Фрикционная муфта: устройство, принцип работы, виды

Муфта – устройство, предназначенное для соединения концов валов или для соединения валов с расположенными на них деталями. Основное назначение: передача вращающего момента без изменения его модуля и направления.

Функции, выполняемые муфтами: предохранение механизма от перегрузок, компенсирование несоосности валов, разъединение или соединение валов во время работы и др.

В зависимости от конструкции муфты различаются по функциональному назначению и принципу действу. Различают следующие виды муфт: механические, гидравлические, электрические и др. Широко применяемые муфты стандартизованы. Основная паспортная характеристика муфты — значение вращающего момента, на передачу которого она рассчитана. Ниже рассматриваются только наиболее распространенные в машиностроении механические муфты. По характеру соединения валов муфты подразделяют на неуправляемые (постоянные), управляемые и самоуправляемые (автоматические). Муфта глухая образует жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Применяются обычно глухие муфты для тихоходных валов. Втулочная муфта – самая простая из глухих муфт, состоит из соединительной втулки со штифтами (рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное их достоинство – простота конструкции. Применяют их при относительно небольших нагрузках на валах диаметрами до 60…70 мм.

а) б)

Рuс. 7.1. Втулочные муфты со: а – штифтами; б – шпонками Муфта фланцевая – наиболее распространенная (рис. 7.2), состоит из двух полумуфт 2, соединенных болтами 1. Болты ставят через один: с зазором (вариант I) и без зазора под развертку (вариант II). Центрирование полумуфт в этом случае осуществляют болтами, установленными без зазора, которые рассчитывают на срез. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена. Рис. 7.2. Фланцевая муфтa Фланцевые муфты применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинствами таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты. Жесткая компенсирующая муфта. За счет подвижности деталей такие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения валов, вызванные неточностями их изготовления, монтажа и упругими деформациями. Это позволяет уменьшить нагрузки на валы и подшипники. Недостаток жестких компенсирующих муфт – отсутствие упругодемпфирующих элементов, смягчающих толчки и удары. Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая. Кулачково-дисковая муфта (рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3, соединенных промежуточным диском 2. При работе диск перемещается по пазам полyмуфт, и тем самым компенсируются несоосность соединяемых валов (радиальные смещения – до 0,04d, угловые – до 30'). Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают и не допускают на них больших напряжений смятия. Рис. 7.3. Кулачково-дисковая муфтa Из условия износостойкости кулачково-дисковых мyфт рассчитывают давление на боковых поверхностях выступов и пазов: где Тр – расчетный вращающий момент; h – рабочая высота выступа; D, d – соответственно наружный и внутренний диаметры; [p] – допускаемое давление: при термически необработанных, хорошо смазываемых поверхностях или при закаленных поверхностях трения [p] = 15…30 МПа. Детали кулачково-дисковых муфт изготовляют из сталей Ст5 (поковка) или 25Л (литье). Для тяжелонагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х, 20Х с цементацией рабочих поверхностей. Зубчатая муфта (рис. 7.4, а) состоит из двух полумуфт 1 и 3 с наружными зубьями эвольвентного профиля и разъемной обоймы 2 с внутренними зубьями. Передача вращающего момента осуществляется большим числом одновременно работающих зубьев, что обеспечивает высокую нагрузочную способность и малые габариты муфты. Рuс. 7.4. Зубчатая муфта Для компенсации смещений деталей предусматривают торцевой зазор δ. Для ослабления вредного влияния кромочного контакта применяют зубья бочкообразной формы (рис. 7.4, б), а соединение выполнено с увеличенными зазорами. Зубчатые муфты допускают угловое смещение валов (рис. 7.4, в) Δα max = 1,5°, радиальное Δr = 0,2…0,6 мм, осевое (на рисунке не показано) – 1…8 мм. Детали зубчатых муфт изготовляют из углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л коваными или литыми. Для повышения износостойкости зубья полумуфт подвергают термической обработке до твердости не ниже 40НRC, а зубья обойм – не ниже 35HRC.

Упругие компенсирующие муфты применяются не только для компенсации смещения валов, но и для снижения динамичности нагрузок и амортизации колебаний, возникающих при работе передач машин.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (рис. 7.5) состоит из двух полумуфт 1, соединенных пальцами 2, на которые для смягчения ударов надеты гофрированные резиновые втулки. Такие муфты в силу простоты конструкции получили широкое применение в приводах от электродвигателей для валов диаметрами 9…160 мм при вращающих моментах 6,3…16000 Нм. Рuс. 7.5. Упругая втулочно-пальцевая муфтa Толщина резиновых втулок невелика, и поэтому амортизирующая способность муфты незначительна. Они допускают радиальное смещение валов до 0,6 мм, продольное – до 5 мм, угловое – до 1°. Для ограничения износа среднее контактное давление пальца на втулку находят по формуле: где z = 6 – число пальцев; Dm – диаметр окружности расположения осей пальцев; dп – диаметр пальцев; l – длина упругого элемента; [p] ≈ 2 МПа – допускаемое давление для резиновых втулок. Муфта со змеевидными пружинами (рис. 7.6) состоит из двух полyмуфт 1 с зубьями специальной формы, между которыми свободно расположены секции змеевидной пружины 3 прямоугольного сечения. Кожух 2, состоящий из двух половин, служит резервуаром для пластичного смазочного материала и предохраняет пружину от выпадения. Рuс. 7.6. Муфтa со змеевидными пружинами Муфта используется для передачи больших вращающих моментов, обладает хорошими эксплуатационными качествами, имеет небольшие габариты, но сравнительно дорогостоящая. В зависимости от размеров муфты могут компенсировать радиальные смещения валов 0,5…3 мм, осевые – 4…20 мм и угловые до 1°15'. Материалы полумуфт – сталь 45, стальное литье 45Л; пружин – пружинные стали 65Г, 60С2. Расчет муфты предусматривает проверку прочности пружины при изгибе методами сопротивления материалов.

