Тема 16.Муфты

16.1. Общие сведения

Муфты передают вращение с одного вала на другой или с вала на свободно сидящую на нем деталь (например, цепную звездочку, зубчатое колесо). Характерная особенность муфт заключается в том, что они не изменяют величину и направление передаваемого вращающего момента. Муфты выбирают по передаваемому вращающему моменту и диаметру соединяемых валов. В буровых машинах и механизмах используются муфты различных конструкций и видов, отвечающие определенным монтажным эксплуа тационным требованиям.

Муфты делятся на механические, гидравлические и электро магнитные. Механические муфты по назначению подразделяются на постоянные и сцепные. Постоянные муфты не допускают разъ единения валов в процессе работы машины. для разъединения ва лов, соединенных постоянными муфтами, требуется их разборка, которая производится при ремонте и демонтаже. Сцепные муфты служат для соединения и разъединения валов на ходу или при кратковременных остановках.

16.2. Постоянные муфты

для постоянного соединения валов применяются неподвижные (глухие) и подвижные муфты. Наиболее просты по конструкции глухие муфты, выпускаемые трех видов: втулочные со штифтами и со шпонками, фланцевые (поперечно-свертные) и продольно-свертные. Глухие муфты могут быть использованы при строгой соосности валов. В буровых машинах трудно обеспечить необходимую для установки глухих муфт соосность валов. Высокая точность, достигнутая при изготовлении и сборке, в процессе эксплуатации может быть нарушена вследствие деформации валов и вибрации оснований буровых машин, осадки фундамента, температурных изменений и других причин. Поэтому в машинах и агрегатах бурового комплекса для постоянных соединений преимущественно используются подвижные муфты, допускающие взаимное смещение валов за счет подвижных элементов

м

Рис.16.1. Зубчатая муфта

уфты. К подвижным муфтам относятся: жесткие компенсирующие, шарнирные и упругие. Все три типа применяются в буровых машинах.

Из жестких компенсирующих муфт наиболее распространены зубчатые, способные компенсировать незначительные осевые, радиальные и угловые смещения соединяемых валов. На рис. 16.1 показана зубчатая муфта, соединяющая тихоходный вал редуктора с трансмиссионным валом регулятора подачи долота. Муфта со состоит из обойм 2 и 5 с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении с наружными зубьями втулок 1 и б. для снижения потерь на трение и увеличения-долговечности зубчатое зацепление работает в масляной ванне, герметизированной прокладкой 4 и войлочными кольцами 7. Отверстие для масла закрывается пробкой З. Аналогичная муфта применяется во вспомогательных лебедках.

Шарнирные муфты применяют для соединения валов, оси которых расположены под большим углом друг к другу, при чем в процессе работы величина угла наклона может изменяться. Шарнирная муфта состоит из двух валов и шарнирно соединенной с ними крестовины. Недостаток шарнирной муфты — неравномерность вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего, если валы установлены несоосно. для устранения этого недостатка применяют сдвоенные шарнирные муфты с промежуточным валом, образующие в этой комбинации карданную пере дачу, которую принято называть карданным валом. Карданные валы применяют в приводе буровых установок для передачи вращающего момента от гидротрансформатора к суммирующему ре дуктору, буровым насосам и ротору в тех случаях, когда они рас полагаются на разных отметках по высоте. для равномерного вращения ведомого звена необходимо обеспечить параллельность валов, соединяемых карданным валом. В буровых машинах при меняются шесть типоразмеров карданных валов.

Техническая характеристика карданных валов

Номер вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I II III IV V VI

Тип вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Л Т Т Т Т Т

Число шарниров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 2 2 2 2

Максимальная частота вращения, об/мин 1600 1140 1140 1140 1140 1140

Максимальный передаваемый вращающий

момент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,7 14,0 14,0 14,0 5,1 14,0

Длина, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..720 1055 890 1195 812 2225,5

Ширина, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 300 300 300 300 300

Масса, кг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 182 165 190 140 261,8

Примечание. Л- легкий; Т- тяжелый.

Устройство карданного вала показано на рис.16.2.

Упругие подвижные муфты характеризуются наличием упругого элемента, за счет деформации которого происходит взаимное перемещение деталей муфты, необходимое для компенсации смещения осей соединяемых валов. Наряду с этим упругие муфты смягчают толчки и удары и служат. средством защиты от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие не равномерности вращения. Упругие муфты изготовляются с металлическими и неметаллическими, преимущественно резиновыми, упругими элементами. В буровых машинах и агрегатах применяются муфты с резиновыми упругими элементами благодаря сравнительной простоте конструкции, низкой стоимости, отсутствию особых требований по уходу, высоким компенсационным свойствам и хорошей демпфирующей способности. При работе с электродвигателями важное значение приобретает электроизолирующая способность муфт с резиновыми упругими элементами.

Для соединения тяжело нагруженных валов буровых машин и агрегатов, а также для соединения вала электродвигателя с трансмиссионным валом бурового насоса и промежуточным валом лебёдки применяют упругие (эластичные) муфты, конструкция которых показана на рис. 16.3. Полумуфта 1 с конусной расточкой устанавливается на консоль вала и крепится гайкой 2, предохраняемой от самоотвинчивания специальной шайбой. Вторая полумуфта состоит из ступиды 8 и стакана б, соединяющихся болтами 7. Ступица имеет цилиндрическую расточку и крепится на консоли вала шпонкой. В утолщенных ободах стакана 6 и диска ступицы З имеются отверстия для резиновых валиков 4. Последние предохраняются от выпадания пружинным кольцом 5, установленным в кольцевом пазе обода стакана.

На рис.16.4 показана упругая муфта для соединения коленчатого вала дизеля с валом редуктора. Диск 2 с зубчатым венцом З для запуска дизеля стартером устанавливается на шлицы

Рис.16.2. Карданный вал III(тяжелый):

1-уплотнение; 2-обойма с игольчатыми подшипниками; 3-Крестовина; 4-крышка; 5-вилка; 6-болт; 7-балансир; 8-шлицевая муфта; 9-гайка; 10-шлицевой вал.

Рис.16.3. Упругая эластичная муфта

Рис.16.4. Упругая муфта дизеля

вала дизеля и центрируется на нем бронзовыми конусами 1 и 7. Конусы затягиваются при помощи разрезной пробки 8, вввинчен ной в вал дизеля и надежно закрепленной конической пробкой 13, гайкой 11 и шайбой 12. Вёдомый стакан б закреплен на коническом конце быстроходного вала 9 понизительного редуктора и застопорен гайкой 10. В ведущем и ведомом дисках установлены по девять пальцев 5 и 14, которые попарно соединяются пластинами 4 из прорезиненной ткани.

Высокими эксплуатационными качествами обладают муфты, в которых в качестве упругого элемента используются резиновая звездочка. Размеры, масса и допускаемые вращающие моменты стандартных муфт приводятся в справочниках по муфтам [29].