Каждый, кто однажды самостоятельно решает построить станок с ЧПУ своими руками встает перед выбором: какие муфты выбрать для осей станка? Жесткую, кулачково-дисковую, кулачковую, спиральную, мембранную, сильфонную…
Для того, чтобы решить эту задачу – рассмотрим конструкцию каждой.
Жесткая муфта.
Недорогие и простые муфты, но требуют изначальной соосности сопрягаемых валов шагового двигателя и вала передачи. Хорошо передаёт момент между валами, не имеет люфта. Основной недостаток - отсутствие компенсации неточности взаимного расположения валов, что приводит к быстрому повреждению валов или опор.
Муфта кулачково-дисковая.
Состоит из 3 частей: двух алюминиевых втулок и пластикового диска. Пластиковый диск позволяет компенсировать неточности установки валов, снижает шум работы механизма и поглощает ударные нагрузки.
Кулачковая муфта.
Очень похожа на кулачково-дисковую муфту, также состоит из 3 частей. Пластичный элемент выполнен из полиуретана. Такой тип вставки демпфирует ударные нагрузки, защищая серводвигатели и другие чувствительные элементы машин от кратковременных перегрузок. Компенсирует неточности установки валов. За счёт пластичного элемента позволяет осуществить электрическую изоляцию компонентов оборудования. Со временем может появиться люфт вследствие износа эластичной части.
Спиральная муфта.
Представляет собой полый цилиндр с прорезями. По сравнению с жёсткой муфтой, позволяет компенсировать неточности установки валов. Это достигается работой спирального элемента муфты, работающего в зоне упругой деформации. При значительной несоосности валов - быстро выходит из строя, так как металл испытывает знакопеременные нагрузки большой величины и быстро разрушается.
Мембранная муфта.
Представляют собой разборные муфты с гибким корпусом. Каждая из них состоит из двух стальных полумуфт, которые соединены с помощью нескольких пружинных колец. Подобный вид муфт применяется в том случае, если требуется соединить два вала под незначительным углом, поскольку гибкая конструкция муфты позволяет ей соединить валы под углом до 2.5 градусов и межосевым расстоянием до 0.2 мм. При использовании в качестве карданного соединения, мембранная муфта способна обеспечить безлюфтовую передачу. Мембранные муфты, в отличие от спиральных, могут переносить высокие нагрузки при передаче крутящего момента. Однако данное устройство проигрывает спиральным аналогам в скорости вращения, которая достигает 14 000 об/мин.
Сильфонная муфта.
Сильфонная часть соединяет две алюминиевые втулки. Такой тип муфт хорошо компенсирует неточности установки валов, не имеет люфта. Является лучшим представителем группы гибких муфт, однако и самым дорогостоящим, что ограничивает применение муфт этого типа.
Проанализировав основные параметры выбора муфт, мы составили оценочную таблицу.
Выводы:
малые нагрузки, например 3D принтер - берем спиральную муфту
фрезерный станок - кулачковая муфта
