Cómo conectar los ejes entre sí. Acoplamientos para conectar ejes de máquinas eléctricas

Traslados. Pero una sola pieza todavía no es una máquina. Y para crear una máquina a partir de piezas, primero hay que saber cómo, con un gasto mínimo de medios técnicos, basta con conectarlas de forma fiable, cómo encontrar la única opción de conexión que sea aceptable para cada caso específico.

Hoy hablamos de conectar rodillos, engranajes, levas y otros elementos estructurales con ejes y ejes móviles, así como ejes entre sí. Todos los métodos de conexión de los que hablaremos están a tu disposición si dispones del equipamiento mínimo para una casa, taller o garaje: y máquinas. Y estos métodos serán útiles al construir una variedad de mecanismos y.

La clave es un detalle pequeño pero muy importante. No permite que una parte de acoplamiento gire en relación con la otra. La llave es muy sencilla de fabricar y montar, no requiere dimensiones adicionales, se esconderá dentro de la unidad de montaje. En la pieza, que se empuja sobre el eje, y en el propio eje, se realizan ranuras cuyas dimensiones se ajustan cuidadosamente a las chavetadas (Fig. 1).

La clave puede considerarse un ejemplo de uso extremadamente racional del material. No tiene adornos, todo el material está en funcionamiento: las caras laterales resisten la deformación por aplastamiento, que determina la longitud y la altura de la llave, y su sección - deformación de corte, que da la tercera dimensión - espesor. Los tamaños de las llaves están estandarizados y, por regla general, no se calculan, sino que se seleccionan de acuerdo con los libros de referencia técnica, principalmente en función del diámetro del eje.

La palabra "clave" proviene del alemán Spon- astilla. Al parecer, fue el chip el que desempeñó el papel de clavija en las primeras piezas mecánicas creadas por manos humanas incluso antes de nuestra era, por ejemplo, un molino de viento.

Si el eje de la máquina funciona con una carga aumentada y la llave no la soporta, puede utilizar una conexión estriada, que es, por así decirlo, una familia de llaves, hecha directamente en las piezas de acoplamiento (Fig.2). Tal ajuste de la pieza en el eje es más confiable y más fuerte, pero tecnológicamente mucho más complicado y, por lo tanto, más costoso.

Y aquí hay otro método para obtener una conexión fuerte y confiable de piezas: un ajuste con una interferencia garantizada. El diámetro del orificio del eje se hace varias centésimas de milímetro más grande que el diámetro del orificio de la pieza de acoplamiento. Cuando la pieza se presiona en su lugar, las enormes fuerzas de fricción entre las superficies de las piezas conectadas bloquean firmemente su posición mutua. Parece que no te imaginas nada más fácil: sin piezas adicionales, sin soldaduras, sin soldaduras, nada superfluo, pero ... Imagina que conectamos el eje con una rueda dentada de esta manera, y hay que quitarla durante la reparación. del mecanismo. Por supuesto, durante el desmontaje, las superficies de asiento de las piezas se dañarán y no será fácil restaurar un ajuste seguro. Por lo tanto, se recomienda un ajuste a presión solo para las piezas de la máquina que no se pueden desmontar.

Observe, en ocasiones, cómo se instala una cuchilla manual en el eje de la barrena. Este es un ejemplo de una conexión desmontable común de piezas giratorias: un ajuste cuadrado. Pero a pesar de su simplicidad, confiabilidad y compacidad, este método tampoco es impecable, ya que no asegura la alineación de las partes coincidentes (tenga en cuenta que no se requiere alineación). Sin embargo, si es necesario, este inconveniente se puede combatir: en el eje y en el cubo de la pieza a instalar, se proporcionan superficies de asiento cilíndricas adicionales A, cuyas longitudes no deben ser menores que el diámetro del asiento (Fig.3) . Esta parte del rellano se encarga de la alineación. Es cierto que una de las cualidades positivas ya se pierde aquí: la compacidad.

En lugar de un cuadrado en los detalles, puede proporcionar un cono de aterrizaje (K = 1: 10) y obtener una conexión más confiable, en la que, además, se elimina el juego cuando la tuerca se aprieta con fuerza. En ocasiones, para fijar la pieza en el eje, también se inserta una chaveta en la conexión (Fig.4), preferiblemente una chaveta segmentada, que por su configuración se orienta de forma independiente en la ranura inclinada de la pieza a instalar. Por cierto, a veces también se usa una chaveta de segmento para colocar piezas en un eje cilíndrico.

Para transmitir pequeños pares, puede utilizar medios más sencillos de conectar piezas con ejes y ejes móviles.

La pieza se instala en el rodillo y se fija en su lugar con un pasador cilíndrico (Fig. 5a). El orificio pasante se perfora de modo que el pasador pueda introducirse firmemente en él con ligeros golpes de martillo. Durante el desmontaje, el pasador también se saca con un martillo utilizando una broca o un punzón del diámetro apropiado.

Se puede proporcionar una fijación más densa y confiable de la pieza al eje con un pasador cónico (Fig. 5b). Para ello, el orificio perforado para el pasador se finaliza con un pequeño escariador cónico, un colisaurio.

Sin embargo, incluso esta forma más sencilla de conectar piezas no se puede utilizar, como dicen, sin mirar atrás. Primero debe asegurarse de que la pieza a instalar no bloquee el acceso al sitio de perforación, y no solo al taladro, sino también al mandril en el que se sujeta. Los diámetros de pasador más comunes son 1-3 milímetros y estos taladros son muy cortos. No se recomienda hacerlo debajo del pasador.

Si se realiza un orificio roscado en la pieza a instalar y se atornilla un tornillo, su extremo, apoyado contra el rodillo, fijará la pieza en un lugar determinado. Este método dio lugar al término - tornillo de fijación. Echemos un vistazo a algunos de los tipos de tornillos prisioneros.

El tornillo de fijación puntiagudo sella el ajuste al atornillar y, presionando la punta en el cuerpo del rodillo, sujeta la pieza (Fig. 6a).
Se hace una pequeña ranura a lo largo del eje del rodillo, en la que entra la parte cónica del tornillo de ajuste. El ángulo de la punta del tornillo y la ranura es de 90 ° (Fig.6b). Este método de fijación es algo más fuerte que el anterior: aquí no solo funciona la punta, sino casi toda la parte cónica del tornillo de fijación.

Es posible quitar el plano en el lugar del ajuste de la pieza en el eje, luego debe usar un tornillo de fijación con un extremo plano (Fig.6c).

Ahora, brevemente sobre las conexiones de los ejes entre sí. ¿Cómo, por ejemplo, conectar el eje de un motor eléctrico al eje de una caja de cambios? La respuesta es simple: un embrague. ¿Pero cual? La elección es excelente: hay acoplamientos puramente mecánicos, hidráulicos, electromagnéticos, de tipo mixto, esto es de acuerdo con el principio de funcionamiento. Y según su diseño, pueden ser de acción constante e intermitente, pueden ser friccionales con embrague suave y marcha con enganche fijo, de acción libre o unidireccional, automáticos y semiautomáticos, con control remoto continuo y con control según un programa predeterminado. Hay tantos tipos diferentes de embragues que no se pueden enumerar simplemente.

Para el primer conocido, tomemos algunos de los más simples.

La figura 7 muestra una variante de acoplamiento permanente. Los extremos de los rodillos que se van a conectar con un hueco entran en un pequeño casquillo y se aseguran con pasadores cónicos colocados perpendiculares entre sí. Gracias al juego se obtiene una conexión tipo cardán, que transmite la rotación y compensa la desalineación de los ejes resultante de una instalación incorrecta. Se reducen las pérdidas y el desgaste asociado de las piezas que se frotan. La instalación de un embrague de este tipo requiere un mayor cuidado, especialmente en los rodillos pequeños; si están doblados, todo el sistema puede romperse.

La figura 8 muestra un manguito móvil. Los extremos de los ejes tienen la forma de una espiga y una ranura que, cuando se articulan, permite cierta libertad de movimiento a lo largo del eje de rotación, pero no tolera la desalineación de los ejes.