Управляемые (сцепные) муфты

Позволяют соединять и разъединять валы без остановки двигателя. По конструкции управляемые муфты можно разделить на кулачковые, зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении. Кулачковые и зубчатые муфты имеют весьма небольшие габариты и массу, не допускают проскальзывания. Однако их включение на ходу сопровождается ударами. Фрикционные муфты позволяют плавно соединять ведущий и ведомые валы под нагрузкой при любой скорости их вращения, предохраняют механизмы от внезапных перегрузок. Управляемые муфты требуют точной соосности соединяемых вaлов. Кулачковая муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы – кулачки. При включении муфты кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое соединение. Рис. 7.7. Кулачковая муфтa Включение кулачковой муфты во избежание ударов производят при остановленном двигателе или с малыми скоростями (до 1 м/с). Полумуфты чаще всего располагают на одном валу, что обеспечивает хорошую их соосность. При выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на подшипнике скольжения 3. Если муфта включена, вращающий момент от зубчатого колеса передается через кулачки и шлицы на вал. Для устранения ударов и шума при включении муфты применяют специальные соединительные устройства – синхронизаторы. Кулачковые муфты изготовляют из сталей 20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной закалкой. Размеры муфт принимают конструктивно, а затем выполняют проверочный расчет кулачков на износостойкость и прочность. Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (рис. 7.8).

• , (7.3)
• Самоуправляемые автоматические муфты выполняют автоматически одну из следующих функций: ограничение передаваемой нагрузки – предохранительные муфты; передачу нагрузки (момента) только в одном направлении – муфта обгона; включение и выключение при заданной скорости – центробежные муфты.

Рuс. 7.8. Фрикционные муфты: а – однодисковая; б – многодисковая; в – конусная В начальный период касания полумуфт происходит относительное проскальзывание их рабочих поверхностей (смазанных или сухих), и тем самым обеспечивается плавность включения муфты. При установившемся движении проскальзывание не происходит, а при перегрузке муфта пробуксовывает, что предохраняет машину от поломок. Фрикционные муфты должны обладать надежностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей. Материал трущихся деталей (накладок) выбирается в зависимости от среднего контактного напряжения (давления): где Fa – осевая сила; Т – вращающий момент; k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса сцепления; Dm – средний диаметр контакта; f – коэффициент сцепления (трения покоя); z – число пар поверхностей трения; А = πDmb – площадь поверхности трения; b – ширина поверхности трения; [p] – допускаемое контактное напряжение. По формуле (7.3) может быть рассчитан вращающий момент, который может передавать фрикционная муфта. Для увеличения передаваемого вращающего момента можно увеличить число пар поверхностей трения. Многодисковые фрикционные муфты имеют небольшие габариты и не требуют большого усилия для их включения. Предохранительную муфту срабатывают, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину. При достижении вращающим моментом предельной величины под действием осевых усилий, обусловленных формой впадин полумуфты, шарики смещаются в осевом направлении (преодолевая сопротивление пружины) и размыкают муфту с последующим прощелкиванием.

Муфта обгона (мyфты свободного хода) предназначены для передачи вращающего момента только в одном направлении.

Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные мyфты, передающие вращающий момент за счет заклинивания между полумуфтами промежуточных тел (в основном роликов).

Такие муфты бесшумны, компактны, могут работать при высокой частоте вращения. Их изготовляют для вaлов диаметром 10…90 мм и передачи момента до 750…800 Нм.

Обгонные роликовые муфты (рис. 7.9) применяют в приводах агрегатов двигателя самолета (например, в приводах стартер-генераторов) и в приводах несущих винтов вертолетов; при отказе одного двигателя движение винта не тормозится, так как обгонная муфта позволяет зубчатым колесам вращаться. При отказе обоих двигателей обгонные муфты не препятствуют вращению несущего винта в режиме авторотации. Рис. 7.9. Обгонная муфтa Пусковую (центробежную) муфту используют для плавного пуска приводов грузоподъемных машин конвейеров и т.п. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые мyфты выполняют и предохранительные функции. Распространены колодочные и дисковые центробежные фрикционные муфты. Центробежную муфту устанавливают на вал электродвигателя. При наличии ременной передачи от электродвигателя к рабочему органу наружную ведомую часть муфты конструируют в виде шкива.

