Муфта в технике: определение, назначение, примеры использования

Введение

В настоящее время на российском рынке широко представлена продукция как отечественных, так и зарубежных производителей муфт для монтажа оптических кабелей. Широко известны и используются муфты таких фирм-производителей, как: Raychem (Бельгия), Reichle&DeMassari (Швейцария), RXS/Simens (Германия), ЗМ (США), Fujikura (Япония), Ericsson (Швеция), Nokia (Финляндия), AT&T (США), Pirelli (Италия), Alcatel (Германия).

Эти фирмы обеспечивают возможность широкого выбора любого типа муфт каждому потребителю для решения любой задачи. Одновременно с поставкой муфт производители комплектуют их необходимыми дополнительными аксессуарами, такими как кронштейны, защитные кожухи, дополнительные комплектующие и расходные элементы. Поставляют они также и необходимое оборудование, и инструменты, включая даже столы для проведения монтажных работ.

Типы муфт, их классификация

Кабельная арматура в зависимости от своего назначения и сферы применения бывает нескольких типов (ГОСТ 13781.0-86). Для удобства рассмотрения данные сведены в таблицу:

Классификация электротехнических устройств предусматривает их маркировку, которая включает в себя:

1. Сведения о применяемой изоляции: П – из пластмассы (изоляция из бумаги не указывается)
2. Информация о типе муфты (согласно таблицы)
3. Указания на материал изделия: Ч – чугунная, С – свинцовая, Л – латунная, Ст – стальная, Э – из эпоксидной смолы, Р – композиции из резины, т (тт) – трубки термоусадочные, тп – термоусадочные перчатки, сл – самосклеивающиеся ленты
4. Обозначение конструктивных особенностей: однофазные – О, с наличием компенсатора – к, предназначенные для использования под водой – в, (трехфазные не обозначаются)
5. Цифровое (числовое) значение диаметра горловой части муфты или термоусадки
6. Наличие буквенного обозначения «Т» означает тропическое исполнение
7. Информация о типе используемого кожуха (согласно таблицы):

1. Сведения о материале: Ч – чугунный, П – пластмассовый, Па – из армированной пластмассы, Ст – стальной
2. Обозначение конструктивных особенностей: у – уменьшенный, кб – наличие колец для установки брони, г – герметичность
3. Указание размера горловой части кожуха (диаметр от 40 до 100 мм)
4. Цифровые указатели на количество жил кабеля, их сечения.

Муфты для кабелей с бумажной изоляцией

Появление термоусаживаемых трубок и перчаток значительно облегчило соединение, ответвление и оконцевание кабелей с бумажной изоляцией. Большинство современных изделий включают данные предметы в перечень комплектации. Термоусаживаемые элементы увеличивают защитный изоляционный слой, предотвращают разматывание бумажной оболочки, делают процесс коммутации жил более комфортным.

Трубки надеваются на жилу прямо поверх бумажной пропитки. Корень разделки заполняется герметиком или мастикой и закрывается перчаткой. Зачищенные концы стыкуются болтовыми соединителями, которые также помещаются в термоусаживаемые трубки, обеспечивающие равномерный слой изоляции.

Пример устройства соединительной кабельной муфты для магистрали с тремя жилами

Особенно удобен такой способ при установке соединительно-переходных и стопорно-переходных муфт, где коммутируются проводники в бумажной изоляции с проводниками в пластмассовой изоляции. С помощью трубок не только выравнивается толщина изоляционного слоя, но обеспечивается экранирование зоны соединения.

Соединительно переходные модели для коммутации кабелей с разными типами изоляции

Муфты для кабелей с пластмассовой изоляцией

Отличием может быть использование в качестве разъединителя на корне разделки самосклеивающейся ленты или хлопчатобумажной полосы пропитанной эпоксидным составом, так называемой ленты-герметик. Стыковка концов токоведущих жил осуществляется также с помощью соединительной гильзы и болтового крепления. Эти места тоже помещаются в термоусадочные трубки.

Муфта концевая ПКВтп с применением термоусаживаемых элементов и ленты герметик

В реальной работе допускается использование разных электротехнических устройств. Главным условием является соответствие условиям эксплуатации.

