Фрикционная муфта: устройство, принцип работы, виды

 Довольно большое количество механизированных конструкций имеют переходящий участок, через который проводится передача крутящего момента. Зачастую в качестве подобного элемента выступает специальная муфта, обладающая определенными характеристиками.

В полной мере выполнить подобную функцию может фрикционный тип устройства, который устанавливается в транспортной технике, инженерных решениях, промышленных станках. Устройство может применяться для реализации самых различных задач.

Общее устройство муфты

Рассматриваемое устройство может существенно различаться по конструктивным особенностям, но в большинстве случаев представлено сочетанием пакетов дисковых элементов в фрикционной функцией. При этом муфта фрикционная характеризуется особыми свойствами, которые должны учитываться. Особенности заключаются в следующем:

1. Классификация проводится по числу дисков. Этот параметр во многом зависит то частоты крутящего момента.
2. Усилие может передаваться от одного вала к другому с различным показателем частоты вращения, в большинстве случаев устанавливается два диска.
3. В большинстве случаев один диск представлен стальным изделие, второй фрикционным. При этом при изготовлении, как правило, применяется материал со сходными свойствами.
4. Особыми свойствами обладает фрикционное покрытии. Его задача заключается в обеспечении требуемой сцепки.
5. Для того чтобы существенно повысить эффективность фрикционного покрытия поверхность снабжается специальными керамическими и углеродистыми элементами с повышенной износостойкостью.
6. В продаже встречаются и варианты исполнения без фрикционного покрытия. В этом случае есть барабанная основа, которая сочетается с валом.
7. В некоторых случаях проводится добавление возвратной пружины и поршня. Основная задача подобных элементов заключается в существенном повышении степени сцепки. Пружина отвечает за возврат диска на свое рабочее место.

Промежуточное устройство может иметь самую различную конструкцию, все зависит от поставленной задачи.

Принцип работы

Во многих случаях фрикционная муфта токарного станка или другого оборудования предназначается для сопряжения двух элементов и создания одного рабочего агрегата. Рассматривая принцип работы следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. На момент подключения устройства нарастает сила прижатия элементов.
2. Вначале работы муфты фрикционной важна не только сцепка, но и скольжение двух сопряженных элементов. только при схожести двух сил обеспечиваются условия для благоприятного старта.
3. Проводя расчет фрикционной муфты следует также уделить внимание тому, что некоторые варианты исполнения предназначены для обеспечения требуемого уровня безопасности. Примером можно назвать функцию безопасного разобщения валов при появлении пиковой величины крутящего момента.
4. Большое значение в рассматриваемом случае имеют промежуточные диски. Именно они предназначены для непосредственной передачи усилия.

Механизм включения может существенно отличаться. В большинстве случаев в его качестве выступает механический или гидравлический привод, а также электрическое блок управления. Некоторые варианты исполнения могут работать автоматически при возникновении перегрузки.

Используемые в конструкции материалы

Для обеспечения особых эксплуатационных свойств при изготовлении применяются специальные материалы. Среди их особенностей отметим следующее:

1. В большинстве случаев основная часть изготавливается из стали. За счет этого основная часть конструкции может выдерживать существенно воздействие, служить на протяжении длительного периода. Чаще всего применяется углеродистый сплав, в некоторых случаях легированный.
2. Фрикционные вставки представлены различными материалами. Примером можно назвать ретинакс марки ФК 16Л и ФК-24А. Свойства подобных составов определяют то, что поверхность может выдерживать кратковременное воздействие температуры до 1100 ⁰C. За счет этого обеспечивается длительный эксплуатационный срок.

Важным моментом назовем то, что муфта фрикционная может работать без смазки и с ней.

Отсутствие масла в системе существенно снижает эксплуатационный срок, однако в подобном случае не приходится проводить периодическое обслуживание. Масло существенно снижает степень трения подвижных элементов, оно также отводит тепло от основных элементов конструкции.

С каждым годом фрикционные муфты совершенствуются путем применения специальных материалов, которые обладают особыми свойствами. Примером можно назвать керамику и другие легированные составами.

Формы выпуска деталей

В большинстве случаев дисковые муфты представлены пластинчатыми изделиями. Среди особенностей формы выпуска отметим следующие моменты:

1. В эту группу входят вкладыши, которые могут изготавливаться при применении композитных материалов.
2. Рассматриваемые элементы характеризуются внутренними и внешними диаметрами. При этом устройство имеет угловой сектор, за счет которого обеспечивается встраивание в механизм с нестандартной сцепкой.