Para la conexión de ejes con un diámetro de 12 a 100 milímetros, se recomiendan acoplamientos elásticos con un asterisco (Fig. 9). En los extremos de los ejes se unen semiacoplamientos de acero, conectados por un piñón elástico intermedio de goma dura. El piñón, que posee cierta elasticidad, suaviza los latidos de la desalineación de los ejes y suaviza el impacto en el momento del encendido. Y una cualidad más valiosa: este tipo de embrague funciona casi en silencio.

Acoplamiento elástico con un asterisco: 1 - semiacoplamientos; 2 - un asterisco; 3 - tornillos de fijación; 4 - anillos de retención

Los modeladores para la transmisión de pares pequeños a menudo usan una versión simplificada de la conexión elástica: un embrague de disco. Aquí, el papel de la rueda dentada lo desempeña un disco de goma, y ​​los medios acoplamientos macizos se reemplazan por correas simples (Fig. 10).

Al final de la conversación, nos familiarizaremos con el principio de funcionamiento del embrague de fricción utilizando el ejemplo de un embrague de automóvil, que sirve para desconectar el cigüeñal del motor de la transmisión de potencia de un automóvil durante los cambios de marcha y al frenar. Además, el embrague permite arrancar suavemente el vehículo desde parado (fig. 11).

Diagrama del mecanismo del embrague del automóvil: a - el embrague está taponado, b - desactivado

El disco de embrague 2 se presiona contra el volante giratorio 1 bajo la presión del resorte 5, cuyo cubo 7 está asentado en las estrías del eje de transmisión 6. Con suficiente fricción, el volante y el disco del embrague girarán como una sola unidad, transfiriendo el par del motor a la caja de cambios.

Si presiona el pedal 3, entonces la fuerza motriz que actúa a través de la rama 4 en el cubo 7 del disco de embrague hará que se mueva a lo largo de las estrías del eje 6. Se forma un espacio entre el volante y el disco de embrague - el el embrague se desacopla. Si suelta suavemente el pedal del embrague, el resorte 5 volverá a presionar el disco del embrague contra el volante, al principio con un deslizamiento (el automóvil se moverá suavemente) y luego con mucha fuerza.

Entonces, para conectar partes giratorias, el pensamiento humano a partir del uso de chips elementales llegó a la creación de los sistemas automáticos más inteligentes.

Para conectar los elementos individuales del dispositivo, se utilizan mecanismos especiales. Recientemente, son los acoplamientos los que se han generalizado. Pueden tener una amplia variedad de propiedades, la clasificación se realiza según el campo de aplicación y otros criterios. La elección incorrecta del acoplamiento conduce a un mayor desgaste de la estructura.

¿Cómo conectar los ejes de los mecanismos?

Para transmitir la rotación axial, se utilizan ejes, en los que se pueden montar varios engranajes y ruedas dentadas. La conexión se lleva a cabo utilizando varios métodos, por ejemplo, se utilizan acoplamientos para conectar los ejes. Sus características incluyen los siguientes puntos:

1. Es posible realizar desmontaje.
2. La recogida y producción del producto final se simplifica enormemente.
3. Muchos tipos de productos le permiten compensar varios tipos de desplazamientos que pueden ocurrir durante el funcionamiento del dispositivo.
4. El dispositivo puede soportar cargas importantes.

Hoy en día, las piezas están interconectadas cuando se usa tecnología de soldadura muy raramente. Esto se debe al hecho de que las vibraciones y otras influencias pueden causar grietas y otros defectos.

Una fijación incorrecta puede dañar el dispositivo. El producto se selecciona en función de las condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, los ejes pueden moverse en una amplia variedad de direcciones.

Para reducir significativamente los costos, se está considerando la posibilidad de utilizar un diseño casero. Entre las características, destacamos los siguientes puntos:

1. Para crear un diseño casero se requiere una rueda dentada que se pueda quitar del cigüeñal de un motor de combustión interna.
2. La transmisión de rotación se realiza mediante una cadena. Debido al uso de acero en la fabricación de este producto, la resistencia aumenta significativamente.
3. La conexión se realiza mediante dos semiacoplamientos. En este caso, la rueda dentada debe cortarse por la mitad. La parte recortada de la rueda dentada se soldará en cada semiacoplamiento.
4. La mitad del acoplamiento se fija con pernos. Sin embargo, este tipo de conexión no se recomienda si la carga aplicada es significativa. La fijación de los elementos divididos está asegurada por la llave cuando se transmite una gran fuerza.

La información anterior indica que dicho producto se puede fabricar utilizando materiales disponibles. En este caso, el dispositivo resultante está configurado para transmitir un par elevado.

Clasificación de acoplamientos

Hay muchos productos similares diferentes, con la ayuda de los cuales se lleva a cabo la transmisión de rotación. La clasificación por finalidad es la siguiente:

1. Permanente o en conexión.
2. Acoplamiento y orientable.

Los modelos de variadores se instalan en una amplia variedad de diseños. Tampoco son necesarios para la transmisión directa de esfuerzos.

Los productos de conexión del eje se utilizan para la transmisión de rotación constante. Se dividen en varios grupos principales:

1. Difícil.
2. Sordo.
3. Conectando.
4. Móvil o flexible.

La versión más simple se puede llamar acoplamientos ciegos. En la fabricación de casquillos y otros elementos, se puede utilizar una amplia variedad de materiales, la mayoría de los cuales se caracterizan por un alto grado de protección contra las influencias ambientales.

Los acoplamientos de transición cónicos están bastante extendidos, ya que son fáciles de fabricar y pueden servir durante un largo período. También se pueden instalar versiones estriadas, que pueden transmitir grandes fuerzas en caso de funcionamiento.

La clasificación de versiones flexibles también se lleva a cabo de acuerdo con una gran cantidad de características diferentes. Los siguientes son ampliamente utilizados:

1. Expansión. Se caracterizan por el hecho de que pueden compensar el desplazamiento axial de piezas entre sí.
2. Cruz. Dichos mecanismos se instalan cuando existe la posibilidad de un desplazamiento radial.
3. Diafragma y seguidor, que están diseñados para desplazamiento radial y axial. El líder tiene un elemento especial que proporciona la fijación de la posición de ambos elementos.

La elección del elemento de conexión más adecuado se realiza de acuerdo con las dimensiones diametrales. Los medios acoplamientos compensan la desalineación del eje, pero se agrega aceite para mejorar la eficiencia. En la mayoría de los casos, se utiliza acero en la fabricación, que se caracteriza por una mayor resistencia al desgaste. Si es necesario proteger el mecanismo de los efectos de la electricidad, se utilizan materiales especiales con ciertas propiedades.

No olvide que los productos cruzados se caracterizan por un inconveniente significativo: un aumento en el juego debido al desgaste severo de las protuberancias.

En algunos casos, se utiliza una versión con correa, que también se caracteriza por ciertas ventajas y desventajas.

Se utilizan una gran cantidad de formas diferentes de conectar ejes, todas ellas se caracterizan por ciertas cualidades. El método de conexión rígida se utiliza cuando la conexión se realiza teniendo en cuenta la ausencia de probabilidad de desplazamiento de los nodos entre sí en el momento de la operación. El método de conexión clásico se caracteriza por las siguientes características:

1. En la mayoría de los casos, la conexión se realiza mediante bridas, que forman parte de varios mecanismos. También se lleva a cabo la instalación de acoplamientos rígidos, su ajuste se realiza mediante el método de prensado.
2. Una versión de soporte único del eje se ha generalizado bastante. En este caso, la propia conexión se utiliza como segundo soporte.
3. Los pernos también se pueden utilizar para la fijación. Al mismo tiempo, deben encajar bien en el orificio, ya que de lo contrario pueden surgir problemas graves.
4. En este caso, a menudo se utiliza un engranaje o un acoplamiento laminado en cruz.

La versión de laminado cruzado se utiliza para conectar varias piezas que se instalan en máquinas eléctricas y otras unidades diversas. Este diseño consta de los siguientes elementos:

1. Dos medios acoplamientos. Encajan en los extremos de los ejes, que están conectados en un sistema.
2. Ambas partes del diseño en consideración tienen salientes de centrado y un rebaje especial, la conexión está asegurada por pernos fuertes.
3. Los acoplamientos de seguridad no se pueden girar debido al orificio especial de la cerradura.
4. El desplazamiento axial se elimina mediante tornillos de bloqueo que se atornillan en los extremos.