Термоусаживаемые кабельные муфты

Толстостенные изделия под действием горячего воздуха плотно, надежно облегают и принимают конфигурацию кабельного стыка, обеспечивают его изоляцию и защиту от воздействия внешних факторов. Комплектация устройства включает термоусаживаемую трубу с клеем, болтовые соединители или наконечники для жил кабеля, которые обеспечат качественный контакт как механический, так и электрический.

Распространенные ошибки установки концевых муфт

Несоблюдение необходимого расстояния

В данных деталях, которые установлены на высоковольтных линиях, следует обратить особое внимание на расстояние между фазами и заземлением. В противном случае может произойти пробой изоляционного слоя прямо внутри электрощитка

В некоторых случаях размеры щитка не позволяют выполнить данное условие, в таком случае необходимо приобрести адаптеры.

Перекрестная ориентация фаз

Ни в коем случае нельзя допустить контакта разных проводов в муфте. Если такое случилось, то впоследствии может возникнуть напряженность поля. Для того, чтобы можно было свободно накладывать провода один на другой, необходимо использовать трубку, которая выравнивает напряженность.

Наконечники с окном для проверки состояния соединения

За пределами помещения, запрещается пользоваться наконечниками, которые изготовлены с отверстием для ревизии состояния жилы. Существует большая вероятность того, что в данное отверстие попадет влага, которая впоследствии может нарушить коммутацию, а также запустит процесс окисления металлических элементов, которое значительно снизит качество передачи электроэнергии.

Концевые муфты для внешних работ

Установка защитных элементов на жилы муфт наружной установки

Концевое изделие может быть монтировано в вертикальной плоскости самыми разными методами, но ее защитный элемент всегда должен препятствовать проникновению воды в соединение, а не наоборот

Также очень важно не допустить соприкосновение защитных элементов

Воздушные массы в корпусе

Присутствие воздуха в муфте влечет за собой запуск процесса образования ионов в газовом окружении, которое, в конечном счете, приведет к значительным повреждениям муфты. Именно поэтому необходимо использовать герметик.

Вернуться к содержанию

Отличие соединительных муфт

Соединительные муфты (кабельные, термоусаживаемые) являются связующим звеном, и цепь на них не замыкается. По устройству они отличаются. Применяются модели для телефонных линий. Также есть модификации для многожильных магистральных кабелей. Манжеты у многих моделей установлены с крышкой. Контактные стержни устанавливаются различного диаметра. В среднем номинальное напряжение устройства равняется 5 кВ

Также важно отметить, что существуют модификации, у которых имеется кабельный наконечник

Установка кабельных муфт может осуществляться разными способами. Чаще всего это происходит при помощи пайки. Однако на рынке представлены модификации со специальными зажимными механизмами. В данном случае многое зависит от размеров муфты. Если говорить про параметры, то коэффициент нагрева жил у моделей колеблется в районе 70 %. Рабочее напряжение при постоянной частоте, как правило, не превышает 18 кВ. Максимальная температура при коротких замыканиях составляет в среднем около 140 градусов. У многих муфт имеется противопожарный кожух.

Виды соединительных муфт кабелей

Чтобы сделать правильный выбор соединительного элемента необходимо взглянуть на данные технические показатели изделия:

• количество проводов в кабеле;
• площадь поперечного сечения, а также материал изготовления жилок;
• максимальное напряжение в сети;
• вид межфазной изоляции;
• защитные средства, которые повышают сопротивление кабеля от различного рода воздействий.

По значению максимального напряжения в электросети изготавливают соединительные элементы для использования в:

• высоковольтных коммутациях;
• электросетях с напряжением до 1000 В.

Четырехжильная муфта

Как правило, максимальное количество проводов, которое соединяется муфтой не превышает четырех, однако в отдельных случаях встречаются соединения и с большим числом проводков на одной муфте.

