Проект привода механизма загрузки термических печей

11 Подбор соединительных  муфт

 

11.1 Установка муфт на валах

 

Сопряжение с валом.

Проектируемые муфты  состоят из двух полумуфт, устанавливаемых  на выходные концы валов на шпоночном соединении призматическими шпонками. Полумуфты соединяются между собой деталями (пальцами), передающими вращающий момент.

На цилиндрические концы  валов полумуфты устанавливают  по следующим посадкам:

при нереверсивной работе без толчков и ударов – Н7/к6;

при нереверсивной работе с умеренными толчками – Н7/m6 (nб);

при реверсивной работе с большими толчками и ударами – Н7/n6 (pб).

Установка полумуфт на цилиндрические концы валов с натягом и  снятие их вызывают затруднения, которые  не возникают при конусных концах. Осевой затяжкой полумуфт на конусные концы валов можно создать значительный натяг в соединении и обеспечить точное радиальное и угловое положение муфты относительно вала. Поэтому при больших нагрузках, работе с толчками, ударами и при реверсивной работе предпочтительно полумуфты устанавливать на конусные концы валов, несмотря на большую сложность их изготовления. При такой установке нельзя упирать полумуфту в буртик вала, так как при этом не может быть гарантирован необходимый натяг.

Осевая фиксация и  осевое крепление.

Полумуфта должна быть закреплена на конце вала и зафиксирована от осевых смещений. Конструкция полумуфт предусматривает одностороннюю выступающую ступицу; способы и методы закрепления и осевой фиксации полумуфт такие же, как и для элементов открытых передач с односторонней и двусторонней выступающими ступицами.

 

11.2 Муфты упругие втулочно – пальцевые (МУВП)

 

Муфты упругие втулочно – пальцевые  получили широкое распространение благодаря относительной простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Однако они имеют небольшую компенсирующую способность и при соединении несоосных валов оказывают достаточно большое силовое воздействие на валы и опоры, при этом резиновые втулки быстро выходят из строя.

Размеры муфты по заданному  моменту подбирают по справочникам, атласу ГОСТ 21424-75. Если необходимо уменьшить размеры муфты по сравнению с размерами по ГОСТу, проектируют специальную муфту, в которой размещают большее число упругих элементов.

 

11.3 Предварительный выбор муфты

 

Пальцы и кольца берут  стандартными, размещая их так, чтобы  выполнялось условие:

 

z×d₀ < 2,8×D₀;

 

где  z – число пальцев;

d₀ – диаметр отверстия под упругий элемент, мм;

D₀ – диаметр расположения пальцев, мм.

 

Основные размеры, необходимые  для удовлетворения условия, приведены  на рисунке 11.1.

 

Рисунок 11.1 – Размеры, влияющие на работоспособность муфты МУВП.

 

Наружный диаметр муфты  D, мм, при этом определяют из соотношения:

 

D=D₀ + (l,5....1,6)d₀.

 

Упругие элементы специальной  муфты проверяют на смятие.

В предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами

 

sсм = 2×T /(z×D₀×dп×lвт)<=[s]см;

 

где  Т – вращающий момент, Н×м;

dп – диаметр пальца, м;

lвт – длина упругого элемента, м.

 

Расчет по напряжениям  смятия условный, так как не учитывает  истинного характера распределения  напряжений. В этом случае допускаемые напряжения [s]см=2 МПа.

Пальцы муфты, изготовленные  из стали 45 (ГОСТ 1050–88), рассчитывают на изгиб:

 

sи = 2T×(0,5lвт+с) / (z×D₀×0,l×dп³);

 

где  с = 3...5 мм – зазор между полумуфтами.

 

Допускаемое напряжение изгиба принимают 

 

[s]и =(0,4...0,5) sт,

 

где  sт – предел текучести материала пальцев.

 

Муфты данного типа обладают большой радиальной и угловой  жесткостью. Поэтому их применение целесообразно при установке  соединяемых узлов на плитах (рамах) большой жесткости. Кроме того, сборку узлов необходимо производить с высокой точностью и применением подкладок.

Так как проверенные  данные по угловой жесткости муфты  отсутствуют, а возможные угловые смещения валов даже при обычной точности монтажа незначительны, то нагрузку от угловых смещений на элементы муфты, валы и их опоры можно не учитывать.

Приближенно принимая характеристику радиальной жесткости муфты линейной, радиальную силу Fм, вызванную смещением DS, можно определить по соотношению:

 

Fм = с_D × DS

 

где  с_D – радиальная жесткость муфты.

 

Значения с_D для муфт приведены в таблице 11.1 (dв – диаметр вала).

 

Таблица 11.1 – Зависимость радиальной жесткости от диаметра вала.

 

dв	16	20	25	30	40
сD	1550	2160	2940	3920	5400

 

Для специальной муфты  табличные значения  с_D изменяют пропорционально отношению числа пальцев специальной муфты к стандартной.