Proiectarea cuplajelor cu roți dințate cu arbore conic. Cuplaje angrenate: domeniu de aplicare și caracteristici

Avantaje

Cuplajul cu roți este capabil să compenseze orice erori de aliniere a arborilor într-un interval destul de mare.

Proiecta

Cuplajul angrenat este un tip universal de cuplaje compensatoare. Z și este format din 2 roți dințate fixate rigid pe arbori și un tambur cilindric compozit. Dinții evolvenți externi sunt tăiați pe roți dințate, iar dinții evolvenți interni sunt tăiați pe tamburul cilindric, în cavitățile cărora intră dinții de angrenare externă. Pentru a oferi dinților exteriori și interiori rezistență egală, se folosește o corecție. Pentru a crește unghiul de deplasare al axelor arborilor conectați, dinții exteriori ai roților sunt realizați sferici și în formă de butoi.

Material de producție

Toate piesele sunt din oțel 40 sau 45HX, 45L - forjat, cu un diametru mai mare de 150 mm - turnat

Completitudinea livrării

Tabelul 1: Kit de cuplare angrenaj

La acceptarea cuplajului, verificați lista de livrare conform tabelului de mai jos (denumirea pieselor este prezentată în Fig. 1)

Variante de execuție și selecție a cuplajului cu roți dințate

Cuplajul cu roți dințate este fabricat în următoarele tipuri:

1 - cu clip detasabil;
2 - cu un arbore intermediar;
3- cu agrafă dintr-o bucată.

Bucșele de cuplare sunt fabricate în următoarele versiuni:

1 - cu găuri cilindrice pentru capetele scurte ale arborilor conform GOST 12080:
2-cu găuri conice pentru capete scurte ale arborelui conform GOST 12081 pentru cuplaje de tipurile 1 și 3.

Este permisă fabricarea bucșilor cu orificii pentru capetele arborilor de altă formă la cererea consumatorului.

Cuplajele comandate pentru funcționare la viteze egale sau mai mari de 50% din valoarea frecvenței admisibile specificate în Tabelul 1 sunt marcate cu litera C (cerințele paragrafului sunt obligatorii din 01.06.97). În cuplaje, este permisă o combinație de bucșe de diferite modele.

Denumirea cuplajelor trebuie să includă denumirea tipului „MZ”, valorile cuplului nominal, diametrele orificiilor de montare ale bucșelor sau ale orificiilor bucșelor și semicuplelor cu flanșă, denumirea versiunii de bucșă. , versiunea climatică și categoria conform GOST 15150, denumirea acestui standard. În denumirea cuplajului de tip 2, diametrul orificiului jumătății de cuplare a flanșei este plasat după desemnarea diametrului orificiului manșonului.

1, 2 - semicuplaje cu dinți externi;

3, 4 - agrafe; 5 - șuruburi;

6 - orificiu pentru alimentarea cu lubrifiant

masa 2: Selectarea cuplajelor cu roți dințate în funcție de parametrii nominali ai motorului electric

Exemplu de simbol de cuplare

Tip 1 cu un cuplu nominal de 4000 Nm, alezaj în bucșe de 50 mm. cu bucșe, versiunea 1, versiunea climatică U. categoria 2 MZ1I-4000-50-1U2 GOST R Zh95-96

La fel. tip 2, cu un diametru al orificiilor de montare în cuplaje de podea cu flanșă 55 mm: MZ 2-4000-50-55-1U2 GOST R 50895-96

La fel. tip 1, cu bucșe de execuție 1 într-una dintre care diametrul alezajului este de 55 mm: MZ 1-4000-50-1-55-1U2 GOST R 50895-96

La fel, un manșon din versiunea 1, celălalt din versiunea 2 cu un diametru al alezajului de 55 mm: MZ 1-4000-50-1-55-2U2 GOST R 50895-96

Conditii de transport si depozitare

Caracteristici de instalare și funcționare

Zona de aplicare

Angrenajele de cuplare sunt aplicate în majoritatea ingineriei mecanice grele. Sunt puse pe turbine, pe motoare cu piston, pe laminoare. În timp ce cuplurile cu elemente elastice sunt potrivite numai pentru transmiterea cuplurilor mici și medii, cuplajul cu roți dintate este proiectat pentru transmiterea cuplurilor mari (până la 63.000 Nm).

Echipamente de cuplare și orice altele - rapid și convenabil pentru Client!

Compania „Promek” are o vastă experiență în furnizarea de cuplaje cu roți dințate și cuplaje de alte tipuri pentru diverse scopuri. Acordurile noastre de dealeri ne permit să furnizăm cuplaje de antrenare la prețurile producătorului și, de-a lungul anilor, schemele logistice dovedite fac livrările noastre convenabile pentru clienții noștri.

Sunați managerii noștri, stabiliți o sarcină - iar cererea dumneavoastră pentru cuplajele necesare funcționării echipamentelor dumneavoastră va fi procesată rapid și eficient.