Для корректного монтажа муфты на кабель следует правильно разрезать концы, после чего очень аккуратно убрать всю изоляцию. Затем потребует тщательно подготовить все поверхности по очереди для установки соединительного элемента. С каждого конца необходимо полностью срезать изоляцию на половину длину соединительного элемента, в который затем необходимо ввести оба конца провода и крепко зажать их крепежными деталями.

Такой же метод подключения используется для соединения проводов с клеммой. В данном случае необходимо демонтировать изоляционный слой нужно снять на всю длину соединительной детали.

Для проводов с большим количеством медных жил, которые соединены вместе, лучше применять наконечники из материалов, которые легко поддаются деформации. Данные наконечники на последнем этапе соединения сжимаются специальным инструментом. В итоге должен получиться прочный с механической точки зрения, а также хороший электроконтакт. Для качественного обжима необходимо приложить усилие в несколько тонн.

Конструкция используемых соединительных элементов напрямую зависит от вида межфазной изоляции.

Межфазная изоляция муфты

Вернуться к содержанию

Преимущество соединений при помощи электромуфт

Рассматриваемое устройство получило весьма широкое распространение. Это можно связать с тем, что оно обладает достаточно большим количеством преимуществ, которые должны учитываться. Наиболее важными считаются приведенные ниже:

1. Надежность. При подаче электрического тока устройство проводит разъединение отдельных элементов в течение короткого промежутка времени. При этом электромагнитное поле не подвержено воздействию окружающей среды, поэтому существенных проблем при работе, как правило, не возникает.
2. Сохранение основных свойств на протяжении длительного периода. Важным критерием выбора подобных устройств можно назвать именно эксплуатационный срок. За счет применения специальных материалов этот показатель в рассматриваемом случае существенно расширен.
3. Срабатывание в течение нескольких долей секунд. Подобный результат свойственен относительно небольшому количеству устройств рассматриваемой категории. Время срабатывания – параметр, который учитывается при выборе муфты.
4. Возможность исполнения для достижения самых различных целей, к примеру, защиты устройства или дистанционное управление.
5. Компактность и небольшой вес. Эти параметры считаются также довольно важными, так как слишком большой вес оказывает нагрузку на основную конструкцию. Компактность позволяет проводить встраивание устройства в самые различные конструкции.

Однако есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, что устройство стоит достаточно дорого, а обслуживание должно проводится исключительно специалистом. Кроме этого, эксплуатация при несоблюдении основных рекомендаций может стать причиной повышенного износа. Не стоит забывать о том, что для работы устройства требуется электрический ток, который и обуславливает появление требуемого электромагнитного поля.

Разнообразие видов муфт, способы классификации

Комплектность конкретного соединительного устройства определяется следующими параметрами:

• напряжение;
• частота;
• вид изоляционного покрытия;
• конструкция кабеля.

Существует огромное количество видов кабельных муфт, и их классификация отличается достаточной сложностью. Выбирая соединительное изделие, руководствоваться следует такими параметрами:

• назначение – зависит от вида соединения;
• конструкция – определяется материалом и конструктивными особенностями;
• условия эксплуатации – для наружной или внутренней прокладки;
• габариты – обычная или малогабаритная;
• номинальное рабочее напряжение – 1, 10, 35 кВ и т.д.;
• форма – V, Т или Х-образная;

В свою очередь, конструктивно, кабельные муфты подразделяются в зависимости от материала на термоусаживаемые, эпоксидные, чугунные, свинцовые, заливные, натяжные, пластмассовые и устройства холодной усадки.

Наибольшее распространение получила термоусаживаемая разновидность муфт, что обусловлено их надежностью и простотой монтажа, а также свойством стабилизации напряженности электрического поля

Особенно важно, что подобные приспособления из-за способности усаживаться при нагреве, могут использоваться в нескольких жилах с разными, но близкими по значению, диаметрами сечения

Виды концевых муфт

Муфты концевые по способу монтажа разделяются на два основных типа:

• внутренние;
• наружные.

Стоимость устройств зависит от множества параметров, среди которых выделяются как наиболее важные:

• материал изготовления;
• сложность конструкции;
• тип подлежащего оконцовыванию кабеля;
• тип изоляции кабеля;
• рабочее напряжение.