Крепление абразива может проводится самым различным образом. Чаще всего для этого применяется заклепка, которая утапливается в специальные ниши.

Разновидности муфт

Встречается довольно большое количество различных устройств, которые могут классифицироваться по конструктивному признаку. В большинстве случаев в качестве основного элемента выступает диск с особыми свойствами. При этом могут создаваться следующие варианты исполнения:

1. Цилиндрические.
2. Конусные.
3. Барабанно-ленточные.

Подобные варианты исполнения применяются в том случае, когда нужно обеспечить особые эксплуатационные характеристики. Современным вариантом исполнения можно назвать многодисковую конструкцию, которая характеризуется высокой плавностью хода на момент эксплуатации.

Классификация проводится и по типу применяемого привода для передачи усилия. Выделяют следующие варианты исполнения:

1. Гидравлика сегодня встречается крайне часто, так как она основана на передаче усилия за счет жидкости. В качестве технической жидкости часто применяется масло или специальная жидкость.
2. Пневматика сегодня также встречается крайне часто. В этом случае усилие передается за счет сжатого воздуха, который часто генерируется компрессором.
3. Современные варианты исполнения работают от электромагнитных полей. Однако, высокая стоимость и сложность изготовления определяют относительно узкое распространение подобного механизма.

Еще одной распространенной классификацией можно назвать то, каким именно образом передается вращение: сухим или мокрым. Во втором случае за счет добавления смазки существенно расширяется срок эксплуатации фрикционной муфты, а также проводится отведение температуры.

Дисковые устройства

Довольно большое распространение получили дисковые фрикционные муфты. Ключевые моменты следующие:

1. Может применяться сочетание дисков для повышения степени надежности.
2. Диски имеют сложную конструкцию, при изготовлении применяются различные материалы.
3. Небольшие линейные размеры также можно назвать ключевым достоинством предложения.

Дисковые устройства получили широкое распространение, они могут классифицироваться по самым различным признакам.

Конусные модификации

Для изменения основных свойств механизма применяются конусные элементы, за счет которых передается усилие. Особенности следующие:

1. Более высокая плавность хода.
2. Обеспечивается высокая степень сцепления.
3. За счет изменения усилия может регулироваться частота вращения, но на протяжении недлительного периода.

Модификации конусного типа получили широкое распространение. Однако, сложности при изготовлении становятся причиной существенного повышения стоимости.

Цилиндрические устройства

Могут применяться и цилиндрические фрикционные муфты. При изготовлении основной части применяется специальный фрикционный материал, характеризующийся повышенной устойчивостью к воздействию высокой температуры.

Сегодня цилиндрические устройства производятся самыми различными производителями. Х существенным недостатком можно назвать достаточно большие размеры.

Особенности многодисковых моделей

Для уменьшения радиальных габаритов фрикционных дисков применяется муфта многодисковая. Среди особенностей отметим следующее:

1. За счет нескольких дисков получается одинаковая поверхность трения при уменьшении радиальных размеров.
2. Подобная многодисковая фрикционная муфта устанавливается на большинстве грузовых транспортных средств.
3. За счет воздействия силы оказывается требуемое трение, оно и передает силу.
4. Показатель толщины может варьировать в достаточно большом диапазоне.
5. Диски могут работать со смазывающим веществом и без него.

За счет сочетание нескольких дисков может передаваться требуемое усилие. Все элементы должны быть строго соосными, поэтому проводится установка строго на одной полумуфте.

Модели с одним барабаном

Подобные варианты исполнения используются для передачи небольшого усилия. Среди особенностей отметим:

1. Компактные размеры.
2. Снижение степени нагрева поверхности.
3. Увеличение степени эффективности применения фрикционной муфты.
4. Снижение нагрева поверхности.

Модели с одним барабаном характеризуются тем, что при их производстве не применяются абразивные и фрикционные материалы.

Модели с несколькими барабанами

Существенно повысить эффективность барабанного устройства можно за счет установки нескольких барабанов. Это обеспечивает следующее:

1. Снижается степень износа.
2. Обеспечивается равномерное распределение нагрузки.