Un diseño más complejo se puede llamar acoplamiento de engranajes, que también consta de dos partes separadas. La superficie exterior está representada por dientes que se engranan para proporcionar una conexión segura. El desplazamiento axial se elimina mediante el uso de pernos.

El tipo de conexión semirrígido se caracteriza por ciertas características. Un ejemplo es el caso de conectar el eje de un generador de turbina con una turbina de vapor. En la mayoría de los casos, se coloca un acoplamiento de resorte dentado semirrígido en el eje del motor.

La realización considerada del elemento de conexión se caracteriza por las siguientes características:

1. El diseño consta de dos semiacoplamientos, que se fijan en ambas partes. La instalación del dispositivo se realiza de forma similar.
2. La fijación de un elemento con respecto al otro se realiza mediante un resorte de cinta elástica en forma de onda, que a menudo se denomina junta de dilatación.

Para garantizar el nivel de protección requerido, se utiliza una carcasa, que está hecha de una amplia variedad de materiales que son resistentes a las influencias ambientales. Un cambio insignificante en la posición de los dos elementos conectados se compensa con un elemento especial.

En el momento de la operación del dispositivo, existe la posibilidad de desplazamiento de dos elementos entre sí. Este problema se puede resolver utilizando elementos especiales. Los dispositivos elásticos se pueden instalar en una amplia variedad de casos, se caracterizan por las siguientes características:

1. La instalación es posible en caso de desplazamiento lateral o angular de los ejes en la interfaz.
2. Las partes de arbustos y dedos están bastante extendidas.

El dispositivo clásico está representado por dos medios acoplamientos, que están conectados por pernos especiales.

En la superficie se colocan arandelas y puños de cuero especiales, cuya fijación se realiza mediante puños de goma.

Instalación del embrague de fricción en el eje de alta velocidad

Si es necesario, puede instalar el embrague de fricción usted mismo con un pequeño juego de herramientas. Para obtener un resultado de alta calidad, debe seguir las recomendaciones comunes:

1. Antes de comenzar a trabajar, asegúrese de que la estructura no tenga defectos importantes. Incluso los defectos menores provocan una disminución de la fuerza de la articulación.
2. Los acoplamientos elásticos se utilizan ampliamente. Su peculiaridad radica en la presencia de un elemento especial, debido al cual se produce la compensación del desplazamiento. En el momento de la instalación, debe tener cuidado, ya que demasiada fuerza puede dañar el elemento activo. Lo mismo debe tenerse en cuenta al instalar embragues de sobrecarga.
3. En la mayoría de los casos, la fijación se realiza presionando el mecanismo. Es posible eliminar la posibilidad de desplazarse por el dispositivo utilizando una tecla.

En el momento de la instalación, no se recomienda utilizar un método de fijación artesanal, ya que esto puede provocar daños en la estructura. Un ejemplo es el cambio de forma y la aparición de abolladuras, grietas, disminución de la resistencia y muchos otros puntos.

Instalación de acoplamientos de seguridad de bola y de fricción en un eje de baja velocidad

Los dispositivos de seguridad permiten excluir la posibilidad de daños a los elementos principales en caso de sobrecarga. En este caso, el proceso de instalación prácticamente no es diferente:

1. La fijación se realiza mediante llave. Este método se caracteriza por una fiabilidad muy alta.
2. La boquilla de los semiacoplamientos se realiza en un ajuste de interferencia. Esto elimina la probabilidad de reacciones negativas y otros problemas.
3. Al acoplarlo, no aplique mucha fuerza, ya que podría producirse un defecto grave.

A la venta hay herramientas especiales que simplifican enormemente el trabajo de instalación.

Instalación de embragues de fricción en el eje de baja velocidad de la caja de cambios de salida

A menudo, la instalación del producto se realiza en una caja de cambios para conectarlo a un motor eléctrico. Esto se puede atribuir al hecho de que la caja de cambios puede atascarse, lo que conduce a un sobrecalentamiento del motor. El embrague de fricción elimina la posibilidad de tal problema. Entre las características de la instalación, destacamos:

1. No aplique cargas de impacto, ya que pueden dañar el producto en sí.
2. Se puede utilizar grasa para facilitar la entrada del yugo.
3. La violación de las reglas de instalación puede dañar la parte principal.

El autoensamblaje debe llevarse a cabo únicamente teniendo en cuenta las recomendaciones, ya que incluso un defecto insignificante provoca una disminución en la vida útil.

A la venta solo hay una gran cantidad de piezas diferentes, por lo que no hay problemas importantes al elegir. El criterio principal se puede denominar el tipo de material utilizado en la fabricación, así como el tamaño diametral. Al elegir, se presta atención a cómo puede tener lugar el desplazamiento de los elementos conectados.

La conexión de los ejes de las máquinas eléctricas entre sí o con los ejes de otras máquinas se realiza mediante acoplamientos de varios tipos y pueden ser rígidos, semirrígidos o elásticos (flexibles).

Conexión de eje rígido

Se utiliza una conexión rígida de ejes en los casos en que es necesario asegurar el funcionamiento de los ejes conectados sin desplazamiento en las unidades de interfaz, es decir, como un solo eje.

La conexión rígida de ejes se realiza mediante bridas, forjadas junto con el eje (conexión por brida) o mediante acoplamientos rígidos montados en los extremos de los ejes de las máquinas conectadas.

La conexión de brida de los ejes se muestra en la Figura 1, a... Se utiliza para conectar máquinas con ejes de un solo soporte. En este caso, la propia conexión del eje se utiliza como segundo soporte del eje de un solo cojinete.

Figura 1. Brida de conexión de ejes y acoplamientos para la conexión de ejes de máquinas eléctricas

Con este método de conexión de los ejes, una de las bridas tiene un saliente de centrado con una altura de 8-10 a 16 mm (para ejes con un diámetro de hasta 600 mm), y en la otra brida (de acoplamiento) hay una ranura correspondiente. Ambas bridas, que se acoplan de acuerdo con un ajuste deslizante de la segunda clase de precisión, están conectadas entre sí mediante pernos que entran en los orificios bajo la acción de ligeros golpes de un mazo de plomo. En este caso, los pernos deben encajar firmemente en los orificios de las bridas. En algunos casos, el ajuste de los pernos de conexión se realiza solo en una brida, y en la otra, se deja un espacio de 0.1 - 0.25 mm entre los pernos y la brida (dependiendo del diámetro de los pernos).

Para la conexión rígida de ejes mediante acoplamientos, se utilizan acoplamientos laminados en cruz y acoplamientos de engranajes del tipo MZN o MZU.

Los acoplamientos laminados en cruz se utilizan principalmente para conectar los ejes de máquinas eléctricas en unidades de conversión.

Manga enrollada en cruz (Figura 1, B) consta de dos 1 y 2 montado en los extremos de los ejes a conectar. Los semiacoplamientos tienen orejetas de centrado y una ranura y están conectados entre sí con pernos torneados especiales 3 , con un ajuste perfecto en los orificios de los medios acoplamientos para el escariador. Llave 4 protege las mitades del acoplamiento para que no giren en los ejes. La mitad del acoplamiento está protegida de los desplazamientos axiales con tornillos de bloqueo atornillados desde el extremo en los lugares donde la mitad del acoplamiento coincide con el eje (en la Figura 1, B no mostrado).

Si los orificios individuales de una de las mitades de acoplamiento del tipo de rodillo transversal no coinciden con los orificios de la otra mitad del acoplamiento, deben expandirse escariando con un escariador cónico o universal. Para ello, ambos semiacoplamientos se aprietan previamente con pernos, que se instalan en los orificios coincidentes a lo largo de los ejes. Para evitar la violación de la cilindricidad de los orificios que se están escariando debido a oscilaciones laterales del escariador, el extremo del escariador se coloca en un tope fijado rígidamente al bastidor del cojinete. Con la ayuda del mismo tope, el barrido también avanza hasta que pasa por completo por los orificios de ambas mitades del acoplamiento.

