi = (0,7—l,3)d; d – диаметр стержня заклепки

 

Рис. 2. Заклепочный шов

При двухсрезном соединении число заклепок будет 13 два раза меньше.

Сварные соединения. Сварные соединения образуются путем сваривания материалов деталей в зоне стыка. Наиболее распространенными способами сварки являются электрическая и газовая. Электрическая сварка разделяется на электродуговую и контактную. Электродуговая сварка выполняется вручную и автоматическими станками. Производительность и качество автоматической сварки гораздо выше ручной. По конструктивному исполнению сварные соединения бывают встык, внахлестку и втавр.

Соединение встык является наиболее простым и надежным. При соединении элементов малой толщины сварной шов накладывается без разделки кромок, а при большей — стыкуемые кромки предварительно обрабатывают для облегчения доступа электрода и образования шва на всей толщине детали (рис. 3).

Соединение внахлестку выполняется с помощью угловых швов (рис. 4). В зависимости от расположения угловые швы различают на лобовые, фланговые и косые. Лобовой шов расположен перпендикулярно, а фланговый параллельно линии действия силы. Лобовые, фланговые и косые швы рассчитывают на срез.

 

Рис. 3. Сварные швы встык и расчетная схема
а —без скоса кромок; б — V-образный; в — U-образный; г — расчетная схема

 

Рис. 4. Соединение внахлестку угловыми швами
а — конструктивная схема; б—расчетная схема; 1 — лобовой шов; 2 и 3— соединяемые элементы; 4 — фланговый шов

Соединение втавр (впритык) обеспечивает сваривание деталей, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях.

 

68. Паяные соединения. Клеевые соединения.

Паяные соединения

Пайка — технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.

Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с тем-пературой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей. В результате, припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.

Прочность соединения во многом зависит от зазора между соединяемыми деталями (от 0,03 до 2 мм), чистоты по-верхности и равномерности нагрева элементов. Для удаления оксидной плёнки и защиты от влияния атмосферы при-меняют флюсы.

Паяные соединения подобны сварным; отличие пайки от сварки – отсутствие расплавления или высокотемпера-турного нагрева соединяемых деталей, так как припои имеют более низкую температуру плавления, чем материалы соединяемых деталей.