Rechizite pentru NPO PromEK:

• ambreiaje de siguranță
• cuplaje elastice
• ambreiaje cu came-disc
• cuplaje cu lanț cu un singur rând
• cuplaje articulate
• ambreiaje de rulare
• ambreiaje cu came
• cuplaje de antrenare
• cuplaje
• cuplaje de capăt
• ambreiaje electromagnetice
• cuplaje rigide compensatoare și mobile
• cuplaje pentru pompe
• cuplaje pentru compresoare
• cuplaje pentru transportoare
• cuplaje lamelare din otel
• cuplaje foarte elastice
• cuplaje dinţate cu dinţi circulari
• Cuplaje KTR
• cuplaje speciale
• Cuplaje UKM-12- pentru amplasarea produselor de comutare și protejarea acestora de precipitațiile atmosferice
• Cuplaje UPM-24- pentru tăierea cablurilor și conectarea acestora la circuitele de cale
• Cuplaje RM4-28; RM-28; PM7-49; RM8-112- capăt de cablu, cuplaje de ramificare a cablurilor

Livrarea către compania de transport va fi gratuită pentru dumneavoastră. Livrarea în Rusia și CSI va fi efectuată în cel mai rațional mod!

Cuplaje ca dispozitive de conectare pentru arbori

Cuplajele, dispozitivele de conectare pentru arbori, ale căror capete sunt închise sau îndepărtate la o distanță mică, asigură transmiterea cuplului de la un arbore la altul. De regulă, axa geometrică a unui arbore este o continuare a axei geometrice a celuilalt arbore. Cu ajutorul cuplajelor, rotația este transmisă și la roți dințate, scripete, montate lejer pe arbori.

Cuplajele nu sunt dotate cu funcția de a schimba cuplul și sensul de rotație. Unele tipuri absorb vibrațiile, protejând mașina de suprasarcină.

În inginerie mecanică, cuplajele de diferite modele sunt utilizate pe scară largă. Mașinile moderne nu sunt deloc monolitice și constau din părți separate cu capetele de intrare și de ieșire ale arborilor, care conectat cu cuplaje pentru diverse scopuri:

• pentru a obține arbori lungi din părți separate și a compensa micile inexactități de montare în poziția relativă a arborilor conectați;
• pentru a oferi arborilor o oarecare mobilitate în timpul funcționării;
• pentru a activa și dezactiva nodurile individuale;
• în scopul conectării și deconectarii automate a arborilor - îndeplinirea funcțiilor de control automat;
• pentru a reduce sarcinile dinamice asupra mecanismelor.

Dacă cel mai simplu cuplaj este realizat dintr-o bucată de tub de niplu și conectează arborele unui motor electric la rotorul unei spălătoare de sticlă auto, atunci, de exemplu, cuplajele turbocompresorului motorului cu reacție constau din sute de piese și sunt cele mai complexe. -sisteme de reglare. Varietatea funcțiilor predetermina varietatea modelelor de cuplare și, ca urmare, clasificarea lor ramificată.

Cuplaje și clasificarea lor

Prin natura conexiunii arborilor, cuplajele formează mai multe grupuri.

• Cuplaje mecanice:

- dur (surd). Practic nu permiteți deplasări radiale, axiale și unghiulare ale arborilor;

- compensand. Acestea permit unele deplasări radiale, axiale și unghiulare ale arborilor, care sunt compensate de elemente elastice - bucșe de cauciuc, arcuri etc.;

- frecare. Acestea permit alunecarea pe termen scurt a arborilor în timpul suprasarcinilor.

• Cuplaje cu acțiune hidraulică sau pneumatică.

Clase de cuplaje în funcție de modul de conectare a arborelui

• Neeliberabil (permanent, conectat). Arborii sunt conectați în mod constant, formând un singur arbore lung. La rândul lor, acestea sunt împărțite în:

- Greu(o singură bucată, despicat într-un plan paralel cu arborele și despicat într-un plan perpendicular pe arbore);

- Auto-alinierea compensatoare(axial, radial, unghiular, universal);

- elastic(liniar, neliniar).

• Gestionat (cuplat). Arborii sunt conectați și deconectați în timpul funcționării. Ele sunt împărțite în sincrone și asincrone (frecare) - cu comutare mecanică, electrică, hidraulică, pneumatică.
• Auto-acționează (autogestionat, automat). Lucrați automat în modul de funcționare setat. Sunt împărțite în:

- Centrifugal(frecare);

- Volumetric(clichet, frecare);

- Siguranță. Arborele sunt separate în cazul încălcării condițiilor normale de funcționare (cu un element destructibil, cu un element indestructibil).

• Alții.

În funcție de capacitatea de a reduce sarcinile dinamice, cuplajele sunt împărțite în:

• dur - nu netezește vibrațiile, șocurile și șocurile;
• elastic - netezirea vibrațiilor, șocurilor și șocurilor datorită prezenței elementelor elastice în compoziția lor.

Majoritatea cuplajelor utilizate, care sunt unități autonome, sunt standardizate: principala caracteristică în selecția lor este cuplul transmis.

Cuplajul, conceput pentru a transmite un anumit cuplu, este realizat în mai multe modificări pentru diferite diametre ale arborelui.

Cuplaje și modelele lor

Cuplaje rigide (surde). poate fi cu mâneci sau cu flanșă.