Embrague dentado (Figura 1, v) consta de dos concentradores 1 y 2 , fijado con llaves en los extremos de los ejes a conectar. Hay dientes en la superficie exterior de los bujes que engranan con las llantas de los engranajes interiores. 3 semiacoplamientos 4 y 5 poner los cubos. Los semiacoplamientos están atornillados entre sí.

Conexión de eje semirrígida

Las conexiones de eje semirrígidas se utilizan, por ejemplo, para conectar los ejes de los generadores de turbina con los ejes de las turbinas de vapor. Para ello, se utilizan acoplamientos de engranajes-resortes semirrígidos (acoplamientos de rigidez variable del tipo Bibby).

Acoplamiento de resorte de engranaje semirrígido (Figura 1, GRAMO) consta de dos semiacoplamientos 1 y 2 montado en los extremos de los ejes. Ambos semiacoplamientos están interconectados mediante un resorte de cinta elástica en forma de onda (compensador) 3 cubriendo los dientes 4 ambas mitades del acoplamiento y es el elemento impulsor de este acoplamiento. El exterior del embrague está cubierto con una carcasa. 5 .

Conexión de eje flexible

Se utiliza una conexión elástica o blanda de ejes, como se la denomina a menudo, con posibles desplazamientos laterales o angulares de los ejes en las unidades de interfaz. Para este propósito, los acoplamientos elásticos de manguito-dedo más utilizados del tipo MUVP.

Tales acoplamientos se utilizan, por ejemplo, en unidades de excitación de grandes máquinas eléctricas.

Un acoplamiento elástico manguito-dedo del tipo MUVP (Figura 1, D), consta de dos semiacoplamientos 1 y 2 fijado en los extremos de los ejes de las máquinas conectadas. La elasticidad de la conexión se consigue mediante pasadores-pernos 3 con arandelas de cuero puestas y presionadas 4 o puños de goma sujetos por un anillo partido 5 ... Los dedos se insertan firmemente en el semiacoplamiento delantero con su parte metálica, y entran en la mitad impulsada con su parte elástica con un pequeño espacio.

Información general

En tecnología, los acoplamientos son dispositivos de conexión para aquellos ejes, cuyos extremos se acercan entre sí o se retiran una distancia corta. La conexión de los ejes con acoplamientos asegura la transferencia de par de un eje a otro. Los ejes generalmente se ubican de modo que el eje geométrico de un eje sea una continuación del eje geométrico del otro eje. Con la ayuda de acoplamientos, también es posible transferir la rotación de los ejes a ruedas dentadas, poleas, montadas libremente en estos ejes.

Los acoplamientos no cambian el par ni el sentido de giro. Algunos tipos de acoplamientos absorben vibraciones y puntos, protegen la máquina de accidentes cuando se sobrecargan.

El uso de acoplamientos en la ingeniería mecánica se debe a la necesidad:

Obtención de ejes largos hechos a partir de piezas independientes, compensando pequeñas imprecisiones de instalación en la posición relativa de los ejes a conectar;

Dar a los ejes cierta movilidad relativa durante el funcionamiento (pequeños desplazamientos y desalineación de los ejes geométricos de los ejes);

Encendido y apagado de nodos individuales;

Conexión y desconexión automática de ejes, en función de la distancia recorrida, la transmisión del sentido de giro, la velocidad angular, es decir, el desempeño de las funciones de control automático;

Reducción de cargas dinámicas.

Las máquinas modernas constan de una serie de piezas separadas con extremos de eje de entrada y salida, que se conectan mediante acoplamientos (Fig. 1).

Arroz. 1. Diagrama esquemático de la máquina

Clasificación de acoplamientos.

La variedad de diseños de acoplamientos complica su clasificación. El embrague más simple está hecho de un trozo de tubo de niple y conecta el eje del motor eléctrico al impulsor de un lavaparabrisas de automóvil. Los embragues de turbocompresor de motores a reacción constan de cientos de piezas y son sistemas autorreguladores muy complejos.

Los grupos de acoplamientos se distinguen por la naturaleza de la conexión del eje.

Acoplamientos mecánicos:

A) rígido (sordo): prácticamente no permite la compensación de los desplazamientos radiales, axiales y angulares de los ejes;

B) compensación - permitiendo cierta compensación de los desplazamientos radiales, axiales y angulares de los ejes debido a la presencia de elementos elásticos (casquillos de goma, resortes, etc.);

B) friccional: permite un deslizamiento a corto plazo durante las sobrecargas.

Embragues eléctricos (electromagnéticos).

Los acoplamientos son hidráulicos o neumáticos.

En acoplamientos eléctricos e hidráulicos, los principios de acoplamiento se utilizan debido a fuerzas electromagnéticas e hidráulicas. Estos acoplamientos se estudian en cursos especiales. Además, solo se analizan los acoplamientos mecánicos. La mayoría de los acoplamientos utilizados están estandarizados. La principal característica a la hora de seleccionar acoplamientos según catálogo o libro de referencia es el par transmitido, teniendo en cuenta la condición más severa de su carga.

Las clases de acoplamientos se distinguen por el modo de conexión del eje.

No desacoplado (permanente, de conexión): conecte los ejes de forma permanente, forme ejes largos.

Controlado (embrague): conecta y desconecta los ejes durante el funcionamiento, por ejemplo, el conocido embrague de automóvil.

Autoactivas (autocontroladas, automáticas): se activan automáticamente en un modo de funcionamiento determinado (sobremarcha, centrífuga, seguridad).

Acoplamientos de seguridad que separan los ejes en caso de violación de las condiciones normales de funcionamiento.

Otros.

Según el grado de reducción de cargas dinámicas, los acoplamientos son:

Vibraciones rígidas, choques y choques que no se suavizan al transmitir el par;

Vibraciones elásticas, suavizantes, choques y choques debido a la presencia de elementos elásticos: resortes, casquillos de goma, etc.

La principal característica del embrague es el par transmitido.

Los indicadores esenciales son dimensiones, peso, momento de inercia.

El acoplamiento, diseñado para transmitir un par determinado, se realiza en varias modificaciones para diferentes diámetros de eje. Los acoplamientos son unidades autónomas, por lo que se pueden estandarizar fácilmente.

Los acoplamientos se calculan según sus criterios de rendimiento:

Resistencia bajo cargas cíclicas y de choque,

Resistencia al desgaste,

Rigidez.

En la práctica, los acoplamientos se seleccionan del catálogo de acuerdo con la magnitud del par transmitido T= T Vala K, dónde T Vala - par nominal determinado mediante el cálculo de la dinámica del mecanismo (el mayor de los de largo plazo), PARA- coeficiente del modo de funcionamiento.

En accionamientos del motor eléctrico:

Con funcionamiento silencioso y pequeñas masas overclockeadas (accionamientos de transportadores, instalaciones de prueba, etc.) PARA = 1,15...1,4;

Bajo carga variable y masas medias aceleradas (cortadoras de metales, compresores alternativos, etc.) PARA= 1,5...2;

Bajo carga de choque y grandes masas aceleradas (laminadores, martillos, etc.) PARA= 2,5...3.

Los diámetros de los taladros de acoplamiento se corresponden con los diámetros de los extremos de los ejes a conectar, que pueden ser diferentes a un mismo par debido al uso de diferentes materiales y diferentes cargas por momentos flectores.

Los principales tipos de acoplamientos están regulados por la norma. para un cierto rango de diámetros de eje y están diseñados para transmitir un cierto momento.

Los eslabones más débiles del acoplamiento seleccionado se verifican calculando la resistencia de acuerdo con el momento de diseño. T R .

El funcionamiento de los acoplamientos va acompañado de pérdidas. Según los datos experimentales, al calcular la eficiencia de los acoplamientos, generalmente se asume η = 0,985...0,995.

La variedad de diseños nodales de máquinas contribuye al uso generalizado de acoplamientos en la ingeniería mecánica.

Acoplamientos rígidos (ciegos)

Estos acoplamientos proporcionan una conexión rígida entre los ejes. Pueden tener manguitos o bridas.

