Передаточные устройства от электродвигателя к рабочей машине

Электродвигатели с рабочей машиной могут соединяться как при помощи муфт, так и промежуточной передачей (зубчатой, клиноременной и т. д.).

Непосредственное соединение двигателя с рабочей машиной возможно при условии равенства их скоростей вращения. В установках электропривода получили распространение муфты, которые подразделяются на:

· глухие поперечно-свертные муфты;

· упругие втулочно-пальцевые (фланцевые);

· жесткие подвижные (зубчатые);

· упругие муфты с металлическими пружинами (зубчато-пружинные);

· эластичные муфты;

· цепные муфты.

1. Глухая поперечно-свертная муфта

Глухая поперечно-свертная муфта (рис. 1, табл. 1.1) состоит из двух полумуфт: одну полумуфту насаживают на вал двигателя, другую — на вал рабочей машины. Обе полумуфты соединяют между собой болтами.

Рис. 1. Глухая поперечно-свертная муфта

От осевых перемещений полумуфты предохраняют стопорными винтами, ввертываемыми с торца в местах сопряжения полумуфты с валом. Плоскость разъема муфты должна быть строго перпендикулярна оси валов. Муфты изготовляют из чугуна, а при скорости на окружности муфты более 30 м/с — из стали.

Таблица 1.1. Размеры глухих поперечно-свертных муфт

d, мм	D, мм	l, мм	Число болтов, шт.	Диаметр болтов
35—40	200	150	4	М16
50	220	170	4	М16
60	260	190	4	М18
80	300	230	6	М22
100	350	280	6	М24

2. Упругая втулочно-пальцевая муфта

Упругая втулочно-пальцевая муфта типа МУВП (рис. 2, табл. 2.1) также состоит из двух полумуфт. Эластичность соединения достигается за счет пальцев-болтов с надетыми на них кожаными шайбами или с резиновыми манжетами. В ведущую полумуфту пальцы плотно вставлены своей металлической частью, а в ведомую они входят с небольшим зазором своей эластичной частью. Эти муфты допускают небольшую несоосность соединяемых валов.

Рис. 2. Упругая муфта типа МУВП

Таблица 2.1. Основные размеры нормальных муфт типа МУВП

Тип муфты	Номер пальца	Число пальцев	d1, мм	d2, мм	D, мм	L, мм	Монтажный зазор С, мм	В (не менее), мм	Вес муфты, кг
МН1	П2	4	28—35	28	120	62	1—5	42	2,9
МН2	П2	6	38—45	38	140	82	1—5	42	4,9
МН3	П3	6	45—52	45	170	112	2—6	55	8,4
МН4	П3	8	55—65	55	190	112	2—6	55	14,6
МН5	П3	10	65—80	65	220	142	2—6	55	23,8
МН6	П4	10	75—95	75	260	142	2—8	70	34,5

3. Жесткая подвижная (зубчатая) муфта

Жесткая подвижная (зубчатая) муфта изображена на рис. 3. Она также состоит из двух полумуфт 1 и 2 с внутренними зубьями Для того чтобы уменьшить износ зубьев, муфта заливается маслом. Применяется она для валов диаметром больше 40 мм и в отличие от других муфт допускает смещение одного из валов по отношению к другому валу (перекос, радиальное смещение, раздвижку).

Рис. 3. Жесткая подвижная (зубчатая) муфта

4. Упругие муфты с металлическими пружинами

Упругие муфты с металлическими пружинами (рис. 4) применяются для асинхронных двигателей. Стальная пружина 1 входит в конструкцию муфты как упругий элемент. Технические данные упругих муфт с металлическими пружинами приведены в табл. 4.1.

Рис. 4. Упругая муфта с металлическими пружинами

Таблица 4.1. Технические данные упругих муфт с металлическими пружинами

Тип муфты	d, мм	D, мм	l, мм	B, мм	f, мм	Масса муфты, кг
М-5	35	155	65	135	5	7,2
М-6-1	35	175	65	135	5	9,8
М-6-2	45	175	65	135	5	9,4
М-7-1	38	215	80	165	5	17,7
М-7-2	55	215	80	165	5	17,1
МС-8-1	55	255	100	205	5	32,9
М-8-2	65	255	100	205	5	28,8
МС-9-1	55	285	105	220	10	50,7
М-9-2	75	285	120	250	10	46,6

5. Эластичная муфта

Эластичная муфта (рис. 5) состоит из двух полумуфт 1 и резинового диска 2 между ними. Резиновый диск крепится специальными болтами 3 к каждой полумуфте.