Cuplare cu manșon, cel mai simplu dintre cuplaje rigide, este un manșon montat la capetele de ieșire ale arborilor cu ajutorul cheilor, știfturilor sau canelurilor. Este utilizat în modele de mașini cu viteză redusă și necritice, cu diametre ale arborelui de până la 70 mm. Fabricat din otel 45; cuplaje de dimensiuni mari - din fontă SCH25.

cuplaj cu flanșă constă din două jumătăți de cuplare legate prin șuruburi. Pentru a transmite cuplul, se folosesc conexiuni cu cheie sau caneluri. Cuplul este transmis prin forțele de frecare între flanșe și șuruburile în sine atunci când sunt introduse fără spațiu liber. Cuplajele cu flanșă sunt standardizate în intervalul de diametre de 12...250 mm și transmit cupluri de 8...45000 Nm. La mașinile grele, jumătățile de cuplare sunt sudate pe arbori.

Aceste cuplari sunt uneori numite rulat transversal. Alinierea flanselor se realizeaza prin intermediul unei lame circulare pe o jumatate de cuplare, iar pe cealalta se realizeaza caneluri de acelasi diametru sau prin intermediul unui inel de centrare.Se folosesc pentru arbori cu diametrul de pana la 350 mm. Material pentru semicuplaje cu flanșă - oțel 40, 35L, fontă SCHZO (pentru cuplaje de dimensiuni mari).

Cel mai utilizat din acest grup de cuplaje este alcătuit din două semicuplaje cu dinți externi și o cușcă detașabilă cu două rânduri de dinți interni de profil evolvent. Cuplajul cu roți dințate compensează deplasările radiale, axiale și unghiulare ale arborilor din cauza golurilor laterale în cuplarea și rotirea dinților într-o sferă, nealinierea arborilor este compensată prin alunecarea dinților. Pentru a crește rezistența la uzură, dinții sunt supuși unui tratament termic, iar lubrifiantul este turnat în cuplaj. Materialul semicuplelor și clemelor este oțel 40 sau 45L.

Ambreiaj cu came-disc este format din două jumătăți de cuplare cu șanțuri diametrale la capete și un disc plutitor intermediar cu margini reciproc perpendiculare. Suprafețele de frecare sunt lubrifiate periodic cu unsoare. Ambreiajul cu disc cu came este utilizat pentru a conecta arbori de viteză mică (până la 250 rpm). Cuplajele și discurile sunt realizate din oțel 45L.

Are un design similar cu un cuplaj cu flanșă, dar în loc de șuruburi de conectare, cuplajul elastic are degete de oțel pe care sunt instalate bucșe elastice (cauciuc, piele etc.). Elementele elastice fac posibilă compensarea deplasărilor axiale minore ale arborilor. Folosit în special pentru conectarea motoarelor electrice cu actuatoare cu diametrul arborelui de până la 150 mm. Jumătate material de cuplare - oțel 35, 35L sau fontă SCH25; degetele sunt din oțel 45.

Un reprezentant proeminent al familiei de cuplaje mobile este cuplaj articulat. Ideea unui ambreiaj, propusă pentru prima dată de Girolamo Cardano în 1570, a fost adusă la o soluție inginerească în 1770 de Robert Hooke. De aceea sunt numiti atât cuplaje cardanice cât și îmbinările lui Hooke. Cuplajele articulate conectează arbori la un unghi de până la 45 de grade și vă permit să creați arbori de lanț cu transfer de rotație în locuri inaccesibile. Acest lucru este posibil datorită faptului că crucea nu este o balama, ci două cu axe perpendiculare.

Cuplaje flexibile concepute în principal pentru a amortiza șocurile, șocurile și vibrațiile, precum și pentru a compensa o anumită aliniere a arborelui. Caracteristica lor principală este prezența unui element elastic metalic sau nemetalic: acestea sunt stele, șaibe, cochilii elastice, arcuri elicoidale și serpentine, burdufuri etc.

Cuplaje concepute pentru a conecta și deconecta arbori. Unele tipuri de ambreiaje permit acest lucru fără a opri motorul electric. Ambreiaje sunt uneori numite manevrabil. După principiul de funcționare, se disting ambreiajele cu came și cu frecare.

Ambreiaje cu came constau din două jumătăți de cuplare cu came pe suprafețele de capăt. Cuplajul este pornit prin intermediul unei jumătăți de cuplare, care se poate deplasa de-a lungul arborelui de-a lungul cheii de ghidare sau de-a lungul canelurilor.

Ambreiaje cu frecare permite o ambreiare lină la orice viteză, care este utilizat cu succes, de exemplu, în proiectarea ambreiajelor auto. Prin proiectare, ele sunt împărțite în cel mai comun disc - frecarea are loc pe suprafețele de capăt ale discurilor - conice și cilindrice.

Ambreiajele cu fricțiune funcționează ca fără lubrifiant ( cuplaje uscate), și cu lubrifiant ( cuplaje de ulei). Sistemul de lubrifiere reduce uzura suprafețelor de lucru, dar complică proiectarea cuplajului. Materialul pentru ambreiajele cu frecare este oțel structural, fontă SCh30. Materiale de fricțiune: țesătură presată din sârmă de azbest ferodo, plastic de frecare, materiale pulbere etc. - sunt utilizate sub formă de suprapuneri.

