ВВЕДЕНИЕ
Для конструкции гибких муфт характерны две втулки из литейного чугуна, каждая из которых имеет небольшие выступы по периметру, направленные в сторону противоположной втулки.
Две втулки свободно зацепляются вместе, а зазоры между ними заполняются блоками из эластомерного материала, отлитого в звездообразный элемент, называемый «пауком».
Муфты – это элементы, соединяющие два вращающихся вала. Кроме передачи мощности с одного вала на другой, они выполняют следующие функции:
- Обеспечивают передачу крутящего момента без толчков, поглощая любую торсионную вибрацию, возникшую в связи с нагрузкой, либо самоиндуцированную
- Минимизируют толчки при вращении и пики на фазе пуска
- Компенсируют легкие угловые и параллельные валу осевые смещения
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
«Паук» в гибких муфтах – это элемент, определяющий диапазон крутящего момента каждой муфты.
Материал его конструкции может существенно различаться в зависимости от таких факторов как вибрация, температура, химические вещества, осевое отклонение, об/мин.
Кривая, выражающая эластичность «паука», должна быть возрастающей (пологой при низких значениях момента и крутой при высоких), чтобы избежать рывков при пуске, а также обеспечить умеренное торсионное вращение при регулярной работе.
Кроме того, срок службы муфт зависит от упругих свойств материала «паука». Выбор соответствующего материала в большой степени зависит от различного применения и рабочих условий. В базовом исполнении «паук» изготовлен из эластомера, выбранного по соответствию целевым требованиям, жесткости и исключительному внутреннему демпфированию, сопротивлению старению, усталости, истиранию, гидролизу, а также большинству обычных химических веществ, таких как масла и озон.
В базовом исполнении муфт диапазон рабочих температур варьирует от -40°C до +125°C, допуская короткие пики до +150°C.
При использовании в экстремальных условиях работы или просто в нестандартных условиях специальные составы изучаются на соответствие соответственному типу практического применения.
Значительное преимущество гибких муфт состоит в их “отказоустойчивом” исполнении, поскольку муфты не обязательно считаются вышедшими из строя или нерабочими, если во время работы выходит из строя «паук».
Система продолжает работать в безопасных условиях, предотвращая критический простой, до замены «паука» в более удобный момент.
ПРИМЕНЕНИЕ
Гибкие муфты обычно рекомендуются для электроприводных механизмов продолжительной работы, насосов, коробок передач (редукторов) и т.д.
МОНТАЖ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Основные факторы, влияющие на работу гибких соединений, таких как муфты, - это соответствие вращающего момента и угла кручения, а также способность компенсировать умеренные угловые и радиальные осевые отклонения.
Остальные важные факторы, которые тяжелее интерпретировать, - это коэффициент ослабления и собственная частота или резонансная частота.
В отношении рабочего диапазона своих муфт Sati S.p.A заявляет допустимые значения угла кручения, относящиеся к прецизионным значениям угла кручения, которые допускают предельное значение 5о в связи с максимальным значением вращающего момента.
Это дает достаточное представление о величине прироста кривой упругости.
Значения, указанные для угловых и радиальных осевых смещений – это максимальные допустимые значения.
Обратите внимание, что они являются предельными значениями, которые не накапливаются (ни в угловой, ни в радиальной компенсации), применяющиеся
в стандартных условиях работы, при которых рабочий момент вращения не выходит за пределы диапазона, скорость вращения не ниже 1450 об/мин., максимальная скорость вращения равна максимальной окружной скорости 30 м/с.
Благодаря свойствам задействованного материала, данная скорость может быть достигнута при сохранении достаточного запаса прочности в отношении опасности выхода из строя по причине воздействия центробежной силы. Хотя наружная поверхность каждой полумуфты подвергнута полной механической обработке, при действующих рабочих скоростях более 2800 об/мин., мы рекомендуем проведение динамической балансировки класса 2,5 в соответствии с ISO 1940.
ВЫБОР И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МУФТ
Размеры муфт определяются в соответствии с физическими законами механики и сопротивления материалов в соответствии с DIN 740, часть 2.
Муфты необходимо выбирать на основе наибольших допустимых напряжений, которые не должны превышаться даже в наиболее неблагоприятных условиях работы. Как следствие, номинальный момент вращения, установленный для муфты, должен быть сравним со ссылочным моментом вращения, принимающим в расчет перегрузки, связанные с поведением нагрузок и рабочими условиями.
Ссылочный вращающий момент определяется путем умножения рабочего момента вращения на несколько коэффициентов, зависящих от вида нагрузки или окружающих температурных условий.