Источник: http://techliter.ru/mufty_klassifikacija_vidy_naznachenie

Фрикционные муфты: виды, устройство и принцип работы :

Устройство механизированной техники предполагает наличие переходных участков, через которые транслируется крутящий момент. В большинстве случаев эту функцию передачи энергии выполняют специальные муфты.

Отчасти их можно рассматривать в качестве соединительных элементов, но в перечень задач такой оснастки входит и обеспечение привода.

В полной мере эту работу выполняют фрикционные муфты, которые задействуются в транспортной технике, промышленных станках, инженерном оборудовании и так далее.

Общее устройство муфты

Конструкционно муфты различаются и могут иметь особенности устройства в зависимости от типа, но чаще всего в качестве базы для них используют пакет дисковых элементов с фрикционной функцией. Конкретное число дисков будет зависеть от частоты крутящего момента, который должен быть передан от одного вала другому. В традиционной муфте предусматривается два диска.

Один из них фрикционный, а другой – стальной. Причем материал изготовления тоже может быть общим. Выраженное отличие имеет фрикционное покрытие. Его задача заключается в обеспечении надежной сцепки, за счет которой будет реализовано движение валов. В целях повышения коэффициента трения фрикционные муфты снабжаются углеродными элементами и высокопрочной керамикой.

Существуют и модели без фрикционных покрытий. В таких случаях дисковые стальные компоненты крепятся в барабанной основе, смежной с управляемым валом, которому передается крутящий момент. Конструкция также может дополняться возвратными пружинами и поршнем. Задача поршня заключается как раз в усилении сцепки между фрикционным покрытием и ведомым валом.

Что касается пружины, то она возвращает рабочий диск на место.

Принцип работы

Как уже отмечалось, муфты могут иметь разные задачи, но в целом принцип их работы остается одним – осуществление сопряжения и разъединения двух рабочих агрегатов. В процессе подключения к движению фрикционной муфты на управляемом валу постепенно нарастает сила прижатия. То есть фрикционная сторона осуществляет поступательное сцепление с ведомым валом. В этот момент важна не столько сама сцепка, сколько схождение двух сил прижатия на фоне совершаемой работы со стороны основного вала.

Муфта для предохранения рассчитана на функцию безопасного разобщения валов при выходе пиковой величины крутящего момента за рамки стандартных значений. Подключаемый вал в дальнейшем будет продолжать стабильную плавную работу. Впрочем, это определит характер движения механизмов, которые обслуживает фрикционная муфта.

Принцип работы дисков при осуществлении прямолинейного движения предполагает, что большое значение в качестве сопряжения будут иметь вспомогательные узлы и агрегаты, через которые также транслируется передача.

Например, к таким могут относиться бортовые редукторы, сервомеханизм (при поворотах), а также вилка отключения муфты.

Разновидности муфты

Муфты различаются по конструкционному исполнению, способу оказания прижимного усилия и характеру обеспечения механики трения. Уже говорилось, что в качестве элементов муфты чаще всего выступают диски. Но также могут использоваться конусные, цилиндрические и барабанно-ленточные детали. Такие элементы обычно применяют в конструкциях, где реализуется нестандартная конфигурация прижима, например угловая. Техническим развитием традиционных механизмов стала многодисковая фрикционная муфта, которая выигрывает за счет плавности хода и обеспечения более высокой силы сцепления. Что касается способа оказания прижимного усилия, то оно может обеспечиваться гидравликой или пневматикой. В первом случае рабочей средой будет выступать техническая жидкость, а во втором – сжатый воздух от компрессора. Также современные муфты работают за счет электромагнитных потоков, но из-за высокой стоимости и сложности данное решение менее распространено. Механика трения, в свою очередь, обеспечивается по сухому или мокрому принципу. В первом случае движения выполняются без применения смазки, а во втором – с маслом, которое снижает негативные эффекты трения и отводит тепло.

Муфта сцепления

Данная разновидность муфты отвечает за плавное сцепление ведущего и ведомого валов. Сложность ее задачи обусловливается не столько физической сцепкой, сколько противодействием нагрузкам окружающей среды. Для понимания особенности таких муфт на фоне других деталей, обеспечивающих сцепку, можно сравнить их с аналогами в виде зубчатых и кулачковых компонентов соединительной цепи. В отличие от них, фрикционные муфты сцепления при большой разности в скоростях двух валов не дают сильных ударов и перегрузок. Они скорее затормаживают активность механизма, обеспечивая тем самым возможность соосного сопряжения в наиболее выгодный момент. Иными словами, они подстраиваются под оптимальные условия сопряжения.

Предохранительная муфта

Муфты этого типа служат для безопасного соединения или разъединения валов в том случае, если механизм работает под высокими нагрузками. Такие элементы способны автоматически восстанавливать функциональность агрегата после того, как пиковая перегрузка завершилась. Но важно иметь в виду, что из-за различий в коэффициентах трения дисков тонность работы предохранительной муфты достаточно невелика. Поэтому ее чаще используют при регулярных, но кратковременных перегрузках, когда работа механизма выходит за рамки нормативной частоты крутящего момента. Компенсация поглощаемой энергии обеспечивается пружиной, демпферными элементами устройства или теплоотводящими материалами, из которых может быть выполнена и основа конструкции.

