Муфты и их расчет.

В современных кривошипных машинах системы включения выполняют особую роль, являясь связующим звеном между главным приводом и основными механизмами пресса. В общем случае система включения состоит из муфты включения, тормозного устройства (главного тормоза) и механизмов управления, которые функционально связаны друг с другом. Муфта обеспечивает разгон ведомой части привода за время, необходимое для нормальной работы пресса с заданным числом включений в минуту, и надежную передачу (без срыва) рабочего крутящего момента с ведущей части привода на ведомую. При включении муфты вращательное движение и энергия от электродвигателя и маховика передается исполнительному механизму: главному валу и ползуну пресса.

Муфты и тормоза кривошипных машин можно классифицировать по ряду признаков:

· характеру передачи рабочего крутящего момента (зацеплением, за счет сил трения или сил магнитного притяжения);

· форме рабочих поверхностей (диск, конус, лента, поворотная шпонка и т. д.);

· типу силового устройства или привода (механический, пневматический, гидравлический, электрический);

· принципу работы (сблокированные или установленные раздельно);

· компоновочным особенностям (консольные или межопорные);

· числу рабочих элементов (одно или многодисковые, с одной или двумя шпонками);

· конструктивным особенностям (малоинерционные, малогабаритные, с быстросменными элементами) и др.

Муфты:

· жесткие (пальцевые, кулачковые - используются в малых прессах);

· фрикционные (дисковые, конусные, цилиндрические наиболее распространены);

· скольжения (передающая среда – жидкость)

Фрикционные муфты: Достоинства – плавность включения; Недостатки – большие по конструкции и достаточно сложные.

Расчет фрикционных муфт производят на:

· передаваемый крутящий момент,

· удельную силу на трущихся поверхностях

· величину показателя износа при заданной частоте включений.

Исходным для расчета является максимальный момент Мк, действующий на главном валу и приведенный к валу муфты.

)

где b = 1…1, 3 – коэффициент запаса, учитывающий инерционность ведомой части, динамичность нагрузки и непостоянство коэффициента трения.

U, hм_г – соответственно передаточное число и КПД передачи от вала муфты к главному валу пресса.

Численное значение момента, передаваемого муфтой, должно соответствовать нормалям машиностроения на однодисковые консольные и на межопорные муфты, в которых рекомендуется ряд значений 0, 4…6, 3 кН× м с коэффициентом, равным приблизительно 2, и ряд 12, 5…140 кН× м с коэффициентом 1, 4.

Момент, передаваемый однодисковой муфтой со вставками:

где f - коэффициент трения, f = 0, 35...0, 45 м q - удельное давление, 1, 5...2, 2 м q = МПа Rcp – средний радиус вставки; n – число вставок; Fв – площадь рабочей поверхности одной вставки.

Для дисковой муфты с фрикционными накладками

где qм = 0, 4…0, 6 МПа при частоте вращения до 180 об/мин. qм = 0, 3 МПа при большей частоте вращения; m - число поверхностей трения; R1, R2 – наружный и внутренний радиус рабочих поверхностей дисков соответственно.

При включении муфты часть затраченной энергии превращается в тепловую энергию, что приводит к нагреву деталей и, в частности, фрикционных вставок или накладок. В качестве косвенного теплового расчета применяют расчет на работоспособность (по показателю износа) Баланс затрат работы при включении муфты в предположении t1 ведущая часть муфты передает расчетный момент Mм, повернувшись на угол a1:

I - момент инерции ведомой части, приведенный к валу муфты; w₁ - угловая скорость ведущих дисков; M_c - момент сопротивления вращению ведомой части; M_c = (0, 05...0, 12) М_м

a₂ - угол поворота ведомой части за время t₁; A_T – работа, затрачиваемая на трение в муфте.