Acoplamiento de manguito es el más simple de los acoplamientos rígidos. Es un casquillo 3 (fig.2), equipado con chavetas, pasadores o estrías en los extremos de salida de los ejes 1 y 2.

Figura 2. Acoplamiento de manguito: a - fijación en una llave; B - fijación de pasador

Los acoplamientos de manguito se utilizan en diseños de máquinas de baja velocidad y no críticas con diámetros de eje D70 mm.

Dignidad tales acoplamientos: simplicidad de diseño y pequeñas dimensiones generales; limitaciones- al montar y desmontar, es necesario mover los extremos de los ejes a la longitud total del acoplamiento o mover el casquillo a lo largo del eje al menos la mitad de su longitud; la necesidad de una alineación muy precisa de los ejes, ya que estos acoplamientos no permiten el desplazamiento radial o angular de los ejes del eje (Fig. 3).

Material para hacer el manguito - acero 45; para acoplamientos grandes - hierro fundido СЧ25.

Fig. 3. Posibles desalineaciones del eje

Acoplamiento de brida consta de dos semiacoplamientos 1 y 2 (fig.4) atornillados juntos 4. Las conexiones con chaveta o estriadas se utilizan para transmitir el par. El par se transmite por fuerzas de fricción entre las bridas, y cuando los pernos se insertan sin juego, también por los pernos. Los acoplamientos de brida están estandarizados en el rango de diámetro de 12 ... 250 mm y transmiten pares de 8 ... 45000 Nm. En máquinas pesadas, las mitades de acoplamiento se sueldan a los ejes.

Estos acoplamientos a veces se denominan transversalmente enrevesado. Para un mejor centrado de las bridas, se hace un saliente circular en una mitad del acoplamiento y una ranura del mismo diámetro en la otra (Fig.4, a) o proporcionar un anillo de centrado 3 (figura 4, B).

Figura 4. Acoplamientos de brida: a- centrado debido a la protuberancia; B - centrado de anillo

Los acoplamientos de brida pueden transmitir pares significativos; están muy extendidos en la ingeniería mecánica. Utilizado para ejes con un diámetro D350 mm. Dignidad estos acoplamientos: simplicidad de diseño y facilidad de instalación; falla- la necesidad de una alineación precisa de los ejes y la observancia precisa de la perpendicularidad de las superficies de los extremos en contacto de las mitades del acoplamiento con el eje del eje.

El material de los medios acoplamientos bridados es acero 40, 35L, hierro fundido SCHZO (para acoplamientos grandes).

Los pernos suministrados sin juego pueden proporcionar alineación del eje. Cuando los pernos se instalan con un espacio, la alineación la proporciona una protuberancia, que también absorbe todas las cargas laterales. La orejeta de centrado complica el montaje y desmontaje de la conexión, ya que requiere un desplazamiento axial de los ejes. Para garantizar la seguridad, las partes que sobresalen de los pernos están cubiertas con collares. 4 ... En los casos en los que el acoplamiento tiene una protección común, los cordones no se fabrican. El cálculo de la resistencia se realiza para conexiones con llave y pernos (ver cálculo de chavetas paralelas y cálculo de conexiones atornilladas cargadas en el plano de unión para pernos suministrados con y sin holgura). La instalación de pernos sin holgura permite acoplamientos más pequeños y, por lo tanto, se usa con más frecuencia.

El más extendido de este grupo de acoplamientos es embrague dentado(Figura 4.1). Consta de semiacoplamientos 1 y 2 con dientes externos y jaula partida 3 con dos filas de dientes internos de perfil involuta (Fig. 16.3). El acoplamiento compensa los desplazamientos radiales, axiales y angulares de los ejes debido a las holguras laterales en el acoplamiento y al giro de los dientes a lo largo de la esfera. La desalineación del eje se compensa deslizando los dientes. Para aumentar la resistencia al desgaste, los dientes se someten a un tratamiento térmico, y en el acoplamiento está lleno de grasa.

Acoplamientos compensadores

Los diseños de estos acoplamientos son algo más complicados, pero permitir algunas desalineaciones radiales y angulares de los ejes del eje. El objetivo principal de estos acoplamientos es compensar efecto nocivo de la posición relativa incorrecta de los ejes conectados. Sin embargo, estos acoplamientos son sensibles a la desalineación. Además, cuando los ejes están desalineados debido a la fricción en los dientes, el acoplamiento carga los ejes con un momento de flexión de aproximadamente el 10% del par. Los acoplamientos compensadores se dividen en rígido móvil y elástico(deformable).

Embrague de disco de leva(fig.5) consta de dos semiacoplamientos 1 y 2 con ranuras diametrales en los extremos y disco flotante intermedio 3 (figura 5, a) con protuberancias mutuamente perpendiculares. En el acoplamiento ensamblado, las protuberancias del disco están ubicadas en las ranuras de las mitades del acoplamiento (Fig.5, B). Las superficies de fricción se lubrican periódicamente con grasa (una vez por turno). Se utiliza un embrague de disco de leva para conectar ejes de baja velocidad (hasta 250 rpm). Desalineaciones permisibles del eje radial - hasta 0.04 mm, angular - hasta 30 ". Desventaja estos acoplamientos - mayor sensibilidad a las desalineaciones del eje. Estos acoplamientos están diseñados principalmente para compensar la desalineación del eje paralelo. En teoría, para cualquier desplazamiento, la relación de transmisión entre los ejes es constante. Cuando el eje impulsor gira sin aceleración angular, el eje impulsado también gira uniformemente. Se recomienda que los medios acoplamientos y discos sean de acero de 45L.

Figura 5. Embrague de disco de leva: a - elementos de embrague; B- ensamblado

Embrague dentado(fig.6) consta de cuatro partes principales: dos mitades de acoplamiento 1 y 2 con dientes externos y dos clips 3 y 4 con dientes internos. Los yugos del embrague están conectados por pernos 5. A través del orificio 6 se vierte aceite (una vez cada tres meses). Los acoplamientos de engranajes compensan las desalineaciones radiales, angulares y combinadas del eje(los ángulos entre los semiacoplamientos y los clips no deben superar los 0,5 °; D560 mm); encontrar una amplia aplicación en la ingeniería mecánica. Estos acoplamientos son fiables en su funcionamiento y tienen pequeñas dimensiones totales. El material de los semiacoplamientos y clips es acero 40 o 45L.

Figura 6. Embrague dentado: 1, 2 - semiacoplamientos con dientes externos;

3, 4 - clips; 5 - pernos; 6 - orificio para suministro de grasa

Acoplamiento elástico manga-dedo(Fig.7) es similar en diseño al acoplamiento de brida, en lugar de pernos de conexión, el acoplamiento elástico tiene pasadores de acero 1 en el que se instalan casquillos elásticos (caucho, cuero, etc.) 2. Los elementos elásticos permiten compensar pequeños desplazamientos axiales (para acoplamientos pequeños de 1-5 mm; para acoplamientos grandes de 2-15 mm), radiales (0.2-0.6 mm) y angulares (hasta 30 ") del eje. Tienen buena elasticidad, alta amortiguación y capacidad de aislamiento eléctrico, fácil de fabricar, confiable en operación. Son ampliamente utilizados, especialmente para conectar motores eléctricos con actuadores (máquinas) cuando D150 mm. El material de los semiacoplamientos es acero 35, 35L o hierro fundido SCH25; los dedos están hechos de acero 45.

Arroz. 7. Acoplamiento manguito elástico-dedo: 1 - dedos; 2 - mangas elásticas

La capacidad de carga de los acoplamientos disminuye drásticamente al aumentar la desalineación de los ejes.

Las dimensiones de los acoplamientos se seleccionan de acuerdo con las tablas, dependiendo del par, que se determina por el par mayor a largo plazo en el eje de transmisión.

Acoplamientos móviles

Permite la conexión de ejes con mayor desplazamiento mutuo de los ejes, tanto provocados por imprecisiones, como especialmente especificados por el diseñador.

Un representante sorprendente de esta familia son los acoplamientos articulados. La idea del acoplamiento fue propuesta por primera vez por Girolamo Cardano en 1570 y desarrollada por Robert Hooke en 1770 (Fig. 8). Por lo tanto, a veces en la literatura se les llama acoplamientos cardán y, a veces, bisagras de Hooke.

