Типы муфт: применение, преимущества

dawid Без рубрики 13.11.2023

Сегодня рассмотрим типы муфт для валов, их конструкцию, монтаж, преимущества, недостатки и области применения.

Что такое муфта?

Муфта — это тип соединителя, который объединяет два вала вместе и обеспечивает передачу крутящего момента и мощности через них. Чтобы облегчить обращение и транспортировку, валы обычно выпускаются длиной 7 метров. Однако, если требуется передавать мощность на большее расстояние, необходимо использовать несколько валов.

Это связано с тем, что чрезмерно длинные валы, под действием собственного веса, могут изгибаться. Это может вызывать вибрации, шум и, в конечном итоге, привести к поломке вала. Чтобы предотвратить это, валы соединяются с помощью муфты, которая объединяет их и помогает передавать мощность.

Функции муфт

Легкость отсоединения для ремонта или технического обслуживания.
Легкое соединение и надежная фиксация валов.
Возможность соединения валов, которые изготавливаются отдельно, например, валы двигателя и генератора.
Компенсация несоосности соединяемых валов.
Механическая гибкость, особенно в случае использования гибкой муфты.
Поглощение и снижение передачи ударных нагрузок с одного вала на другой.
Защита от перегрузок.
Изменение вибрационных характеристик вращающихся элементов при необходимости.

Классификация муфт:

Муфты в целом подразделяются на 2 категории.

1. Жесткая муфта.
2. Гибкие муфты.

1. Жесткая муфта

Используется для соединения двух валов, которые находятся в идеальном положении.
Они состоят из двух фланцев со ступицами, один из которых соединен шпонкой с ведущим валом, а два других — с ведомым валом. Два фланца соединены болтами.

Применение жестких муфт:

Когда требуемая длина вала слишком велика и изготовить такой длинный вал сложно, тогда два или более валов подходящей длины соединяются с помощью втулочной или муфтовой муфты.
Для мотонасосных агрегатов, мотор-редукторных агрегатов и т.д.

Типы жестких муфт:

Муфтовая муфта.
Разъемная муфта или зажимная муфта.
Фланцевая муфта.

2. Гибкая муфта

Используется для соединения двух валов, имеющих как боковое, так и угловое смещение.
Его конструкция аналогична жесткой муфте, за исключением того, что между соединяемыми деталями вставлен гибкий элемент, такой как резиновая втулка.
Резиновая втулка снабжена латунной накладкой для предотвращения чрезмерного износа. Эти втулки устраняют перекосы между валами.

Типы гибких соединительных валов:

Муфта типа втулочного штифта.
Универсальная муфта.
Муфта кулачково-дисковая.

В чем разница между жесткой муфтой и гибкой муфтой?

Жесткая муфта используется для соединения валов с идеальной центровкой, в то время как гибкие муфты допускают небольшое смещение между валами. Гибкая муфта является дорогостоящей по сравнению с жесткой муфтой. Кроме того, гибкая муфта может поглощать удары и вибрации, в отличие от жесткой муфты.

Теперь давайте подробно поговорим о каждой муфте, начиная с муфты с втулкой или муфтовым соединением.

Ниже приведены различные типы муфт:

1. Муфтовое соединение

Муфтовая муфта состоит из втулки или муфты, которая представляет собой тип полого цилиндра. Внутренний диаметр муфты равен внешнему диаметру вала. Два соединяемых вала имеют встроенные шпоночные пазы. Для соединения валов с муфтой используется шпонка с гибкой головкой.

Сборка втулочной или муфтовой муфты

Берутся валы и надеваются на них шпонки. Затем оба вала вместе со шпонками вставляются во втулку. Таким образом, собирается втулочная или муфтовая муфта. Этот тип муфт используется для валов малого диаметра.

Преимущества муфтовых муфт

Это самый простой тип муфты, состоящий всего из 2 частей, то есть муфты и ключа.
Они компактны по размеру.
У них нет выступающих частей, что делает их безопасными в использовании.
Это экономично.

