Фланец для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Видео:Устранение неисправности в работе фланца вторичного вала ВАЗ 2102Скачать

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Видео:Шарнирное соединение вала за 5 минут.Скачать

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

1. Для создания самодельной конструкции требуется звездочка, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
2. Передача вращения осуществляется при помощи цепи. За счет применения стали при изготовлении этого изделия существенно повышается прочность.
3. Подключение осуществляется за счет двух полумуфт. При этом звездочка должна распиливаться пополам. На каждую полумуфту будет навариваться обрезанная часть звездочки.
4. Крепление полумуфты осуществляется при помощи болтов. Однако, подобный способ соединения не рекомендуется в случае, если оказываемая нагрузка существенная. Фиксация разъемных элементов обеспечвается за счет шпонки при передаче большого усилия.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Видео:Видео обзор промышленных муфт. Соединительная муфта для валовСкачать

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

1. Постоянные или соединительные.
2. Сцепные и управляемые.

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

1. Жесткие.
2. Глухие.
3. Соединительные.
4. Подвижные или гибкие.

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

1. Расширительные. Они характеризуются тем, что могут компенсировать осевое смещение деталей относительно друг друга.
2. Крестовые. Подобные механизмы устанавливаются в случае, когда есть вероятность радиального смещения.
3. Мембранные и поводковые, которые рассчитаны на радиальное и осевое смещение. Поводковые имеют специальный элемент, который обеспечивает фиксацию положения обоих элементов.

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Видео:Фрезеровка.Уникальный фланец карданного вала с редким кулачковым соединением.Скачать

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

1. В большинстве случаев соединение проводится при помощи фланцев, которые являются частью различных механизмов. Также проводится монтаж жестких муфт, их насаживание проводится методом прессования.
2. Довольно большое распространение получил одноопорный вариант исполнения вала. В этом случае в качестве второй опоры применяется само соединение.
3. Также для фиксации могут применяться болты. При этом они должны плотно входить в отверстие, так как в противном случае могут возникнуть серьезные проблемы.
4. В рассматриваемом случае часто применяется зубчатая или поперечно-свернутая муфта.

Читайте также: Подшипник промежуточного вала форд транзит

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

1. Две полумуфты. Они насаживаются на концы валов, которые соединяются в одну систему.
2. Обе части рассматриваемой конструкции имеют центрирующие выступы и специальную выточку, соединение обеспечивается за счет прочных болтов.
3. Предохранительные муфты не могут проворачиваться за счет специального шпоночного отверстия.
4. Осевое смещение исключается за счет стопорных винтов, которые вворачиваются на торцах.

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Видео:Устранение люфта с помощью штифта! Новая жизнь старого кардана!Скачать

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

1. Конструкция состоит из двух полумуфт, которые фиксируются на обоих деталях. Подобным образом проводится монтаж устройства.
2. Фиксация одного элемента относительно другого проводится за счет упругой волнообразной ленточной пружины, который зачастую называется компенсатором.

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Видео:Как просверлить вал электродвигателя. Удлиняю вал двигателя от стиралки.Скачать

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

1. Установка возможна в случае бокового или углового смещения валов в месте сопряжения.
2. Довольно большое распространение получили втулочно-пальцевые детали.

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Видео:Как соединить мотор с НШ. Соединительная муфта для НШ.Скачать

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

1. Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
2. Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
3. В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Видео:Жесткие соединительные муфты для зажима валовСкачать

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

1. Фиксация проводится за счет шпонки. Подобный способ характеризуется весьма высокой надежностью.
2. Насадка полумуфт выполняется в натяг. Это исключает вероятность появления люфта и других проблем.
3. При насадке нельзя прикладывать большое усилие, так как может возникнуть серьезный дефект.

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Видео:Как правильно установить эластичную муфтуСкачать

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

1. Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
2. Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
3. Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Читайте также: Подшипник первичного вала лада веста мкпп

Видео:Соединительные муфты для валов HRC, JAW, Fenaflex.Скачать

Фланцевые соединения для передачи крутящего момента

Фланцевые соединения для передачи крутящего момента.

Фланцевые соединения применяют преимущественно для соединения валов (рис. 623, а), а также для крепления на валах деталей дискового (вид б) и барабанного (вид е) типа.

Крутящий момент передается призонными болтами или специальными элементами, работающими на срез и смятие, а отчасти силами трения, возникающими на стыковых поверхностях при затяжке стяжных болтов.

Соосность соединяемых деталей достигается центрирующей выточкой m (рис. 623, б) и строгой перпендикулярностью стыковых поверхностей относительно осей соединяемых деталей.

Увеличение диаметра расположения элементов, передающих крутящий момент, уменьшает окружную силу и дает возможность увеличить число элементов.

Преимуществом фланцевых соединений является практически беззазорная передача крутящего момента, достигаемая посадкой призонных болтов с натягом. Силы трения, возникающие на стыке при затяжке болтов, предупреждают микросмещения сопрягающихся поверхностей, поэтому фланцевые соединения почти не подвержены наклепу, свариванию и фрикционной коррозии, которые часто встречаются в ступичных соединениях.