Аббревиатуры
|
Описание |
TKN: | Номинальный момент вращения |
TK max: |
Максимальный момент вращения |
TKw: | Момент вращения с изменением направления на обратное |
TLN: | Рабочий момент вращения на ведомой стороне |
TLs: | Момент вращения пуска на ведомой стороне |
TAs: | Момент вращения пуска на ведущей стороне |
|
Момент вращения пуска системы |
PLn: |
Рабочая мощность на ведомой стороне |
nLn: | Скорость вращения на ведомой стороне (1 вращение) |
St: | Температурный коэффициент |
SA: | Коэффициент ударной нагрузки на ведущей стороне |
SL: | Коэффициент ударной нагрузки на ведомой стороне |
Sz: | Пусковой коэффициент |
SmA: | Массовый коэффициент на ведущей стороне |
SmL: | Массовый коэффициент на ведомой стороне |
НАГРУЗКА, СВЯЗАННАЯ С НОМИНАЛЬНЫМ МОМЕНТОМ ВРАЩЕНИЯ
Независимо от рабочей температуры допустимый номинальный момент вращения муфты (TKN) должен всегда быть больше рабочего момента вращения на ведомой стороне (TLN) или равен ему
TLN=9549 [Нм]
Принимая во внимание перегрузки в связи с рабочей температурой муфты, должно выполняться следующее уравнение, где St является температурным коэффициентом:
TKN => TLN •St
НАГРУЗКА ПРИ ПУСКЕ
Во время пуска электродвигатель привода создает момент вращения, кратный номинальному моменту вращения и зависящий от распределения массы.
То же самое происходит на этапе торможения, поэтому пуск и торможение сопровождаются резким повышением крутящего момента, чья интенсивность зависит от распределения масс, связанного с ведущей стороной SmA и ведомой стороной SmL, а также с частотой пуска, влияющей на пусковой коэффициент Sz.
- Ведущая сторона
Ts = Tas *SmA *SA
- Ведомая сторона
Ts = TLs *SmL *SL
Для упрощения и в случае, когда распределение массы неизвестно можно выполнять грубый расчет, считая MA и ML равными 1.
Для электрических приводов коэффициент SA может рассматриваться как равный отношению пускового момента вращения к номинальному моменту вращения.
НАГРУЗКА, СВЯЗАННАЯ С РЕЗКИМИ ПОВЫШЕНИЯМИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
Независимо от рабочей температуры допустимая номинальная нагрузка муфты (TKN max) должна равняться пусковому моменту вращения, увеличенному на температурный коэффициент St и пусковой коэффициент Sz или быть больше него.
TKN max > TS *St *Sz
В случае если условия работы подвержены периодическим изменениям или изменению момента вращения на противоположный, а также изменяющимся напряжениям кручения, свяжитесь с техническим отделом компании Sati.
АББРИВИАТУРА |
СТАНДАРТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ |
|||||
ОПРЕДЕЛЕНИЕ |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ |
|||||
St. | Температурный коэффициент |
St. | 1 | 1,2 | 1,4 | 1,8 |
oC | -30 | +40 | +80 | +120 | ||
+30 | ||||||
Sz. | Пусковой коэффициент |
Количество пусков в час | ||||
Пуск/ч | 100 | 200 | 400 | 800 | ||
1 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | |||
Sa/Sl | Коэффициент ударной нагрузки |
|
Sa/Sl | |||
Легкая пусковая ударная нагрузка | 1,5 | |||||
Средняя пусковая ударная нагрузка | 1,8 | |||||
Тяжелая пусковая ударная нагрузка | 2,2 |
ТИП НАГРУЗКИ |
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
|
||
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ | ТИП ПЕРВИЧНОГО ПРИВОДА | ||
Электрический
|
Дизельный
|
||
ПОСТОЯННАЯ | Работа с постоянной нагрузкой без ударных нагрузок и перегрузок | 1,25 | 1,5 |
ЛЕГКАЯ | Работа с постоянной нагрузкой с легкими и единичными ударными нагрузками и перегрузками |
1,5 | 2 |
СРЕДНЯЯ | Работа с нерегулярной нагрузкой с краткосрочными перегрузками средней интенсивности и частыми умеренными ударными нагрузками |
2 | 2,5 |
ТЯЖЕЛАЯ | Преимущественно нерегулярная работа с частыми ударными нагрузками и перегрузками значительной интенсивности |
2,5 | 3 |
Также, кулачковые муфты можно разделить по виду отклонения. Они бывают трех типов: радиальное, угловое и осевое.
Подбор муфты следует осуществлять, учитывая эту особенность. Ниже, наглядно продемонстрированы изображения всех трех вариантов отклонений.
1. Радиальное отклонение
2. Угловое отклонение
3. Осевое смещение
Далее вы можете ознакомиться с технической информацией, по эластичным элементам, все из которых представлены в нашем интернет-магазине.