Figura 8. La bisagra de Hooke en la idea de Cardano

Los acoplamientos articulados conectan ejes en un ángulo de hasta 45 °, le permiten crear ejes de cadena con transmisión de rotación a los lugares más inaccesibles. Todo esto es posible porque la cruz no es una bisagra, sino dos a la vez con ejes perpendiculares.

La fuerza de la junta universal está limitada por la fuerza de la cruz, en particular los puntos de unión de los pasadores transversales en los orificios de las horquillas. La rotura del travesaño es un defecto muy común, conocido por casi todos los propietarios de un automóvil con tracción trasera.

Los acoplamientos se seleccionan del catálogo. El cálculo de verificación se realiza para las superficies de trabajo de las bisagras para triturar, se verifica la resistencia de las horquillas y la cruz.

Los acoplamientos articulados de pequeño tamaño (Fig. 9) están estandarizados en el rango de diámetros 8 ... 40 mm y momentos de 12,5 ... 1300 Nm. El travesaño está realizado en forma de paralelepípedo. La bisagra está formada por pasadores enchufables, uno de los cuales es largo y el otro está formado por dos casquillos cortos unidos por un remache. El diseño es muy tecnológico.

Figura 9. Embrague cardan pequeño

Acoplamientos elásticos

Diseñado principalmente para amortiguar (absorber) golpes, golpes y vibraciones. Además, se permite cierta compensación por las desalineaciones del eje.

La característica principal de tales acoplamientos es la presencia de un metal o no metálico elemento elástico... Se utilizan varios elementos elásticos (fig.10) a- asteriscos, B- arandelas, v- conchas elásticas, GRAMO- resortes helicoidales, D- resortes serpentinos, mi- fuelles, etc. La capacidad de los acoplamientos flexibles para resistir golpes y vibraciones aumenta significativamente la durabilidad de las máquinas.

Arroz. 10. Diseños de acoplamientos elásticos

Un embrague con una carcasa toroidal elástica puede, de hecho, considerarse como una bisagra Hooke elástica. Es capaz de compensar inexactitudes significativas en el montaje del eje.

Fácil montaje, desmontaje y reposición del elemento elástico. Desplazamientos radiales permitidos 1 ... 5 mm, axial 2 ... 6 mm, angular 1,5 ... 20, ángulo de giro 5 ... 30 0.

La capacidad de carga (y la fuerza) de los acoplamientos depende de la fijación de la carcasa a las bridas. Los acoplamientos con una carcasa elástica continua en el rango de momentos de 20 ... 25000 Nm están estandarizados.

El acoplamiento elástico manguito-dedo "MUVP" se utiliza ampliamente (Fig. 11).

No es necesario unir caucho al metal, es fácil reemplazar los elementos elásticos cuando están desgastados.

En estos acoplamientos, el momento se transmite a través de los dedos y elementos elásticos montados sobre ellos en forma de anillos o casquillos ondulados. Dichos acoplamientos son fáciles de fabricar, de diseño simple, de funcionamiento cómodo y, por lo tanto, se utilizan ampliamente, especialmente para la transmisión de rotación de un motor eléctrico.

Figura 11. Acoplamiento flexible de manguito-dedo

Los acoplamientos están estandarizados en los rangos 16 ... 150 mm y 32 ... 15000 Nuevo Méjico.

Desafortunadamente, los desplazamientos radiales y angulares reducen significativamente la vida útil de los elementos elásticos y aumentan las cargas en los ejes y cojinetes.

Los acoplamientos se calculan de acuerdo con las presiones admisibles entre los dedos y los casquillos elásticos

PAG = 2METRO vr / (Z∙D∙D∙l) £ [ PAG],

Dónde Z- el número de dedos, D- diámetro del dedo, l- la longitud del elemento elástico, D - el diámetro de los ejes de los dedos. La presión admisible suele ser de 30 MPa.

Los pasadores del embrague están diseñados para doblarse.

Acoplamientos

Estos acoplamientos están diseñados para conectar y desconectar ejes. Algunos tipos de embragues le permiten hacer esto sobre la marcha, sin detener el motor eléctrico. Los acoplamientos a veces se llaman manejable. Según el principio de funcionamiento, se distingue entre embragues de leva y de fricción.

Acoplamientos de levas(ver fig.12) constan de dos mitades de acoplamiento 1 y 2, teniendo levas en las superficies de los extremos. El embrague se enciende por medio del semiacoplamiento 2, que puede moverse a lo largo del eje a lo largo de un chavetero o estrías.

Para evitar daños en las levas, el embrague se puede acoplar en movimiento sin carga con una diferencia muy pequeña en las velocidades angulares de los ejes. El apagado está permitido sobre la marcha. Dignidad acoplamientos de levas: simplicidad de diseño y pequeñas dimensiones generales; falla- imposibilidad, por regla general, de encender sobre la marcha. El material recomendado de las mitades del acoplamiento de levas es acero aleado 20X o 20XH (cementado y endurecido).

Figura 12. Embrague de leva: 1,2 - medios acoplamientos

Embragues de fricción(figura 13) a diferencia de la leva, permiten el encendido en movimiento bajo carga. Los embragues de fricción transmiten el par a través de fuerzas de fricción. Los embragues de fricción permiten un embrague suave a cualquier velocidad, lo que se utiliza con éxito, por ejemplo, en el diseño de embragues de automóviles. Además, embrague de fricciónno poder transferir a través de uno mismo un momento mayor que el momento de las fuerzas de fricción, dado que comienza el deslizamiento de los elementos de fricción en contacto, los embragues de fricción son fusibles no destructivos eficaces para proteger la máquina de sobrecargas dinámicas.

Por diseño, los embragues de fricción se dividen en: disco, en el que la fricción se produce a lo largo de las superficies de los extremos de los discos (uno y varios discos) (ver Fig.13, a);cónico, en el que las superficies de trabajo tienen una forma cónica (Figura 13.10, B);cilíndrico que tiene una superficie de contacto cilíndrica (zapato, cinta, etc.) (Figura 13.10, v). Los más extendidos son disco acoplamientos.

Los embragues de fricción funcionan sin lubricante (embragues secos) y con lubricante (embragues de aceite). Estos últimos se utilizan en estructuras críticas de máquinas a la hora de transmitir grandes momentos. La lubricación reduce el desgaste de las superficies deslizantes, pero complica el diseño del acoplamiento.

Material para embragues de fricción: acero estructural, hierro fundido SCH30. Los materiales de fricción (tela de alambre de amianto prensado - ferrodo, plástico de fricción, materiales en polvo, etc.) se utilizan en forma de revestimientos.

Arroz. 13. Embragues de fricción: a- disco; B - cónico; v- cilíndrico

La característica principal de los embragues de fricción es la compresión de las superficies de fricción. Por lo tanto, está claro que dichos acoplamientos están diseñados para brindar resistencia en términos de presión de contacto (similar al esfuerzo cortante). Para cada estructura, es necesario calcular la fuerza de compresión y dividirla por el área de contacto. La presión de contacto de diseño no debe exceder la permitida para el material dado.

Acoplamientos autodireccionales

Estos acoplamientos están diseñados para desconectar automáticamente los ejes dependiendo de los cambios en uno de los siguientes parámetros: par - la seguridad acoplamientos, sentidos de giro - adelantamiento, y la velocidad de rotación - centrífugo.

Embragues de rueda libre (por adelantamiento)(fig. 14) están diseñados para transmitir el par en una dirección (por ejemplo, para girar el cubo de la rueda trasera de una bicicleta). Rodillos 3 los embragues de rueda libre debido a las fuerzas de fricción están encajados entre las superficies de las mitades del acoplamiento 1 y 2

Arroz. 14. Embrague de rueda libre

Cuando la velocidad de rotación del semiacoplamiento 1 disminuye debido al adelantamiento, los rodillos se desenrollan en secciones anchas de los recortes y el acoplamiento se abre automáticamente.

Los embragues de rueda libre funcionan silenciosamente y permiten una alta frecuencia de arranques.