Используемые в конструкции материалы

Традиционные технологии изготовления муфт базируются на использовании стальных сплавов с антикоррозийными покрытиями. В наши дни также развивается сегмент композитных углеродных материалов, кевларовые элементы и так далее. Самые же технически развитые детали изготавливают из специализированных фрикционных материалов. В частности, к таким можно отнести ретинакс, трибонит и пресс-композит. Первый представляет собой сплав барита, асбеста и фенолформальдегидных смол, дополненных стружкой из латуни. В состав трибонита также входят компоненты нефтепродуктов и композиты, благодаря которым диск фрикционной муфты может эксплуатироваться в условиях водной среды. Прессованные композиты отличаются тем, что в составе их структуры предусматриваются высокопрочные волокна, повышающие износостойкость деталей.

Формы выпуска деталей

Дисковые муфты представляют целый класс пластинчатых фрикционных деталей. В эту группу кроме стандартного форм-фактора также входят вкладыши, которые изготавливаются из вышеупомянутого ретинакса и композитных сплавов.

Пластинчатая муфта сцепления может иметь и форму сектора.

Такие элементы тоже имеют внутренний и внешний диаметры, но в конструкции предусматривается и угловой сектор, позволяющий интегрировать элемент в механизмы с нестандартной сцепкой.

Заключение

Хотя на смену традиционной механике приходят более эргономичные, функциональные и удобные в управлении приводные системы наподобие электромагнитных и пневматических, в некоторых сферах по-прежнему востребованы привычные силовые детали.

К таким как раз относятся и фрикционные муфты, благодаря несложной форме которых простые технические устройства служат долго и исправно. Разумеется, есть свои сложности в обслуживании таких компонентов. Они изнашиваются, требуют ремонта и замены.

Однако даже внедрение современных электромагнитных аналогов пока не способно в полной мере восполнить функцию стальной муфты с гидравликой. Другое дело, что есть спрос на повышение технико-эксплуатационных качеств за счет новых композитных материалов.

Но и они принципиально отличаются лишь физико-химическими свойствами.

Источник: https://www.syl.ru/article/327777/friktsionnyie-muftyi-vidyi-ustroystvo-i-printsip-rabotyi

Дисковые муфты

Дисковая муфта – это механизм, который используется для передачи крутящего момента между двумя несоосными валами, располагающимися в параллельной плоскости относительно друг друга. Рабочими деталями устройства являются диски, за счет движения которых передается крутящий момент. Механизмы нашли широкое применение в различных промышленных отраслях, в том числе и в машиностроении.

Чтобы подробнее осветить тему дисковых муфт, в этой статье рассмотрим следующие аспекты:

Фрикционные дисковые муфты

Передача крутящего момента в таких устройствах осуществляется за счет сил трения, которые создаются на сцепляющей части механизма.

Стандартная дисковая муфта состоит из:

• Стальных дисков. Не имеют специальных покрытий и устанавливаются в барабане, который не связан с ведомым валом.
• Фрикционных дисков. Чаще всего выполнены из стали, но иногда для изготовления используется и прочная пластмасса. Такие изделия имеют износостойкое фрикционное покрытие, фиксируются на ступице ведущего вала. Покрытие может быть выполнено из керамики, кевларовых нитей, углеродных композитов и других материалов с повышенным коэффициентом трения.
• Поршня и возвратной пружины. Оказывает давление на диски под воздействием давления жидкости. За счет этого между поршнем и пакетом дисков возникает сила трения и передается вращательный момент. При понижении давления поршень под воздействием пружины становится на место, и дисковая муфта отключается.

Конструкция механизма предполагает чередование стальных и фрикционных дисков. В разных моделях количество дисков может отличаться.

Разновидности фрикционных дисковых муфт

Классификация фрикционных дисковых муфт предполагает их разделение на следующие категории:

• «Сухие» механизмы. Отличаются высоким коэффициентом трения. Но так как в этих моделях нет масла, то внутренние детали не смазываются.
• «Мокрые» устройства. Частично заполнены маслом, что делает отвод тепла более эффективным. Кроме того, масло смазывает детали внутри устройства. По сравнению с сухими моделями, мокрые дисковые муфты отличаются небольшим коэффициентом трения. Однако этот недостаток компенсируется за счет увеличения давления на пакет дисков и использования высокотехнологичных фрикционных материалов.

Принцип работы фрикционной дисковой муфты

Функция фрикционной дисковой муфты заключается в плавном соединении двух несоосных валов за счет возникающей между дисками силы трения и передачи крутящего момента от одного вала к другому.

Чем больше дисков предусмотрено в конкретной модели, тем больше поверхностей соприкасаются друг с другом, и тем лучше передается крутящий момент. Под воздействием давления жидкости диски начинают сжиматься.

Для нормальной работы механизма между дисками должен быть регламентированный производителем зазор. Слишком маленький зазор чреват быстрым износом дисков, а слишком большой – пробуксовкой механизма, что также приводит к преждевременному износу фрикционов.

