Жесткие муфты: особенности конструкции, разновидности и применение

Жесткие муфты — самый простой и популярный вид муфт для соединения валов одинакового или разного диаметра. Применяются для различных промышленных станков. Благодаря высокой прочности и надежности конструкции жесткие муфты обеспечивают передачу вращающего момента от одного вала к другому без изменения направления и передаточного значения. Предназначены для создания постоянного соединения на весь период работы механизма или станка.

В статье мы расскажем подробнее про жесткие муфты. Вы узнаете про особенности конструкции этих запчастей, их разновидности и сферы применения. Также мы подскажем несколько критериев для правильного выбора комплектующих.

Конструкция и преимущества

Жесткие муфты состоят из ведущей и ведомой полумуфт и соединительных элементов. Или имеют цельнометаллический корпус со стяжными болтами. Изготавливаются из стали, алюминия, чугуна или другого металла.

Стальные детали отличаются самой высокой прочностью и устойчивостью к нагрузкам. Чугунные запчасти тоже очень прочные, но имеют большой вес и подходят не для всех механизмов. Комплектующие из алюминиевых сплавов легкие и не перегружают конструкцию, обеспечивают надежное крепление.

Благодаря такому строению жесткие муфты обладают повышенной стойкостью к деформации и обеспечивают прочное соединение концов двух валов, расположенных на одной оси. Хорошо фиксируются и предотвращают случайное проворачивание или ослабление крепления при вращении. Передают крутящий момент без потери скорости и изменения передаточного числа.

Также у жестких соединительных муфт есть следующие достоинства:

• высокий крутящий момент;

• прочность при циклических и ударных нагрузках, сопротивление деформации при сильном нагружении;

• устойчивость к агрессивным средам, коррозии, влажности и другим внешним воздействиям;

• способность стабильно работать на высоких скоростях и мощностях и воспринимать изгибающий момент, поперечные и осевые нагрузки;

• нулевое угловое смещение, отсутствие люфта благодаря туго посаженным болтам;

• быстрое включение без холостого хода;

• отсутствие необходимости в техническом обслуживании — у муфт нет подвижных по отношению друг к другу элементов, требующих смазки или другого ухода;

• длительный срок службы, медленный износ, равномерное распределение нагрузки;

• стабильная передача движения без «мертвого хода»;

• максимальная точность исполнения и идеальная геометрия;

• простота установки и демонтажа без необходимости снятия валов и с минимальными допусками;

• компактность, малый вес;

• тщательно обработанная гладкая поверхность для предотвращения повреждения валов при монтаже и вращении;

• доступная стоимость при отличных качественных характеристиках.

Для эффективного использования деталей необходимо учитывать следующий нюанс строения: из-за жесткости стандартные модели муфт не могут компенсировать несоосность валов или аксиальные дефекты их размещения и поглотить вибрации. Поэтому они подходят для использования только в станках и агрегатах с высоким качеством сборки, когда все детали выполнены с безупречной точностью. Для других условий нужны комплектующие с особыми характеристиками, о которых мы расскажем ниже.

Применение

Главная задача муфт жесткого типа — поддержание прочного и постоянного соединения двух валов для передачи мощности и крутящего момента от одного к другому. Комплектующие надежно зажимают вращающиеся элементы с помощью простого крепления.

Жесткие муфты применяют в механизмах, где необходимо максимально точное выравнивание. Детали не допускают относительного перемещения между валами и делают из них как бы единую конструкцию. Кроме того, муфты выполняют опорную функцию. Если ведомый вал не опирается на подшипники, ведущий должен обеспечить поддержку. В этом случае жесткие муфты используются для удлинения неподдерживаемого вращающегося элемента и соединения валов разных диаметров.

С помощью жестких соединительных деталей можно решить несколько технологических задач. К примеру, в турбоагрегатах муфты позволяют уменьшить количество некоторых сложных узлов и дополнительных подшипников осевой фиксации и разгрузки роторов или исключить их из конструкции. Для этого комплектующие соединяют два механизма с противоположным направлением осевых усилий.

Муфты используются в системах вращения, к которым предъявляются высокие требования по жесткости. Применяются в промышленном оборудовании для переработки продуктов питания и напитков, в погрузочно-разгрузочной технике, упаковочных и ткацких установках, станках ЧПУ и конвейерных линиях. Подходят для использования в вертикальных системах, например, в механизмах насосов и компрессоров.

Также муфты задействованы в оборудовании с высоким крутящим моментом, таком как турбины. Там жесткие конструкции гарантируют, что турбинный вал будет работать как непрерывный ротор.

