Что такое муфта: виды, назначение, классификация муфт, принцип работы

Что такое муфта

Муфтой называется деталь, являющаяся соединителем для двух валов в механике, либо стыковочным элементом в трубопроводных и кабельных линиях. В механических узлах основное назначение — передача крутящего момента от одного устройства к другому.

Безрезьбовое компрессионное зажимное соединение gebo

Зажимные фитинги системы Gebo не так давно появились на рынке, но уже завоевали заслуженную популярность там, где требуется соединить две стальных трубы. Они позволяют обойтись без трудоемких операций по сварке или нарезке резьбы, не всегда возможных из-за особенностей места установки.

Так, например, если стык приходится на труднодоступное место, в нем невозможно нарезать резьбу. Или в месте стыка расположены легковоспламеняющиеся материалы. Еще один вариант- ремонт газовых труб после утечки. Сварку нельзя начать до полного проветривания помещения.

Фитинг Gebo представляет собой металлический корпус, с одного конца которого установлено зажимное приспособление. На корпусе нарезана резьба, на нее навинчивается гайка. Под гайкой расположено зажимное кольцо с коническим сечением, прижимное кольцо и прокладка из эластичного материала.

Виды муфт

Муфта глухая образует жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов. Применяются обычно глухие муфты для тихоходных валов.

Втулочная муфта – самая простая из глухих муфт, состоит из соединительной втулки со штифтами (рис. 7.1, а) или шпонками (рис. 7.1, б). Основное их достоинство – простота конструкции. Применяют их при относительно небольших нагрузках на валах диаметрами до 60…70 мм.

Рuс. 7.1. Втулочные муфты со:
а – штифтами; б – шпонками

Муфта фланцевая – наиболее распространенная (рис. 7.2), состоит из двух полумуфт 2, соединенных болтами 1. Болты ставят через один: с зазором (вариант I) и без зазора под развертку (вариант II). Центрирование полумуфт в этом случае осуществляют болтами, установленными без зазора, которые рассчитывают на срез. Установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов и поэтому более распространена.

Рис. 7.2. Фланцевая муфтa

Фланцевые муфты применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинствами таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Жесткая компенсирующая муфта. За счет подвижности деталей такие муфты компенсируют радиальные, угловые и осевые смещения валов, вызванные неточностями их изготовления, монтажа и упругими деформациями. Это позволяет уменьшить нагрузки на валы и подшипники.

Недостаток жестких компенсирующих муфт – отсутствие упругодемпфирующих элементов, смягчающих толчки и удары. Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая.

Кулачково-дисковая муфта (рис. 7.3) состоит из двух полумуфт 1 и 3, соединенных промежуточным диском 2. При работе диск перемещается по пазам полyмуфт, и тем самым компенсируются несоосность соединяемых валов (радиальные смещения – до 0,04d, угловые – до 30′).

Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают и не допускают на них больших напряжений смятия.

Рис. 7.3. Кулачково-дисковая муфтa Из условия износостойкости кулачково-дисковых мyфт рассчитывают давление на боковых поверхностях выступов и пазов:
,
где Тр – расчетный вращающий момент;
h – рабочая высота выступа;
D, d – соответственно наружный и внутренний диаметры;
[p] – допускаемое давление: при термически необработанных, хорошо смазываемых поверхностях или при закаленных поверхностях трения [p] = 15…30 МПа.

Детали кулачково-дисковых муфт изготовляют из сталей Ст5 (поковка) или 25Л (литье). Для тяжелонагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х, 20Х с цементацией рабочих поверхностей.

Зубчатая муфта (рис. 7.4, а) состоит из двух полумуфт 1 и 3 с наружными зубьями эвольвентного профиля и разъемной обоймы 2 с внутренними зубьями. Передача вращающего момента осуществляется большим числом одновременно работающих зубьев, что обеспечивает высокую нагрузочную способность и малые габариты муфты.

Рuс. 7.4. Зубчатая муфта

Для компенсации смещений деталей предусматривают торцевой зазор δ. Для ослабления вредного влияния кромочного контакта применяют зубья бочкообразной формы (рис. 7.4, б), а соединение выполнено с увеличенными зазорами. Зубчатые муфты допускают угловое смещение валов (рис. 7.4, в) Δα max = 1,5°, радиальное Δr = 0,2…0,6 мм, осевое (на рисунке не показано) – 1…8 мм.

Детали зубчатых муфт изготовляют из углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л коваными или литыми. Для повышения износостойкости зубья полумуфт подвергают термической обработке до твердости не ниже 40НRC, а зубья обойм – не ниже 35HRC.

Упругие компенсирующие муфты применяются не только для компенсации смещения валов, но и для снижения динамичности нагрузок и амортизации колебаний, возникающих при работе передач машин.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (рис. 7.5) состоит из двух полумуфт 1, соединенных пальцами 2, на которые для смягчения ударов надеты гофрированные резиновые втулки. Такие муфты в силу простоты конструкции получили широкое применение в приводах от электродвигателей для валов диаметрами 9…160 мм при вращающих моментах 6,3…16000 Нм.

