Conexiuni de cuplare. Cuplaj pentru arbori de legătură Cum se realizează o conexiune de arbore detașabil

Cuplaje sunt destinate conectarii arborilor sau a altor piese rotative pentru transmiterea cuplului. Ele sunt folosite pentru a transmite rotația de la motor la mecanism, pentru a o porni și opri, pentru a schimba vitezele și pentru a îndeplini alte funcții.

În funcție de scopul lor, de proiectare și de condițiile de funcționare, cuplajele sunt împărțite în permanente (conectare) și cuplare (controlate și autodirecționate). În acest articol vom vorbi doar despre cuplaje. Atunci când alegeți un design de cuplare, este necesar să luați în considerare scopul acestuia, caracteristicile de proiectare și asamblare, amploarea și natura sarcinii și condițiile de funcționare. Cuplajele sunt proiectate pentru a conecta permanent piesele rotative. Acestea sunt împărțite în două grupe: arbori oarbe, care se conectează rigid și mobile, permițând o anumită inexactitate a asamblarii. Pentru arborii care transmit cupluri minore se folosește un cuplaj oarbă, conectat prin știfturi conici (Fig. 1a). Pentru a transmite cupluri semnificative, se utilizează un cuplaj oarbă cu chei (Fig. 1.6) sau un cuplaj cu disc (Fig. 1c). Știfturile sunt poziționate la un unghi de 90° unul față de celălalt. Bucsa poate fi realizata din orice material. Dimensiuni aproximative: L=(3...5) d; D=1,5d; dm=(0,25...0,3) d. Bucșa este proiectată pentru torsiune, iar conexiunile cu știfturi sau chei sunt proiectate pentru forfecare și strivire.

Dezavantajul acestor cuplaje este cerința pentru alinierea strictă a arborilor conectați. Deplasarea și alinierea greșită a arborilor provoacă deformații suplimentare la încovoiere în aceștia și crește presiunea asupra suporturilor. Cuplajele mobile sunt împărțite în cuplaje de expansiune, care permit deplasarea axială a arborelui; cruce, permițând deplasarea radială a arborelui; lese; membrana si elastica, permitand deplasarea axiala si radiala a arborilor. În fig. 2a prezintă un cuplaj de expansiune de capăt, iar 2.6 prezintă un cuplaj cu un știft de antrenare. Dimensiunile cuplajelor sunt selectate în funcție de condițiile de strivire ale suprafețelor de contact. De obicei 1=d, 6=(0,25...0,3) d, dm =(0,25...0,3) dv. Cuplaje de expansiune folosit numai la transmiterea sarcinilor mici si viteze unghiulare mici datorita uzurii intense a suprafetelor de lucru. Cuplajele transversale (Fig. 3) constau din două flanșe fixe cu decupaje sau proeminențe 1 și 2, fixate pe arbori fiind conectate. Între aceste flanşe este plasată o parte mobilă 3 cu proeminenţe sau decupaje. Dispunerea perpendiculară a canelurilor face posibilă compensarea nealinierii arborilor din cauza alunecării proeminențelor crucii în caneluri jumătăți de cuplare. Pentru a crește eficiența, este necesară lubrifierea suprafețelor de frecare și rularea precisă a acestora. Piesele de cuplare sunt de obicei realizate din oțel. Proeminențele crucii și canelurile jumătăților de cuplare sunt cimentate. Dacă arborii trebuie izolați electric unul de celălalt, atunci traversa este realizată din material electroizolant. Tabelul 1 prezintă dimensiunile principale ale cuplajelor.
Dezavantaj cuplaje încrucișate este creșterea reacției pe măsură ce proeminențele se uzează. În cazurile în care jocul (MRX) este inacceptabil, se folosesc modele fără joc de cuplaje transversale cu un dispozitiv de strângere. Cuplajele de antrenare (Fig. 4) constau din două discuri cu butuci montați rigid la capetele rolelor. Un bolț 2 este fixat pe discul 1 al unei jumătăți de cuplare, care alunecă în canelura radială a celei de-a doua jumătăți de cuplare 3.
Dezavantajul cuplajelor de antrenare este prezența MRX datorită prinderii știftului în canelură; valoarea MRKh crește pe măsură ce suprafețele de frecare ale canelurii și știftului se uzează și este determinată de dimensiunea golului rezultat. Pentru a îmbunătăți condițiile de funcționare ale cuplajului de antrenare, este de preferat să folosiți cabluri cu două degete. În acest caz, uzura pieselor de frecare ale cuplajului este redusă, iar presiunea radială asupra rolei, observată la driverele cu un singur deget, este de asemenea eliminată. Cu toate acestea, lesele cu două degete sunt mai dificil de fabricat și, în plus, necesită alinierea completă a arborilor care sunt conectați, ceea ce complică asamblarea mecanismului. Tabelul 2 prezintă dimensiunile cuplajelor de antrenare cu un singur deget.

ÎN anii de scoala Am studiat într-un club de modelare a navei și așa am conectat axul motorului cu arborele elicei modelului de navă folosind balamaua prezentată în figura 5. Această conexiune seamănă cu arborele de transmisie al unei mașini. Cred că structura acestei conexiuni este clară din figură. Cu cât jumătățile de cuplare sunt mai apropiate una de cealaltă, cu atât lubrifiantul este stocat mai mult în ele, dar în același timp trebuie să existe o aliniere adecvată a arborilor. Fotografia de mai jos arată una dintre jumătățile de cuplare, care a supraviețuit cumva în mod miraculos din acele vremuri, adică aproape cincizeci de ani. Există și o conexiune folosind un arc, nu l-am desenat. Pe scurt, dacă arborii au aceleași diametre și forțele sunt minime, atunci pur și simplu se pune un arc adecvat pe arbori. Poate fi asigurat simplu prin lipire sau peste arc se poate pune un manșon cu un șurub de strângere.

Cuplaj de casă

Vreau să vă spun despre încă o conexiune la arbore. Prima dată când am văzut acest miracol a fost în 1971, în timp ce într-o fermă colectivă recoltau cartofi. Mi-a plăcut atât de mult încât l-am luat imediat în serviciul meu. Stătea pe mașina de tuns iarbă KIR-1.5. Mașina de tuns iarbă rotativă KIR-1.5 este proiectată pentru recoltarea ierburilor anuale și perene cu semințe și ierburilor naturale. Kirele moderne nu au o astfel de conexiune. Conexiunea poate rezista la o cantitate decentă de cuplu. Pentru a-l realiza, veți avea nevoie de un pinion (foto 1) de la arborele cotit al unui motor din clasicul Zhiguli, unde arborele cu came are o transmisie cu lanț. Lanțul în sine este fotografia 3. Și este necesar să prelucrați jumătățile de cuplare, verde în imagine. Steaua este tăiată în jumătate. Pe fiecare jumătate de cuplare este sudată o jumătate de pinion (Fig. 1). Apoi, o parte a lanțului cu un număr de zale egal cu numărul de dinți de pe pinion este separată. Înfășurați jumătățile de cuplare rezultate cu această bucată de lanț și utilizați un știft nou pentru a conecta verigile folosind un nit (Foto 2). Pentru a fixa jumătățile de cuplare, puteți folosi șuruburi dacă forțele nu sunt mari, dar este mai bine, desigur, să folosiți o conexiune cu cheie. Ei bine, asta pare să fie tot, dacă îmi amintesc ceva interesant, cu siguranță îl voi posta. La revedere. K.V.Yu.