Ambreiaje auto-ghidate proiectat pentru separarea automată a arborilor în funcție de modificarea unuia dintre următorii parametri: cuplu - ambreiaje de siguranță, direcții de rotație - depășire și viteze de rotație - centrifuge.

Ambreiaje de siguranță au funcția de a limita cuplul transmis, care protejează mașina de deteriorarea în timpul supraîncărcărilor. Cele mai răspândite sunt ambreiajele cu came de siguranță, cu bilă și cu fricțiune. Pentru fabricarea pieselor de cuplare de siguranță, în funcție de tipul de cuplare, se folosesc oțeluri de structură, fontă SCHZO, materiale de frecare, oțel ShKh12 etc.. Știfturile pentru cuplaje cu element de colaps sunt fabricate din oțel 45, bucșele sunt realizate din otel 40X cu intarire.

Sunați managerii noștri, stabiliți o sarcină - iar cererea dvs. pentru cuplaje cu roți dințate și alte cuplaje de antrenare va fi procesată rapid și eficient.

Acesta servește la conectarea și transferarea rotației de la motor la un alt mecanism, de la un arbore la altul și pentru a compensa constant deplasările lor radiale, unghiulare și axiale. Dacă există o singură cuplare de viteze, atunci permite doar deplasarea unghiulară a arborilor. Două cuplaje simple în combinație permit și compensează nu numai dezalinierea unghiulară a arborelui, ci și dezalinierea radială. Datorită numărului mare de dinți care transmit cuplul, cuplajele cu angrenaje au o capacitate portantă și fiabilitate ridicate. S-au dovedit la viteze mari în diferite mecanisme.

Cuplaj dentare MZ

Cuplajul MZ este format din două jumătăți de cuplare sau bucșe, care sunt montate rigid pe arbori și o cușcă - un tambur compus cilindric. Dinții exteriori sunt tăiați pe bucșe, iar două rânduri de dinți interni sunt tăiați pe tambur. Pentru capacitatea de compensare și o mai bună mobilitate a cuplajelor, suprafața dinților exteriori de pe jumătățile de cuplare este prelucrată într-o sferă, acestea sunt realizate în formă de butoi, ceea ce oferă un spațiu lateral sporit în cuplare. Cuplajul MZ este alcătuit din două cleme de angrenare conectate prin șuruburi și două bucșe de angrenare care sunt introduse în cleme. În acest caz, dinții bucșelor și dinții clemelor se cuplează și, datorită formei sferice a dintelui bucșelor, este permisă o ușoară deplasare în diferite direcții. În astfel de cuplaje, dezalinierea axei bucșei în raport cu axa cuștii nu este mai mare de 1°30'.

Toate componentele cuplajului sunt realizate din oțel: cu diametre ale arborelui cuprinse între 80 și 140 mm, — falsificat, iar la diametre mari — turnat. Dinții de cuplare sunt supuși unui tratament termic - pentru cuplaje cu viteză mare de rotație (u dinte > 6 Domnișoară) până la duritatea HRC≥45÷50. Pentru cuplajele cu viteză mică, cu viteză mică, duritatea mai mică este permisă - până la HB≥ 300.

Pentru a crește rezistența la presiune extremă, dinții de împerechere ar trebui să aibă o diferență de duritate. Angajarea funcționează în ulei (nigrol), deoarece aceasta crește rezistența la uzură a dinților și reduce pierderile prin frecare. Uleiul este turnat în tambur până în punctul cel mai de jos al inelelor O de la capetele tamburului.

Opțiuni cuplaje angrenate

Parametrii cuplajelor angrenate sunt standardizați conform GOST 5006-55 pentru diametrele arborelui de la 40 mm la 560 mm și momentele transmise, de la M cr = 70 kgm până la 100 000 kgm. Pentru cuplajele de uz general, numărul maxim de rotații pe minut este limitat în funcție de viteza periferică u dinte = 25 Domnișoară, pe cercul de pornire al inelului . Conform GOST 5006-55, unghiul admisibil de dezaliniere a arborilor în absența deplasării este a=1°. Deplasarea admisibilă în absența oblicului este egală cu e≈0,02 d . Dacă n Dacă sunt prezente ambele tipuri de deformații, atunci valorile lor admisibile ar trebui să fie: a≤30′; e≥0,01 d .

Principalul parametru pentru determinarea operabilității cuplajelor cu roți dințate este rezistența la uzură a suprafețelor de lucru ale dinților, care depinde de viteza circumferențială și de mișcările liniare și unghiulare ale arborilor conectați. Dar, deoarece valorile acestor mișcări se modifică în timpul funcționării, parametrii geometrici ai angajării se modifică și, în consecință, natura distribuției sarcinii între dinți.

În acest sens, este aproape imposibil să se efectueze un calcul absolut exact. Prin urmare, în practică, dimensiunile cuplajelor cu roți dințate sunt alese în funcție de momentul M m = k p M cr (GOST 5006-55), unde, în funcție de responsabilitatea conexiunii, k p trebuie luată mărită de 1,3-1,5 ori.