1. Желтый «паук» из полиуретана 92, твердость по Шору А
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ | ||||||||||||||
ТИП | Макс. об/мин. (V=30 м/с) |
Угол кручения |
«Паук» | Момент вращения (Нм) |
Сопротивление кручению (кНм/рад) |
Осевое смещение |
Максимальное отклонение от оси . |
|||||||
n. (мин-1) | TKN | ТК макс. |
Твердость | TKN норм. |
МАКС. ТК макс. |
TKW с инв. |
1.0 TKN |
0,75 TKN |
0,5 TKN |
0,25 TKN |
В мм |
Радиальное а мм |
Угловое γ° |
|
19/24 | 14000 | 3.2° | 5° | 92 | 10 | 20 | 2,6 | 1,28 | 1,05 | 0,8 | 0,47 | 1,2 | 0,2 | 1,2° |
24/32 | 10600 | 92 | 35 | 70 | 9,1 | 4,86 | 3,98 | 3,01 | 1,79 | 1,4 | 0,22 | 0,9° | ||
28/38 | 8500 | 92 | 95 | 190 | 25 | 10,9 | 8,94 | 6,76 | 4,01 | 1,5 | 0,25 | 0,9° | ||
38/45 | 7100 | 92 | 190 | 380 | 49 | 21,05 | 17,26 | 13,05 | 7,74 | 1,8 | 0,28 | 1,0° | ||
42/55 | 6000 | 92 | 265 | 530 | 69 | 23,74 | 19,47 | 14,72 | 8,73 | 2 | 0,32 | 1,0° | ||
48/60 | 5600 | 92 | 310 | 620 | 81 | 36,7 | 30,09 | 22,75 | 13,49 | 2,1 | 0,36 | 1,1° | ||
55/70 | 4750 | 92 | 410 | 820 | 107 | 50,72 | 41,59 | 31,45 | 18,64 | 2,2 | 0,38 | 1,1° | ||
65/73 | 4250 | 92 | 625 | 1250 | 163 | 97,13 | 79,65 | 60,22 | 35,7 | 2,6 | 0,42 | 1,2° | ||
75/90 | 3550 | 92 | 1280 | 2560 | 333 | 113,32 | 92,92 | 70,26 | 41,65 | 3 | 0,48 | 1,2° | ||
90/100 | 2800 | 92 | 2400 | 4800 | 624 | 190,09 | 155,87 | 117,86 | 69,86 | 3,4 | 0,5 | 1,2° |
2. Черный «паук» из полиуретана 94, твердость по Шору А
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ | ||||||||||||||
ТИП | Макс. об/мин. (V=30 м/с) |
Угол кручения |
«Паук» | Момент вращения (Нм) |
Сопротивление кручению (кНм/рад) |
Осевое смещение |
Максимальное отклонение от оси |
|||||||
n. (мин-1) | TKN | ТК макс. |
Твердость | TKN норм. |
МАКС. ТК макс. |
TKW с инв. |
1 TKN |
0,75 TKN |
0,5 TKN |
0,25 TKN |
В мм |
Радиальное а мм |
Угловое γ° |
|
19/24 | 14000 | 3.2° | 5° | 94 | 12 | 24 | 3,2 | 1,82 | 1,49 | 1,13 | 0,67 | 1,2 | 0,2 | 1,2° |
24/32 | 10600 | 94 | 43 | 86 | 11,4 | 6,55 | 5,36 | 4,06 | 2,41 | 1,4 | 0,22 | 0,9° | ||
28/38 | 8500 | 94 | 126 | 233 | 30,6 | 16,19 | 13,27 | 10,04 | 5,95 | 1,5 | 0,25 | 0,9° | ||
38/45 | 7100 | 94 | 235 | 470 | 61 | 30,22 | 24,78 | 18,73 | 11,11 | 1,8 | 0,28 | 1,0° | ||
42/55 | 6000 | 94 | 326 | 653 | 85 | 33,99 | 27,87 | 21,07 | 12,49 | 2 | 0,32 | 1,0° | ||
48/60 | 5600 | 94 | 381 | 763 | 99,7 | 46,23 | 37,9 | 28,64 | 16,99 | 2,1 | 0,36 | 1,1° | ||
55/70 | 4750 | 94 | 500 | 1003 | 130,7 | 65,47 | 53,68 | 40,59 | 24,06 | 2,2 | 0,38 | 1,1° | ||
65/73 | 4250 | 94 | 730 | 1460 | 190 | 107,92 | 88,5 | 66,91 | 39,66 | 2,6 | 0,42 | 1,2° | ||
75/90 | 3550 | 94 | 1493 | 2986 | 388,3 | 141,38 | 115,93 | 87,65 | 51,96 | 3 | 0,48 | 1,2° | ||
90/100 | 2800 | 94 | 2800 | 5600 | 728 | 230,79 | 189,24 | 143,09 | 84,81 | 3,4 | 0,5 | 1,2° |
3. Красный «паук» из полиуретана 98, твердость по Шору А
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ | ||||||||||||||
ТИП | Макс. об/мин. (V=30 м/с) |
Угол кручения |
«Паук» | Момент вращения (Нм) |
Сопротивление кручению (кНм/рад) |
Осевое смещение |
Максимальное отклонение от оси |
|||||||
n. (мин-1) | TKN | ТК макс. |
Твердость | TKN норм. |
МАКС. ↑ |