Применение нескольких барабанов становится причиной увеличения габаритов муфты.

Втулочные модели

В качестве промежуточного элемента также может применяться втулка. Подобный вариант исполнения характеризуется следующими особенностями:

1. Надежность.
2. Небольшой вес.
3. Длительный срок эксплуатации.

Втулочные модели менее распространены в сравнении с дисковыми и многодисковыми.

Преимущества фланцевых устройств

Фланцевый метод подсоединения получил широкое распространение. Это связано со следующим:

1. Простота монтажа.
2. Надежность и длительный срок эксплуатации.
3. Есть возможность проводить своевременное обслуживание.

Преимущества фланцевых устройство определяет широкое распространение. Однако, их монтаж может проводится не во всех случаях.

Модели на шарнирах

Может проводится установка моделей на шарнирах. Эта модель характеризуется следующими свойствами:

1. Небольшие размеры.
2. Длительный срок эксплуатации.
3. Надежность.
4. Широкая область применения.

Однако, модели на шарнирах характеризуются специфическими характеристиками, которые и определяют их применение только в определенных случаях.

Кулачковые устройства

Довольно большое распространение получили устройства кулачкового типа, которое представлено двумя полумуфтами с кулачкам на торцах. Муфта подобного типа работает следующим образом:

1. На момент срабатывания привода кулачки одной части входят в специальные впадины второй, за счет чего происходит жесткое соединение.
2. Для изменения положения рабочей части она перемещается вдоль оси вала со шлицами. Также используется и другой направляющий элемент, которые обеспечивает точное позиционирование подвижного элемента при смене его положения.
3. Специалисты рекомендуют располагать подвижную часть на ведомом валу, за счет чего снижается степень износа конструкции при ее эксплуатации.
4. Изготовление кулачков проводится при применении марок стал 20Х и 20ХН. Для улучшения основных эксплуатационных качеств проводится закаливание поверхности до твердости 54-60 HRC.
5. Основные элементы могут изготавливаться в самой различной форме. Довольно большое распространение получили треугольные, прямоугольные и трапецеидальные варианты исполнения.
6. Для существенного упрощения процедуры могут применяться ассиметричные профили, которые получили широкое распространение.

Кулачковая муфта характеризуется тем, что способно передавать достаточно высокое усилие.

Это связано с применением определенной стали при изготовлении кулачков.

Модели для приводов

Привод предназначается для передачи усилия. Существует довольно большое количеств вариантов исполнения для передачи вращения. Привод характеризуется следующими особенностями:

1. Количество оборотов.
2. Требуемое усилие.
3. Длительность эксплуатации.
4. Оказываемая нагрузка.

Привод рассматриваемого типа широко распространен. Это связано с тем, что передача усилия может быть прекращена в любой момент.

Муфта фрикционная

Фрикционный вариант исполнения применяется для плавной передачи усилия под нагрузкой на ходу при любой скорости вращения ведущего и ведомого элемента. Работает устройство за счет высокой силы трения. Сред особенностей применения фрикционной муфты отметим:

1. Вначале работы диски проскальзывают, за счет чего исключается ударная нагрузка. Плавный старт можно назвать основным преимуществом.
2. Со временем степень скольжения существенно снижается, за счет чего оба элемента вращаются с одной скоростью.
3. За счет изменения прижимной силы может изменяться и скорость вращения приводимого элемента во вращение.

Однако фрикционная муфта характеризуется и довольно большим количеством недостатков, среди которых отметим повышенную степень износа при эксплуатации. Также не стоит забывать о том, что сопрягаемая поверхность может сильно нагреваться.

Муфта упругая втулочно-пальцевая: чертеж, параметры, основные размеры

Подобный вариант исполнения также получил весьма широкое распространение, может применяться при создании различных механизмов. Среди особенностей отметим следующее:

1. Основные параметры и размеры стандартизированы. За счет этого существенно упрощается задача по выбору наиболее подходящего механизма и его установке.
2. В интернете встречается много различных чертежей, которые можно использовать в качестве основы при проектировании.
3. При проектировании учитывается тип применяемого материала и друге моменты.

Упругая втулочная пальцевая муфта применяется в качестве предохранительного и управляющего элемента. В специализированном магазине можно встретить большой ассортимент устройств, что существенно упрощает задачу по подбору подходящего варианта исполнения.