Муфта пружна втулково-пальцева

Муфта пружна втулково-пальцева (МПВП) — пружна муфта, що складається з двох півмуфт, нерухомо закріплених в одній півмуфті пальців, на яких розміщені гумові втулки, через які пальці взаємодіють із другою півмуфтою.

Конструкція втулково-пальцевої муфти

Будова муфти

Ведуча і ведена півмуфти у вигляді круглих дисків (1), що своїми маточинами (2) встановлені на кінцях валів із використанням шпонкового з'єднання (3). Обидва диски сполучені болтами (4), що виконують функцію пальців. В одному з дисків між болтом і отвором вкладені в гумові втулки (5). Гумові втулки можуть поглинати вібрації та коливання, що виникають на приводному валу та деякою мірою компенсувати динамічні навантаження під час запуску і гальмування.

Характеристики муфти

Пружність муфти забезпечується за рахунок гумових втулок, котрі для більшої податливості можуть мати гофри, і здатні деформуватись при передаванні муфтою крутного моменту M_р. МПВП допускає зміщення валів:

• осьове Δ₀ = (1…5)мм;
• радіальне Δ_r =(0,2…0,5)мм;
• кутове Δ_α = (0,5…1,0)°.

Однак, зміщення Δ_r і Δ_α збільшують спрацювання пружних елементів і нерівномірність розподілу навантаження між пальцями муфти. Крім цього, такі зміщення додатково навантажують вали у радіальному напрямі. Перевагами МПВП є простота конструкції та заміни пружних елементів, малі габаритні розміри та маса.

МПВП стандартизовані (ГОСТ 21423-93^[1]) для валів діаметром d = (10…160)мм і крутних моментів M_р = (6,3-16000 Η·м).

Півмуфти виготовляють із сірого чавуну СЧ 20, сталі 30 або 35Л. Матеріал пальців — сталь 45, а втулок — гума з границею міцності при розтягуванні не менше ніж 8 МПа.

Приклад умовного позначення муфти пружної втулково-пальцевої з номінальним крутним моментом 250 Н·м діаметром посадочного отвору d = 40 мм, виконання 1 (циліндричний кінець вала), кліматичного виконання У і категорії 3:

Муфта пружна втулково-пальцева 250-40-1 У3 ГОСТ 21423-93

Розрахунок муфт

Роботоздатність МПВП визначається міцністю пальців та гумових втулок. Перевірочний розрахунок гумових втулок виконують за умовою обмеження тиску на поверхні їхнього контакту із пальцями, а самих пальців — з умови міцності на згин.

Навантаження, яке припадає на один палець, визначають за формулою

F_п = 2M_р/(D·z),

де D — діаметр кола розміщення пальців;

z — кількість пальців у муфті (зазвичай приймають z = 4…8).

Умова міцності втулок муфти:

p = F_п /(d_п·l_в) ≤ [p].

Умова міцності пальців на згин:

σ = M/W₀ = 32F_п(0,5 l_в + с)/(πd_п³) ≤ [σ].

У цих рівняннях:

d_п — діаметр пальця;

l_в — довжина втулки;

с — осьовий зазор між півмуфтами.

Допустимий тиск для гуми приймають [р] = (2,0…2,5) МПа, а допустиме напруження згину для пальців [σ] = (60…70) МПа. Якщо МПВП працює в умовах радіального зміщення валів, то виникає додаткове їхнє радіальне навантаження. Усереднене значення цього навантаження можна визначити за співвідношенням F_m = (0,5…0,6)M_р/D.

Робота МПВП супроводжується втратами енергії, які можна оцінити ККД =0,96…0,98.

Див. також

• Муфта
• Фланець
• Втулка