Крутящий момент, передаваемый фланцевым соединением, определяется сопротивлением болтов срезу и силой трения на стыке:

где D — диаметр окружности расположения центров болтов; z₁ и d₁ — соответственно число и диаметр призонных болтов; z₂ и d₂ — соответственно число и диаметр стяжных болтов; [τ] и [σ] — соответственно допустимые напряжения среза и растяжения болтов; f — коэффициент трения на стыке соединения (f = 0,10—0,15).

представляет долю крутящего момента, передаваемого трением.

Если все болты призонные (z₂ = 0) и напряжение среза равно напряжению растяжения в болтах [τ] = [σ], то

При расчете фланцевых соединений силу трения обычно не учитывают, относя ее в запас надежности работы соединения. Предполагая, что все болты являются призонными, находим из уравнения (168) диаметр расположения болтов

где z и d — число и диаметр болтов, мм; М_кр — крутящий момент, Н·м.

Максимальное число болтов, которые можно разместить на фланце,

где t_min — минимальный шаг болтов, допустимый из условия завертывания гаек (рис. 624, а).

Для шестигранных гаек при затяжке их торцовым ключом t_min ≈ 2,5d, а ключом с открытым зевом t_min ≈ 3d.

При ограниченных радиальных размерах с целью увеличения числа стяжных болтов фланцы стягивают инертными болтами (рис. 624, б), располагая их головки по разным сторонам фланца в шахматном порядке. При этом расстояние между осями болтов можно сократить до t_min ≈ 1,8d.

В наиболее общем случае затяжки гаек ключами с открытым зевом (t_min ≈ 3d) предельное число болтов

Подставляя это выражение в формулу (169), получаем минимальный из условия размещения болтов диаметр фланца

Минимальный диаметр равен диаметру D_в вала плюс двойное расстояние s от поверхности вала до осей болтов. Принимая s = 1,25d, получаем

Приравнивая выражения (171) и (172), получаем формулу для определения диаметра d болтов, при котором диаметр D фланца получается наименьшим:

Диаметр вала D_в зависит от условий его нагружения.

На основании формулы (173) составлена номограмма (рис. 625) для определения минимальных размеров фланцевого соединения.

Пусть М_кр = 10 кН·м, [τ] = 100 МПа и D_в = 100 мм. Восстанавливаем перпендикуляр из точки М_кр = 10 кН·м на оси абсцисс и из точки пересечения с линией [τ] = 100 МПа проводим горизонтальную линию, точка встречи которой с ординатой D_в = 100 мм дает значение d = 14 мм. Соответствующая величина D_min = 135 мм (тонкие линии). Число болтов согласно формуле (170)

При конструировании фланцев не всегда исходят из условия наиболее компактного размещения болтов. В общем случае бывает задан только крутящий момент, требуется определить параметры фланцевого соединения, обеспечивающие передачу момента. Задача не имеет однозначного решения. Диаметр фланца, число и диаметр болтов — независимые переменные; существует большое число сочетаний этих параметров, удовлетворяющих условию прочности.

Расчет ведут по формуле (169). Для облегчения расчета составлена номограмма (рис. 626).

Пусть М_кр = 10 кН·м, [τ| = 100 МПа. Восстанавливаем перпендикуляр из точки М_кр = 10 кН·м и через точку встречи с линией [τ] = 100 МПа проводим горизонтальную линию через сетку линий в левой верхней части графика. Жирные линии указывают диаметр болтов, тонкие — предельное для данного диаметра болтов число болтов z_пp согласно формуле (170).

На рис. 626 показано построение для d = 14 мм. В точке встречи горизонтали с линией d = 14 читаем предельное значение z_пр = 10. Проводя вертикаль до пересечения с сеткой линий z (нижняя левая часть диаграммы), находим на оси ординат следующие значения:

Читайте также: Из чего собрать компрессор для покраски авто своими руками

Следует избегать крайних значений ряда. При больших z усложняется конструкция и уменьшается предельный диаметр вала (третья строка таблицы), равный по формуле (172) D_{в max} = D – 2,5d, при малых — увеличивается наружный диаметр фланца, который для средних условий можно принять равным D_н = D + 2,5d (четвертая строка). В рассматриваемом случае целесообразно принять z = 8.

Толщину фланца на участке расположения болтов определяют из условия жесткости фланца и прочности болтов на смятие. Напряжение смятия

где b — толщина фланца (рис. 627).

Напряжение среза в болтах

Деля почленно уравнения (174) и (175), получаем

Полагая [τ] = [σ_см] и учтивая сокращение рабочей длины болтов из-за наличия резьбы и канавки m на участке перехода стержня болта в головку, обычно принимают

Толщину фланца на участке перехода в силовой пояс делают b’ ≈ 0,8b, а на участке перехода в вал b» = (0,15—0,2)D_в.