6. Цепная муфта

Цепная муфта широко применяется в сельскохозяйственных электроприводах. Цепная муфта, как и жесткая подвижная (зубчатая), допускает небольшой перекос осей валов и небольшое осевое перемещение их (до 2 мм). Крутящий момент передается пальцами шарнирной втулочно-роликовой цепи. Цепь надевается на зубья звездочек, насаженных на соединительные валы. Достоинство таких соединений валов заключается в простоте конструкции.

Рис. 5. Эластичная муфта

7. Ременная передача

Другой тип соединения вала рабочей машины с валом электродвигателя — это устройство промежуточных передач. Наиболее распространенная промежуточная передача — клиноременная передача. Она состоит из ведущего и ведомого шкивов и клиновидного ремня (или ремней), охватывающего оба шкива. Шкивы клиноременных передач (рис. 6, табл. 7.1), используемые для асинхронных электродвигателей, делают из чугуна. Шкивы и муфты закрепляют на конце вала двигателя и рабочей машины при помощи шпонок.

Рис. 6. Шкив для клиновидных ремней

Таблица 7.1. Шкивы клиноременных передач

Тип шкива	Скорость вращения электродвигателя, об/мин	D, мм	В, мм	Число ремней	Тип ремня	Масса, кг
ШК-3-1	3000, 1500	90	30	2	О	1,2
ШК-3-2	3000, 1500	90	42	3	О	1,5
ШК-4-1	3000, 1500, 1000	100	56	3	А	2,2
ШК-4-2	3000, 1500, 1000	100	72	4	А	2,6
ШК-5-1	3000, 1500, 1000	140	72	3	Б	4,8
ШК-5-2	3000, 1500, 1000	140	114	5	Б	6,7
ШК-6-1	1500, 1000, 750	180	114	5	Б	13
ШК-6-2	1500, 1000, 750	180	156	7	Б	16
ШК-7-1	1500, 1000, 750	250	144	5	В	26
ШК-7-2	1500, 1000, 750	250	198	7	В	33
ШК-8-1	1500, 1000, 750	315	198	5	Г	52
ШК-8-2	1000, 750	315	236	6	Г	57
ШК-9-1	1000, 750	400	236	6	Г	53
ШК-9-2	1000, 750	400	312	8	Г	67

8. Муфты электромагнитные фрикционные многодисковые с магнитопроводящими дисками серии ЭТМ

Муфты электромагнитные фрикционные серии ЭТМ предназначены для дистанционной коммутации кинематических цепей. Муфты служат для автоматизации привода металлорежущих станков и других машин: переключения ступеней чисел оборотов в коробках скоростей и подач, пуска, реверсирования и торможения главного привода. Они могут использоваться также для управления циклами неточных перемещений, в качестве сцепных (пусковых) в различных агрегатах и приборах.

Муфты выпускаются:

· со смазываемыми фрикционными дисками (масляные муфты) — ЭТМ2, ЭТМ4 и ЭТМ6;

· с фрикционными дисками сухого трения (сухие муфты) — ЭТМ1, ЭТМ3 и ЭТМ5.

Смазка масляных муфт осуществляется в основном путем полива пакета фрикционных дисков индустриальным маслом.

Сухие муфты эксплуатируются без смазки фрикционных дисков и имеют быстродействующее исполнение (быстродействующие муфты). Быстродействующие муфты применяются для механизмов подач копировальных и программных станков, для шаговых приводов и т.д.

В зависимости от способа подвода напряжения и по функциональному назначению муфты изготавливаются:

· контактные — ЭТМ1 и ЭТМ2;

· бесконтактные — ЭТМ3 и ЭТМ4;

· тормозные — ЭТМ5 и ЭТМ6.

Выбор типа муфт зависит от параметров окружающей среды, наличия или отсутствия масел в местах установки муфт, способа подвода напряжения и функционального назначения муфт.

Масляные муфты выпускаются с 5 по 15 габариты в диапазоне номинальных передаваемых моментов от 16 до 1600 Н·м.

Сухие муфты выпускаются с 5 по 12 габариты в диапазоне номинальных передаваемых моментов от 16 до 400 Н·м. Сухие муфты делятся на простые и быстродействующие.

Питание муфт серии ЭТМ осуществляется от любого источника постоянного тока или через двухполупериодный выпрямитель. Номинальное напряжение масляных и сухих муфт 24 В. Напряжение (справочное) быстродействующих муфт от 4 до 10,5 В. Для обеспечения быстродействия схема питания быстроТаблица 8.1. Технические данные

Габарит	Номинальный момент, Н·м	Номинальное напряжение, В	Ток, А, (справочный)	Предельно допустимая скорость вращения		Остаточный момент не более, Н·см	Вес муфты, кг
				ЭТМ2	ЭТМ6
05	16	24	0,3	5000	7000	0,16	0,56
06	25		0,4	4500	6000	0,25	0,83
07	40		0,55	4000	5000	0,4	1,3
08	63		0,55	3500	4500	0,7	1,7
09	100		0,65	3000	4000	1,0	2,2
10	160		0,90	2800	3600	1,2	3,6
11	250		1,1	2500	3300	2,0	5,0
12	400		1,8	2200	3000	2,5	7,2
13	630		2,3	2000	2900	4,0	10,0
14	1000		3,0	1800	2700	6,5	14,2
15	1600		4,0	1600	2500	10	19,8

действующих муфт должна обеспечивать форсирование процесса включения импульсом порядка 50—60 В.

