Сцепные муфты включения

Сцепные муфты включения приме­няют для управления потоком энергии в трансмиссиях приводов и передачах си­ловых установок: для включения и от­ключения механизмов или участков трансмиссии. Они позволяют разъеди­нять или соединять неподвижный участок трансмиссии с вращающимся без оста­новки последнего. Сцепные муфты под­разделяют на кулачковые и фрикционные.

Кулачковые муфты бывают собствен­но кулачковые и зубчатые.

Собственно кулачковая муфта состоит из подвижной полу­муфты, которая может перемещаться вдоль вала вправо или влево по шли­цам или шпонке, и двух неподвижных. Неподвижные полумуфты жест­ко соединены или составляют одно целое с элементами трансмиссии, которым надо передать движение. На торцах, снаружи или внутри каждой полумуфты, имеются кулачки, с помощью которых подвиж­ная и неподвижные полумуфты сцеп­ляются друг с другом.

Когда полумуфта перемещается в крайнее левое положение, ее кулачки входят в соответствующие впадины полу­муфты. При этом вместе с валом и по­лумуфтой будут вращаться полумуф­та и постоянно соединенный с ней элемент трансмиссии. Правую полумуфту и соединенный с ней элемент трансмис­сии включают аналогично — перемеще­нием подвижной полумуфты вправо. На рисунке полумуфта находится в ней­тральном положении, при котором она не передает движение полумуфтам. Полумуфту перемещают вдоль вала с помощью рычага управления, который фиксируют во включенном положении. При включении муфты необходимо сле­дить за тем, чтобы кулачки полумуфт полностью входили в зацепление. Если рабочие поверхности кулачков касаются друг друга не всей плоскостью, на их углах образуются скосы, что может явиться причиной самовыключения муф­ты при работе, даже когда рычаг управ­ления муфтой надежно зафиксирован. Смятые кулачки полумуфт исправляют при ремонте наплавкой металла и после­дующей обработкой.

 

Описанная кулачковая муфта двусто­роннего действия (двусторонняя муфта), так как может передавать движение в обе стороны: вправо и влево. Если нужно передать движение только в одну сторо­ну, применяют односторонние муфты с одной неподвижной полумуфтой.

У зубчатой муфты вместо ку­лачков имеются зубья. В остальном кон­струкция и принцип работы кулачковых и зубчатых муфт одинаковы.

Вместо муфт в механизмах кранов могут применять подвижные шестерни. Для включения и отключения механизма такую шестерню перемещают вдоль вала по шпонке или шлицам и вводят в зацеп­ление (выводят из зацепления) с шестер­ней, расположенной на другом валу и за­фиксированной от осевого перемещения. Подвижные шестерни могут выполняться в виде блока из двух шестерен. Тогда при перемещении блока вдоль вала одну из его шестерен выводят из зацепления, а другую вводят в зацепление с шестер­нями, расположенными на другом валу.

Несмотря на то, что муфты и по­движные шестерни позволяют включать и отключать механизмы без остановки вращающейся части трансмиссии, про­изводить эти операции при вращающихся й находящихся под нагрузкой элементах трансмиссии не рекомендуется, так как при этом кулачки (зубья) вращающейся и неподвижной полумуфт (шестерен) уда­ряются друг о друга и не полностью вхо­дят в зацепление друг с другом, в резуль­тате чего рабочие поверхности кулачков и зубьев разрушаются, а сами они могут сломаться. Кроме того, удары, сопрово­ждающие включение полумуфт (шесте­рен), отрицательно сказываются на дру­гих элементах трансмиссии.

Фрикционные муфты (название меха­низма происходит от греческого слова «фрикция», что означает трение) приме­няют для плавного включения вращаю­щихся и находящихся под нагрузкой эле­ментов трансмиссии. Действие фрик­ционных муфт основано на использова­нии трения, возникающего между поверх­ностями двух тел, перемещающихся от­носительно друг друга, когда тела прижи­маются друг к другу. Если, например, прижать движущийся диск к неподвижно­му, то на движущийся диск будет дей­ствовать сила, стремящаяся остановить его, а на неподвижный — сила, стремя­щаяся сдвинуть его в том направлении, в котором движется первый диск. Обе эти силы являются результатом трения. Они равны по значению и противопо­ложны по направлению. Сила трения за­висит от усилия, с которым движущийся и неподвижный диски прижаты друг к другу, и коэффициента трения.