Особенности кулачково-дисковых муфт

Одна из разновидностей дисковых муфт – модели с кулачками на торцевых поверхностях. Такие устройства состоят из трех дисков. Внешние диски соединены с входным и выходным валами.

Соединение среднего диска с двумя другими обеспечивается за счет выступа-впадины.

В кулачково-дисковых механизмах нередко предусмотрена специальная пружина, которая компенсирует зазор между деталями и холостой ход главного звена механизма.

В отличие от фрикционных моделей, в кулачковых устройствах средний диск вращается вокруг своей центральной точки с той же скоростью, что входной и выходной валы.

Во избежание появления динамических нагрузок в процессе работы, устройство включают только в неподвижном состоянии. При этом валы обычно вращаются с относительной скоростью не более 1 м/с.

По сравнению с фрикционными моделями, кулачковые устройства имеют меньшие размеры, и в этих механизмах отсутствует относительный поворот валов. Количество кулачков выбирается исходя из крутящего момента, который нужно передавать.

Плюсы и минусы дисковых муфт

Среди основных преимуществ дисковых механизмов обычно выделяют компактность, плавность работы, возможность уменьшить габариты узла и увеличить значение передаваемого крутящего момента, возможность соосного соединения ведущего и ведомого валов.

К недостаткам относят риск пригорания дисков. Чтобы исключить пригорание, нужно точно соблюдать рекомендации производителя в процессе эксплуатации. Если речь идет о мокрой дисковой муфте, то при изменении вязкости масла меняется и коэффициент трения.

Что нужно учитывать при эксплуатации?

Чтобы продлить срок службы дисковой муфты и сделать ее работу максимально эффективной, нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• При необходимости замены фрикционных секторов все манипуляции производят через специальные окошки, предварительно выкрутив винты и сняв элементы обечайки;
• Работу любого механизма регулируют вручную. Это позволяет равномерно распределять нагрузку на весь механизм с учетом предельной мощности;
• Износостойкость детали определяют путем расчета предельно допустимого внутреннего давления. Эти показатели могут меняться в зависимости от предназначения механизма;
• Чтобы увеличить срок службы муфты и оборудования, нужно учитывать КПД машины, в которой будет использоваться механизм.

Если вы собираетесь купить дисковую муфту, ознакомьтесь с ассортиментом, представленным на сайте компании «Кант». В наличии – механизмы разных размеров и с различными техническими характеристиками.

Чтобы получить подробную консультацию, просто свяжитесь с менеджерами компании «Кант» по телефону или электронной почте. Опытные специалисты помогут выбрать механизм и ответят на все интересующие вопросы.

Источник: https://kant-ltd.ru/articles/mufta-diskovaya/

Муфта фрикционная | определение и типы фрикционных муфт — на промышленном портале myfta.ru

Муфта фрикционная — устройство, передающее вращательное движение посредством трения. Такие муфты осуществляют плавное сцепление при различной скорости, что успешно используется, в машиностроении, в конструкции автомобильного сцепления. Более того, муфта фрикционная не может передать через себя больший момент, чем момент сил трения, ввиду того, что начинается проскальзывание контактирующих фрикционных элементов. Поэтому именно это свойство позволяет фрикционным муфтам быть эффективными предохранителями для защиты машины от динамических перегрузок.

Типы фрикционных муфт

По типу трущихся поверхностей муфты фрикционные бывают дисковые, конусные, и цилиндрические. В дисковых муфтах (одно- и многодисковые), трение происходит по торцевым поверхностям дисков.

В конусных, рабочие поверхности изготовлены конической формы. Цилиндрические (ленточные, колодочные и т.д.) имеют цилиндрическую поверхность контакта.

Из всех перечисленных видов муфт, дисковые получили наибольшее распространение.

По типу сил трения бывают муфты сухие и муфты масляные.

Сухие муфты работают без смазочного материала, а масляные со смазочным материалом. Такие муфты применяют в ответственных конструкциях механизмов при передаче больших моментов. Смазывание продлевает срок службы рабочих поверхностей, но зато усложняет конструкцию муфты.

Муфты фрикционные изготавливают из конструкционной стали, чугуна СЧ30, а качестве фрикционных материалов, из которых изготовляют накладки, служат прессованная фрикционная пластмасса, асбестопроволочная ткань — ферродо, порошковые материалы и т.д.

Сжатие поверхностей трения является главной задачей работы муфт фрикционных. Поэтому они рассчитываются на прочность по контактному давлению (подобно напряжениям смятия). Для каждой отдельной конструкции вычисляется сжимающая сила и делится на площадь контакта.

При этом расчётное контактное давление не должно превышать допускаемое для данного материала.

Также, муфты фрикционные подразделяются на сцепные (муфты сцепления), и предохранительные муфты.

Муфта сцепления, посредством трения, разъединяет и плавно соединяет входной и выходной вал.Предохранительная муфта служит для разделения входного и выходного валов, если превышается предельная величина крутящего момента.