Описание концевых муфт различных производителей с ориентировочными ценами представлено в таблице.

Муфта концевая 3КВТп-10-25/50 производства ZKabel предназначена для кабелей с напряжением до 10 кВ

Общие сведения о муфтах

Муфты — устройства, соединяющие валы механизмов и оборудования. Основная их задача — непосредственно соединение и передача крутящего момента, осуществление кинематической и силовой связи между частями оборудования, также у муфт есть несколько дополнительных свойств и задач.

Большинство видов сложного промышленного оборудования компонуют из отдельных частей, и используются несколько видов муфт.

Муфты подразделяются по различным признакам.

Прежде всего есть две большие группы:

• Глухие (жесткие нерасцепные муфты)- с ними 2 вала работают как единый
• Компенсирующие — для исправления несоосностей.

По принципу работы:

• Постоянные (нерасцепляемые, глухие);
• Управляемые (срабатывающие);
• Самоуправляемые (срабатывающие при определенных условиях)

В зависимости от восприятия нагрузок:

• жесткие (соединяют вал глухо, не компенсируют случайные удары и помехи),
• упругие (компенсируют несовпадения осей и колебания)

По виду используемой энергии:

Это основная классификация муфт по конкретным параметрам.

Что такое муфта

Что такое муфта? Это механизм для соединения приводных валов или трубопроводов.

Для чего нужна муфта? Основная задача:

• механической — соединить два вала для передачи вращения;
• соединительной — соединить два участка трубопровода для создания единой герметичной трубы.

Механические муфты выполняют и другие вспомогательные функции, такие, как ограничение предельной мощности на валу, предотвращение реверсивного вращения и некоторые другие.

КПД муфты определяется ее конструкцией. Наибольшими значениями этого параметра обладают жесткие конструкции, передающие энергию без потерь.

Фрикционные и упругие разновидности допускают потерю от 2 до 15 % энергии.

Что такое муфта?

В широком смысле муфта – соединитель, который чаще всего используется для в механических конструкциях. Их главной задачей является не только соединить валы вместе с учётом их смещения, но и передать их вращающий момент, не изменяя его направления. Также они предназначены для:

• компенсирования несоосности. Нередко механизмы не совпадают по диаметру осей, поэтому обычным способом соединить их не получится. Муфта же снимает этот недостаток миллиметров, поскольку прекрасно подходит под обе оси валов;
• защиты от нагрузок. Механическая работа сопряжена с большими динамическими нагрузками, которые быстро выводят отдельные элементы механизма из строя. Подходящая упругая муфта поглощает такие нагрузки и нейтрализует их вред, продлевая срок службы валов.

Эта деталь незаменима при соединении нескольких отдельных валов в один длинный. Таким образом составная конструкция работает как целая, не теряя эффективности.

Сцепные муфты

В приводных устройствах, часто включаемых и выключаемых, с переменным режимом работы, например в трансмиссиях тракторов и автомобилей, в передачах к металлообрабатывающим станкам, конвейерам, транспортерам и другим машинам, устанавливают управляемые сцепные муфты. Их конструктивное оформление отличается большим разнообразием, но применяют главным образом муфты сцепные кулачковые и фрикционные.

2.1. Кулачковые сцепные муфты

Наиболее простая конструкция муфты с прямоугольным профилем кулачков показана на рис. 8, а; соотношение размеров ее таково: наружный диаметр D ≈ 2,5d; длина ступицы неподвижной полумуфты l 1 ≈ 1,5d, то же подвижной l2 ≈ (2…2,5)d; осевой зазор е ≈ 5…10 мм; число кулачков z=3…5; высота кулачка h ≈ (0,3…0,5)d. Полумуфты должны строго центрироваться на валах, для точности расположения которых служит втулка в одной из полумуфт.

Эти муфты применяют для передачи значительных моментов, включение их возможно лишь при весьма малой относительной угловой скорости (порядка 1 рад/с) или же лучше при полной остановке механизма.

