Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (МУ)"

Муфта

Му'фта (от нем. Muffe или голл. mouwtje) в технике, устройства для постоянного или временного соединения валов, труб, стальных канатов, кабелей и т. п. Различают М. соединительные, которые в зависимости от выполняемой функции обеспечивают прочность соединения, герметичность, защищают от коррозии и т. п. (см. Кабельная муфта , Соединение труб ), и М. приводов машин и механизмов, которые передают вращательное движение и вращающий момент с одного вала на другой вал, обычно соосно расположенный с первым, или с вала на свободно сидящую на нём деталь (шкив, зубчатое колесо и т. п.) без изменения вращающего момента. Кроме того, М. приводов выполняют др. важные функции: компенсацию небольших монтажных отклонений, разъединение валов, автоматическое управление, бесступенчатое регулирование передаточного отношения, предохранение машин от поломок в аварийном режиме и т. д. М. применяют для передачи как ничтожно малых, так и значительных моментов и мощностей (до нескольких тыс. квт ). Различные способы передачи вращающего момента, разнообразие функций, выполняемых М., обусловили большой типаж конструкций современных М. Наиболее распространённые из них стандартизованы .

  Передача момента в М. может осуществляться механической связью между деталями, выполняемой в виде неподвижных соединений или кинематических пар (М. с геометрическим замыканием); за счёт сил трения или магнитного притяжения (М. с силовым замыканием); сил инерции или индукционным взаимодействием электромагнитных полей (М. с динамическим замыканием). По характеру работы и основному назначению различают М. следующих типов: постоянные соединительные; управляемые (сцепные), позволяющие соединять и разъединять валы через систему управления; самоуправляемые (автоматические), соединяющие и разъединяющие валы в процессе работы автоматически в зависимости от изменения режима; предохранительные, разъединяющие валы при опасном нарушении нормальных условий работы машины; М. скольжения, передающие момент лишь при частоте вращения ведомого вала, меньшей частоты вращения ведущего вала.

  Постоянные соединительные М. выполняются с геометрическим замыканием и делятся на несколько типов. Жёсткие некомпенсирующие, или глухие, М. (рис. 1 , а) соединяют валы без возможности относительного их перемещения. Жёсткие компенсирующие М. допускают небольшие отклонения от соосного расположения валов. Среди них наиболее распространены зубчатые М. (рис. 1 , б). Жёсткие подвижные М. допускают значительные отклонения от соосности. Например, широко распространены асинхронные шарнирные М. (см. Карданная передача ), которые допускают перекос осей до 45°, но не допускают поперечных и продольных смещений осей; сдвоенные шарнирные М., т. е. сочетание двух одинарных (рис. 1 , б) и т. д. Постоянное передаточное отношение при любых углах между осями соединяемых валов обеспечивается синхронными шарнирными М., которые передают движение посредством шариков. Такие М. применяют, например, в приводе передних ведущих колёс автомобиля. К синхронным М. относятся также плавающие, или крестовые муфты , называемые также кулачково-дисковыми М. (рис. 1 , г), конструкции которых допускают значительные поперечные смещения осей валов и компенсацию небольших перекосов и осевых смещений. Как компенсирующие используются также упругие и упруго-демпфирующие М. К этой группе относятся втулочно-пальцевые М. (рис. 1 , д), широко применяемые для соединения вала электродвигателя с валом приводимой машины, а также М. более совершенной конструкции – М. с торообразной оболочкой (рис. 1 , е) и др.

  Управляемые , или сцепные, М., выполняемые с геометрическим и силовым замыканием, также отличаются большим разнообразием. Группу М. с геометрическим замыканием составляют кулачковые (рис. 2 , а), зубчатые и др. М., отличающиеся компактностью конструкции, но не допускающие включения на быстром ходу при большой разности угловых скоростей сцепляемых полумуфт. Этого недостатка лишены зубчатые М. с синхронизаторами (рис. 2 , б). Такие М. обеспечивают безударное включение на холостом ходу, т. к. сначала в соприкосновение входят фрикционные поверхности и происходит выравнивание скорости вращения полумуфт в процессе скольжения перед введением в зацепление зубьев. М. с синхронизаторами используют в автомобильных коробках передач . К управляемым М. с силовым замыканием механической связью относятся М. трения, или фрикционные, которые допускают включение на ходу и под нагрузкой. Конструкция этих М. может быть выполнена с одним или несколькими дисками, с цилиндрическими или коническими поверхностями трения, с механическим, пневматическим, гидравлическим или электромагнитным (рис. 2 , в) управлением. Такие М. применяют в автоматических системах, т. к. они позволяют осуществлять дистанционное управление.

