Муфты для электродвигателей, их классификация, назначение

Вращательное движение от двигателя передается на вал рабочей машины или редуктор через приводной механизм. Муфта является узлом привода и служит для прямой передачи крутящего момента без изменения его величины и направления. Она выполняет функции центровки двух соосных валов.

Операция центровки – одна из самых ответственных при монтаже конструкции. Смещение осей валов (угловое или параллельное) влияет на состояние, как электродвигателя, так и приводимой им машины. Неправильная центровка вызывает пульсацию моментов, вибрацию, деформации элементов, создает дополнительные усилия на подшипники.

Общая классификация и устройство механической муфты для электродвигателя

Различают множество типов муфт, которые отличаются назначением, конструкцией, принципом действия. Наиболее распространенные типы стандартизованы по паспортным данным. Основная паспортная характеристика – величина вращающего момента, который муфта может передавать.

По принципу действия муфты делятся на механические, электромагнитные, гидравлические. По типу соединения валов – на постоянные (неуправляемые), управляемые и автоматические (самоуправляемые).

Механические муфты объединены в два больших класса: глухие (жесткие) и подвижные.

Глухие образуют жесткое соединение двух валов. Монтаж выполняют на общей площадке, конструкция требует точной центровки валов электродвигателя и установки. Глухая муфта –это два диска (полумуфты), соединенные болтами. Они расположены на концах валов электродвигателя и рабочей машины. Применяется для тихоходных двигателей.

Самая простая конструкция у глухой втулочной муфты. Ее достоинства: простота и малые радиальные размеры. Она представляет собой втулку со штифтами, шпонками или шлицами. Предназначена для передачи небольших нагрузок валами диаметром до 70 мм.

Конструкция других видов глухих муфт принципиально не отличается от базовой. Добавляются функциональные элементы: стопорные винты, пальцы-болты с упругими манжетами или шайбами, металлические пружины, резиновый диск. Эти детали устраняют или компенсируют осевые и радиальные смещения.

Виды муфт для электродвигателя

Промышленность выпускает несколько распространенных типовых конструкций.

• Эластичные. Имеют малые габариты и вес. Предназначены для передачи высокого вращающего момента. Гасят вибрацию и ударные нагрузки.
• Зубчатые. Относятся к жестким компенсирующим. Внешние края полумуфт и внутренние поверхности обоймы выполнены с зубьями бочкообразной формы. Зубчатое зацепление допускает боковой зазор и осевое смещение зубьев.
• Беззазорные. Применяются в оборудовании, где люфты недопустимы.
• Самоуправляемые предохранительные. Разъединяют валы при превышении допустимого крутящего момента. Устанавливаются там, где требуется защита от перегрузок.

Кроме механических муфт в приводах электродвигателей применяют гидродинамические и магнитные устройства. Гидравлическая муфта ограничивает передающий момент, предотвращает перегрузку. Магнитные/электромагнитные муфты используют магнитное поле постоянных магнитов/поле между ротором и статором для бесконтактной передачи момента.

Назначение приводных муфт

• Глухие нерасцепные муфты необходимы для соединения частей длинных составных валов.
• Если оси валов при сборке совмещены неточно, их соединяют компенсирующими муфтами. Такая конструкция предусматривает компенсацию всех видов смещений (осевых, радиальных, угловых) малой величины.
• Для передачи переменных вращающих моментов с колебаниями, ударными динамическими нагрузками применяются упругие муфты.
• Сцепные управляемые устройства нужны в случае необходимости управлять пуском и остановкой узлов установки.
• Предохранительные муфты устраняют опасность поломки деталей при перегрузке. Обгонные муфты передают момент только в одном направлении. Оба эти вида самодействующие.

При выборе муфты учитывают характеристики привода (скорость вращения).

Выходные валы электродвигателя и быстроходного редуктора соединяют втулочными муфтами (втулочно-палъцевыми). Оба механизма устанавливают на общей раме и центруют валы. Упругих свойств муфты достаточно, чтобы компенсировать возникающие пусковые нагрузки.

Тихоходный редуктор подключается к двигателю через цепные муфты. Их гибкость допускает соединение несоосных валов.

Муфты обеспечивают снижение до минимума дополнительных нагрузок от неточного расположения валов. Но при расчете усилий на подшипники необходимо учитывать дополнительное воздействие на них со стороны муфты. Муфты подбирают из перечня стандартных устройств. Главные параметры при выборе – вращающий момент электродвигателя и диаметры концов валов.