Для тяжелых условий работы служит ретииакс, обладающий устойчивым коэффициентом трения (около 0,3). Изготовляются две модификации ретинакса: ФК-24Л и ФК-1бЛ. В последнюю дополнительно вводится латунная проволока, что повышает прочность и износостойкость в тяжелых условиях работы. Высокая теплостойкость позволяет применять ретинакс при температурах поверхностей трения до 1000° С.

Для повышения износостойкости, особенно при высоких температурах, применяют металлокерамические фрикционные обкладки, изготовляемые путем спекания из следующих компонентов: медь или железо, составляющие основу и улучшающие отвод тепла, графит, свинец, повьннающие прирабатываемость и препятствующие заеданию, и асбест, кварцевый песок и другие материалы, повышающие трение. Металлокерамичсский слой соединяется со стальной основой (диск, лента) путем спекания мод давлением. При этом толщина диска или ленты может быть уменьшена на 30-40% по сравнению с требуемой в случае приклепывания фрикционной обкладки.

В табл. IV.3 приводятся средние значения коэффициентов трения для различных фрикционных материалов.

5. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТИПОВ МУФТ

Если наибольший момент трения ТИтах, развиваемый муфтой, меньше момента сил сопротивления Мс ведомой части, то сцепления не произойдет, и муфта будет буксовать. Поэтому необходимым условием работоспособности муфты являете неравенство Мтах .> Мс- Однако соблюдение тотько этого условия еще недостаточно для нормальной работы муфты. Если разность Мтах- Мс мала, то муфта будет иметь слишком больнюй период включения, а значит и большие потери энергии на трение. С другой стороны, разность Мтах - Мс не должна принимать чрезмерно больших значений, поскольку увеличение ТИтах связано с увеличением размеров муфты и с ростом динамических нагрузок при ее пуске и остановке.

Необходимость определенного превышения Мтах иад моментом сил сопротивления Мс определяется еще и тем, что для большинства агрегатов момент сопротивления задается как средний крутящий момент, а действительные значения момента сил сопротивления в отдельные моменты времени могут намного превосходить Мс- Превышение Мтах над Мс различно для разных типов машин. При выборе расчетной величины Мтах необходимо также считаться с нагревание.м муфты.

Количество тепла, выделяемого в муфте в единицу времени (ч), при прочих равных условиях пропорционально частоте включения муфты (т. е. числу ее включений в час). Поэтому часто включаемые муфты должны иметь относительно большой предельный момент Мшах, что уменьшает время разгона, а значит и потери на нагревание муфты.

Аналогично влияние на нагрев муфты и средней скорости скольжения Vop =

м/с, где Dcp - средний диаметр муфты в м.

На основании приведенных соображений муфта рассчитывается по крутящему моменту, большему чем номинальный, поэтому

М - расч -

kmhv

(IV.12)

где Р > 1 - коэффициент запаса сцепления муфты, зависящий от рода агрегата, в которо.ч муфта установлена; значения Р для различных машин приведены в табл. 1V.4; кщ - коэффициент, учитывающий частоту включения муфты; при числе переключений муфты (50 100) в ч (50 - для быстроходных муфт с большими моментами инерции приводимых масс, 100-для малых моментов инерции и малой частоты вращения) следует принимать fe, = 1. Если т> > (50- 100) в ч, то й = 1 - й; (где й;, берется равным 0,01 на каждые дополнительные пять включений свыше 50-100 в ч); й - коэффициент, учитывающий скорость скольжения (по табл. IV.5).

Таблица IV.4 Коэффициент запаса сцепления

Надежность сцепления и износостойкость рабочих поверхностей достигаются путем соблюдения следующих зависимостей:

Л1рас,Мтр; q[q].

Здесь q и [9] - действительная и допускаемая величины средних удельных давлений на рабочих поверхностях (табл. IV.6).