În special, la macarale, se folosesc în principal cuplaje cu roți dințate mobile, care compensează deplasarea arborilor conectați. Cele mai răspândite, dintre cuplajele mobile rigide, sunt cuplurile cu roți dințate, care sunt fabricate în conformitate cu GOST 50895-96, GOST 5006-83. De asemenea, astfel de cuplaje pot fi fabricate conform specificațiilor clientului.

Există următorul design de cuplaje angrenate:

1. cu o clemă detașabilă (desemnare conform GOST 5006-55 - MZ);
2. cu un arbore intermediar (desemnare conform GOST 5006-55 - MZP);
3. cu guler nedemontabil.

Bucșele cuplajelor angrenate sunt produse de astfel de tipuri:

• cu găuri cilindrice conform GOST 12080, pentru capete scurte ale arborelui.
• cu găuri conice pentru cuplaje cu cușcă despicată și dintr-o bucată, conform GOST 12081, pentru capete scurte ale arborelui.

Dacă aveți nevoie de bucșe cu găuri de altă formă, atunci acestea sunt realizate la comanda consumatorului. O combinație de bucșe de diferite modele este, de asemenea, permisă în cuplaje.

Cuplajele angrenate din caprolon, capron și alte materiale similare s-au dovedit bine. Datorită angrenajelor polimerice elastice din cușcă, distribuția sarcinii între dinți este mai uniform distribuită, iar sarcina totală transmisă este aproape la fel de bună ca și capacitatea de încărcare a cuplajelor cu dinți metalici. Acest lucru este valabil mai ales la unghiuri semnificative de înclinare. În plus, astfel de cuplaje polimerice au o capacitate de amortizare mai bună și proprietăți de izolare electrică. Prețul unui cuplaj din materiale polimerice se compară favorabil cu prețul celor metalice.

Cuplare MZP dinţat constă dintr-un semicuplaj de flanșă, bucșă, clemă. Este produs în conformitate cu cerințele GOST 5006-55 și servește la conectarea arborilor prin intermediul unui arbore intermediar.

Astfel de cuplaje cu un arbore intermediar, precum și cuplaje cu lanț, pot fi numite semirigide.

Și compensarea rigidă a deplasării lor axiale, radiale și unghiulare. Are o capacitate mare de încărcare. Datorită cuplajelor, este posibilă pornirea și oprirea corpului executiv cu un motor în funcțiune constantă. Conform GOST R 50895-96, cuplurile care transmit cuplu în intervalul de la 1000 la 63000 N * m sunt industriale generale, mai mult - scop special.

Cuplajele angrenate sunt produse în conformitate cu GOST R 50895-96. Cuplajele care transmit cuplul în intervalul de la 1000 la 63000 N * m sunt industriale generale, mai mult - speciale.

Când este considerat un ambreiaj nefuncțional?

• cel puțin un dinte s-a rupt sau;
• apariția fisurilor pe bucșe și cleme și distrugerea acestora (cu excepția dinților);
• a existat o defecțiune a cel puțin unui dispozitiv de fixare;
• cel puțin unul a fost distrus;
• există o scurgere de lubrifiant la punctele de ieșire ale arborilor și de-a lungul conectorilor cu o intensitate care provoacă formarea și căderea picăturilor.

Cumpărați cuplaje MZ și MZP în compania „El-Kran”

Dacă specialistul dumneavoastră, după o examinare amănunțită a ambreiajului defect, consideră că acesta nu poate fi reparat, dar necesită o înlocuire completă, compania noastră este gata să furnizeze această piesă de schimb în termen de 10 zile lucrătoare. Perioada de garanție a cuplajului este de un an de la data punerii în funcțiune. Procedura de calcul a perioadei de garanție este în conformitate cu GOST 22352-77.

Dacă există informații despre simbolul cuplajului care necesită înlocuire, acest lucru va ajuta la cumpărarea unui cuplaj cu roți dințate, accelerând procesul de selectare a unuia nou.

Exemplu simbol cuplaje de tip 1 cu un cuplu nominal de 4000 N*m, un diametru al orificiilor de montare în bucșe de 50 mm, cu bucșe de execuție 1, modificare climatică U, categoria 2:
Cuplaj 1-4000-50-1U2 GOST R 50895-96

Același, tip 2, cu diametrul orificiilor de montare din semicuplajele cu flanșă 55 mm:
Cuplaj 2-4000-50-55-1U2 GOST R 50895-96

La fel, tip 3 cu indicele C:
Cuplaj ZS-4000-50-1U2 GOST R 50895-96

Este permis să nu se indice desemnarea versiunii climatice în desenele de lucru.

Desen 20.1. Angrenaj de cuplare cu fixare intermediară pe arborele tip B

Desen 20.2. Angrenaj de cuplare tip A

• D – diametrul cuplajului,
• d este diametrul capetelor cilindrice ale arborilor,
• L este lungimea cuplajului,
• l este lungimea părții cilindrice a capătului arborelui.

Tabelul 20. Dimensiunile de gabarit și caracteristicile tehnice ale cuplajelor cu roți dințate

Analiza proiectării cuplajului

Următoarele modele de cuplaje se găsesc adesea în industria metalurgică.