Metodele posibile de conectare a motorului și a cutiilor de viteze cilindrice, elicoidale conice și melcate sunt prezentate în Fig. 2.1, unde a, d, i sunt conexiuni arbore-ax, b, f, j sunt conexiuni cu ambreiaj de compensare, c, g, l sunt conexiuni cu roți dințate, g, h, m sunt conexiuni cu curele trapezoidale.

Conexiunea „ax la arbore” este utilizată: atunci când se încearcă reducerea dimensiunilor totale și a greutății; dacă este necesară o legătură rigidă pentru a obține o poziționare precisă și o viteză precisă de mișcare; încercând în același timp să reducă momentul redus de inerție

conduce. Această conexiune este compactă, dar extrem de sensibilă la erori în fabricarea și asamblarea unității. Pe măsură ce aceste erori cresc, forțele din suporturile arborilor conectați ai motorului și cutiei de viteze cresc și apare posibilitatea de fretare în legătură. După cum se știe, fretting articulațiilor fixe

este un tip de deteriorare care apare atunci când două suprafețe care sunt în contact și nominal staționare una în raport cu cealaltă experimentează deplasări relative periodice mici locale.

Când conectați motorul și arborii cutiei de viteze folosind un ambreiaj de compensare, este posibil să se compenseze erorile destul de mari din ansamblul de antrenare. În acest caz, lungimea unității crește ușor. Sarcina radială cantilever pe arborii conectați este de aproximativ 0,2 din forța circumferențială asupra cuplajului.

Dacă arborii motorului și cutiei de viteze sunt conectați printr-un angrenaj, atunci dimensiunea totală a motorului cu angrenaj melcat sau conic crește ușor în lungime. În acest caz, motorreductorul devine, respectiv, un melc cilindric sau un cilindric-conice-cilindric. Arborii conectați sunt încărcați de forțele care acționează asupra dinților angrenajului.

Conexiunea prin intermediul unei curea trapezoidale mărește dimensiunea totală a motorreductorului în înălțime. Sarcina pe arborii conectați este determinată de forța radială de pretensionare în consolă a curelelor.

Analiza comparativă (Fig. 2.2) a prevalenței diferitelor conexiuni ale arborelui motor și

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

cutii de viteze din motoare cu angrenaje pentru uz industrial general de la 72 de companii din 17 țări au arătat că trei tipuri de conexiuni: „ax la arbore” (umplere albă), cuplare compensatoare (umplere neagră), folosind o transmisie cu angrenaje (umplere gri) sunt destul de comune în motoare moderne fabricate atât în ​​țările occidentale, cât și în Rusia. Conexiunile de transmisie prin curea nu au fost incluse în această analiză, deoarece sunt utilizate numai de unii producători de motorreductor.

Conexiunea „ax la arbore” este utilizată de Bockwoldt (Germania) într-un motorreductor cilindric-conic-elicoidal. Companiile Rotor (Olanda), Renold (Marea Britanie), Innovari (Italia) folosesc o astfel de conexiune în cutii de viteze cu motor cu angrenaje elicoidale cu una, două și trei trepte. Conexiunea de cuplare este tipică

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

pentru motorreductor de la Stöber, Bauer (Germania) etc. Se realizeaza folosind un cuplaj cu roti dinţate, cuplaj cu roţi dinţate, MUVP etc. Legarea angrenajelor este comună în Germania (SEW, Bauer, Nord), Marea Britanie (Renold), SUA (compania Baldor Dodge), Italia (companii Innovari, Rossi) și alte țări.

2.1 Conexiune arbore la arbore

ÎN motoare cu angrenaje Se folosesc trei tipuri de legături „ax la arbore”: 1) atât arborele motorului cât și arborele cutiei de viteze sunt montate pe două suporturi, cuplul este transmis printr-o legătură cu cheie; 2) atât arborele motorului cât și arborele cutiei de viteze sunt montate pe două suporturi, cuplul este transmis prin caneluri scurte; 3) arborele motorului este montat pe două suporturi, iar arborele de intrare al cutiei de viteze este montat pe unul, cuplul este transmis printr-o legătură de tensiune creată prin strângerea șuruburilor conexiunii terminale.

În fig. 2.3 prezintă aceste tipuri de conexiuni în raport cu un motorreductor elicoidal-coic-elicoidal: primul (a) este un motorreductor din Pujol Muntala (Spania); a doua (b) – motorreductor de la ZAE (Germania); al treilea (c) este un motorreductor de la Bauer (Germania). Primul tip de conexiune este folosit și de companii

GFC și Bockwoldt (Germania), Renold (Marea Britanie), Rossi

(Italia), Mozhga-Reductor LLC, Reductor OJSC, Barysh, Reductor OJSC, Izhevsk (Rusia), etc. Al doilea tip de conexiune este, de asemenea, comun în Swedrive (Suedia), Bonfiglioli (Italia) etc. Al treilea tip de conexiune este folosit și de KEB (Marea Britanie) și alții.

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

În Fig. 2.4 (motorul nu este prezentat în figură).

După cum se știe, o tijă fixată într-un suport (Fig. 2.5, a) formează un mecanism. Pentru a fixa tija în spațiu, este suficient să o instalați pe două suporturi (Fig. 2.5, b). Dacă numărul de suporturi crește, atunci sistemul devine static nedeterminat și pentru a determina reacțiile din suporturi este necesar, pe lângă ecuațiile de echilibru, să se formuleze condiții de compatibilitate a mișcărilor. Când arborii sunt aliniați sau nealiniați, suporturile situate în apropierea îmbinării sunt încărcate cu forțe care pot depăși reacțiile din suporturi din procesul de lucru. Un arbore cu patru rulmenți fără balama (Fig. 2.5, c) este o diagramă de proiectare a unei conexiuni „arbore la arbore” de primul tip, un arbore cu patru rulmenți cu o balama

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

(Fig. 2.5, d) – schema de proiectare a conexiunii „arbore la arbore” de al doilea tip, arbore cu trei lagăre (Fig. 2.5, e) – schema de proiectare a conexiunii „arbore la arbore” de al treilea tip.

Deoarece conexiunea „arbo-la-arbore” formează un model de proiectare static nedeterminat al arborilor conectați, erorile de fabricație și asamblare pot duce la forțe semnificative în suporturi. Pentru a limita mărimea acestor forțe, este necesar să se ia în considerare relația dintre reacțiile din suporturi cu erorile de localizare a suprafețelor pieselor, rigiditatea la încovoiere a arborilor, rigiditatea de contact a lagărelor, jocurile radiale în rulmenți și atribuirea. toleranțe de amplasare bazate pe sistemul static nedeterminat luat în considerare.

Pe lângă o creștere a reacțiilor în suporturi, care reduce durata de viață a rulmenților, într-o conexiune „ax-la-shaft”, poate apărea fretting la îmbinarea suprafețelor de contact ale capătului de ieșire al arborelui motorului și gaura din arborele cutiei de viteze. Pentru a preveni apariția fretting-ului, compania SEW (Germania) recomandă aplicarea pastei antigripante NOCO pe suprafețele de contact în timpul asamblarii, companiile italiene - pasta „Klűberpaste-46MR401”, compania

Ivanov A.S., Murkin S.V. „Proiectarea motoarelor moderne”

Informații generale

În inginerie, cuplajele sunt dispozitive de conectare pentru acei arbori ale căror capete se potrivesc unul lângă celălalt sau sunt separate prin distanta scurta. Legarea arborilor cu cuplaje asigură transmiterea cuplului de la un arbore la altul. Arborii, de regulă, sunt amplasați astfel încât axa geometrică a unui arbore să fie o continuare a axei geometrice a celuilalt arbore. Cu ajutorul cuplajelor, puteți transfera și rotația de la arbori la roți dințate și scripete montate lejer pe acești arbori.