Разновидности

К жестким муфтам относится несколько разновидностей деталей, которые имеют свои особенности строения и применения. Самый простой тип — неподвижные глухие муфты. Они обеспечивают постоянное жесткое соединение соосных валов в длинный составной вал. Предназначены для приводов и передач, которые работают с переменной скоростью или в режиме частого запуска. Обладают сравнительно небольшим маховым моментом. Не компенсируют ошибки изготовления и монтажа валов, поэтому требуют их точной центровки.

Неподвижные глухие муфты делятся на следующие виды:

• Втулочные. Представляют собой втулки особой формы, которые насаживают на концы валов. Имеют малый наружный диаметр. Фиксируются с помощью штифтов, призматических и сегментных шпонок или шлиц. Предназначены для легких машин с валами диаметром до 100 мм и передачи не слишком высокого вращающего момента. Имеют простую конструкцию, малые габариты и доступную стоимость. Среди недостатков — сложность установки и демонтажа. Это связано со значительным осевым перемещением валов или самой муфты вдоль вала и нарушением неподвижного соединения.

• Продольно-свертные (продольно-разъемные). Используются для соединения гладких валов одинакового диаметра и предназначены только для тихоходных передач. Представляют собой две полумуфты с плоскостью разъема, которая параллельна валовой оси. Надежно соединяются с помощью болтов. Быстро и удобно монтируются и демонтируются без смещения валов. Но довольно сложные в балансировке и непригодны для высоких ударных нагрузок.

• Поперечно-свертные (поперечно-разъемные). Как и предыдущие модели, состоят из двух полумуфт, но с разъемом в плоскости, перпендикулярной оси вала. Тоже стягиваются болтами. Подходят для механизмов, выполняющих передачу высоких крутящих моментов. Удобные в монтаже и демонтаже особенно в конструкциях с промежуточными полукольцами. Имеют и недостаток — при их установке необходимо точно соблюсти перпендикулярность соприкасающихся торцовых поверхностей муфты к геометрической оси вала, иначе при вращении возникнут лишние вибрации.

Также в категории жестких муфт выделяют компенсирующие детали. Они подходят для установки на валах с небольшим продольным, поперечным или угловым смещением. Подразделяются на зубчатые и цепные модели.

Жесткие муфты могут быть подвижными. В таких конструкциях допускаются значительные продольные, поперечные или угловые смещения валов относительно друг друга. При этом благодаря подвижности муфты правильный контакт поверхностей не нарушается. Комплектующие делятся на плавающие, раздвижные, шарнирные (синхронные и асинхронные) и шарнирно-раздвижные.

Как выбрать жесткую муфту

К основным критериям выбора жестких муфт относятся крутящий момент и диаметр вала. Номинальный вращающий момент комплектующих не должен быть выше показателя самого двигателя, иначе это может привести к поломке составных узлов оборудования. 

Также учитывают такие параметры, как: коэффициент безопасности, условия эксплуатации станка, возможное угловое смещение, ​​габариты и вес детали, размер посадочных мест, момент инерции, крутильная жесткость, тип двигателя.

Кроме того, выбор жесткой муфты зависит от различных внешних воздействий, оказываемых на механизм: 

• инерционных нагрузок в момент начала вращения;

• ударных воздействий и уровня возможных вибраций;

• нагрузок от происходящей деформации эластичных деталей.

Важно оценить все типы нагрузок, чтобы убедиться, что соединительный узел их выдержит и обеспечит длительную и бесперебойную работу. Большинство муфт стандартизировано, поэтому выбор типоразмера сводится к определению стандарта.

Получить консультацию специалистов

Правильно подобрать жесткие муфты под ваши задачи помогут консультанты компании ISKRA. Мы сами производим промышленные запчасти и полностью контролируем процесс изготовления. Знаем все нюансы их работы и монтажа. 

Комплектующие выполнены по государственным стандартам качества. Проходят многоуровневую проверку перед отгрузкой и имеют официальную гарантию 1 год.

Вы можете приобрести у нас муфты с доставкой по Санкт-Петербургу, Ленинградской области или в другой регион России. Благодаря большим производственным мощностям мы выполняем крупные оптовые заказы. Реализуем товары по выгодным ценам от производителя.

Задать вопросы можно по телефону или в чате на сайте. Менеджеры расскажут все о запчастях и подскажут, как сделать заказ. Также вы можете оставить контактные данные в онлайн-форме, и мы сами с вами свяжемся.