1. cuplaj cu flanșă este cel mai fiabil și răspândit tip de cuplaje rigide. Este format din două jumătăți de cuplare cu flanșe montate pe capetele arborilor, flanșele sunt strânse cu șuruburi.
   Pentru a asigura alinierea, jumătățile de cuplare sunt centrate fie cu o proeminență pe o flanșă și o adâncitură pe cealaltă, fie cu semi-inele intermediare. Pentru o mai mare precizie de împerechere și prevenirea îndoirii arborelui în cuplaje, trebuie să se asigure perpendicularitatea strictă a suprafețelor de capăt ale jumătăților de cuplare pe axa arborelui. Material - otel 40 si 35L.
   Jumătățile de cuplare sunt conectate alternativ prin șuruburi semi-curate introduse în gaură cu un spațiu și șuruburi curate introduse în gaură fără spațiu.
2. cuplaje angrenate - cel mai comun tip de cuplaje compensatoare rigide, utilizate pentru conectarea arborilor coaxiali orizontali și sunt capabile să compenseze deplasările axelor arborelui.
   Cuplajul de uz general este format din două jumătăți de cuplare cu dinți interni și două bucșe cu dinți exteriori.
   Bucșele dințate sunt realizate cu o generatoare dreaptă sau eliptică. Compensarea deplasărilor arborelui se realizează prin nealinierea bucșelor față de cuști datorită jocurilor laterale și suprafeței sferice a dinților exteriori.
3. Ambreiaje cu came-disc– concepute pentru a conecta arbori cu dezechilibre radiale semnificative, permit dezaliniri minore unghiulare și axiale. Cuplajul este format din două semicuplaje și un disc intermediar cu came amplasate transversal și care intră în canelurile corespunzătoare de pe semicuplaje. Transmiterea cuplului este realizată de camele discului, care, cu arbori deplasați, alunecă de-a lungul suprafeței laterale a canelurilor. Centrul discului în timpul rotației arborilor descrie un cerc în spațiu.
   Conjugarea camelor și canelurilor este luată prin potrivire cu un decalaj. Prezența golurilor în această interfață afectează funcționarea cuplajului din cauza creșterii presiunilor pe margine pe suprafața de contact.
   Defecte: lucru nesatisfăcător chiar și cu mici distorsiuni; uzura semnificativa a suprafetelor de lucru; prezența forței centrifuge care acționează asupra discului; pierderi prin frecare și nevoia de lubrifiere, fiabilitate redusă. Demnitate: capacitatea de a compensa deplasările radiale semnificative ale axelor arborelui.
4. Cuplaje Articulate utilizați principiul de funcționare al balamalei spațiale Hooke, servesc la transmiterea cuplului între arbori cu o deplasare unghiulară mare a axelor, care se poate modifica în timpul rotației cuplajului.
   De obicei, cuplajul constă din două furci și o parte intermediară sub formă de cruce, conectată pivotant la capetele furcilor. Prin conectarea a două cuplaje, se poate asigura transmiterea cuplului cu o deplasare radială semnificativă a axelor arborelui.
   Se folosesc cuplaje articulate: pentru a compensa inexactitățile în poziția relativă a arborilor care apar în timpul asamblarii; transmiterea rotației la arbori, a căror poziție se modifică în timpul funcționării.
   În prezența unei deplasări unghiulare a axelor arborilor conectați, rotația arborelui antrenat al unui singur cuplaj articulat are loc neuniform cu rotația uniformă a arborelui de antrenare. Întârzierea și avansarea periodică a arborelui antrenat în raport cu pozițiile nominale corespunzătoare rotației uniforme provoacă sarcini dinamice.
5. Cuplaje cu arcuri serpentine. Jumătățile de cuplare sunt legate printr-un element elastic realizat sub forma unui arc serpentin situat pe o suprafață cilindrică. Ambreiajul este format din semicuple cu dinți, între care se așează 6-8 secțiuni de arcuri serpentine. Pentru a proteja arcul de cădere și reținerea lubrifiantului (de obicei din plastic), există o carcasă formată din două jumătăți, strânsă cu șuruburi.
   Arcul este partea cea mai critică a ambreiajului. Este fabricat din oțel pentru arcuri cu rezistență la tracțiune σ t= 170 MPa. În cuplajele grele, arcurile sunt instalate în două sau trei rânduri. Astfel de cuplaje se caracterizează prin fiabilitate ridicată în funcționare și dimensiuni de gabarit reduse. Aceste proprietăți au condus la utilizarea lor pe scară largă în inginerie grea (laminoare, turbine cu abur), în ciuda complexității designului, tehnologiei reduse și nevoii de control în funcționare.
6. Cuplaje cu element elastic toroidal. Elementul elastic al cuplajului este o manta de cauciuc sau cordon de cauciuc. Teaca din cordon de cauciuc este mai dificil de fabricat decât cea de cauciuc, dar durata de viață a acestuia este de câteva ori mai mare decât cea din cauciuc. Aceste cuplaje se disting prin proprietăți de compensare ridicate, capacitatea de a reduce sarcinile dinamice datorită rigidității reduse la torsiune și capacității mari de amortizare. Dezavantajele cuplajelor includ diametrul lor mare și aspectul sarcini axiale pe suporturile arborelui cauzate de forţele centrifuge care acţionează asupra elementului elastic.
   Într-un cuplaj cu carcasă toroidală, jumătățile de cuplare sunt legate printr-un element elastic sub forma unei carcase toroidale din cauciuc sau cauciuc armat. Inelul de presiune este format din jumătăți de inele, înșurubate pe inel. Folosind șuruburi, partea laterală a elementului elastic este prinsă între jumătatea flanșei de cuplare și inelul de presiune, creând forțe de frecare între cauciuc și metal. Lățimea inelului este aleasă astfel încât atunci când piesele metalice intră în contact, ca urmare a strângerii șuruburilor, cauciucul să fie comprimat cu o cantitate dată. Designul permite înlocuirea elementului elastic fără deplasarea axială a jumătăților de cuplare.
   Cuplajul se caracterizează prin capacitatea crescută de a funcționa în mod fiabil cu deplasări reciproce semnificative ale arborilor conectați. Cu cât aceste deplasări sunt mai mari, cu atât durata de viață a elementului elastic este mai scurtă, deoarece odată cu deplasarea radială și unghiulară a arborilor apar tensiuni ciclice în cauciuc, determinându-l să se încălzească și să reducă rezistența.
7. Cuplaj manșon-știft este format din două jumătăți de cuplare legate prin șuruburi - degete cu inele din material elastic (cauciuc, piele) puse pe ele. Jumătatea de cuplare servește și ca scripete de frână. În jumătatea flanșei de cuplare, știfturile sunt întărite cu tije conice, pe care sunt puse bucșe elastice de cauciuc. Bucșele elastice intră în găurile situate în semiflanșa de cuplare.
8. Cuplaje cu discuri metalice foarte simplu din punct de vedere structural și nu necesită îngrijire specială în timpul funcționării ().