Ambreiajele nu schimbă cuplul sau sensul de rotație. Unele tipuri de cuplaje absorb vibrațiile și punctele, protejând mașina de accidentele cauzate de suprasarcină.

Utilizarea cuplajelor în inginerie mecanică este cauzată de necesitatea:

Obținerea de arbori lungi din piese separate, compensând micile inexactități de instalare în poziția relativă a arborilor conectați;

Oferirea arborilor de o oarecare mobilitate relativă în timpul funcționării (deplasări mici și oblicare a axelor geometrice ale arborilor);

Pornirea și oprirea nodurilor individuale;

Conectarea și deconectarea automată a arborilor în funcție de distanța parcursă, sensul de rotație transmisie, viteza unghiulară, adică îndeplinirea funcțiilor de control automat;

Reducerea sarcinilor dinamice.

Mașinile moderne constau dintr-un număr de piese separate cu capete ale arborelui de intrare și de ieșire, care sunt conectate prin cuplaje (Fig. 1).

Orez. 1. Diagrama schematică mașini

Clasificarea cuplajelor.

Varietatea modelelor de cuplare complică clasificarea acestora. Cel mai simplu cuplaj este realizat dintr-o bucată de tub de niplu și conectează arborele unui motor electric la rotorul unei spălătoare a parbrizului auto. Cuplajele turbocompresoarelor pentru motor cu reacție constau din sute de piese și sunt sisteme de autoreglare extrem de complexe.

Grupurile de cuplaje se disting prin natura conexiunii arborelui.

Cuplaje mecanice:

A) rigid (orb) - practic nu permite compensarea deplasărilor radiale, axiale și unghiulare ale arborilor;

B) compensare - care permite o anumită compensare a deplasărilor radiale, axiale și unghiulare ale arborilor datorită prezenței elementelor elastice (bucșe de cauciuc, arcuri etc.);

B) frecare - permițând alunecarea pe termen scurt sub suprasarcină.

Cuplaje electrice (electromagnetice).

Cuplaje hidraulice sau pneumatice.

Cuplajele electrice și hidraulice folosesc principiile aderenței prin forțe electromagnetice și hidraulice. Aceste cuplari sunt studiate în cursuri speciale. În cele ce urmează, sunt analizate doar cuplajele mecanice. Majoritatea cuplajelor utilizate sunt standardizate. Principala caracteristică la selectarea cuplajelor dintr-un catalog sau carte de referință este momentul transmis, care ia în considerare cea mai gravă condiție de încărcare.

Clasele de cuplaje se disting prin modul de conectare a arborelui.

Necuplat (permanent, de legătură) - conectați arbori permanent, formează arbori lungi.

Controlat (cuplaj) - conectați și deconectați arbori în timpul funcționării, de exemplu, binecunoscutul ambreiaj de automobile.

Auto-acționare (autocontrolat, automat) - funcționează automat într-un anumit mod de funcționare (depășire, centrifugă, siguranță).

Cuplaje de siguranță care deconectează arbori în cazul încălcării condițiilor normale de funcționare.

Alte.

În funcție de gradul de reducere a sarcinilor dinamice, cuplajele sunt împărțite în:

Vibrații puternice, șocuri și șocuri care nu netezesc transmiterea cuplului;

Elastice, netezirea vibrațiilor, șocurilor și impacturilor datorită prezenței elementelor elastice - arcuri, bucșe de cauciuc etc.

Caracteristica principală a unui cuplaj este cuplul transmis.

Indicatorii esențiali sunt dimensiunile, masa, momentul de inerție.

Cuplajul, conceput pentru a transmite un anumit cuplu, este realizat în mai multe modificări pentru diferite diametre ale arborelui. Cuplajele sunt unități autonome, astfel încât pot fi standardizate cu ușurință.

Cuplajele sunt calculate în funcție de criteriile lor de performanță:

Rezistență la sarcini ciclice și de impact,

Rezistenta la uzura,

Rigiditate.

În practică, cuplajele sunt selectate dintr-un catalog în funcție de cantitatea de cuplu transmisă T= T Vala K, Unde T Vala – cuplul nominal determinat prin calcularea dinamicii mecanismului (cel mai mare dintre cele cu acțiune lungă), LA– coeficientul modului de operare.

În acționările de la un motor electric sunt acceptate următoarele:

În timpul funcționării silențioase și a unor mase accelerate mici (acționări ale benzilor transportoare, instalații de testare etc.) LA = 1,15...1,4;

Cu sarcină variabilă și mase medii accelerate (mașini de tăiat metale, compresoare cu piston, etc.) LA= 1,5...2;

Sub sarcini de șoc și mase mari accelerate (laminoare, ciocane etc.) LA= 2,5...3.

Diametrele găurilor de montare ale cuplajului sunt în concordanță cu diametrele capeților arborilor conectați, care pot fi diferite la același cuplu datorită aplicării materiale diferiteși sarcini diferite cu momente încovoietoare.

Principalele tipuri de cuplaje sunt reglementate de standard pentru o anumită gamă de diametre ale arborelui și sunt concepute pentru a transmite un anumit cuplu.

Cele mai slabe verigi ale cuplajului selectat sunt verificate pentru rezistență în funcție de momentul de proiectare T r .

Funcționarea cuplajelor este însoțită de pierderi. Conform datelor experimentale, atunci când se calculează eficiența cuplajelor, aceasta este de obicei luată η = 0,985...0,995.

Varietatea modelelor de unități ale mașinilor contribuie la utilizarea pe scară largă a cuplajelor în inginerie mecanică.

Cuplaje rigide (oarbe).

Aceste cuplaje sunt folosite pentru a conecta rigid arborii. Poate fi manșon sau flanșă.

Cuplaj Bush este cea mai simplă dintre cuplaje rigide. Este o bucșă 3 (Fig. 2), montat folosind chei, știfturi sau caneluri pe capetele de ieșire ale arborilor 1 Şi 2.

Fig.2. Cuplaj bucșă: A - fixare cu dibluri; b - fixare cu știft

Cuplajele bucșelor sunt utilizate în modelele de mașini cu viteză redusă și necritice cu diametre ale arborelui d70 mm.

Demnitate astfel de cuplaje au un design simplu și dimensiuni de gabarit reduse; defecte- în timpul instalării și demontării, este necesar să se depărteze capetele arborilor pe toată lungimea cuplajului sau să se deplaseze manșonul de-a lungul arborelui cu cel puțin jumătate din lungime; necesitatea unei alinieri foarte precise a arborilor, deoarece aceste cuplari nu permit deplasarea radiala sau unghiulara a axelor arborelui (Fig. 3).

Material pentru realizarea bucsei - otel 45; pentru cuplaje de dimensiuni mari - fonta SCh25.