Основные технические данные муфт, их габаритные и установочные размеры приведены в таблицах 8.1, 8.2, 8.3.

Таблица 8.2. Габаритные размеры муфт ЭТМ

Габарит	D	L, для муфт
		масляных		сухих простых		сухих быстродействующих
		Контактная, тормозная	Бесконтактная	Контактная, тормозная	Бесконтактная	Контактная, тормозная	Бесконтактная
05	80	32	38	52	58	48	54
06	90	35	44	60	69	53	62
07	100	38	45	63	70	56	63
08	110	40	48	70	78	63	71
09	120	45	55	75	85	68	78
10	135	52	60	85	93	76	84
11	150	60	68	98	106	90	98
12	170	68	74	115	121	100	106
13	190	78	82	—	—	—	—
14	215	90	100	—	—	—	—
15	240	100	110	—	—	—	—

Рис. 7. Габаритные и установочные размеры муфт ЭТМ

Таблица 8.3. Отверстия

Габарит	Шлицевое отверстие			Диаметр гладкого отверстия
	1 ряд	2 ряд	3 ряд	1 ряд	2 ряд	3 ряд
05	6 x 18 x 22	—	—	20	18	16
06	6 x 21 x 25	6 x 18 x 22	—	22	20	18
07	6 x 26 x 30	6 x 21 x 25	6 x 18 x 22	25	22	20
08	6 x 28 x 34	6 x 26 x 30	6 x 21 x 25	30	25	22
09	8 x 36 x 40	6 x 28 x 34	6 x 26 x 30	35	30	25
10	8 x 42 x 46	8 x 36 x 40	6 x 28 x 34	40	35	30
11	8 x 46 x 54	8 x 42 x 46	8 x 36 x 40	50	40	35
12	8 x 56 x 65	8 x 46 x 54	8 x 42 x 46	60	50	40
13	8 x 62 x 72	8 x 56 x 65	8 x 46 x 54	70	60	50
14	10 x 72 x 82	8 x 62 x 72	8 x 56 x 65	80	70	60
15	10 x 82 x 92	10 x 72 x 82	8 x 62 x 72	90	80	70

Условное обозначение типа муфт серий ЭТМ: ЭТМ 0 000 00

· Э — электромагнитная;

· Т — трения;

· М — муфта;

· 0 — цифры, обозначающие габарит муфты (табл. 8.1);

· 000 — цифры, обозначающие конструктивное исполнение:

· 2 — муфта с контактным токоподводом (контактная);

· 6 — муфта с вынесенным токоподводом (тормозная);

· Буква, обозначающая исполнение посадочного отверстия под вал:

· А — отверстие гладкое со шпоночным пазом, отсутствие буквы — отверстие шлицевое;

· 00 — цифры, обозначающие номер ряда посадочного отверстия (табл. 8.2);

· Буква, обозначающая экспортное исполнение:

· Э — для поставок в страны с умеренным климатом.

· Т — для поставок в страны с тропическим климатом.

Муфта состоит из следующих составных частей: корпуса, пакета фрикционных дисков, внутренних и наружных. Наружные диски имеют волнистую форму, которая обеспечивает им пружинные свойства, необходимые для отпускания якоря при отключении муфты. Вся муфта собрана на общей втулке, сидящей на ведущем (ведомом) валу. С валом связан поводок, который соединяется с наружными дисками. Внутренние диски связаны с втулкой. Катушка возбуждения муфты закреплена в корпусе.

В контактных муфтах один выводной конец катушки присоединяется к контактному кольцу 1, а другой — к корпусу. Выводные концы катушек тормозных муфт выведены наружу через специальное отверстие в корпусе. Подвод питания контактных муфт осуществляется через щеткодержатель, входящий в комплект муфты.

При подаче напряжения на катушку муфты якорь притягивается к корпусу и сжимает пакет фрикционных дисков, в результате чего момент с ведущего вала передается на ведомый вал.

Многодисковые фрикционные муфты серии ЭТМ могут использоваться как на горизонтальных, так и на вертикальных валах. При монтаже на вертикальных валах, начиная с десятого габарита, электромагнитные муфты следует ставить якорем вниз.