Рuс. 7.5. Упругая втулочно-пальцевая муфтa Толщина резиновых втулок невелика, и поэтому амортизирующая способность муфты незначительна. Они допускают радиальное смещение валов до 0,6 мм, продольное – до 5 мм, угловое – до 1°.
Для ограничения износа среднее контактное давление пальца на втулку находят по формуле:
,
где z = 6 – число пальцев;
Dm – диаметр окружности расположения осей пальцев;
dп – диаметр пальцев;
l – длина упругого элемента;
[p] ≈ 2 МПа – допускаемое давление для резиновых втулок.

Муфта со змеевидными пружинами (рис. 7.6) состоит из двух полyмуфт 1 с зубьями специальной формы, между которыми свободно расположены секции змеевидной пружины 3 прямоугольного сечения. Кожух 2, состоящий из двух половин, служит резервуаром для пластичного смазочного материала и предохраняет пружину от выпадения.

Рuс. 7.6. Муфтa со змеевидными пружинами

Муфта используется для передачи больших вращающих моментов, обладает хорошими эксплуатационными качествами, имеет небольшие габариты, но сравнительно дорогостоящая. В зависимости от размеров муфты могут компенсировать радиальные смещения валов 0,5…3 мм, осевые – 4…20 мм и угловые до 1°15′.

Управляемые (сцепные) муфтыПозволяют соединять и разъединять валы без остановки двигателя. По конструкции управляемые муфты можно разделить на кулачковые, зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении. Кулачковые и зубчатые муфты имеют весьма небольшие габариты и массу, не допускают проскальзывания.

Однако их включение на ходу сопровождается ударами. Фрикционные муфты позволяют плавно соединять ведущий и ведомые валы под нагрузкой при любой скорости их вращения, предохраняют механизмы от внезапных перегрузок. Управляемые муфты требуют точной соосности соединяемых вaлов.

Кулачковая муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы – кулачки. При включении муфты кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое соединение.

Рис. 7.7. Кулачковая муфтa

Включение кулачковой муфты во избежание ударов производят при остановленном двигателе или с малыми скоростями (до 1 м/с). Полумуфты чаще всего располагают на одном валу, что обеспечивает хорошую их соосность. При выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на подшипнике скольжения 3.

Если муфта включена, вращающий момент от зубчатого колеса передается через кулачки и шлицы на вал. Для устранения ударов и шума при включении муфты применяют специальные соединительные устройства – синхронизаторы. Кулачковые муфты изготовляют из сталей 20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной закалкой. Размеры муфт принимают конструктивно, а затем выполняют проверочный расчет кулачков на износостойкость и прочность.

Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (рис. 7.8).

Рuс. 7.8. Фрикционные муфты:
а – однодисковая; б – многодисковая; в – конусная В начальный период касания полумуфт происходит относительное проскальзывание их рабочих поверхностей (смазанных или сухих), и тем самым обеспечивается плавность включения муфты. При установившемся движении проскальзывание не происходит, а при перегрузке муфта пробуксовывает, что предохраняет машину от поломок.
Фрикционные муфты должны обладать надежностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей. Материал трущихся деталей (накладок) выбирается в зависимости от среднего контактного напряжения (давления):
,
где Fa – осевая сила;
Т – вращающий момент;
k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса сцепления;
Dm – средний диаметр контакта;
f – коэффициент сцепления (трения покоя);
z – число пар поверхностей трения;
А = πDmb – площадь поверхности трения;
b – ширина поверхности трения;
[p] – допускаемое контактное напряжение.
По формуле (7.3) может быть рассчитан вращающий момент, который может передавать фрикционная муфта. Для увеличения передаваемого вращающего момента можно увеличить число пар поверхностей трения.
Многодисковые фрикционные муфты имеют небольшие габариты и не требуют большого усилия для их включения.

Самоуправляемые автоматические муфты выполняют автоматически одну из следующих функций: ограничение передаваемой нагрузки – предохранительные муфты; передачу нагрузки (момента) только в одном направлении – муфта обгона; включение и выключение при заданной скорости – центробежные муфты.

Предохранительную муфту срабатывают, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину. При достижении вращающим моментом предельной величины под действием осевых усилий, обусловленных формой впадин полумуфты, шарики смещаются в осевом направлении (преодолевая сопротивление пружины) и размыкают муфту с последующим прощелкиванием.

Муфта обгона (мyфты свободного хода) предназначены для передачи вращающего момента только в одном направлении. Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные мyфты, передающие вращающий момент за счет заклинивания между полумуфтами промежуточных тел (в основном роликов).

Такие муфты бесшумны, компактны, могут работать при высокой частоте вращения. Их изготовляют для вaлов диаметром 10…90 мм и передачи момента до 750…800 Нм. Обгонные роликовые муфты (рис. 7.9) применяют в приводах агрегатов двигателя самолета (например, в приводах стартер-генераторов) и в приводах несущих винтов вертолетов; при отказе одного двигателя движение винта не тормозится, так как обгонная муфта позволяет зубчатым колесам вращаться. При отказе обоих двигателей обгонные муфты не препятствуют вращению несущего винта в режиме авторотации.