Коэффициент трения, зависящий в ос­новном от качества изготовления сопри­касающихся поверхностей и физических свойств материалов, из которых сделаны диски, показывает, какую часть сила тре­ния составляет от силы, сжимающей тру­щиеся диски. Так, коэффициент трения 0,4 означает, что если движущийся и непо­движный диски прижаты друг к другу с силой 100 Н, то возникающая между ними сила трения равна 40Н. Таким образом, сила трения между двумя диска­ми будет тем больше, чем с большей си­лой они прижимаются друг к другу и чем выше коэффициент трения. Трение вызы­вает износ поверхностей, поэтому фрик­ционные муфты изготовляют из материа­лов, хорошо сопротивляющихся истира­нию.

Фрикционные муфты бывают управ­ляемые, включаемые воздействием маши­ниста на включающий механизм, и авто­матические, включающиеся без вмеша­тельства машиниста при определенных условиях, например при достижении веду­щим валом определенной частоты враще­ния.

В приводах автомобильных кранов применяют конические и дисковые фрик­ционные муфты.

Конические (конусные) муф­ты используют в качестве предохрани­тельных (например, в механизме поворо­та кранов КС-2561К и КС-2561Д). Такая муфта состоит из ведущей и ве­домой частей, каждая из которых имеет поверхность трения конической формы. Обычно ведомая часть — нажимной диск— сидит на шлицах на вертикальном ва­лу и, вращаясь вместе с ним, может свободно перемещаться вдоль него. Веду­щая часть муфты выполнена заодно с червячным колесом, свободно сидя­щем на валу. Конус диска прижимается к конусной поверхности колеса тарель­чатыми пружинами.

Под действием сжимающей силы пру­жин, направленной вдоль оси вала, на со­прикасающихся конусных поверхностях муфты возникает сила трения, увлекаю­щая во вращение ведомую часть муф­ты — нажимной диск. Пружины затянуты так, чтобы муфта передавала номи­нальный крутящий момент. При по­падании в открытую передачу «шестер­ня— венец опорно-поворотного уст­ройства» грязи или посторонних предме­тов, а также во время включения меха­низма поворота муфта пробуксовывает, предохраняя детали механизма от пере­грузки.

Ведущая и ведомые части описанной муфты имеют одну рабочую поверхность, поэтому такая муфта называется одно­сторонней одноконусной. Конусные муф­ты могут передавать вращение в любом направлении. При изменении коэффи­циента трения между фрикционными ча­стями (например, в результате попадания влаги) передаваемое муфтой окружное усилие изменяется пропорционально коэффициенту трения.

Дисковые муфты применяют в тех случаях, когда необходимо передать большое окружное усилие при сравни­тельно небольших габаритах муфт. Муф­та состоит из ведущих и ведомых дисков. Название муфты зависит от числа ве­домых дисков: при одном ведомом диске — однодисковая, при двух — двух­дисковая, более двух — многодисковая. Одно- и двухдисковые муфты применяют в трансмиссиях шасси базовых автомоби­лей (сцепление).

Однодисковая муфта со­стоит из ведущего диска, выполненного заодно с отводной втулкой, и ведомого диска, неподвижно сидящего на ведо­мом валу. Диск сидит на ведущем ва­лу на скользящей шпонке. Чтобы включить муфту, отводкой 6 перемещают диск влево до соприкосновения с ди­ском.

Для увеличения трения между диска­ми к одному из них (как правило, ведо­мому) заклепками прикрепляют накладки из фрикционных материалов. Заклепки изготовляют из мягкого металла (крас­ной меди, алюминия), что позволяет предохранить рабочую поверхность диска в том случае, если машинист своевремен­но не обнаружит предельного износа на­кладок. Головка заклепки должна быть утоплена ниже поверхности трения не менее чем на половину толщины новой накладки. При износе заклепок до голо­вок накладку заменяют, так как при тре­нии заклепок о рабочую поверхность ди­ска уменьшается передаваемое муфтой усилие (коэффициент трения заклепок о сталь или чугун значительно меньше, чем у накладок) и портится рабочая по­верхность диска.

Многодисковая муфта. Ве­дущие диски свободно перемещаются вдоль оси ведущего вала на скользящей шпонке. Ведомая часть муфты закре­плена на валу на шпонке и имеет пазы, в которых свободно перемещаются в осе­вом направлении ведомые диски. Для включения муфты отводную втулку передвигают отводкой влево, при этом ведущие диски зажимают ведомые. Сила трения, возникающая на рабочих поверхностях дисков, приводит во враще­ние ведомые диски, а они — ведомую часть муфты.

Крутящий момент, передаваемый ди­сковой муфтой, пропорционален числу рабочих поверхностей и осевому усилию, с которым ведущие диски прижаты к ве­домым. При одном и том же осевом уси­лии включения многодисковая муфта передает крутящий момент больше, чем однодисковая муфта, во столько раз, во сколько число рабочих поверхностей тре­ния многодисковой муфты больше, чем у однодисковой.