Недостатки муфтового соединения

Основным недостатком жесткой муфты является то, что она не допускает смещения осей валов.
Их сложно собрать или демонтировать, поскольку втулку приходится перекладывать через вал или концы валов.
Они не способны поглощать удары или вибрации при подаче электроэнергии.

2. Разъемная муфта или зажимная муфта

Эта муфта похожа на муфту со втулкой, описанную выше. Можно сказать, что это модернизированная версия муфты с муфтой. Основное различие между ними заключается в том, что муфта или втулка разделена на две половины. В отличие от вышеупомянутой муфты, которая имеет втулку в виде полого цилиндра, зажимная муфта имеет втулку, разделенную на 2 части, которые скрепляются гайками и болтами.

Это обеспечивает прочность муфты, а также облегчает ее сборку и демонтаж по сравнению с муфтой или муфтовым соединением.

Преимущества зажимных муфт

Прочность муфты выше по сравнению с муфтовой муфтой.
Они могут передавать больший крутящий момент, чем муфтовые.
Их можно легко собрать и демонтировать.
Они имеют небольшие диаметральные размеры.

Недостатки зажимных муфт

Их стоимость выше по сравнению с муфтовыми муфтами из-за большего количества деталей.
Поскольку они содержат гайки и болты, они становятся небезопасными. Поэтому необходимо обеспечить защиту.
Они не могут поглощать удары и вибрации.

3. Фланцевая муфта (защищенного типа)

Таким образом, защищенная фланцевая муфта предотвращает контакт гаек и болтов с внешней средой, что делает ее более безопасной. Она обычно используется в приложениях, где могут быть опасные окружающие условия или где требуется дополнительная защита от случайных ударов.

Кроме того, защищенная фланцевая муфта также может предотвратить попадание пыли, грязи или других загрязнений внутрь соединенных элементов, что может повлиять на их работу или привести к износу и поломке.

В целом, защищенная фланцевая муфта предлагает дополнительную безопасность и защиту в сравнении с обычной фланцевой муфтой, поэтому она широко используется в различных отраслях и приложениях.

Преимущества фланцевых муфт

Простая конструкция
Способна передавать высокий крутящий момент по сравнению с муфтовой муфтой.
Подходит для работы на высоких скоростях.
Легко монтируется и демонтируется.

Недостатки фланцевых муфт

Они не допускают перекоса, валы должны быть идеально выровнены.
Они не могут поглощать или выдерживать удары или вибрации.

4. Зубчатая муфта

Зубчатая муфта широко применяется в различных машинах и механизмах для передачи мощности и компенсации небольших смещений. Она обладает высокой надежностью и долговечностью благодаря своей конструкции и материалу изготовления.

Основными преимуществами зубчатой муфты являются:

Гибкость – зубчатая муфта позволяет компенсировать параллельное и угловое смещение между ведущей и ведомой ступицами. Это позволяет комфортно и безопасно передавать мощность между двумя вращающимися элементами.
Высокая надежность – зубчатая муфта обеспечивает прочное соединение и надежную передачу мощности. Зубья шестерни обеспечивают точное совпадение движения ведущей и ведомой ступиц, что предотвращает перекосы и заедания.
Простота установки – зубчатая муфта легко собирается и устанавливается. Для ее крепления используются гайки и болты, что обеспечивает простоту и быстроту сборки.
Широкий диапазон применения – зубчатые муфты могут использоваться в различных отраслях, включая машиностроение, автомобильную промышленность, судостроение и др. Они эффективно передают мощность и устойчивы к воздействию вибрации и перегрузок.

Зубчатая муфта является надежным и универсальным механизмом для передачи мощности с гибкостью компенсации небольших смещений. Ее использование обеспечивает эффективную работу машин и механизмов, а также повышает их надежность и долговечность.

Преимущества зубчатой муфты

Зубчатая муфта способна передавать большой крутящий момент
Они имеют длительный срок службы
Зубчатая муфта надежна

Недостатки зубчатой муфты

Требуется смазка через определенный промежуток времени.
Неправильная смазка приводит к повышенному нагреву и износу
Зубчатые муфты подвержены ошибке люфта.