   Figura 6.2 - Cuplaj cu discuri metalice: 1 - semicuplaj dreapta; 2 - nuca; 3 - jumătate de cuplare stângă; 4 - discuri; 5 - șurub

   Cuplajul este format din două jumătăți identice 1 și 3 și un set de discuri cu plăci 4. Șuruburile 5 și piulițele 6 discurile 4 sunt atrase de jumătatea de cuplare 1, iar șuruburile 7 și piulițele 8 - de insertul de conectare 2.
   Cuplajele sunt utilizate în mecanismele de inversare și mecanisme cu telecomandă, care necesită repetarea exactă a unui anumit program de către elementul de acționare. Cuplajele sunt capabile să funcționeze cu deplasări unghiulare și axiale semnificative. Rigiditatea radială a unor astfel de cuplaje este proporțională cu rigiditatea arborilor, prin urmare, în prezența deplasărilor radiale, se folosesc cuplaje duble. Cuplajele duble sunt utilizate în cazurile în care este necesară compensarea deplasărilor axiale semnificative și reducerea rigidității axiale a cuplajului. Aceste cuplaje nu necesită lubrifiere, permit o dezaliniere crescută a arborilor articulați în condiții tranzitorii și au, de asemenea, proprietăți de compensare ridicată, de izolare a vibrațiilor și de amortizare.
   Planurile de separare ale jumătăților de cuplare trebuie să fie strict perpendiculare pe axele arborilor. Jumătățile de cuplare sunt fixate pe arbori cu ajutorul cheilor (pe un arbore conic - cu o piuliță axială); fixarea jumătăților de cuplare în direcția axială se realizează prin fixare la capăt sau șuruburi de fixare.

Îngrijirea și supravegherea cuplajelor

La acceptarea înlocuirilor, cuplajele sunt inspectate în cazurile în care sunt date instrucțiuni în regulile de funcționare tehnică a anumitor tipuri de echipamente. În timpul controalelor este necesar:

• verificați dacă potrivirea jumătăților de cuplare pe arbori a fost deranjată;
• verificați (prin atingere) fiabilitatea strângerii elementelor de fixare a șuruburilor în locul separării cuplajului;
• verificați starea și fixarea capacelor de cuplare.

Cel puțin o dată la 10-15 zile se verifică prezența uleiului în cuplajele angrenajului și se completează până la nivelul de control. Pentru a verifica cantitatea de ulei din cuplaj, se recomandă să umpleți cuplajul cu o cantitate măsurată de lubrifiant, rotiți-l astfel încât să apară ulei în orificiul de umplere (). Aceasta pozitie trebuie marcata cu un poanson in partea superioara a flansei pentru a cunoaste ulterior pozitia cuplajului pentru umplerea cu ulei. Nu este permisă operarea cuplajelor cu roți dințate, în care, din cauza uzurii garniturilor, în timpul funcționării au loc stropire (scurgeri) de lubrifiant. Dinții de cuplare cu arcuri serpentine sunt lubrifiați cel puțin o dată la 15 zile.

Figura 6.3 - Schema de verificare a nivelului uleiului din cuplajul cu roti dinţate

Revizuiri si reparatii cuplaje

Cuplajele trebuie inspectate în timpul opririlor programate ale echipamentelor pentru reparații în următoarele perioade:

• rulat transversal, rulat longitudinal, mânecă-deget și zimțat - cel puțin o dată la 45 de zile;
• cuplaje compensatoare cu un disc intermediar - cel puțin o dată pe lună;
• Cuplaje cu un arc serpentin (Bibbi) - cel puțin o dată la 15 zile.