Se recomienda utilizar aceros ShKh15, 20Kh como materiales para embragues de rueda libre, así como aceros para herramientas con alto contenido de carbono.

Embragues centrífugos(figura 15) se utilizan para encender (apagar) ejes automáticamente a velocidades angulares determinadas.

El embrague centrífugo consta de un semiacoplamiento delantero y uno conducido 1 y 2, en cuyas ranuras se instalan pesos de fricción - almohadillas 3.

Arroz. 15. Embrague de zapata centrífuga: 1,2- medios acoplamientos; 3 - almohadillas

Cuando el semiacoplamiento delantero alcanza la velocidad angular especificada del zapato 3, debido a las fuerzas centrífugas, se presionan contra la mitad del acoplamiento accionado y el embrague se activa. En el diseño que se muestra en la Fig.15, cualquiera de los semiacoplamientos (1 o 2) puede ser líder. La transmisión del par se realiza mediante fuerzas de fricción, cuyo valor es proporcional al cuadrado de la velocidad angular. El embrague centrífugo permite un cambio frecuente, asegura un cambio suave y tiene dimensiones generales relativamente pequeñas.

Embragues de seguridad

Estos acoplamientos permiten limitar el par transmitido, lo que protege las máquinas de daños en caso de sobrecarga.

Los más extendidos son los embragues de levas de seguridad, de bola y de fricción (Fig. 16).

Figura 16. Embragues de seguridad

Se diferencian de los acoplamientos y otros acoplamientos en ausencia de un mecanismo de conmutación. Leva de seguridad y bola (fig.16, a) los acoplamientos están constantemente cerrados, y en caso de sobrecargas, las levas o bolas de la mitad del acoplamiento 1 se exprimen fuera de las cavidades del semiacoplamiento 2, y el embrague se abre. El embrague de fricción de seguridad funciona de manera diferente (fig.16, B). En caso de sobrecarga por deslizamiento, este embrague patina (el eje impulsado se detiene).

Los embragues de seguridad considerados en la Fig. 16 se utilizan con sobrecargas frecuentes.

En caso de sobrecargas poco probables, se utilizan acoplamientos de seguridad con un elemento destructible, por ejemplo, con un pasador de seguridad (Fig. 17). Dicho embrague consta de acoplamientos de disco 1 y 2 conectado por una clavija de metal 3 insertado en una manga termotratada 4 . Cuando ocurre una sobrecarga, el pasador se corta y el acoplamiento separa los ejes. Son de diseño simple y de tamaño pequeño.

Arroz. 17. Embrague de seguridad con pasador de seguridad:

1,2- medios acoplamientos; 3 - pasador de cizalla; 4 - bujes endurecidos

Para la fabricación de piezas de acoplamientos de seguridad, según el tipo de acoplamiento, se utilizan aceros estructurales, hierro fundido SCHZO, materiales de fricción, acero ШХ12, etc. Los pasadores para acoplamientos con un elemento destructivo están hechos de acero 45, se fabrican casquillos de acero 40X con endurecimiento.

Breve información sobre la selección y el cálculo de acoplamientos.

Los acoplamientos utilizados en la ingeniería mecánica están estandarizados. Los acoplamientos de cada tamaño estándar se fabrican para un cierto rango de diámetros de eje. El criterio principal para la selección de acoplamientos estándar es el par transmitido.

Al diseñar nuevos acoplamientos, las dimensiones estructurales de los elementos de acoplamiento se determinan mediante cálculo. Los acoplamientos estandarizados o normalizados no cuentan. Por regla general, se eligen, al igual que el rodamiento, de acuerdo con las tablas de los libros de referencia.

Selección de acoplamientos estándar. La principal característica a la hora de elegir acoplamientos es el momento de diseño transmitido.

, (1)

Dónde PARA R - coeficiente del modo de funcionamiento (tabla 1); T- par nominal en funcionamiento en régimen permanente.

Tabla 1. Valor del factor de modo de funcionamiento PARA pag

Los acoplamientos se seleccionan según las tablas correspondientes (tablas 2 y 3) para PARA R dependiendo del diámetro del eje D (también tenga en cuenta la velocidad angular máxima). Se comprueba la resistencia de las partes individuales del acoplamiento seleccionado.

Tabla 2. Factores de seguridad PARA B y modo de funcionamiento PARA R

Tabla 3. Valores [ R] y F para embragues de fricción

Cálculo de la resistencia de acoplamientos rígidos (ciegos).

Los acoplamientos de manguito, brida y trenzado longitudinal se seleccionan de acuerdo con las normas.

La resistencia del casquillo se comprueba de acuerdo con la condición básica de la resistencia a la torsión.

¿Dónde está la tensión de torsión admisible (para acero 45: = 22 ÷ 25 MPa);

, (3)

Esfuerzo de torsión calculado; T R - momento estimado; D y D - dimensiones del acoplamiento (ver fig. 2).

Las conexiones de eje con chaveta o estriado (engranaje) con un acoplamiento rígido se comprueban de acuerdo con las fórmulas (9.1) - (9.3), conexiones atornilladas para tensión y corte. Los pernos y las paredes de los semiacoplamientos para triturar se verifican de acuerdo con la fórmula

, (4)

Dónde F t - la fuerza que corta un perno; A cm - el área del colapso; D B - diámetro del perno; PARA- espesor de la brida de la mitad del acoplamiento (ver Fig.4, a);- tensión admisible por aplastamiento del material de los pernos o semiacoplamientos.

Cálculo de la resistencia de los acoplamientos compensadores. Estos acoplamientos se seleccionan según normas o estándares.(ver figura 5).

Se realiza un cálculo de verificación de la fuerza (resistencia al desgaste) de los acoplamientos de disco de leva de acuerdo con la fórmula

, (5)

Dónde R - la presión máxima que se produce en la superficie de trabajo de las piezas de acoplamiento del acoplamiento; D, D, h - dimensiones del acoplamiento (ver fig. 5); [R] - presión admisible (para acoplamientos con superficies de fricción endurecidas [p] = 15 ÷ 30 MPa).

No se realiza el cálculo de verificación de los acoplamientos de engranajes. Se eligen según el estándar. Para acoplamientos de engranajes, el momento de diseño

T R = K B PARA R T, (6)

Dónde PARA B y PARA R - factores de seguridad y modos de funcionamiento; T - par nominal (tabla 12.4).

Tabla 4. Acoplamientos de casquillo con chavetas (ver Fig. 2, a), dimensiones, mm

Información general. Los acoplamientos de accionamiento son dispositivos que conectan los ejes de unidades que operan conjuntamente y transmiten el par. La necesidad de conectar ejes se debe al hecho de que la mayoría de las máquinas se ensamblan a partir de varias partes separadas con ejes de entrada y salida. Estas partes son el motor METRO, reductor R y maquina de trabajo RM(figura 23.1).

El propósito principal de los acoplamientos es conectar ejes y transmitir torque. Los acoplamientos también pueden realizar una serie de funciones adicionales importantes. Sobre esta base, se clasifican los embragues.

Hay una clase permanente Acoplamientos (no desconectables) que aseguran una conexión constante de los ejes durante todo el funcionamiento de la máquina.

Algunas máquinas usan acoplamientos embrague, asegurando la conexión de las unidades o su desconexión durante el funcionamiento de la máquina. A su vez, los embragues se subdividen en gestionado y autogestionado.

Los acoplamientos controlados conectan las unidades de la máquina con un comando determinado. Los acoplamientos autoguiados se encienden automáticamente, conectando o desconectando ejes, según las condiciones de funcionamiento de la máquina y el principio del acoplamiento.

La principal característica de la carga del embrague es el par T.

Par de torsión nominal típico T en el embrague se determina aproximadamente en función de las propiedades dinámicas de la máquina, caracterizadas por el grado de irregularidad de rotación y la magnitud de las masas aceleradas, es decir el valor de la componente dinámica del par en el acoplamiento:

T = T n + T d = T n (1+ T D / T n) = T norte,

dónde T n - el par nominal suele estar determinado aproximadamente por el consumo de energía del motor y por la velocidad;

T d - momento dinámico;

Coeficiente de dinamismo.