Необходимость быстродействия и большие передаваемые моменты, заставляют применять для управления работой муфты пневматические или гидравлические силовые цилиндры.

Электромагнитные и механические устройства не могут обеспечить в этом случае, возникновения большого усилия, передаваемого на нажимный диск. В этом случае больше применяются муфты с пневматическим управлением.

А именно муфты с электромагнитным управлением хорошо работают в прессах небольшого (до 100 кН) усилия.

Однодисковая муфта встраивается в маховик, на котором расположены опорный диск и ступица с диафрагмой. Через подводящую головку, установленную на крышке диафрагмы, в полость подается сжатый воздух. Крышка крепится к маховику, который установлен на валу консольно, шпильками.

Вращение валу передается ведомым диском, в котором стоят фрикционные вставки из ретинакса. При впуске воздуха нажимной диск смещается мембраной. Он фиксируется по шлицам цилиндра. Вставки, расположенные в гнездах диска, зажимаются между нажимным и опорным дисками, из-за чего возникает момент трения, который передается на вал.

В момент выпуска воздуха нажимной диск отодвигается пружиной, при этом контакт со вставками нарушается.

Для таких муфт нужно, чтобы потребление энергии на разгон было минимальным. В нашем случае только ведомый диск должен подлежать разгону при включении, поскольку все остальные части муфты установлены и вращаются на маховике. Муфта такой конструкции имеет небольшие размеры, что позволяет устанавливать ее консольно.

Да и ремонтоспособность такой муфты также улучшена, поскольку для того, чтобы заменить фрикционные вставки, достаточно снять крышку, диафрагму и нажимной диск, не совершая при этом демонтажа всего узла.

Но из-за малой поверхности теплоотдачи, при частом числе включений за короткий промежуток времени, возможен перегрев устройства.

Качество работы такой муфты сильно зависит от конструкции и качества фрикционных вставок. Для них, очень широко применяется ретинакс А (ФК 16Л) , и ретинакс Б(ФК-24А). Материал ретинакс А (ГОСТ 10851-73) может отлично работать в муфтах при кратковременной температуре до 1100° С, а ретинакс Б ( ГОСТ 10851-73) — при поверхностной температуре до 700° С.

Однако не во всех случаях, несмотря на высокий коэффициент трения и достаточно большие удельные (до 15-18 кГ/см2) усилия, удается использовать один ведомый диск однодисковой муфты – к примеру, на горячештамповочных прессах, где требуемый момент достигает 100000 Нм. Здесь приходится использовать многодисковую фрикционную муфту с двумя и более дисками.

На зубчатом колесе такой муфты, которое является его ведущей частью, установлен пневматический цилиндр. Поршень цилиндра, передавая вращение на вал, сжимает ведущие и ведомые диски. Пружины, установленные по периферии цилиндра, разводят фрикционные поверхности при выпуске воздуха из цилиндра.

При этом различают муфты, работающие со смазкой и муфты сухие, без смазки. И хотя, масляная среда снижает коэффициент трения, такое конструктивное решение даёт определенные преимущества перед сухим вариантом.

Так, например, нет необходимости защищать фрикционные диски от случайного попадания смазки из других узлов механизма, что обычно создаёт достаточно большие конструктивные проблемы.

При правильной смазке такой муфты хорошо отводится тепло, образующееся в процессе трения, и удаляются продукты износа, увеличивая таким образом и плавность работы, и срок службы всего узла. Изменение количества дисков в муфте, позволяет лучше регулировать передаваемый момент.

Поэтому муфты, работающие со смазкой, получили чрезвычайно широкое распространение в машиностроении. Они вытесняют сухие муфты, особенно там, где необходимо плавное включение.

на портале myfta.ru:

Источник: http://myfta.ru/articles/mufta-frikcionnaya

Устройство и принцип работы многодисковой фрикционной муфты

Многодисковая фрикционная муфта – это разновидность механизмов передачи крутящего момента, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков. Момент передается за счет силы трения, возникающей при сжатии дисков. Многодисковые муфты широко используются в различных узлах трансмиссии автомобилей. Рассмотрим устройство, принцип действия, а также плюсы и минусы данных механизмов.

Принцип работы муфты

Общий вид многодисковой фрикционной муфты

Основная задача многодисковой муфты – в нужный момент плавно соединить и разъединить входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы с помощью силы трения между дисками. При этом от одного вала к другому передается крутящий момент. Диски сжимаются за счет действия давления жидкости.

Отметим, что чем сильнее соприкасаются поверхности дисков, тем больше величина передаваемого момента. При работе муфта может пробуксовывать, при этом ведомый вал разгоняется плавно, без рывков и ударов.

Главное отличие многодискового механизма от других заключается в том, что за счет наращивания количества дисков увеличивается количество соприкасающихся поверхностей, в результате чего становится возможным передавать больший крутящий момент.

Основа нормальной работы фрикционной муфты – наличие регламентированного зазора между дисками. Этот интервал должен равняться значению, которое установил производитель.

Если зазор между дисками муфты будет меньше положенного, то фрикционы будут постоянно находиться в «поджатом» состоянии и, соответственно, быстрее изнашиваться. Если же расстояние будет больше, то при работе будет наблюдаться пробуксовка муфты.