Применение зубчатых муфт

Зубчатые муфты находят применение в крупном промышленном оборудовании, таком как большие насосы, воздуходувки, смесители, а также на сталелитейных заводах и проволочных заводах.

5. Кулачковая муфта

Кулачковые муфты также имеют простую конструкцию, что облегчает их установку и обслуживание. Они широко используются в различных промышленных оборудованиях, таких как насосы, компрессоры, приводы и т.д.

В целом, кулачковые муфты обеспечивают надежное соединение между валами, позволяют компенсировать угловые смещения и гашение вибрации, что в свою очередь улучшает эффективность и долговечность оборудования.

Преимущества кулачковых муфт

Кулачковые муфты легко монтируются / демонтируются
Низкие затраты на техническое обслуживание
Пауки могут быть легко заменены
Позволяет регулировать угловое смещение между валами
Не требует смазки

Ограничения кулачковой муфты

Кулачковые муфты допускают лишь некоторый уровень перекоса
Они ограничены определенным диапазоном рабочих температур
Существует проблема люфта, и со временем она возрастает.

Применение кулачковых муфт

Области применения кулачковых муфт включают:

Различные типы компрессоров
Насосы
Воздуходувки
Смесители

6. Гибкая муфта типа втулочно-штифтового соединения

Гибкая муфта, известная как втулочно-штифтовое соединение, является вариацией фланцевой муфты. В отличие от фланцевой муфты, втулочно-штифтовая муфта имеет резиновую втулку, штифты и гайки, вместо болтов и гаек. Резиновая втулка предоставляет гибкость соединению фланцев.

Гибкая фланцевая муфта состоит из двух фланцев. Один из них присоединен к входному валу шпонкой, а другой — к выходному валу. Два фланца объединяются с помощью 4-6 втулок и штифтов, в зависимости от диаметра вала.

Штифты крепятся к фланцу с помощью гаек. Резиновая втулка, которая используется, имеет латунную накладку на внутренней поверхности, чтобы предотвратить износ резиновой втулки. Фланцевая муфта соединяется со входным валом при помощи шпонки.

Обычно между двумя фланцами муфты оставляют зазор в 5 мм. Затем мощность передается с помощью резиновых втулок, так как между фланцами отсутствует жесткое соединение. Это обеспечивает гибкость муфты.

Преимущества гибкой муфты типа втулочно-штифтового соединения

Их конструкция проста
Они поглощают удары и вибрацию при передаче электроэнергии.
Этот тип муфт может выдерживать смещение на 0,5 мм в поперечном направлении и на 1,5 градуса в угловом.

Недостатки гибкой муфты типа втулочно-штифтового соединения

Это неэкономично, т.е. его стоимость высока из-за большего количества компонентов.
Радиальное пространство, требуемое для муфты, больше по сравнению с другими муфтами.

7. Муфта кулачково-дисковая

Муфта кулачково-дисковая является еще одним типом гибкой муфты, предназначенной для валов с параллельным смещением. Она представляет собой модификацию кривошипно-шатунного цепного механизма с двойным ползуном.

Муфта состоит из трех основных компонентов: двух фланцев и центрального диска. Фланцы соединены с валами при помощи шпонок. На внутренней поверхности фланцев имеются канавки, создающие пазы для выступов, находящихся на центральном диске. Центральный диск прижимается между фланцами, при этом он может свободно перемещаться в пазах.

Фланцы обычно изготавливаются из нержавеющей стали или алюминиевого сплава, в то время как центральный диск изготавливается из полимерных материалов или пластмассы. Это позволяет уменьшить трение между фланцем и центральным диском при его скольжении и придает соединению дополнительную гибкость.

Преимущества муфты кулачково-дисковой

Размеры компактны.