Таблица IV.6 Допускаемые удельные давления q в кгс/см

Значения коэффициента kv для определения расчетного удельного давления

Конусные муфты

Схема действия сил в конусной муфте представлена на рис. IV.12. В конусных муфтах усилие включения значительно меньше, чем в дисковых. Усилие включения муфты

P = i(£iL5 + cos ). (1V.13)

Момент трения определяется из формулы

MpffqbDl, (IV. 14)

где Ь - длина рабочей части образующей конуса.

Рис. IV. 12. Схема действия сил в конусной муфте

В зависимости от соотношения величины угла наклона образующей конуса а и величины угла трения р муфты могут быть подразделены на самотормозящиеся и несамотормозящиеся. Условие самотор.можения: а р. Во избежание заклинивания муфты и для облегчения выключения ее принимаюта> р = arctg / (обычно

1215°).

Порядок расчета конусных муфт следующий.

Выбирают тип муфты (сухая и масляная) и материалы фрикционных частей. Руководствуясь конструктивными соображениями, задаются величиной Dp,

определяют Vcp = м/с и по ней в табл. IV.5 находят коэффициент ко-

Определяют Мрасч по формуле (IV. 12).

Выбирая [q] из табл. IV.6, находят b по формуле (IV. 14), подставив в нее Мрасч = Мтр

1л [q] D\

Задаются углом а и определяют усилие включения Р по формуле (IV. 13). Величину Dcp -можно найти, задаваясь ijj = b/Dcp

3/-.

расч

Я/ [q]

В этом случае для определения Мрасч следует задаться ориентировочным значением Уср и по нему найти kv- Если расхождение между действительным и принятым значением Vcp окажется слишком велико, расчет следует повторить.

Дисковые муфты

Па рис. IV. 13 представлена схема двухдисковой муфты. Среднее удельное давление между дисками

£>1 - Da где b == *

-- рабочая ширина дисков в см; Dcp =

-средний диа-

метр рабочей части дисков в см. Обычно -~-= (0,5-г-0,8), что соответствует

= ;;=(тт)-

применяется \) =

Момент, передаваемый муфтой,

M,pzfqbD%---:=zfqD%,

Рис. IV.13. Схема двухдисковой муфты

где 2 - число пар трущихся поверхностей.

Порядок расчета дисковой муфты следующий.

Диаметр определяется конструктивными соображениями и диаметрами валов.

Задаются величиной Dcp и определяют

Dc-D 6 Dcp Dcp

или, наоборот, задавшись величиной определяют Dcp из выражения

Таблица IV-7

Значения Кг для часто включаемых масляных муфт

D. =

(IV-15)

Выбирают материалы фрикционной пары-Определяют среднюю окружную скорость

cp = Dcp-go-

и по ней находят значение коэффициента ко из табл. IV.5.

Найдя Мрасч по формуле (IV. 12) и выбрав \q\, определяют число поверхностей трения

2Мрасч .

г =

(IV.16)

В этой формуле к - коэффициент, учитывающий влияние числа дисков в муфте на передаваемый ею момент: с увеличением числа дисков растет доля усилия прижатия, затрачиваемая на преодоление сил трения в шлицах (пазах) при передвилении дисков. Для сухих муфт к2 - \ \ для масляных часто включаемых муфт значения к приведены в табл. IV.7.

Полученное значение z округляется до целого числа. Число дисков в ведомой части муфты будет г/2 4- 1, а в ведущей - г/2. Общее число дисков в муфте НС должно быть больше 25-30; это ограничение вйодится гютому, что момент, передаваемый муфтой, не растет прямо пропорционально числу пластин,

поскольку на его величину влияют силы трения в шпоночных выступах (пазах) пластин, уменьшающие удельные давления между пластинами. Если число дисков по расчету получается больше 25-30, муфту необходимо пересчитать, задавшись большим значением Dcp, чем было принято раньше. f

При определении числа поверхностей трения г коэффициентом следует задаваться ориентировочно с последующей проверкой его значения.

Определяют наружный диаметр поверхности трения и ширину ее Dj = = Dcp (1 + Ф).