  Группу М. с силовым замыканием электромеханической связью составляют М. с жидкой или порошкообразной ферромагнитной смесью (рис. 2 , г), в которых при прохождении электрического тока в катушке возбуждения возникает магнитный поток, в результате ферромагнитная смесь, заполняющая зазор между полумуфтами, намагничивается, что обеспечивает сцепление смеси с поверхностями полумуфт. Эти М. широко используются в копировальных металлообрабатывающих станках и др. рабочих машинах. Силовое замыкание электромагнитной связью осуществляется в синхронных электроиндукционных М., которые имеют магнитопроводы с разделёнными полюсами на обеих полумуфтах (рис. 2 , д). Вращающий момент между валами передаётся при прохождении через катушку возбуждения тока и возникновении при этом силы магнитного притяжения между полюсами полумуфт.

  Самоуправляемые, или автоматические, М. включаются и выключаются в зависимости от изменения режима работы машины. К ним относятся: однооборотные М., срабатывающие в определенном положении через каждые один или несколько оборотов вала (применяются в прессах и молотах для остановки ползуна в верхнем положении); обгонные М., или М. свободного хода (рис. 3 , а), передающие момент только при одном направлении вращения ведущей полумуфты относительно ведомой и проворачивающиеся при обратном направлении вращения (применяются в велосипедах, автоматических трансмиссиях автомобилей, станках и т. п.); центробежные М. (рис. 3 , б), включающиеся и выключающиеся в зависимости от скорости вращения ведущей полумуфты (используются в качестве пусковых в приводах, а также как предохранительные муфты , ограничивающие скорость вращения приводимой машины, и т. п.): М. предельного момента, которые наиболее часто используются как предохранительные, отключающие машину при опасном увеличении вращающего момента. Функции предохранительных выполняют М. и др. типов, допускающие проскальзывание и имеющие соответствующую конструкцию и характеристику.

  М. скольжения выполняются с динамическим замыканием механической связью (гидродинамические) или с электрической связью (электроиндукционные асинхронные). Такие М. передают момент только при отставании ведомой полумуфты от ведущей, т. е. при наличии скольжения. Конструктивно гидродинамическая М. выполнена как замкнутая система с жидким рабочим телом. Такие М. используют в качестве пусковых, управляемых и предохранительных, в гидродинамических передачах . Электроиндукционные асинхронные М. работают за счёт сил магнитного взаимодействия, возникающих при скольжении ведущей полумуфты, имеющей катушку возбуждения и магнитопровод с разделёнными полюсами, относительно ведомой полумуфты, выполненной со сплошным магнитопроводом. Эти М. используются в качестве управляемых, пусковых, иногда как вариаторы скорости.

  Лит.: Решетов Д. Н., Детали машин, 3 изд., М., 1974; Краткий справочник машиностроителя, М., 1966; Детали машин, 7 изд., М., 1972; Поляков В. С., Барбаш И. Д., Муфты, 4 изд., Л., 1973: Детали машин. Справочник, под ред. Н. С. Ачеркана, т. 1, 3 изд., М., 1968.

  Н. Я. Ниберг.

Рис. 3. Самоуправляемые муфты: а – свободного хода; б – центробежная; 1 – ведущая звёздочка; 2 – ролики; 3 – ведомая обойма; 4 – корпус; 5 – фрикционная обкладка.

Рис. 1. Постоянные соединительные муфты: а – жёсткая некомпенсирующая втулочная; б – жёсткая компенсирующая зубчатая; в – сочетание двух одинарных шарнирных асинхронных муфт с промежуточным валом; г – плавающая кулачково-дисковая; д – втулочно-пальцевая; е – с торообразной оболочкой; 1 – соединяемые валы; 2 – втулка муфты; 3 – втулки с наружными зубьями; 4 – обойма с внутренними зубьями; 5 – полумуфты; 6 – промежуточный вал; 7 – промежуточный диск; 8 – торообразная эластичная оболочка; D – поперечные смещения валов; d – угловое смещение; d₁ и d₂ – углы перекоса шарнирных муфт.

Рис. 2. Управляемые муфты: a – кулачковая; б – зубчатая с синхронизатором; в – фрикционная с электромагнитным управлением; г – с ферромагнитной смесью; д – синхронная электроиндукционная; 1 – полумуфты; 2 – внешние зубья; 3 – конические фрикционные поверхности; 4 – передвижное кольцо с внутренними зубьями; 5 – диски полумуфт; 6 – ферромагнитная смесь; 7 – катушка возбуждения; 8, 9 – магнитопроводы полумуфт с разделёнными полюсами.