Fig.3. Posibile deplasări ale arborelui

Cuplaj cu flanșă constă din două jumătăți de cuplare 1 și 2 (Fig. 4), conectate prin șuruburi 4. Pentru a transmite cuplul, se folosesc conexiuni cu cheie sau caneluri. Cuplul se transmite datorita fortelor de frecare dintre flanse, iar atunci cand suruburile sunt introduse fara joc, apoi si prin suruburi. Cuplajele cu flanșă sunt standardizate în intervalul de diametre de 12...250 mm și transmit cupluri de 8...45000 Nm. La mașinile grele, jumătățile de cuplare sunt sudate pe arbori.

Aceste cuplari sunt uneori numite întortocheate transversal. Pentru o centrare mai bună a flanșelor, se realizează o proeminență circulară pe o jumătate de cuplare, iar pe cealaltă jumătate se realizează o adâncitură de același diametru (Fig. 4, O) sau furnizați un inel de centrare 3 (Fig. 4, b).

Fig.4. Cuplaje cu flansa: O- alinierea datorita proeminenței; b - inel de centrare

Cuplajele cu flanșă pot transmite cupluri semnificative; sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. Folosit pentru arbori cu diametru d350 mm. Demnitate aceste cuplaje au un design simplu și ușor de instalat; defect- necesitatea alinierii precise a arborilor și respectării precise a perpendicularității suprafețelor de capăt de contact ale jumătăților de cuplare la axa arborelui.

Materialul jumătăților de cuplare cu flanșă - oțel 40, 35L, fontă SChZO (pentru cuplaje de dimensiuni mari).

Șuruburile instalate fără spațiu liber pot asigura alinierea arborilor. La instalarea șuruburilor cu un spațiu, alinierea este asigurată de o proeminență care absoarbe și toate sarcinile laterale. Proeminența de centrare complică instalarea și demontarea conexiunii, deoarece aceasta necesită deplasarea axială a arborilor. Pentru a asigura siguranța, părțile proeminente ale șuruburilor sunt acoperite cu umeri. 4 . În cazurile în care cuplajul are un gard comun, margele nu sunt realizate. Calculele de rezistență sunt efectuate pentru îmbinări cu cheie și șuruburi (vezi calculul cheilor paralele și calculul îmbinărilor cu șuruburi încărcate în planul îmbinării pentru șuruburile furnizate cu și fără joc). Instalarea șuruburilor fără joc face posibilă obținerea de cuplaje de dimensiuni mai mici și, prin urmare, este utilizată mai des.

Cel mai răspândit din acest grup de cuplaje este cuplaj cu angrenaje(Fig. 4.1). Se compune din jumătățile de cuplare 1 și 2 cu dinți externi și o cursă despicată 3 cu două rânduri de dinţi interni de profil evolvent (Fig. 16.3). Cuplajul compensează deplasările radiale, axiale și unghiulare ale arborilor din cauza jocurilor laterale în angrenarea și șlefuirea dinților de-a lungul sferei. Compensarea nealinierii arborelui este însoțită de alunecarea dinților. Pentru a crește rezistența la uzură, dinții sunt supuși unui tratament termic și cuplajul este umplut cu lubrifiant.

Cuplaje compensatoare

Proiectele acestor cuplaje sunt oarecum mai complexe, dar ele permit unele deplasări radiale și unghiulare ale axelor arborelui. Scopul principal al acestor cuplari este de a compensa efectele nocive ale poziției relative incorecte a arborilor care sunt conectați. Cu toate acestea, aceste cuplaje sunt sensibile la nealiniere. În plus, atunci când arborii sunt nealiniați din cauza frecării din dinți, cuplajul încarcă arborii cu un moment încovoietor de aproximativ 10% din momentul de rotație. Cuplajele compensatoare sunt împărțite în rigid mobilŞi elastic(deformabil).

Ambreiaj cu came-disc(Fig. 5) este format din două jumătăți de cuplare 1 Şi 2 cu caneluri diametrale la capete si un disc plutitor intermediar 3 (Fig. 5, O) cu proiecții reciproc perpendiculare. În cuplajul asamblat, proeminențele discului sunt situate în canelurile jumătăților de cuplare (Fig. 5, b). Suprafețele de frecare sunt lubrifiate periodic cu unsoare (o dată pe schimb). Ambreiajul cu disc cu came este folosit pentru a conecta arbori de viteză mică (până la 250 rpm). Deplasările radiale admise ale arborilor sunt de până la 0,04 mm, deplasările unghiulare sunt de până la 30". Dezavantaj aceste cuplaje - sensibilitate crescută la distorsiunile arborelui. Aceste cuplaje sunt proiectate în primul rând pentru a compensa deplasarea relativ paralelă a axelor arborelui. Teoretic, pentru orice deplasare, raportul de transmisie dintre arbori este constant. Când arborele de antrenare se rotește fără accelerație unghiulară, arborele antrenat se va roti și el uniform. Se recomanda realizarea jumatatilor de cuplare si a discurilor din otel de 45L.

Fig.5. Ambreiaj cu disc cu came: A - elemente de cuplare; b- asamblat

Cuplaj cu angrenaje(Fig. 6) este format din patru părți principale: două jumătăți de cuplare 1 și 2 cu dinți externi și două cuști 3 Şi 4 cu dinții interni. Cuștile de cuplare sunt legate prin șuruburi 5. Prin orificiu 6 se adauga ulei (o data la trei luni). Cuplajele angrenate compensează nealinierea radială, unghiulară și combinată a arborelui(unghiurile dintre jumătățile de cuplare și cuști nu trebuie să depășească 0,5°; d560 mm); sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. Aceste cuplaje sunt fiabile în funcționare și au dimensiuni de gabarit reduse. Materialul jumătăților de cuplare și cuștilor este oțel 40 sau 45L.

Fig.6. Cuplaje angrenate: 1, 2 - cuplarea jumătăților cu dinții externi;

3, 4 - agrafe; 5 - șuruburi; 6 - orificiu pentru alimentarea cu lubrifiant

Cuplaj elastic pin-manșon(Fig. 7) are un design similar cu o cuplare cu flanșă în loc de șuruburi de legătură, cuplajul elastic are degete de oțel 1 pe care sunt instalate bucșe elastice (cauciuc, piele etc.). 2. Elementele elastice vă permit să compensați deplasările axiale minore (pentru cuplaje mici 1-5 mm; pentru cuplaje mari 2-15 mm), radiale (0,2-0,6 mm) și unghiulare (până la 30"). Cuplaje elastice cu știfturi Au o elasticitate bună, amortizare ridicată și capacitate de izolare electrică, sunt ușor de fabricat și sunt fiabile în funcționare. Sunt utilizate pe scară largă, în special pentru conectarea motoarelor electrice cu actuatoare (mașini). d150 mm. Material jumătăți de cuplare - oțel 35, 35L sau fontă SCh25; degetele sunt din oțel 45.

Orez. 7. Cuplaj elastic manșon-știft: 1 - degete; 2 - bucșe elastice

Capacitatea portantă a cuplajelor scade brusc odată cu creșterea nealinierii arborelui.

Dimensiunile cuplajelor sunt selectate din tabele în funcție de cuplul, care este găsit de cel mai mare cuplu pe termen lung pe arborele de antrenare.

Cuplaje mobile

Acestea permit conectarea arborilor cu deplasare reciprocă sporită a axelor, atât cauzate de inexactități, cât și specificate special de proiectant.

Un reprezentant izbitor al acestei familii sunt cuplurile articulate. Ideea unui cuplaj a fost propusă pentru prima dată de Girolamo Cardano în 1570 și adusă la o soluție inginerească de Robert Hooke în 1770 (Fig. 8). Prin urmare, uneori în literatură sunt numite cuplaje cardanice, iar uneori - articulații Hooke.