Определяют усилие включения муфты Р по формуле (IV. 13).

Следует заметить, что в условиях нарушения соосности валов дисковые фрикционные муфты работают неудовлетворительно: в процессе работы диски проскальзывают, что обусловливает затрату дополнительной энергии, приводит к увеличенному износу поверхностей трения и нежелательному нагреву дисков.

Муфта с разводными пружинными кольцами

Муфты этого типа осуществляют передачу крутящего момента за счет сил трения, возникающих между разрезным упругим кольцом / и барабаном 2 (рис. IV. 14).

Наружный диаметр кольца меньше, чем внутренний диаметр барабана D, поэтому сцепление наступает только при распоре кольца. Момент, передаваемый

муфтой (считая кольцо сплошным).

M,p = 6DV.

где b - ширина кольца в т; q - удельное давление в кгс/см.

Расчет муфты с разжимным упругим кольцом производят в следующем порядке:

1) задаются вeличипoйдиaмeтpaD;

2) определяют ширину кольца

о Л/Г

п [q] fD

По формуле

Рис. IV. 14. Схема муфты с разводными пружинными кольцами

Pi + P nfqbP е- + 1 2 2 е-;л/ - 1

определяют расчетное усилие включения муфты и по этому усилию рассчитывают механизм включения.

Аналогично муфте с пружинным кольцом рассчитываются и фрикционные муфты с наружной лентой.

Муфта со спиральной пружиной

На ведущий вал 6 (рис. IV. 15) насажен фрикционный барабан 4, который свободно облегает пружина 10 обычно переменного сечения. Толстый конец пружины неподвижно закреплен в полумуфте 2 (узел /), сидящей на ведомом валу /. Тонкий конец пружины связан с включающим устройством, которое может быть электрическим (якорь электромагнита) или механическим, в виде рычага 5, соединенного осью 8 с тонким концом пружины. При включении муфты тарельчатая выключающая полумуфта 7 перемещается вдоль вала 6 и нажимает на длии-

ное плечо рычага 5. Поворачиваясь, рычаг нажимает установочным винтом 3 на выступ 9, прикрепленшй к предпоследнему витку пружины. Тонкий конец пружины, а затем и прочие ее витки стягиваются вокруг фрикционного барабана н начинают вместе с ним вращаться, приводя таким образом в движение и ведомую полумуфту 2.

3 5

Рис. IV. 15. Муфта со спиральной пружиной

При пуске будет иметь место проскальзывание пружины по барабану. Для уменьшения износа барабан изготовляется из отбеленного чугуна ИВ 400, пружина - из марганцовистой стали. Передача вращения от ведущей полумуфты может осуществляться только в одном направлении, а именно в сторону закручивания пружины (см. стрелку на рис. IV. 15). Ведущей может быть также и полумуфта 2, но в этом случае направление вращения должно быть обратным.

Упор устраняет опасность излома пружины при резком торможении ведущего вала, так как инерция ведомых частей раскручивает пружину: нажимая иа выступ 9, он заставляет пружину вращаться вместе с ведомой полумуфтой, которая таким образом плавно останавливается.

Переменная жесткость пружины обеспечивает определенную последовательность обжатия барабана - от тонкого конца пружины к толстому. Ширина пружины (рис. IV. 16) определяется максимально допустимым удельным давлением, а высота - жесткостью пружины, необходимой при ее механической обработке. При полученных из этих 1(юбражений размерах пружина испытывает весьма незначительные рабочие напряжения и ее прочностные расчеты являются излишними. По этой же причине JraKne пружины не нуждаются в термообработке.

Подобные муфты надежны в работе, обеспечивают длительный срок службы, могут передавать большой момент при сравнительно небольших габаритах и удобны в эксплуатации. Недостатки: односторонность действия, сравнительная )езкость включения и необходимость постоянного, хотя и небольшого, усилия для затяжки топкого конца пружины.

Рис. IV. 16. Пружина