Муфты с треугольными и трапецеидальными кулачками допускают включение на ходу при разности окружных скоростей на среднем диаметре до 0,8 м/с:

• треугольный профиль с углом α=30…40° пригоден для легких передач с небольшим значением Тном, так как при значительных нагрузках кулачки сминаются и изнашиваются за сравнительно короткий срок; число кулачков z≤60, что обеспечивает плавность включения;
• трапецеидальный профиль считают оптимальным для средненагруженных муфт; угол α ≈ 3…10°, число кулачков z=5…12, высота кулачка h ≈ 0,1Dc; ширина кулачка в радиальном направлении b~(1,5…2)h.

Рис. Муфта сцепная (а) и применяемые формы кулачков (б)

2.2. Фрикционные сцепные муфты

Фрикционные муфты обеспечивают плавное безударное включение, так как в момент включения нагрузка возрастает с ростом тормозящего эффекта между дисками. Муфта передает вращающий момент за счет сил трения, создаваемых на трущихся поверхностях сцепляющихся звеньев муфты. Давление на трущиеся детали создается с помощью механизмов включения различного вида, которыми можно управлять режимом работы муфты. Наибольшее распространение получили пружинно-рычажные механизмы; для дистанционного управления муфтой удобны гидравлические, пневматические или электромагнитные устройства. Муфты работают как со смазкой, так и без нее.

Дисковая муфта с одной парой поверхностей трения приводится в рабочее положение прижимной силой Fпp.

При малых вращающих моментах, передаваемых муфтой, оба диска изготовляют из металла; при больших моментах один из дисков облицовывают фрикционным материалом, что позволяет увеличить трение рабочих поверхностей и, следовательно, уменьшить силу прижатия Fпp.

Многодисковая муфта. Для уменьшения силы Fпp и габаритных размеров муфты применяют конструкции не с одной, а со многими парами поверхностей трения – многодисковые муфты (рис. 10).

Рис. Многодисковая муфта

В этих муфтах имеются две группы дисков: внутренние 2 и наружные 3. Наружные диски с D1 соединены с полумуфтой 1, а внутренние c D – с полумуфтой 5 посредством подвижного шлицевого соединения. Правый крайний внутренний диск опирается на регулировочные гайки 4; на левый крайний диск действуют силы нажатия от механизма управления. При этом сила нажатия будет передаваться на все поверхности трения.

Число ведущих дисков выбирают не более 11, так как действие прижимной силы Fпp на последние диски постепенно уменьшается вследствие трения выступов дисков в пазах полумуфт. Толщину стальных дисков принимают 1,5…2,5 мм для муфт со смазкой и 2,5…5 мм – для муфт без смазки. Зазор между дисками выключенной муфты – от 0,2 до 1 мм в зависимости от материала поверхностей трения. Все диски в муфте должны быть параллельными и соосными во избежание их местного повышенного изнашивания и нагрева.

Фрикционные сцепные муфты по форме рабочей поверхности могут быть конусные (рис. 11, а), цилиндрические с пневматическими или гидравлическими шинами (рис. 11, б), колодочные и ленточные, порошковые электромагнитные – когда между полумуфтами в корпусе помещается железный порошок. В зависимости от степени намагничивания порошка в муфте изменяется передаваемый крутящий момент.

Рис. Фрикционные сцепные муфты

Угол α конусной части муфты, соединяющей полумуфты во избежание заклинивания, должен быть больше угла трения ; для чугунных муфт обычно принимают α=8…15°.

Модели с одним барабаном

Муфта компрессора с одним барабаном может иметь один или несколько дисков. Многие модели работают за счет вращения пальцев. При этом пластины могут устанавливаться за переходником. Если рассматривать стандартную муфту для водопровода, то у нее имеются три диска. При этом опорная пластина применяется большой толщины. Устройства выдерживают давление на уровне 5 бар.

Многие модификации способны похвастаться прочным корпусом. Стяжки в устройствах устанавливаются через стойки. Ведомые пластины, как правило, находятся в задней части корпуса. Также стоит отметить, что существуют муфты на односторонних переходниках. Они пропускают воду только в одном направлении.