Înainte de a demonta cuplajele, este necesar să se verifice marcarea sau să se efectueze perforarea: cuplaje cu roți dintate pe ambele jumătăți de cuplare și pe suprafețele laterale ale manșonului și jumătății de cuplare; cuplaje cu arc serpentin pe dinții ambelor jumătăți ale cuplajelor.

La inspectarea cuplajelor (indiferent de design), este necesar:

• verificați starea jumătăților de cuplare pentru fisuri (prezența fisurilor este detectată de sunet la lovituri ușor cu ciocanul, de pete de ulei și acumulare de praf în apropierea zonelor deteriorate sau de pete care apar la lovituri ușor cu ciocanul;
• verificați stabilitatea potrivirii jumătăților de cuplare pe arbori;
• verificați decalajul dintre planurile de capăt;
• verificați dispunerea reciprocă a axelor arborilor conectați.

Când sunt deplasate de-a lungul axei sau când potrivirea pe arbore este slăbită, jumătățile de cuplare sunt înlocuite.

Nu este permisă montarea de garnituri între arbore și orificiul butucului jumătăților de cuplare și perforarea arborelui pentru a asigura etanșeitatea conexiunii; este interzisă sudarea semicuplelor la arbore. Cuplaje cuplaje de toate tipurile, bucșele cuplajelor cu roți dințate care prezintă o fisură sunt supuse înlocuirii obligatorii.

La inspectarea cuplajelor cu angrenaje, este necesar ( , , ):

• verificați starea și uzura dinților jumătăților de cuplare și bucșelor;
• verificați starea inelelor de etanșare;
• verificați poziția reciprocă a axelor arborilor conectați;
• la asamblare după revizie sau reparare, clătiți cavitatea internă a carcasei cu kerosen și, după uscare, umpleți-o cu lubrifiant proaspăt.

Tabel 6.4 - Normale pentru controlul conexiunilor axiale

Tabel 6.5 - Toleranțe pentru dezalinierea și deplasarea radială a axelor cuplajelor

Tabel 6.6 - Uzura admisa a dintilor cuplajelor cu roti dintate in ceea ce priveste jocul

Operarea cuplajelor cu roți dințate nu este permisă dacă mai mult de 10% din dinți sunt sparți, dacă dinții sunt uzați în grosime peste 30% din dimensiunea originală. Pâslă uscată și inele de pâslă trebuie spălate în kerosen, uscate și înmuiate în grăsime topită; Înlocuiți inelele O uzate.

La ambreiajele cu arc serpentin, in timpul reviziei se verifica starea arcurilor si a discurilor dintate. Se înlocuiesc arcurile sparte, precum și arcurile, pe suprafața de lucru a cărora se găsesc fisuri și lovituri; atunci când sunt îndepărtate, arcuri adecvate sunt marcate și așezate în același loc în care au fost anterior; zgarieturile de pe suprafata dintilor se curata cu o pila.

Discurile de ambreiaj dintate cu arcuri serpentine trebuie înlocuite atunci când dinții sunt uzați în grosime cu 30% din dimensiunea inițială, precum și în prezența dinților sparți, dacă sunt distribuiti neuniform pe circumferință și numărul lor depășește 10% din numărul total de dinți. Procentul de uzură a dintelui este determinat de valoarea medie a măsurătorilor grosimii dintelui în trei puncte de-a lungul înălțimii.

În rulare transversală, manșon-deget și în cuplaje cu disc intermediar:

• valoarea deplasării relative a arborilor conectați, măsurată folosind un pătrat și o sondă în patru puncte situate diametral ale suprafeței exterioare a jumătăților de cuplare, nu trebuie să depășească 0,3 mm; când decalajul crește peste limita specificată, mecanismul este centrat;
• diferența dintre distanța măsurată cu o sondă cu pană în puncte diametral opuse nu trebuie să depășească 0,001 din diametrul exterior al jumătăților de cuplare; cu o crestere a acestei limite, mecanismele sunt supuse centrarii pentru a asigura alinierea arborilor conectati.

În cuplajele cu disc intermediar, distanța dintre proeminențele 4 ale discului 3 și adânciturile jumătăților de cuplare 1, 2 nu trebuie să depășească 0,5-2,0 mm, în funcție de dimensiunea cuplajelor și de locațiile lor de instalare.

În cuplajele manșon-stire, nu este permisă dezvoltarea găurilor pentru atașarea degetelor. Distanța maximă dintre inelele elastice și găurile din jumătatea de cuplare nu este permisă mai mult de 3% din diametrul știftului (numărându-l în lateral). Cu o uzură mai mare, inelele trebuie înlocuite, iar atunci când faceți găuri, înlocuiți jumătățile de cuplare.

Jumătăți de defecte de cuplare

Principalele defecte sunt:

• fisuri;
• uzura alezajului arborelui.

Cuplajele cu fisuri de orice natură și locație sunt supuse respingerii.

Jumătățile de cuplare sunt considerate potrivite dacă, din cauza uzurii găurii, golul în împerechere crește de cel mult 1,5 ori față de maximul posibil în timpul producției. Dacă dimensiunea găurii o depășește pe cea permisă, este necesar să se repare găurile prin suprafață.