Жесткие муфты

Жесткие муфты подразделяют на пальцевые, кулачковые, с поворотной шпонкой, т.е. в зависимости от конструкции детали, передающей крутящий момент от ведущего звена к ведомому. Применяются на прессах малой мощности, с номинальным усилием до 0,16 МН и числе ходов ползуна более 60 в минуту. Это компактные, малогабаритные устройства с меньшим, по сравнению с другими типами муфт, временем срабатывания. Среди известных жестких муфт в прессостроении наибольшее распространение получили кулачковые муфты. Л.И. Живов приводит описание принципа действия кулачковой муфты с двумя поворотными шпонками (рис. 1). Маховик 7 опирается на кривошипный вал 16 через подшипники 19. В ступицу маховика 7 запрессована фигурная втулка 13 с четырьмя полуцилиндрическими канавками. В таких же канавках вала уложены рабочая 14 и запорная 3 поворотные шпонки, опорные цилиндрические части которых располагаются в проемах втулок 4 и 10, жестко соединенных с валом. Обе шпонки под действием пржины 12 стремятся повернуться в своих канавках, однако хвостовик 2 рабочей шпонки, упираясь в ограничитель механизма управления, препятствует повороту, и шпонки своими скосами образуют с валом общую цилиндрическую поверхность. Если ограничитель устранить, шпонки под действием пружин поворачиваются и заходят в канавки втулки 13: маховик сцепляется с валом, муфта включена. Если ограничитель механизма управления вновь выведен в исходное положение, то налетевший на него хвостовик 2 поворачивает шпонки и возвращает их в исходную позицию, муфта отключается. Так как сопряженные поверхности правых хвостовиков шпонок 15 и 17 выполнены по взаимоогибающим профилям, поворот шпонок происходит одновременно. Хвостовики также фиксируют по срезу вала правильность положения шпонок при включенной муфте. Запорная шпонка служит предохранителем от самопроизвольного вращения вала в обратную сторону. Детали 5, 6, 8, 9 и 18 закрывают муфту и предохраняют трущиеся поверхности от загрязнения.

Расчет муфты производится из условия контактной прочности поверхности лыски, передающей момент крутящий на коленчатый вал. При окружной скорости оси поворотной шпонки до 0,8 м/с E.H. Ланской предлагает диаметр шпонки d_шп принимать равным 0,4 диаметра вала, длину рабочей части шпонки l=3d_шп. Величину момента крутящего М (Нм), передаваемого муфтой, определить по соотношению

где d_шп - диаметр шпонки, см.

Рис. 1. Жесткая муфта с двумя поворотными шпонками

Материал для изготовления шпонки: сталь 40ХН или 50ХН с НRС 50...55; У7-У8 с НRС 42...45; для изготовления втулки - сталь 45 с НRС 40...45.

Недостатком жестких муфт является явление удара, сопутствующее процессу смыкания рабочих поверхностей поворотной шпонки и закрепленной на маховике втулки, что приводит к возникновению динамических моментов и высоких контактных напряжений на рабочих поверхностях шпонки и втулки.