Муфта

Передача момента в муфте может осуществляться механической связью между деталями, выполняемой в виде неподвижных соединений или кинематических пар (муфты с геометрическим замыканием); за счет сил трения или магнитного притяжения (муфты с силовым замыканием); сил инерции или индукционным взаимодействием электромагнитных полей (муфты с динамическим замыканием). По характеру работы и основному назначению различают муфты 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; муфты скольжения, передающие момент лишь при частоте вращения ведомого вала, меньшей частоты вращения ведущего вала.

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

Управляемые, или сцепные, муфты, выполняемые с геометрическим и силовым замыканием, также отличаются большим разнообразием. Группу муфт с геометрическим замыканием составляют кулачковые, зубчатые и другие муфты, отличающиеся компактностью конструкции, но не допускающие включения на быстром ходу при большой разности угловых скоростей сцепляемых полумуфт. Этого недостатка лишены зубчатые муфты с синхронизаторами. Такие муфты 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. Муфты с синхронизаторами используют в автомобильных коробках передач. К управляемым муфтам с силовым замыканием механической связью относятся муфты трения, или фрикционные, которые допускают включение на ходу и под нагрузкой. Конструкция этих муфт может быть выполнена с одним или несколькими дисками, с цилиндрическими или коническими поверхностями трения, с механическим, пневматическим, гидравлическим или электромагнитным управлением. Такие муфты применяют в автоматических системах, т. к. они позволяют осуществлять дистанционное управление.

Группу муфт с силовым замыканием электромеханической связью составляют муфты с жидкой или порошкообразной ферромагнитной смесью, 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 муфты широко используются в копировальных металлообрабатывающих станках и других рабочих машинах. Силовое замыкание электромагнитной связью осуществляется в синхронных электроиндукционных муфт, которые имеют магнитопроводы с разделенными полюсами на обеих полумуфтах. Вращающий момент между валами передается при прохождении через катушку возбуждения тока и возникновении при этом силы магнитного притяжения между полюсами полумуфт.

Самоуправляемые, или автоматические, муфты включаются и выключаются в зависимости от изменения режима работы машины. К ним относятся: однооборотные муфты, срабатывающие в определенном положении через каждые один или несколько оборотов вала (применяются в прессах и молотах для остановки ползуна в верхнем положении); обгонные муфты, или муфты свободного хода, 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 муфты, 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.): муфты предельного момента, которые наиболее часто используются как предохранительные, отключающие машину при опасном увеличении вращающего момента. Функции предохранительных выполняют муфты и других типов, допускающие проскальзывание и имеющие соответствующую конструкцию и характеристику.

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