В этом случае тоже не избежать быстрого износа. Точная регулировка зазоров между фрикционами при ремонте муфты – залог ее правильной работы.

Устройство и основные компоненты

Многодисковая фрикционная муфта конструктивно представляет собой пакет из стальных и фрикционных дисков, которые чередуются между собой. Их количество напрямую зависит от того, какой крутящий момент необходимо передавать между валами.

Принцип работы многодисковой муфты

Итак, в муфте присутствует два вида дисков – стальные и фрикционные. В чем же их различие? Все дело в том, что второй вид дисков имеет специальное покрытие, называемое «фрикционным». Оно изготовлено из материалов, которые имеют повышенный коэффициент трения: керамика, углеродные композиты, кевларовые нити и проч.

  Устройство и принцип работы привода сцепления

Чаще всего фрикционные диски – это стальные диски с фрикционным слоем. Однако, их основой не всегда выступает сталь, иногда эти части муфты изготавливают из прочной пластмассы. Диски крепятся к ступице ведущего вала.

Обычные стальные диски без фрикционных покрытий фиксируются в барабане, связанном с ведомым валом.

Также в конструкцию муфты входят поршень и возвратная пружина. Под действием давления жидкости поршень давит на пакет дисков, за счет чего и возникает сила трения между ними, а также передается крутящий момент. После того, как давление сбрасывается, пружина возвращает поршень обратно, и муфта выключается.

Различают два типа многодисковой муфты: сухая и мокрая. Второй тип устройств частично заполнен маслом.  Смазочный материал необходим для:

• более эффективного отвода тепла;
• смазывания деталей муфты.

Мокрая многодисковая муфта имеет один недочет – у нее отмечается низкий коэффициент трения. Данный недостаток производители компенсируют с помощью увеличения давления на диски, а также благодаря использованию новейших фрикционных материалов.

Преимущества и недостатки

Преимущества многодисковой фрикционной муфты:

• компактность;
• при использовании многодисковой муфты значительно уменьшаются габариты узла;
• передача существенного крутящего момента при малых размерах механизма (за счет увеличения количества дисков);
• плавность работы;
• возможность соосно соединять ведущий и ведомый валы.

Однако, данный механизм не лишен недостатков. Например, при работе может наблюдаться пригорание стальных и фрикционных дисков. У мокрых многодисковых муфт при изменении вязкости смазочного материала также меняется коэффициент трения.

Применение муфты

Многодисковые фрикционные муфты широко применяются в автомобилях. Данное устройство используется в следующих системах:

• сцепление (в вариаторах без гидротрансформатора);
• автоматическая коробка передач (АКПП): муфта в АКПП служит для передачи крутящего момента к планетарному ряду;
• роботизированная коробка передач: пакет дисков  с двойным сцеплением в коробке-роботе используется для высокоскоростного переключения передач;
• системы полного привода: фрикционное устройство устанавливают в раздаточной коробке (муфта здесь необходима для автоматического блокирования межосевого дифференциала);
• дифференциал: механическое устройство выполняет функцию полной или частичной блокировки.

(5

Источник: https://TechAutoPort.ru/transmissiya/sceplenie-i-mufty/mnogodiskovaya-friktsionnaya-mufta.html

Дисковая фрикционная муфта и её характеристики

Дисковая фрикционная муфта является универсальным прибором и может свободно использоваться в различных отраслях промышленности, в частности, машиностроительной отрасли. Данные детали широко используются в сфере станкостроя или производстве машин для прессования или ковки.

Данная муфта подойдёт и для других механизмов, преимущественно для прессовки. Для подачи мощностей в больших крутящихся моментах, применяются вспомогательные детали. Такие, например, как накладки, сделанные из ферродо, ретинакса и прочих фрикционных материалов, прикреплённые или приклеенные к дискам.

Чаще всего, данные материалы держатся на заклёпках. При запуске механизма, муфта испытывает на себе механическое воздействие – боковые части накладок, соединённые с заклёпками, подвергаются частым ударам, что вызывает сильные локальные напряжения, отражающиеся на работоспособности фрикционных материалов.

Это может привести к преждевременному выходу накладок из строя, что приведёт к падению КПД всего оборудования.

Присоединение накладок также не может гарантировать надёжного соединения, особенно в случае сильного нагрева, поскольку в результате пагубного воздействия высокой температуры, возможны возникновения различных дефектов. К примеру, на фрикционном контакте происходит плавка и клей может потерять свои привычные свойства.

Именно поэтому рекомендуется не ограничиваться приклеиванием запчастей. Надёжнее будет дополнительно проклепать накладки. Данная процедура позволит продлить срок их эксплуатации.

Муфту также необходимо обрабатывать изнутри вязким маслом для регуляции температуры, режима работы и продления срока службы.

Известны также фрикционные дисковые муфты. Их элементы располагаются между ведомыми и ведущими дисками муфты. У данных элементов есть возможность проскальзывания относительно них при запуске муфты. Однако муфты данного типа сложны в производстве и имеют сравнительно слабую удельную нагрузочную способность. Подобные устройства желательно вставлять в машины с более низкой нагрузкой и мощностью, поскольку в мощных машинах такие муфты быстро изнашиваются и ломаются, что может повлечь за собой остановку всего оборудования.

