Наиболее распространенная схема применения механических соединительных устройств в приводах машин: двигатель – муфта – редуктор – муфта – исполнительный механизм. В данной публикации попробуем разобраться чем лучше «состыковать» валы электродвигателя и редуктора.
Отметим, что муфта между электродвигателем и редуктором работает при высоких частотах вращения. В целях уменьшения пусковых и динамических нагрузок она, прежде всего, должна обладать способностью поглощать и рассеивать колебания. То есть, иметь в своем составе упругие элементы.
Большинство подобных муфт стандартизированы или нормализованы. Например, упругие муфты со звездочкой (ГОСТ Р 50894-96), упругие втулочно-пальцевые муфты (ГОСТ 21424-93). И те и другие широко применяются в промышленности благодаря простоте конструкции, и, следовательно, легкости изготовления и ремонта.
При выборе типоразмера муфты учитывают: диаметры соединяемых валов и максимальный вращающий момент, нагружающий муфту в приводе. Последний является расчетной величиной (Тр) и определяется путем умножения номинального вращающего момента (Тн) и коэффициента режима работы (Кр).
Тр = Тн * Кр
Номинальный вращающий момент (Тн) в рассматриваемом нами случае это номинальный момент на валу электродвигателя (Мн). Данная величина не указана на заводской табличке (шильдике), ее можно вычислить по формуле:
Мн = 9550 * Рн / nн,
где: Мн – номинальный момент на валу электродвигателя, Н·м; 9550 – коэффициент пересчета; Рн - номинальная мощность на валу электродвигателя, кВт; nн - номинальная частота вращения, об/мин.
Коэффициент режима работы (Кр) – справочный показатель, определяемый на основании экспериментальных данных, опыта эксплуатации муфт. С его помощью учитывается влияние целого ряда факторов: вид двигателя, характер рабочей машины, величина разгоняемых масс и других. В связи с тем, что нет какой-то общепринятой методики, рекомендуемые значения коэффициента в книгах и каталогах производителей различаются.
Если же не «вдаваться в тонкости», то при равномерной работе и малых разгоняемых при пуске массах (например, привод ленточного транспортера) Кр = 1,25…1,45. При работе с рывками и средних разгоняемых массах (например, приводы мешалок, мельниц) Кр = 1,65…2,0. При ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (например, молоты, камнедробилки) Кр = 2,5…3,0.
Так как для большинства видов редукторов общемашиностроительного применения оптимальный баланс между производительностью и ресурсом работы обеспечивается при частоте вращения входного вала около 1500 об/мин, отдадим предпочтение (для примера подбора типоразмера муфты) электродвигателю с данными оборотами.
У АИР 132 М4 11 кВт 1500 об/мин: диаметр вала (d) = 38 мм, номинальный момент на валу (Мн) = 9550 * 11 / 1500 = 70 Н·м.
С учетом диаметра вала электродвигателя принимаем для соединения валов: по ГОСТ Р 50894-96 упругую муфту со звездочкой с номинальным крутящим моментом 250 Н·м, по ГОСТ 21424-93 упругую втулочно-пальцевую муфту с номинальным крутящим моментом также 250 Н·м.
Таким образом, мы получаем более чем «трехкратный запас» по вращающему моменту (250/70 = 3,57), что позволит с уверенностью обеспечить безопасную работу привода даже при ударной нагрузке (Кр = 2,5…3,0).
Тр= Тн * Кр =70 * 3,0 = 210 Н·м < 250 Н·м.
#выбормуфты #подбормуфты #соединениевалов #муфтыупругие