Типичные формы фланцев малого диаметра показаны на рис. 628, a—г. Фланцы большего диаметра делают коническими (вид д); участок перехода в вал усиливают плавной галтелью m и поясом жесткости n.

Для увеличения жесткости, особенно при наличии изгибающих сил и моментов, фланцам придают чашечную (вид е), конусную (вид ж) или тюльпановидную (вид з) форму.

Стыковые поверхности фланцев обрабатывают до параметров шероховатости Ra = 032—1,25 мкм с соблюдением перпендикулярности осей в пределах, зависящих от требуемой точности направления (торцовое биение в среднем 0,01—0,03 мм на 100 мм радиуса).

Отверстия под призонные болты обрабатывают совместно или по кондуктору с последующим совместным развертыванием под посадки Н7/m6 или Н7/k6. Для обеспечения сборки фланцев в положении, при котором производилась совместная обработка, устанавливают контрольные штифты или одно из отверстий располагают под углом, отличающимся от угла расположения остальных отверстий.

Призонные болты изготовляют из углеродистых сталей 45, 50 или легированных 40Х и термически обрабатывают на твердость HRC 30—45 (закалка со средним отпуском).

Болты рассчитывают на срез окружной силой и растяжение силой предварительной затяжки. Эквивалентное напряжение в опасном сечении (плоскость среза) по третьей теории прочности

где σ_р и τ — соответственно напряжения растяжения и среза.

Обычно принимают σ_р = 100 МПа и τ = 50—100 МПа. Эквивалентное напряжение

Помимо цилиндрических призонных болтов (рис. 629, а, б), применяют конические (вид в). Конические болты не обеспечивают стяжку фланцев, вследствие чего их чередуют с обычными стяжными болтами.

Крутящий момент передают также с помощью штифтов (виды г, д), располагаемых в промежутках между стяжными болтами. Для уменьшения габаритов элементы, работающие на срез, выполняют в виде втулок, устанавливаемых концентрично со стяжными болтами (виды е—к). Прочное соединение обеспечивает конструкция (к) с коническими болтами, затяжка которых раздает втулки и обеспечивает плотное прилегание их к стенкам отверстий на участке среза.

На виде (л) представлен пример передачи крутящего момента в многофланцевом соединении с помощью призонных болтов, а на виде (м) — комбинированным способом с помощью призонных болтов и втулок.

Дли передачи больших крутящих моментов применяют радиальные (чаше всего эвольвентные) шлицы (вид н) или торцовые шлицы треугольного профиля (рис. 630).

При расчете на срез основанию шлицев крутящий момент, передаваемый шлицами,

где D — средний диаметр шлицевого пояса, мм; l — ширина пояса шлицев, мм; [т] — допускаемое напряжение среза, МПа.

Для призонных плотно расположенных болтов по формуле (171)

Отношение крутящих моментов при передаче шлицами и болтами

Для радиальных шлицев (см. рис. 629, н), когда l = b, при обычной толщине фланца b = d

Для торцовых шлицев при l = 2,5d (рис. 630, а)

Следовательно, несущая способность фланцев с радиальными шлицами примерно в 4 раза, а с торцовыми — в 10 раз больше, чем фланцев с плотно расположенными призонными болтами.

В соединениях, нагруженных не слишком большими силами, протяженность торцовых шлицев обычно сокращают, выполняя их отдельными секторами на участках расположения стягивающих болтов (вид б) или между ними (вид в), или уменьшая высоту шлицевого пояса (виды г, д).

Размеры шлицевых участков определяют из условия

где F — суммарная площадь шлицевых участков; R_ср — средний радиус их расположения; [τ] — допустимое напряжение среза в шлицах.

Стяжные болты фланцев с торцовыми шлицами нагружены, кроме силы предварительной затяжки, также осевой силой, возникающей при передаче крутящего момента вследствие наклона рабочих граней шлицев, равной

где α — угол при вершине профиля шлицев в среднем сечении.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/flanets-dlya-soedineniya-valov

  🎬 Видео

  Фланцы и фланцевые соединения. Управление скважиной при бурении.Скачать

  

  Восстановление шлицевой фланца. восстановление шлицевых валов.Скачать

  

  Обслуживание кардана . Восстановление шлицевого соединения нанесением МС 2000 .Скачать

  

  Центрирование раздаточной коробки промежуточный вал НиваСкачать

  

  Как рассчитать момент затяжки для болтов фланцевого соединенияСкачать

  

  Demirsan Фланец Рекламные видеоСкачать

  

  Как удлинить вал электродвигателя без токарного станка Подробно!Скачать

  

  ЭЛАСТИЧНАЯ МУФТА ДЛЯ ГИДРОНАСОСА СВОИМИ РУКАМИ/ КАК СДЕЛАТЬ ЭЛАСТИЧНУЮ МУФТУ СВОИМИ РУКАМИСкачать

  

  Муфты для соединения валов (МУВП)Скачать

  

  Как удлинить вал электродвигателя?Скачать