Простота сборки.
В случае чрезмерной нагрузки центральный диск сломается первым. Таким образом предотвращается выход из строя других важных компонентов машины.
Центральный диск легко заменяется и стоит недорого.
Они могут эффективно поглощать удары и вибрации.
Они допускают смещение валов.
Благодаря наличию пластикового центрального диска муфта становится электрически изолированной.
Это экономично.

Недостатки муфты кулачково-дисковой

Они не допускают углового смещения.
Они не выдерживают высокого крутящего момента.
Из-за скольжения центральный диск подвергается износу, поэтому по истечении определенного периода времени его необходимо заменить.

Применение муфты кулачково-дисковой

Используется в шаговом двигателе.
В робототехнике.
Применение серводвигателей.
В принтерах и аппаратах Xerox.

8. Универсальная муфта

Универсальная муфта является одной из самых универсальных муфт , когда дело доходит до соединения валов под углом. Может использоваться для валов, расположенных под углом 90 градусов друг к другу. Обеспечивает эффективную передачу мощности и крутящего момента между несоосными валами под любым углом, отсюда и название универсальной муфты. Карданный вал , используемый в автомобилях, является одним из наиболее известных применений универсальной муфты.

9. Гидравлическая муфта

Гидравлическая муфта — это еще один тип гибкой муфты. Она также известна как «Гидравлическая муфта‘. В этой муфте вращательное движение передается от одного вала к другому с помощью трансмиссионной жидкости между ними.

Гидравлическая муфта состоит из 4 основных компонентов: рабочего колеса, статора, турбины и рабочей жидкости. Рабочее колесо прикреплено к приводному валу, тогда как турбина прикреплена к ведомому валу. Между ними находятся статор и гидравлическая жидкость.

Таким образом, когда рабочее колесо вращается благодаря приводному валу, это приводит к снижению уровня гидравлического масла в радиальном направлении наружу. Таким образом, рабочее колесо действует подобно насосу. Теперь высокоскоростная жидкость после прохождения через рабочее колесо направляется статором таким образом, что она ударяется о лопасти турбины под определенным углом.

Жидкость, проходящая через статор и попадающая на лопасти турбины, заставляет ее вращаться, и, таким образом, вращается вал, прикрепленный к турбине.

Таким образом, передача энергии происходит следующим образом:

Механическая энергия (рабочее колесо) ➡ Кинетическая энергия рабочей жидкости ➡ Механическая энергия (турбина)

Преимущества гидравлических муфт

Гидравлическая муфта практически не подвержена вибрациям.
Передача осуществляется плавно
Могут устанавливаться вертикально или горизонтально
Снижение уровня шума при работе

Ограничения гидравлических муфт

Изначально существует разница между частотой вращения ведущего и ведомого валов.
Это дорого по сравнению с другими муфтами.
Всегда имеет место некоторая потеря энергии.
При ненадлежащем обслуживании существует вероятность утечки масла.
Утечка масла может привести к загрязнению окружающей среды.

Применение гидравлических муфт

Гидравлическая муфта используется в автомобильных трансмиссиях
Локомотивы
Судовой движитель

Требования к хорошему соединению:

Муфта должна быть простой в сборке и демонтаже.
Муфта должна обеспечивать передачу 100% мощности от одного вала к другому без каких-либо потерь мощности.
Муфта должна обеспечивать идеальную центровку валов.
Муфта должна быть способна поглощать и уменьшать удары и вибрацию при передаче мощности от одного вала к другому.
Муфта не должна иметь выступающих деталей или иметь минимальное количество выступающих деталей.

Факторы, которые следует учитывать при выборе муфты:

Смещение вала.
Условия эксплуатации.
Рабочий крутящий момент и частота вращения валов.
Защита от перегрузки.
Долговечность и надежность.
Циклическая эксплуатация.
Направление вращения.

Вот и всё о типах муфт.

Предлагаем ознакомиться с ТОРМОЗНЫМИ МУФТАМИ, производимыми нашим предприятием, ПО ССЫЛКЕ.

Контакты

Теги

ДОСТАВКА В ГОРОДА