Fig.8. Balamaua lui Hooke bazată pe ideea lui Cardano

Cuplajele articulate conectează arbori la un unghi de până la 45°, permițându-vă să creați arbori de lanț care transmit rotația în locurile cele mai inaccesibile. Toate acestea sunt posibile deoarece crucea nu este o balama, ci două deodată cu axe perpendiculare.

Rezistența cuplajului cardan este limitată de rezistența păianjenului, în special de punctele de atașare a știfturilor de păianjen în orificiile furcii. Defectarea traversei este un defect foarte comun, cunoscut de aproape toți proprietarii unei mașini cu tracțiune spate.

Cuplajele sunt selectate din catalog. Se efectuează un calcul de verificare pentru suprafețele de lucru ale balamalelor pentru strivire și se verifică rezistența furcilor și a traverselor.

Cuplajele articulate de dimensiuni mici (Fig. 9) sunt standardizate în gama de diametre 8...40 mm și cupluri 12,5...1300 Nm. Traversa este realizată sub formă de paralelipiped. Balamaua este formată folosind axe de inserție, dintre care una lungă, iar cealaltă este formată din două bucșe scurte, fixate cu un nit. Designul este foarte tehnologic.

Fig.9. Cuplaj cardan de dimensiuni mici

Cuplaje flexibile

Proiectat în primul rând pentru a atenua (amortiza) șocurile, șocurile și vibrațiile. În plus, este permisă o anumită compensare pentru deplasările arborelui.

Principala caracteristică a unor astfel de cuplaje este prezența metalelor sau nemetalice element elastic. Sunt utilizate diverse elemente elastice (Fig. 10) O- stele, b– mașini de spălat, V– cochilii elastice, G-arcuri elicoidale, d– izvoare serpentine, e– burduf etc. Capacitatea cuplajelor flexibile de a rezista la șocuri și vibrații crește semnificativ durabilitatea mașinilor.

Orez. 10. Proiectări de cuplaje elastice

Un cuplaj cu o carcasă elastică în formă de tor poate fi, de fapt, considerat ca o balama elastică Hooke. Este capabil să compenseze inexactitățile semnificative în instalarea arborelui.

Ușor de instalat, demontat și înlocuit elementul elastic. Deplasările radiale permise sunt 1...5 mm, deplasările axiale sunt 2...6 mm, deplasările unghiulare sunt 1,5...2 0, unghiul de răsucire sunt 5...30 0.

Capacitatea portantă (și rezistența) cuplajelor depinde de atașarea carcasei la flanșe. Cuplajele cu carcasă elastică continuă au fost standardizate în intervalul de cuplu de 20...25000 Nm.

Cuplajul elastic bucșă-știft „MUVP” este utilizat pe scară largă (Fig. 11).

Nu este nevoie să atașați cauciucul pe metal; este ușor să înlocuiți elementele elastice atunci când sunt uzate.

In aceste cuplari, momentul se transmite prin degete si elemente elastice montate pe ele sub forma de inele sau bucse ondulate. Astfel de cuplaje sunt ușor de fabricat, simplu ca design, convenabil de operat și, prin urmare, sunt utilizate pe scară largă, în special pentru transmiterea rotației de la un motor electric.

Fig. 11. Cuplaj elastic pin-manșon

Cuplajele sunt normalizate în intervalele 16...150 mm și 32...15000 Nm.

Din păcate, deplasările radiale și unghiulare reduc semnificativ durata de viață a elementelor elastice și măresc sarcina pe arbori și suporturi.

Cuplajele sunt calculate pe baza presiunilor admise dintre bolțuri și bucșe elastice

P = 2M vr / (Z∙D∙d∙l) £ [ P],

Unde Z– numărul degetelor, d- diametrul degetelor, l– lungimea elementului elastic, D – diametrul locației axelor degetelor. Presiunea admisă este de obicei de 30 MPa.

Degetele de cuplare sunt proiectate să se îndoaie.

Cuplaje

Aceste cuplaje sunt concepute pentru a conecta și deconecta arbori. Unele tipuri de ambreiaje permit acest lucru în mișcare, fără a opri motorul electric. Cuplajele de cuplare sunt uneori numite gestionabil. Pe baza principiului de funcționare, se face o distincție între ambreiajele cu came și cu fricțiune.

Ambreiaje cu came(vezi Fig. 12) constau din două jumătăți de cuplare 1 Şi 2, având came pe suprafețele de capăt. Ambreiajul este cuplat folosind jumătatea de cuplare 2, care se poate deplasa de-a lungul arborelui de-a lungul unei chei de ghidare sau de-a lungul canelurilor.

Pentru a evita deteriorarea camelor, pornirea ambreiajului în timpul deplasării este permisă fără sarcină la o diferență foarte mică a vitezelor unghiulare ale arborilor. Oprirea este permisă din mers. Demnitate cuplaje cu falci - simplitate a designului și dimensiuni de gabarit reduse; defect- imposibilitatea, de regulă, de a porni în deplasare. Materialul recomandat pentru jumătățile de cuplare cu gheare este oțel aliat 20Х sau 20ХН (cu carburare și întărire).

Fig. 12. Ambreiaj cu came: 1,2 - jumătăți de cuplare

Ambreiaje cu frecare(Fig. 13) Spre deosebire de cele cu came, acestea permit pornirea în timpul sarcinii. Ambreiajele de frecare transmit cuplul datorită forțelor de frecare. Ambreiajele cu frecare permit angajarea lină la orice viteză, care este utilizat cu succes, de exemplu, în proiectarea ambreiajelor auto. In plus, ambreiaj cu frecarenu pot transmite prin tine un moment mai mare decât momentul forțelor de frecare, deoarece elementele de frecare care vin în contact încep să alunece, prin urmare ambreiajele de frecare sunt siguranțe nedistructive eficiente pentru a proteja mașina de suprasarcinile dinamice.

În funcție de designul lor, ambreiajele cu frecare sunt împărțite în: disc, în care frecarea are loc de-a lungul suprafețelor de capăt ale discurilor (unic și multidisc) (vezi Fig. 13, O);conic, în care suprafețele de lucru au formă conică (Fig. 13.10, b);cilindric având o suprafață de contact cilindrică (bloc, bandă etc.) (Fig. 13.10, V). Cel mai răspândit disc cuplaje.

Ambreiajele cu fricțiune funcționează fără lubrifiant (ambreiajele uscate) și cu lubrifiant (ambreiajele cu ulei). Acestea din urmă sunt utilizate în proiectarea mașinilor critice atunci când transmit momente mari. Ungerea reduce uzura suprafețelor de lucru, dar complică proiectarea cuplajului.

Material pentru ambreiaje cu frecare - otel structural, fonta SCh30. Materialele de frecare (țesătură de sârmă de azbest presată - ferodo, plastic de frecare, materiale pulbere etc.) sunt utilizate sub formă de căptușeli.

Orez. 13. Ambreiaje cu frecare: O- disc; b - conic; V- cilindric

Caracteristica principală a funcționării ambreiajelor de frecare este comprimarea suprafețelor de frecare. Din aceasta rezultă clar că astfel de cuplaje sunt proiectate pentru rezistență bazată pe presiunea de contact (similar cu efortul lagărului). Pentru fiecare structură, este necesar să se calculeze forța de compresiune și să o împartă la aria de contact. Presiunea de contact calculată nu trebuie să fie mai mare decât cea permisă pentru un anumit material.

