Детали машин и основы конструирования

Цилиндрические шинно-пневматические муфты. Расчет.


 

В цилиндрических шинно-пневматических муфтах (см. рис 1 и 2) трение создается между колодками резинового баллона, связанного с одной полумуфтой, и цилиндрическим ободом второй полумуфты (барабана). Для включения муфт в камеру баллона подается воздух под давлением, баллон расширяется, и колодки равномерно прижимаются к барабану.

Баллон, показанный на рис 2, передает окружную силу, поэтому он выполняется многослойным и состоит из:

внутренней, удерживающей воздух эластичной резиновой камеры;

несущей многослойной накладки из прочной прорезиненной ткани (корда);

внешнего протектора из резины.

Колодки связаны с баллоном с помощью гладких шпилек. Баллон теплоизолирован от колодок паронитовой прокладкой.

Колодки покрыты (обклеены) фрикционными накладками, выполняемыми обычно из асботканевой ленты, пропитанной фенолоальдегидной смолой.

Для шинно-пневматических муфт характерны следующие достоинства:

удобство управления

возможность регулирования предельного момента и скорости включения; муфта может служить надежным предохранительным звеном

компенсация осевых, радиальных и угловых смещений валов

самокомпенсация износа и отсутствие необходимости периодического регулирования

шумопоглащение, смягчение толчков и гашение крутильных колебаний.

К недостаткам этих муфт относят:

значительная стоимость баллона

старение резины

чувствительность муфты к попаданию на резину масла, щелочей и кислот.

Муфты хорошо работают в интервале температур –20…+50 0С.

Шинно-пневматические муфты применяют в основном в тяжелом машиностроении: в буровых лебедках, в приводах от судового двигателя к гребному винту, в экскаваторах и др. машинах.

Наряду с описанными обжимными муфтами, имеющими основное распространение, применяют также разжимные и осевые муфты.

Расчет шинно-пневматических муфт состоит из расчета фрикционной части и расчета нажимного устройства – пневматического баллона.

Момент, Т (Н·м), который может передавать муфта согласно условию стойкости поверхностей трения, или потребную ширину муфты можно определить по тем же зависимостям, которые приведены для конических муфт (с заменой Rср на R).

Обычно   (см. рис 1), где меньшие значения относятся к муфтам бо´льших размеров, а большие – к муфтам малых размеров.

Потребная сила F, которая должна развиваться пневматическим баллоном, определяется для обжимных муфт по формуле:

,

где S – коэффициент запаса сцепления; Fц – центробежная сила баллона вместе с колодками.

Сила F связана с избыточным давлением q в камере следующим соотношением:

,

где А = πDkbk – активная площадь внутренней полости камеры, мм2; bk – ширина цилиндрической части внутренней поверхности камеры, обычно весьма близкая к ширине колодок; Dk – диаметр внутренней поверхности полости камеры; q – давление воздуха в камере, обычно равное 0,6…0,8 МПа; ∆q – давление, расходуемое на деформирование баллона, равное примерно 0,05 МПа.

Детали машин и основы конструирования