Фрикционная дисковая муфта содержит фрикционные элементы, которые установлены между ведущими и ведомыми дисками с возможностью проскальзывания между ними во время запуска работы механизма. Отличается она тем, что, обладает упрощающей конструкцией.

Для повышения нагрузочной способности, она оснащена обечайкой, охватывающей ведомый диск.

Края данной детали выступаю за торцы, а фрикционные элементы поделены на ряд секторов и отделений, расположенных свободно внутри самой обечайки по обе стороны ведомого диска.

При закачке сжатого воздуха внутрь пневмоцилиндра, нажимной диск перемещается в направлении оси по шлицам маховика, преодолевая силу сопротивления отжимных пружин. При этом, зазоры и пространство между поверхностями трения варьируются, в зависимости от режима работы. Таким образом, при запуске механизма, фрикционные секторы первоначально имеют переменную скорость вращения, отличающуюся от скорости вращения маховика нажимного и ведомого дисков. При запуске муфты на полную мощность, все детали будут вращаться с одинаковой частотой и скоростью, обеспечивая равноценную нагрузку на механизм. Замена изношенных фрикционных секторов на новые производится через «окошки» в маховике после выкручивания винтов и снятия элементов обечайки. Муфта имеет большой барабан, и для ремонта необходимо снять закрепительную пластину и после тщательного осмотра определить, какая деталь требует замены. При включении закачки сжатого воздуха, отжимные пружины механизма возвращают нажимной диск в исходное состояние с помощью винтов. Таким образом, происходит постепенное растормаживание и раскачка маховика, фрикционных секторов, ведомого и нажимного дисков. Муфта, постепенно раскручиваясь, распределяет нагрузку на весь механизм, в зависимости от предельной мощности.

Работа муфты регулируется вручную. Износостойкость дисковой фрикционной муфты определяется путём расчёта предельно допустимого внутреннего давления. В зависимости от предназначения, данные показатели могут меняться.

Приобретая дисковую фрикционную муфту, следует учитывать предельный КПД машин, что позволит выбрать оптимальный вариант, при котором и муфта, и сам механизм прослужат максимально долго.

Источник: https://www.ttaars.ru/about/stati/diskovaya-friktsionnaya-mufta/

Фрикционная муфта — это… Что такое Фрикционная муфта?

Трансмиссия танка Чи-Ну, в нижней части изображения видны два бортовых фрикциона

Конструкции фрикционных муфт: a) дисковая; b) конусная; c) многодисковая

Фрикцио́нная му́фта (устар. — фрикцио́н) — устройство передачи вращательного движения посредством силы трения скольжения.

Принцип работы

По назначению фрикционные муфты могут быть сцепными и предохранительными.

Сцепная фрикционная муфта (муфта сцепления) предназначенная для разъединения и плавного соединения входного и выходного валов посредством трения.

Во время включения в работу сцепных фрикционных муфт крутящий момент на ведомом валу возрастает поступательно и пропорционально увеличению силы взаимного прижатия поверхностей трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и со значительной начальной разницей их угловых скоростей. В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала осуществляется плавно без ударов.

• Предохранительная муфта предназначена для разобщения входного и выходного валов в случае превышения предельной величины крутящего момента.
• По типу трущихся поверхностей различают муфты дисковые, конусные, барабанные, барабанно-ленточные.
• По способу создания сил трения различают муфты с пружинным, грузовым, центробежным, кулачковым, гидравлическим, пневматическим и электромагнитным нажимом.
• По типу сил трения различают муфты сухого трения и муфты, работающие в масле.

Классификация фрикционных муфт

Фрикционные муфты по форме рабочих поверхностей бывают следующих видов:

• дисковые, рабочими поверхностями которых являются плоские торцевые поверхности дисков;
• конусные,
• цилиндрические.

На механических транспортных средствах применяется сцепление.

Конусная фрикционная муфта

Фрикционная муфта гусеничного трактора

Служит для отсоединения одного из бортов при повороте.

Устройство

• Ведущий барабан.
• Ведущие диски.
• Ведомый барабан.
• Ведомые диски.
• Нажимные пружины.
• Стяжные пальцы.
• Отжимной диск.
• Выжимной подшипник.
• Вилка выключения муфты.

Принцип действия

При прямолинейном движении — пакет дисков прижат отжимным диском за счёт пружин и вращение передаётся от центральной передачи через фрикционную муфту на бортовой редуктор.

При повороте — усилие от рычага управления передаётся через сервомеханизм на вилку выключения муфты. Вилка оттягивает выжимной подшипник и отжимной диск. Он отходит от пакета дисков и освобождает их, при этом сжимаются пружины.

Ведущие диски начинают пробуксовывать относительно ведомых. Борт становится неведущим, а другой (ведущий) борт начинает заворачивать трактор.

См. также

• Муфта (механическое устройство)

Литература

• Муфта — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
• Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035)

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1342253