Ambreiaje cu acțiune automată

Aceste cuplari sunt proiectate pentru a separa automat arborii în funcție de modificările unuia dintre următorii parametri: cuplu - siguranţă cuplaje, sensuri de rotație - depăşireși viteza de rotație - centrifugal.

Roți libere (depășire)(Fig. 14) sunt concepute pentru a transmite cuplul într-o singură direcție (de exemplu, pentru a roti butucul roții din spate a unei biciclete). Role 3 roțile libere sunt blocate între suprafețele jumătăților de cuplare din cauza forțelor de frecare 1 Şi 2

Orez. 14. Roată liberă cu role

Când viteza de rotație a jumătății de cuplare 1 scade din cauza depășirii, rolele se rulează în zone largi ale decupajului, iar ambreiajul se deschide automat.

Roțile libere funcționează silențios și permit o frecvență ridicată de activare.

Se recomandă utilizarea oțelurilor ShKh15, 20Kh, precum și a oțelurilor pentru scule cu conținut ridicat de carbon ca materiale pentru roți libere.

Ambreiaje centrifuge(Fig. 15) sunt folosite pentru a porni (opri) automat arbori la viteze unghiulare date.

Ambreiajul centrifugal constă dintr-o jumătate de cuplare antrenată și antrenată 1 Şi 2, în canelurile cărora sunt instalate greutăți de frecare - plăcuțe 3.

Orez. 15. Ambreiaj bloc centrifugal: 1,2- semicuplaje; 3 - tampoane

Când jumătatea de antrenare atinge viteza unghiulară specificată a blocului 3, din cauza forțelor centrifuge, acestea sunt apăsate împotriva semi-ambreiajului antrenat, iar ambreiajul este cuplat. În proiectarea prezentată în Fig. 15, oricare dintre jumătățile de cuplare (1 sau 2) poate fi liderul. Transmiterea cuplului se realizează prin forțe de frecare, a cărui valoare este proporţională cu pătratul vitezei unghiulare. Ambreiajul centrifugal permite cuplarea frecventă, asigură o cuplare lină și are dimensiuni de gabarit relativ mici.

Cuplaje de siguranță

Aceste cuplaje permit limitarea cuplului transmis, ceea ce protejează mașina de deteriorarea cauzată de suprasarcină.

Cele mai utilizate sunt ambreiajele cu came de siguranță, cu bile și cu fricțiune (Fig. 16).

Fig. 16. Cuplaje de siguranță

Ele diferă de ambreiaj și alte ambreiaje în absența unui mecanism de activare. Camă de siguranță și bilă (Fig. 16, O) ambreiajele sunt permanent închise, iar când sunt supraîncărcate, camele sau bilele jumătății de cuplare 1 sunt stoarse din cavitățile jumătății de cuplare 2, iar ambreiajul se deschide. În caz contrar, ambreiajul de siguranță cu frecare funcționează (Fig. 16, b). Când este suprasolicitat din cauza alunecării, acest ambreiaj alunecă (arborele antrenat se oprește).

Ambreiajele de siguranță discutate în fig. 16 sunt utilizate la suprasarcini frecvente.

În cazul unor suprasarcini improbabile, se folosesc ambreiaje de siguranță cu un element pliabil, de exemplu cu un știft de forfecare (Fig. 17). Acest tip de cuplare constă din jumătăți de cuplare cu disc 1 Şi 2 , conectat printr-un știft metalic 3 introdus într-o bucșă tratată termic 4 . Când apare o suprasarcină, bolțul este forfecat și cuplajul separă arborii. Au design simplu și au dimensiuni mici.

Orez. 17. Cuplaj de siguranță cu știft de forfecare:

1,2- semicuplaje; 3 - bolt de forfecare; 4 - bucșe întărite

Pentru fabricarea pieselor de ambreiaj de siguranță, în funcție de tipul de ambreiaj, se folosesc oțeluri structurale, fontă SChZO, materiale de frecare, oțel ShKh12 etc., știfturile pentru ambreiajele cu element de colaps sunt din oțel 45, bucșele sunt din oțel. 40X cu intarire.

Scurte informații despre selectarea și calcularea cuplajelor

Cuplajele utilizate în inginerie mecanică sunt standardizate. Cuplajele de fiecare dimensiune standard sunt realizate pentru o anumită gamă de diametre ale arborelui. Principalul criteriu la alegerea cuplajelor standard este cuplul transmis.

La proiectarea noilor cuplaje, dimensiunile de proiectare ale elementelor de cuplare sunt determinate prin calcul. Cuplajele standardizate sau normalizate nu sunt calculate. Aceștia sunt, de regulă, selectați, ca și rulmenții, conform tabelelor de referință.

Selectarea cuplajelor standard. Principala caracteristică la alegerea cuplajelor este cuplul calculat transmis

, (1)

Unde LA r - coeficientul modului de operare (Tabelul 1); T- cuplul nominal la starea de echilibru.

Tabelul 1. Valoarea coeficientului modului de operare LA p

Cuplajele sunt selectate conform tabelelor corespunzătoare (Tabelele 2 și 3) conform LA r in functie de diametrul arborelui d (se ia in considerare si viteza unghiulara maxima). Părțile individuale ale cuplajului selectat sunt testate pentru rezistență.

Tabelul 2. Factori de siguranță LA b și modul de funcționare LA r

Tabelul 3. Valori [ r] Și f pentru ambreiaje cu frecare

Calculul rezistenței cuplajelor rigide (oarbe).

Manșonul, flanșa și cuplajele longitudinale sunt selectate în mod normal.

Rezistența bucșei este verificată în funcție de condiția de bază a rezistenței la torsiune

Unde este efortul de torsiune admisibil (pentru oțel 45: = 22 ÷ 25 MPa);

, (3)

Efortul de torsiune de proiectare; T r - momentul de proiectare; d Şi D - dimensiunile cuplajului (vezi Fig. 2).

Conexiunile cu chei sau caneluri (dintate) ale arborelui cu cuplaj rigid se verifică conform formulelor (9.1)-(9.3), îmbinările cu șuruburi pentru tensiune și forfecare. Șuruburile și pereții jumătăților de cuplare sunt verificați pentru strivire folosind formula

, (4)

Unde F t - forța care forfecă un șurub; O cm - zona mototolită; d b - diametrul bolțului; LA- grosimea semiflansei de cuplare (vezi Fig. 4, O);- efort admisibil pentru strivirea materialului șuruburilor sau jumătăților de cuplare.

Calculul rezistenței cuplajelor de compensare. Aceste cuplaje sunt selectate conform normelor sau standardelor(vezi Fig. 5).

Un calcul de verificare pentru rezistența (rezistența la uzură) a cuplajelor camă-disc este efectuat conform formulei

, (5)

Unde r - presiunea maximă care are loc la suprafata de lucru părțile de împerechere ale cuplajului; D, d, h - dimensiunile cuplajului (vezi Fig. 5); [p] - presiunea admisibilă (pentru cuplaje cu suprafețe de frecare întărite [p] = 15 ÷ 30 MPa).

Calculele de verificare ale cuplajelor cu roți dințate nu sunt efectuate. Ele sunt selectate conform standardului. Pentru cuplajele angrenate, cuplul de proiectare este

T r =K b LA r T, (6)

Unde LA b Şi LA r - factori de siguranță și condiții de funcționare; T - cuplul nominal (Tabelul 12.4).

