Основная задача предохранительной муфты – ограничение крутящего момента при достижении им значений, грозящих поломкой механизма, при этом в нормальном состоянии он передается максимально эффективно, без вреда для работоспособности и производительности устройства.
Классификация
Муфты представлены несколькими классами, у каждого из которых – свои уникальные характеристики, особенности, специфика использования. Чтобы исключить проблемы с совместимостью с конкретной системой, не допустить ухудшения защитных характеристик, к подбору предохранительного элемента следует отнестись предельно ответственно, акцентировать внимание на всех мелочах и тонкостях.
Содержание статьи
[Скрыть]Фрикционные предохранительные муфты
Такие предохранительные муфты являются наиболее простыми с конструктивной точки зрения, доступными и распространенными. Наиболее активно они используются в комбинации с системами, возможные перегрузки в которых носят кратковременный ударный характер. В нормальном состоянии происходит передача крутящего момента посредством фланцев и ступицы, но при скачке нагрузки фланец свободно прокручивается по втулке.
Конструкция муфты состоит из следующих деталей:
-
ступицы;
-
накладки, обеспечивающие необходимый коэффициент трения;
-
стопорящие винты;
-
прижимной диск;
-
пружины.
Наиболее технологичные муфты этого класса дополнительно оснащаются датчиками, фиксирующими интенсивность вращения. Их можно настроить, чтобы добиться нужной продолжительности проскальзывания, чтобы исключить повреждения без вреда для работоспособности, по завершении проскальзывания деталь сама возвращается к нормальному состоянию, функционирование механизма продолжается.
Пружинно-кулачковые предохранительные муфты
Одно из важнейших преимуществ такой предохранительной муфты – четкость срабатывания, надежность и точность выше, в сравнении с предшествующими аналогами. К числу достоинств также необходимо отнести отсутствие мертвых зон и жесткость скручивания, что идеально соответствует требованиям следующих приводных механизмов.
Нужно, однако, учитывать, что пружинно-кулачковые муфты не отличаются столь широким скоростным диапазоном, на высоких оборотах велика вероятность ложного срабатывания. Со временем механизм изнашивается, из-за чего эффективность передачи крутящего момента в нормальных эксплуатационных условиях, без перегрузки, падает.
Шариковые предохранительные муфты
Шариковые муфты – наиболее распространенная разновидность пружинно-кулачковых механизмов, достаточно простые с конструктивной точки зрения, простые в производстве, не дорогие, однако, очень надежные. Их основные особенности выглядят следующим образом:
-
Главный конструктивный элемент – шарики, для фиксации которых используются пружины. Материал шариков – сталь, выдерживающая как механические воздействия, так и продолжительный контакт с влажной средой без формирования следов ржавчины.
-
Шарики муфты расположены в углублениях внутри диска из прочной стали. Конфигурация и конструкция точно рассчитаны, благодаря чему шарики точно сохраняют заданную позицию, если нагрузка не выходит за допустимые лимиты.
-
При проскальзывании шарики муфты начинают смещаться вдоль канавок, попадать в последующие отверстия по ходу движения. Такой принцип работы сопряжен с небольшой вибрацией, что обязательно нужно учитывать при подборе, для некоторых механизмов она недопустима. При снижении вращающего момента до допустимых значений происходит фиксация шарика в отверстии, возвращается прежний, нормальный, режим работы.
-
Конструкция шариковых предохранительных муфт предполагает наличие специальной гайки, вращение которой позволяет отрегулировать критический крутящий момент, при котором происходит срабатывание. Это делает предохранительный элемент максимально универсальным, пригодным для использования в различных системах и механизмах.
Такие муфты более долговечны, в сравнении с фрикционными. Проскальзывание шариков не приводит к серьезному увеличению нагрузки на них, детали сохраняют целостность, изначальную эффективность и работоспособность. Для еще большего продления срока службы муфты рекомендуется использовать густые смазочные вещества, солидол или составы на основе графита, максимально стабильные, рассчитанные на значительные термические и механические воздействия, не приводящие к окислению и коррозии металлических поверхностей.
Магнитные муфты длительного проскальзывания
Такие предохранительные муфты лучше всего подходят для систем, где крутящий момент изменяется в весьма ограниченном диапазоне. Передача усилия происходит без прямого контакта, за счет мощных магнитов, если крутящий момент резко увеличивается, то предохранительный элемент начинает скользить, защищая подключенные механизмы от повреждений.
Стоят муфты этого класса дороже, чем стандартные, контактные, аналоги, однако, расходы в полной мере компенсируются долговечностью. Механический износ, по сути, отсутствует, не требуется использовать смазки, проводить регулярное обслуживание, чтобы снизить нагрузку и сохранить эксплуатационный ресурс.
Принципы установки
Чтобы предохранительные муфты на 100% справились со своими функциями, необходимо ответственно отнестись к монтажу, соблюдать определенные правила и принципы. Специалисты рекомендуют монтировать муфту прямо на основном валу, за счет которого функционирует исполнительное устройство. Благодаря такому принципу, удается защитить от чрезмерных нагрузок все механизмы, составляющие производственную систему.
Второй вариант – подключение муфты через редуктор. Это актуальный принцип в ситуациях, когда крутящий момент на исполнительном устройстве значительно больше, чем на моторе, он позволяет добиться стабильной и безопасной работы, при этом исключает необходимость в монтаже чересчур громоздкого и дорогого механизма. Конечно, при подборе редуктора нужно обращать внимание на его характеристики, в первую очередь – способность без разрушения выдержать максимально возможные механические воздействия.
Если предполагается использование предохранительной муфты в сочетании с элементами ременных или цепных передач, то далеко не всегда возможен ее монтаж прямо на выходном фланце. В некоторых ситуациях муфту ставят на вспомогательном подшипнике качения, комплектуют ее удлиненной ступицей, размеры которой достаточны для установки дополнительных подшипников звездочек.