Acoplamientos ciegos. Los ejes largos a veces se fabrican de material compuesto según las condiciones de fabricación, montaje y transporte. En este caso, las partes separadas del eje están conectadas con acoplamientos ciegos. En algunos casos, estos acoplamientos también se utilizan para conectar ejes estrictamente coaxiales de unidades. Los acoplamientos ciegos incluyen acoplamientos de manguito, que son un manguito que se coloca con un espacio en los extremos de los ejes, y acoplamientos de brida (Fig.23.2), que constan de dos medios acoplamientos idénticos, hechos en forma de cubo con brida. . Las bridas están atornilladas.

Acoplamientos compensadores. Por razones económicas y tecnológicas, las máquinas suelen estar hechas de unidades separadas, que están conectadas por acoplamientos. Sin embargo, la instalación precisa de los ejes de tales unidades es imposible debido a errores de fabricación e instalación; instalación de unidades sobre base deformable; y también debido a las deformaciones elásticas de los ejes bajo carga.

Los posibles tipos de desplazamientos del eje (axial, radial y angular) y las cargas adicionales resultantes en los extremos del eje se muestran en la Fig. 23.3.

Los acoplamientos compensadores se utilizan para conectar ejes con ejes no coincidentes. Por su diseño, estos acoplamientos aseguran la operatividad de la máquina incluso con desplazamientos mutuos de los ejes. En este caso, los ejes y soportes se cargan adicionalmente con fuerzas axiales, radiales y momentos de flexión, según el tamaño y el tipo de desalineación del eje.

Se debe enfatizar que con un aumento en los desplazamientos del eje, el rendimiento del acoplamiento disminuye.

Los acoplamientos de compensación incluyen engranajes (Fig. 23.4), cadena de levas y discos y otros acoplamientos.

El acoplamiento dentado consta de dos manguitos 1 y 4 con dientes externos y dos grapas 2 y 3 con dientes internos. Los clips están conectados rígidamente con pernos.

Acoplamientos flexibles. Los acoplamientos elásticos se distinguen por la presencia de un elemento elástico y son universales en el sentido de que, al tener cierta flexibilidad a la torsión, estos acoplamientos también son compensadores.

1) Para mitigar el impacto y el impacto de torsión causado por el proceso o la selección de espacio libre al arrancar y detener la máquina. En este caso, la energía cinética del impacto es acumulada por el embrague durante la deformación del elemento elástico, transformándose en energía potencial de deformación;

2) Proteja la transmisión de la máquina de vibraciones torsionales dañinas;

3) Conecte los ejes con desplazamientos mutuos. En este caso, el elemento elástico del acoplamiento se deforma y el acoplamiento funciona como compensador.

Según el material de los elementos elásticos, estos acoplamientos se subdividen en acoplamientos con elementos elásticos no metálicos y acoplamientos con elementos elásticos metálicos.

La mayor aplicación en ingeniería mecánica fue recibida por un acoplamiento elástico de manguito-dedo (Fig. 23.5). Consta de dos mitades de acoplamiento 1 y 5. Hay orificios cónicos en la mitad de acoplamiento 1 y orificios cilíndricos en la mitad de acoplamiento 5. En estos orificios se insertan los pasadores 4, sobre los que se colocan los elementos elásticos 3. Se atornilla la tuerca 2, los pasadores 4 entran en los orificios cónicos, como resultado de lo cual se conectan las mitades de acoplamiento 1 y 5. El par se transmite a través de elementos elásticos 3.

Embragues gestionados. Los acoplamientos conectan y desconectan ejes estacionarios o giratorios en un comando de control. Estos acoplamientos se dividen en perfil de bloqueo (leva) y friccional. Estos últimos son muy utilizados cuando es necesario cambiar el modo de funcionamiento de la máquina sin parar el motor.

Los embragues de leva se utilizan para transmitir grandes pares con arranques poco frecuentes. Tienen dimensiones y peso totales mucho más pequeños que los embragues de fricción. Sin embargo, conectan ejes cuyas velocidades angulares son iguales o ligeramente diferentes. Esto requiere una alineación precisa de la mitad del acoplamiento de los acoplamientos.

B

En la Fig. 23.6 muestra acoplamientos de acoplamiento con levas de cono de extremo (Fig. 23.6, a) y con los rectangulares (Fig. 23.6, b). La elección de la forma de las levas está determinada principalmente por las condiciones para acoplar el embrague.

Embragues de fricción. Estos acoplamientos permiten el enganche sobre la marcha y transmiten el par debido a las fuerzas de fricción en las superficies de trabajo, creadas al presionar suavemente las superficies de trabajo. Al cambiar la fuerza de presión, puede ajustar el momento de fricción. Durante la activación del embrague de fricción, las superficies de trabajo se deslizan. Una vez que se activa el embrague, no hay deslizamiento.

El diseño de estos acoplamientos puede realizarse con uno o más discos, con superficies de fricción cilíndricas o cónicas, con control mecánico, neumático, hidráulico o electromagnético. Un grupo de embragues con conexión electromecánica forzada está formado por acoplamientos con una mezcla ferromagnética líquida o pulverulenta, en los que, cuando pasa una corriente eléctrica en la bobina de excitación, surge un flujo magnético, como resultado, el llenado de la mezcla ferromagnética. el espacio entre los semiacoplamientos está magnetizado, lo que asegura la adhesión de la mezcla a las superficies de los semiacoplamientos.

Se aplica una capa de fricción a las superficies de trabajo de los discos o se adhiere un revestimiento de un material de fricción que aumenta la fuerza de fricción.

Dependiendo de las condiciones de funcionamiento, los embragues de fricción se dividen: en embragues sin lubricación de las superficies de fricción y en embragues con lubricación de las superficies de fricción. Estos últimos transmiten menos par, pero son más duraderos, ya que la tasa de desgaste de las superficies de trabajo es menor que la de los acoplamientos secos.

Los embragues de autodirección o automáticos se activan y desactivan según el cambio en el modo de funcionamiento de la máquina. Estos incluyen: embragues de rueda libre o embragues de rueda libre, que transmiten el par solo en una dirección de rotación de la mitad motriz del acoplamiento con respecto a la motriz y giran en la dirección opuesta de rotación, embragues centrífugos que se encienden y apagan dependiendo de la velocidad de rotación de la mitad motriz, limite los acoplamientos de par que apagan la máquina cuando se produce un aumento peligroso del par.

Acoplamientos de seguridad. El embrague de sobrecarga sirve para separar los ejes o el eje de la parte que se asienta sobre él en caso de sobrecarga o velocidad de rotación inadmisible, es decir, protege la máquina de daños en caso de violación del funcionamiento normal. Los acoplamientos de seguridad con un elemento roto se caracterizan por sus pequeñas dimensiones y su alta precisión de funcionamiento. En caso de sobrecarga, el elemento de seguridad se corta y las mitades del acoplamiento se abren. Para que la máquina vuelva a funcionar, se debe detener y reemplazar el elemento de seguridad.

Los embragues de seguridad accionados por levas se mantienen en estado cerrado por los resortes hasta que el par creciente crea una fuerza que puede vencer la fuerza del resorte.

Los embragues de seguridad de fricción restauran automáticamente el rendimiento de la máquina después de que la sobrecarga ha cesado, sin embargo, su precisión de respuesta no es alta debido a la variabilidad del coeficiente de fricción en las superficies de fricción de los discos.

Literatura

1. Mecánica aplicada: libro de texto. subsidio / A.T. Skoybeda, A.A. Miklashevich, E.N. Levkovsky y otros; Por debajo del total. ed. A. Skoybedy.- Minsk: Vysh. shk., 1997 .-- 552 pág.

2. Theodosiev V.I. Resistencia de materiales.- M.: Mashinostroenie, 1979.-560 p.

3. Lyuboschits M.I., Itskovich G.M. Manual de resistencia de materiales.- Mn.: Vysh. shk., 1969.- 464 p.

4. Arkusha A.I. Mecánica técnica: Mecánica teórica y resistencia de materiales: Libro de texto. para la construcción de maquinaria especialista. Escuelas técnicas.- 2ª ed., Add. - M.: Más alto. shk., 1989.- 352 p.

Información similar.