Tabel 4. Cuplaje bucșe cu chei (vezi Fig. 2, a), dimensiuni, mm

Informații generale. Cuplajele de antrenare sunt dispozitive care conectează arborii unităților care funcționează în comun și transmit cuplul. Necesitatea arborilor de conectare se datorează faptului că majoritatea mașinilor sunt asamblate dintr-un număr de piese separate cu arbori de intrare și de ieșire. Aceste piese sunt motorul M, cutie de viteze Rși o mașină de lucru RM(Fig. 23.1).

Scopul principal al cuplajelor este de a conecta arbori și de a transmite cuplul. Cuplajele pot îndeplini o serie de funcții suplimentare importante. Cuplajele sunt clasificate după acest criteriu.

Există o clasă permanent cuplaje (nedecuplabile) care asigură conexiunea constantă a arborelui pe toată durata funcționării mașinii.

Unele mașini folosesc ambreiaje ambreiaj, asigurarea conexiunii unităților sau a separării acestora în timpul funcționării mașinii. La rândul lor, ambreiajele sunt împărțite în gestionate și autogestionate.

Cuplajele controlate conectează unitățile mașinii conform unei anumite comenzi. Cuplajele autocontrolate sunt activate automat, conectând sau decupând arbori în funcție de condițiile de funcționare ale mașinii și de principiul de funcționare al cuplajului.

Caracteristica principală a sarcinii de cuplare este cuplul T.

Cuplul nominal de obicei T asupra cuplajului se determină aproximativ în funcție de proprietățile dinamice ale mașinii, caracterizate prin gradul de rotație neuniformă și mărimea maselor accelerate, i.e. mărimea componentei dinamice a cuplului pe cuplare:

T = T n + T d = T n (1+ T d/ T m) = T n,

Unde T n - cuplul nominal este de obicei determinat aproximativ de puterea consumată a motorului și viteza de rotație;

T d – momentul dinamic;

Coeficientul dinamic.

Cuplaje oarbe. Datorită condițiilor de fabricație, asamblare și transport, arbori lungi sunt uneori transformați în arbori compoziți. În acest caz, părțile individuale ale arborelui sunt conectate cu cuplaje oarbe. În unele cazuri, aceste cuplaje sunt utilizate și pentru a conecta arbori strict coaxiali ai unităților. Cuplajele oarbe includ cuplaje cu manșon, care sunt o bucșă prevăzută cu joc pe capetele arborilor și cuplajele cu flanșă (Fig. 23.2), constând din două jumătăți de cuplare identice realizate sub forma unui butuc cu o flanșă. Flanșele sunt conectate între ele cu șuruburi.

Cuplaje compensatoare. Din motive economice și tehnologice, mașinile sunt de obicei realizate din unități separate care sunt conectate prin cuplaje. Cu toate acestea, instalarea corectă a arborilor unor astfel de unități este imposibilă din cauza erorilor de fabricație și instalare; instalarea unităților pe o bază deformabilă; cât şi datorită deformărilor elastice ale arborilor sub sarcină.

Tipurile posibile de deplasări ale arborilor (axiale, radiale și unghiulare) și sarcinile suplimentare rezultate la capetele arborilor sunt prezentate în Fig. 23.3.

Cuplajele de compensare sunt folosite pentru a conecta arbori cu axe divergente. Datorită designului lor, aceste cuplaje asigură funcționarea mașinii chiar și cu deplasarea reciprocă a arborilor. În acest caz, arborii și suporturile sunt încărcate suplimentar cu forțe axiale, radiale și momente încovoietoare, în funcție de mărimea și tipul dezalinierii arborelui.

Trebuie subliniat că odată cu creșterea deplasărilor arborelui, performanța cuplajului scade.

Cuplajele de compensare includ angrenaj (Fig. 23.4), disc cu came de lanț și alte cuplaje.

Cuplajul este format din două bucșe 1 și 4 cu dinți exteriori și două cuști 2 și 3 cu dinți interni. Cuștile sunt conectate rigid folosind șuruburi.

Cuplaje elastice. Cuplajele elastice se disting prin prezența unui element elastic și sunt universale în sensul că, având o anumită complianță la torsiune, aceste cuplaje sunt și ele compensatoare.

1) Înmuiați șocurile și șocurile de cuplu cauzate de proces tehnologic sau selectând golul la pornirea și oprirea mașinii. În acest caz, energia cinetică a impactului este acumulată prin cuplare în timpul deformării elementului elastic, transformându-se în energie potențială de deformare;

2) Protejați acționarea mașinii de vibrațiile de torsiune dăunătoare;

3) Conectați arbori care au deplasări reciproce. În acest caz, elementul elastic al cuplajului este deformat, iar cuplajul funcționează ca unul compensator.

În funcție de materialul elementelor elastice, aceste cuplaje se împart în cuplaje cu elemente elastice nemetalice și cuplaje cu elemente elastice metalice.

Cel mai utilizat în inginerie mecanică este cuplajul elastic bucșă-știft (Fig. 23.5). Este format din două jumătăți de cuplare 1 și 5. Jumătatea de cuplare 1 are găuri conice, iar jumătatea de cuplare 5 are găuri cilindrice. În aceste găuri sunt introduse știfturile 4, pe care sunt introduse elemente elastice 3. Înșurubarea piuliței 2, știfturile 4 intră în găurile conice, rezultând conectarea jumătăților de cuplare 1 și 5. Cuplul este transmis prin elementele elastice 3. .

Cuplaje controlabile. Cuplajele de cuplare conectează și deconectează arbori staționari sau rotativi conform unei comenzi de control. Aceste cuplaje sunt împărțite în cuplaje cu închidere profil (camă) și cuplaje cu frecare. Acestea din urmă sunt utilizate pe scară largă atunci când este necesar să se schimbe modul de funcționare al mașinii fără a opri motorul.

Ambreiajele cu came sunt folosite pentru a transmite cupluri mari cu porniri rare. Au dimensiuni și greutate semnificativ mai mici decât ambreiajele cu frecare. Cu toate acestea, ele conectează arbori ale căror viteze unghiulare sunt egale sau ușor diferite. Acest lucru necesită alinierea precisă a jumătăților de cuplare.

b

În fig. În figura 23.6 sunt prezentate cuplaje cu came conice de capăt (Fig. 23.6, a) și cu cele dreptunghiulare (Fig. 23.6, b). Alegerea formei camei este determinată în principal de condițiile de cuplare a ambreiajului.

Cuplaje de frecare. Aceste cuplaje permit angrenarea în mișcare și transmit cuplul datorită forțelor de frecare pe suprafețele de lucru, create prin apăsarea lină a suprafețelor de lucru. Schimbând forța de presare, puteți regla momentul forțelor de frecare. În timp ce ambreiajul de frecare este cuplat, suprafețele de lucru alunecă. Odată cuplat ambreiajul, nu există nicio alunecare.

Proiectarea acestor cuplari se poate realiza cu unul sau mai multe discuri, cu suprafete de frecare cilindrice sau conice, cu comanda mecanica, pneumatica, hidraulica sau electromagnetica. Grupul de cuplaje cu cuplaj electromecanic cu blocare forțată este format din cuplaje cu amestec feromagnetic lichid sau pulverulent, în care, la trecerea prin curent electric apare în bobina de excitație flux magnetic, ca urmare, amestecul feromagnetic care umple golul dintre jumătățile de cuplare este magnetizat, ceea ce asigură aderența amestecului la suprafețele jumătăților de cuplare.