Применение упругих муфт

Один из самых популярных видов компенсирующих элементов для устранения смещений при передаче крутящего момента. Стандартным решением является использование деталей с металлическими стержнями, которые обеспечивают демпфирующий эффект за счет изгиба цилиндрических стержней. Такие устройства интегрируют на участках полумуфт в цилиндрические отверстия. Еще одна разновидность упруго-компенсирующих муфт – элементы с винтовыми пружинами. Рабочие компоненты устанавливаются между полумуфтами и в процессе движения обеспечивают демпфер в результате сжатия винтовых металлических групп. Сами пружины могут реализовываться по-разному – к примеру, различают змеевидные и фасонные устройства.

Устройство и принцип работы некоторых муфт

Примером нерасцепляемых муфт являются так называемые глухие муфты. По характеру работы их относят к жестким муфтам. Глухие муфты соединяют соосные валы в одну жесткую линию. Наиболее распространенными глухими муфтами являются втулочные и фланцевые муфты.

Рис. Втулочные муфты: а – крепление втулки 1 штифтами 2; б – крепление втулки 1 шпонками 3 и фиксация винтом 2

Втулочная муфта представляет собой втулку, надеваемую на концы валов и закрепляемую на них штифтами (рис. 32 а), шпонками (рис. 32 б) или шлицами. Эти втулки имеют простую конструкцию, малые габариты и низкую стоимость. Прочность таких муфт определяется прочностью штифтов и шпонок.

Фланцевая муфта состоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами. Фланцевые муфты могут передавать большие моменты, достаточно надежны в работе.

Жесткие компенсирующие муфты предназначены для соединения валов с компенсацией различного рода смещений (рис. 34 а — радиальных, б — осевых, в — угловых), появляющихся вследствие неточности изготовления и монтажа.

В качестве примера таких муфт рассмотрим зубчатую компенсирующую муфту. Она состоит (рис. 35) из двух обойм 1 с внутренними зубьями эвольвентного профиля, которые зацепляются с зубьями втулок 2, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены между собой болтами.

Рис.  Зубчатая муфта

Основная часть упругих муфт — упругий элемент (неметаллический или металлический), смягчающий толчки и удары, защищающий от крутильных колебаний.

Наиболее широко применяемая упругаявтулочно-пальцевая муфта (МУВП) состоит из двух полумуфт (рис. 36), в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединенные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками.

Рис.  Втулочно-пальцевая Рис. 37. Муфта упругая с

муфта торообразной оболочкой

Упругая муфта с горообразной оболочкой состоит из двух полумуфт (рис. 37), упругой оболочки, по форме напоминающий автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку. Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами, обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода.

Примером сцепных (управляемых) муфт могут служить кулачковые (рис. 38) и фрикционные (рис. 39) муфты.

Рис. Схема кулачковой муфты

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт с кулачками на торцевых поверхностях. Для переключения муфты одна полумуфта передвигается вдоль вала на направляющей шпонке или шлицах с помощью механизма управления муфтой. При включении кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление.

Рис. Схемы фрикционных муфт

Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Передача крутящего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты. В момент перегрузок фрикционные муфты пробуксовывают, предохраняя машину от поломок. По форме поверхности трения фрикционные муфты делятся на дисковые (рис.39 а), конусные (рис. 39 б) и цилиндрические (рис. 39 в)

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы машины. Примером самоуправляемых муфт могут служить предохранительные муфты.

Предохранительная пружинно-кулачковая муфта по конструкции аналогична сцепной кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта прижимается к неподвижной с помощью пружины. При перегрузке сила на гранях кулачков становится больше прижимного усилия пружины и муфта многократно прощелкивает кулачками, подавая звуковой сигнал о перегрузке.

Рис. Предохранительная муфта со срезным штифтом

Существуют также предохранительные муфты с разрушающимся штифтом. На рис. 40 изображена такая предохранительная муфта. В ней при перегрузке штифт 3 срезается кромками стальных закаленных втулок 4, установленных в полумуфтах 1 и 2. Для возобновления работы машины вывинчивают пробку и срезанный штифт заменяют новым. Иногда в муфте ставится два срезных штифта.

Дата добавления: 2016-12-16 ; просмотров: 5327 ;