Муфты меньших габаритов допускается монтировать на вертикальных валах с верхним расположением якоря. В связи с тем, что при монтаже на вертикальных валах значение остаточного момента будет выше, чем при монтаже на горизонтальных валах, необходимо во избежание перегрева ограничить скорость вращения: в первом случае до 60—80% от предельно допустимых значений, указанных в таблице 8.1, а во втором случае до 30—50% от этих значений. Необходимо также обращать внимание на то, чтобы статические сопротивления, приведенные в ведомой части, были достаточны, иначе после отключения

ведомая часть не перестанет вращаться.

При установке муфты с контактным токоподводом втулка муфты жестко связывается с ведущим (ведомым) валом при помощи шлицов (или шпонки). Крепление корпуса тормозной муфты осуществляется с помощью винтового соединения. Наружные диски связываются с ведомым (ведущим) валом при помощи поводка, изготавливаемого заказчиком в соответствии с размерами шлицевых выступов дисков. При монтаже необходимо следить, чтобы фрикционные диски свободно перемещались в поводке.

Общая втулка муфты, на которой сидят внутренние диски, и поводок наружных дисков должны размещаться соосно с достаточной степенью точности. Рекомендуется выдерживать соосность в пределах 0,01—0,1 мм в зависимости от габарита муфты. Чем выше скорость вращения, тем допустимое отклонение по соосности должно быть меньше. Шейки валов под монтаж электромагнитных муфт должны при вращении вала в своих опорах иметь биение не более 0,02 мм.

Для питания электромагнитных муфт могут применяться любые источники постоянного тока. В схеме питания необходимо предусмотреть защиту обмотки муфты от перенапряжений, возникающих при коммутации муфты. Отрицательный полюс источника питания контактных муфт должен быть соединен с корпусом муфты.

Муфты ЭТМ рассчитаны для работы во взрывобезопасной среде, не содержащей агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию, туманы и брызги токопроводящих жидкостей и токопроводящую пыль.

Муфты ЭТМ2, ЭТМ4 и ЭТМ6 предназначены только для работы в условиях, обеспечивающих смазку их минеральными маслами. Подача масла к муфте должна осуществляться по каналам вала или поливом пакета фрикционных дисков; при особо легких тепловых режимах допускается погружение части муфты в масляную ванну. Температура масла должна быть не более 50°С. Для смазки (охлаждения) муфт применяются минеральные масла с вязкостью не более 50Е, отфильтрованные, не содержащие металлических и других включений, влияющих на изоляционные свойства масел. Рекомендуются индустриальные масла 20 и 30 ГОСТ 1707-51. При применении масел с вязкостью выше указанной силовые характеристики муфт не гарантируются.

Муфты рассчитаны для работы в релейном режиме («включено» — «отключено»), использование их в режиме длительного скольжения не допускается. При выборе режима работы муфты необходимо иметь в виду, что установившаяся температура катушки не должна превышать 110°С.

В процессе эксплуатации муфты не требуют никакой регулировки. Следует лишь периодически контролировать износ дисков и щетки, а также чистоту масла. Износ дисков контролируется по их толщине. Если износ превосходит 20% первоначальной толщины дисков, они заменяются новыми. Износ щетки в муфтах с контактным токоподводом контролируется по запасу хода, оставшегося у изношенной щетки. Если при повороте щеткодержателя (при вывертывании) на один оборот контакт прерывается, щетку следует заменить новой.

9. Монтаж и демонтаж шкивов и полумуфт

Шкивы и полумуфты при небольших размерах насаживают при помощи специального приспособления с нажимным винтом. Применение этого приспособления позволяет все горизонтальные усилия, возникающие при надвигании шкива или муфты на конец вала, передать в осевом направлении на вал, а не на подшипники и подшипниковые крышки. Для этого снимают крышку подшипника (двигатели серии А2) или крышку вентилятора (двигатели серии АО2 или 4А) и конец вала упирают в шкворень приспособления (рис. 8).

Рис. 8. Насадка шкива или полумуфты при помощи приспособления с нажимным винтом

При больших размерах шкивов или полумуфт их насаживают с помощью домкрата (рис. 9). В этом случае вал электродвигателя должен быть подперт с противоположной стороны так, чтобы усилия не передались на подшипники или подшипниковые крышки.

При ремонте электродвигателя и в некоторых других случаях возникает необходимость снять с конца вала полумуфту, шкив или шестерню. Эту операцию удобнее всего производить с помощью специальных приспособлений — съемников (рис. 10). Если окажется, что полумуфту, шкив или шестерню снять затруднительно, то можно предварительно подогреть их пламенем газовой горелки до температуры 250—300°С, одновременно охлаждая вал электродвигателя водой.

Рис. 9. Насадка шкива при помощи домкрата

Рис. 10. Съемники универсальные: а — с нерегулируемым раскрытием тяг; б — с самоустанавливающимися тягами