Un strat de frecare este aplicat pe suprafețele de lucru ale discurilor sau sunt atașate căptușeli din material de frecare pentru a crește forța de frecare.

În funcție de condițiile de funcționare, ambreiajele cu frecare se împart în: ambreiaje fără ungere a suprafețelor de frecare și ambreiaje cu ungere a suprafețelor de frecare. Acestea din urmă transmit mai puțin cuplu, dar sunt mai durabile, deoarece rata de uzură a suprafețelor de lucru este mai mică decât cea a cuplajelor uscate.

Ambreiajele autocontrolate sau automate se pornesc și se opresc în funcție de modificările modului de funcționare al mașinii. Acestea includ: ambreiaje de rulare sau o roată liberă, transmiterea cuplului doar într-un singur sens de rotație a jumătății de antrenare a cuplajului față de jumătatea antrenată și rotirea în sens opus de rotație, ambreiaje centrifuge care se pornesc și se opresc în funcție de viteza de rotație a jumătății de antrenare a ambreiajului, ambreiaje limitatoare de cuplu care opresc mașina atunci când crește periculoasă a cuplului.

Cuplaje de siguranță. Ambreiajul de siguranță servește la deconectarea arborilor sau a arborelui de la partea așezată pe acesta în caz de suprasarcină sau viteză de rotație inacceptabilă, adică protejează mașina de defecțiune în cazul unei încălcări a modului normal de funcționare. Cuplajele de siguranță cu element pliabil se caracterizează prin dimensiuni reduse și precizie ridicată de funcționare. Când este supraîncărcat, elementul de siguranță este forfecat și jumătățile de cuplare se deschid. Pentru a restabili funcționalitatea mașinii, aceasta trebuie oprită și elementul de siguranță înlocuit.

Ambreiajele de siguranță cu came sunt ținute cuplate de arcuri până când cuplul în creștere creează o forță care poate depăși forța arcului.

Ambreiajele de siguranță la frecare restabilesc automat funcționarea mașinii după încetarea suprasarcinii, cu toate acestea, precizia lor de funcționare nu este mare din cauza variabilității coeficientului de frecare pe suprafețele de frecare ale discurilor.

Literatură

1. Mecanica aplicata: Proc. indemnizatie / A.T. Skoybeda, A.A. Miklașevici, E.N. Levkovsky și alții; Sub general ed. LA. Skybedy.- Mn.: Vysh. şcoală, 1997. – 552 p.

2. Feodosiev V.I. Rezistenţa materialelor - M.: Inginerie mecanică, 1979. - 560 p.

3. Lyuboshchits M.I., Itskovich G.M. Manual de rezistență a materialelor - Mn.: Vysh. scoala, 1969.- 464 p.

4. Arkusha A.I. Mecanica tehnica: Mecanica teoretica si rezistenta materialelor: Proc. pentru inginerie mecanică specialist. Școli tehnice - ed. a II-a, suplimentar. – M.: Mai sus. şcoală, 1989. – 352 p.

Informații conexe.

LA categorie:

Reparatii si utilaje de constructii

Arborii, osiile, suporturile și conexiunile acestora

Arborii și osiile sunt părți de susținere și rotație ale elementelor mașinii. Axele susțin doar piesele, iar arborii transmit cuplul. Părțile de arbori și osii care transmit încărcături la suporturi se numesc fuste, iar dacă sunt amplasate la capetele arborilor, se numesc țevi sau trunions. Părțile de susținere ale arborilor și axelor verticale care transmit sarcini longitudinale se numesc tocuri.

Arborele pot fi netede, trepte, cotite, cardanice, flexibile etc. (Fig. 2.11). Arborii netezi și trepți sunt utilizați în cutii de viteze, angrenaje deschise și închise.

Arborii cotiți sunt utilizați în mecanismele cu manivelă. Arborii flexibili și cardanici sunt utilizați pentru a transmite mișcarea cu schimbări frecvente în poziția relativă a unităților conectate cu o distanță relativ mare între ele.

Orez. 2.11. Tipuri de arbori: a - netede; b - treptat; c - cu manivelă; g - flexibil

Orez. 2.12. Lagăre culisante: a - monobloc cu bucșă; b - detasabil cu garnituri; 1 - bucșă (căptușeală); 2 - suport de auto-aliniere; 3 - corp; 4 - orificiu pentru lubrifiere

Lagărele de alunecare pot rezista la sarcini semnificative, sunt convenabile pentru montarea arborilor mari atunci când este necesară dezasamblarea rulmenților, sunt fiabile atunci când se lucrează în medii puternic poluate și sunt relativ durabili.

Rulmenții de rulare (Fig. 2.13) constau din inele exterioare și interioare cu canale de rulare și sunt fabricați din oțel crom aliat rezistent la uzură. Bilele (pentru rulmenți cu bile) sau role (pentru rulmenți cu role) se deplasează între inele de-a lungul căilor de rulare. Poziția elementelor de rulare se fixează cu ajutorul separatoarelor - inele de oțel cu orificii pentru bile sau role. Rulmenții au o forță de frecare de 5...10 ori mai mică în comparație cu rulmenții alți. Rulmenții cu role au o capacitate de încărcare semnificativ mai mare decât rulmenții cu bile, dar viteza de rotație admisă pentru aceștia este de aproximativ două ori mai mică.

Rulmenții de rulare sunt împărțiți în șase serii în funcție de capacitatea de încărcare (de la ultra-ușoare la extra-grele) și în nouă tipuri în funcție de proiectarea lor.

Orez. 2.13. Rulmenti: a - bile cu separator; 6 - bilă în carcasă; c - împingerea mingii; g - minge cu două rânduri; d - rola; e - rola conica; G-rolă auto-aliniere; z - rolă cu mai multe rânduri

Pentru reducerea uzurii, rulmentii sunt umpluti cu vasoare si se folosesc diverse garnituri (etansari) din fetru, piele etc.

Cuplajele sunt folosite pentru a conecta arbori, precum și pentru a transmite cuplul pieselor și arborilor lanțului cinematic al mașinilor. În funcție de scopul lor, cuplările sunt împărțite în legătură (elastică) și cuplare. Un exemplu de prim tip de cuplare sunt manșonul (Fig. 2.14, a) și flanșa (Fig. 2.14, b). La cuplajele cu manșon, elementul care leagă arborii este un manșon cu un știft sau un știft. Legarea acestor cuplaje se face prin miscare longitudinala a arborilor, cutiilor de viteze, tamburilor etc.

Piesele de conectare, știfturile și cheile sunt supuse calculelor. Când se utilizează cuplaje cu flanșă, flanșele sunt puse pe capetele arborilor care urmează să fie conectați, care sunt apoi prinse împreună.

Orez. 2.14. Cuplaje de legătură: a - bucșă; b - flanșă

Cuplajele vin în tipuri cu came și cu frecare. Cuplajele cu came (Fig. 2.15, a) constau din două jumătăți de cuplare, dintre care una este permanent legată rigid de arbore, iar a doua se poate deplasa de-a lungul arborelui pe o cheie sau caneluri. La capetele jumătăților de cuplare există came - proeminențe și depresiuni, care, atunci când jumătățile de cuplare se apropie, se cuplează. Ambreiajele cu came pot fi folosite pentru a opri sau încetini mecanismele în timp ce se rotesc.