Рис. 7.9. Обгонная муфтa

Пусковую (центробежную) муфту используют для плавного пуска приводов грузоподъемных машин конвейеров и т.п. Они позволяют электродвигателю легко разогнаться и по достижении им определенной скорости начать плавный разгон рабочего органа. Одновременно пусковые мyфты выполняют и предохранительные функции.

Распространены колодочные и дисковые центробежные фрикционные муфты. Центробежную муфту устанавливают на вал электродвигателя. При наличии ременной передачи от электродвигателя к рабочему органу наружную ведомую часть муфты конструируют в виде шкива.

Виды соединительных кабельных муфт

Кабельная арматура, применяемая для строительства линий электропередач, определяется следующими характеристиками:

• тип соединения;
• материал изготовления;
• параметры передаваемой электроэнергии;
• место монтажа;
• габаритные показатели;
• число жил и форма.

Кроме того, в зависимости от применяемого материала различают следующие виды кабельных муфт:

• эпоксидные;
• свинцовые;
• термоусадочные;
• чугунные;
• латунные;
• резиновые.

Эпоксидный крепеж предназначен для соединения кабеля, прокладываемого в шахтах, тоннелях и траншеях. Изделие имеет наружный металлический либо асбестовый корпус. После соединения жил он заливается эпоксидным составом.

Свинцовая кабельная арматура применяется для стыковки кабелей с металлической либо алюминиевой оплеткой. Выпускается 2 типоразмера: нормальный и малогабаритный. Изготавливается из свинцовых труб диаметром 60-110 мм, длиной 450-650 мм и зависит от сечения кабеля.

Самым распространенным и простым методом монтажа кабельной соединительной арматуры является термоусадочная конструкция. После установки муфты на соединяемый участок ее нагревают строительным феном или горелкой до появления эффекта обсадки. Материал трубки характеризуется высокими изоляционными свойствами, а широкий интервал усадки материала дает возможность соединения кабеля с разным сечением жил.

Резиновые муфты применяются для соединения гибких неэкранированных проводников. При этом место соединения остается гибким. Для установки изделия нагрев не требуется. Герметичность места стыковки обеспечивается заливкой специальным компаундом.

Жесткие

Для крупных конструкций, например, гребных валов, они служат для постоянного соединения раздельно изготавливаемых и перевозимых секций в единое целое на судоверфи. Здесь используются жесткие соединения, фланцевые или втулочные с фиксирующим элементом.

Фланцевая муфта представляет собой фланец, выточенный или приваренный на торце вала. в отверстия фланца пропускаются болты или шпильки, которыми он притягивается к ответному фланцу на другой секции вала.

Все муфтовые соединения требуют строгой соосности сопрягаемых валов. При ее нарушении возникают напряжения изгиба и радиальные биения, деформирующие и разрушающие соединение.

Исключением служит кулачково-дисковый механизм. Он была разработана Джоном Олдэмом в начале XIX века специально для параллельных, но не соосных валов.

Классификация муфт

По способу своего функционирования муфты подразделяются на

• механические;
• электрические;
• гидравлические;
• магнитные.

По возможности управления различают:

• постоянного зацепления;
• управляемые.

Управляемые муфты позволяют временно рассоединять валы с остановкой вращения или без таковой. По типу привода они подразделяются на:

• Механические. В качестве привода используется мускульная сила человека.
• Пневматические.
• Гидравлические. Требуют наличия на станке или механизме системы гидравлики.
• Электромагнитные. Наиболее современные, легко интегрируются в цифровые системы управления.
• Самоуправляемые. По достижении определенного условия (скорости вращения, крутящего момента или самопроизвольного реверса) срабатываем механизм, временно или постоянно расцепляющий валы. Служат в качестве предохранительных устройств. Из-за сложности конструкции, изготовления и обслуживания вытесняются автоматизированными системами с датчиками и электроприводом.

По упругости сцепки различают

• жесткие, осуществляют постоянное зацепление;
• компенсирующие, способны работать в условиях неполной соосности валов;
• упругие (компрессионные муфты), компенсируют крутильные или продольные колебания и удары, передаваемые от источника энергии;
• сцепные, управляемые механизмы для коммутации валов, к ним относятся кулачково- дисковые и фрикционные муфты.

В сложных случаях применяют комбинированные муфты, соединяющие в себе несколько классификационных признаков.

Кулачковые муфты

Сцепная муфта, состоящая из ведущей и ведомой полумуфт и механизма управления, связанного с ведомой полумуфтой, причем полумуфты имеют радиально расположенные кулачки треугольного трапецеидального или прямоугольного профиля (симметричного или несимметричного).

Она относится к виду синхронных муфт — тех, что передают вращающий момент за счет зацепления и обеспечивающая жесткую кинематическую связь, это значит равенство угловых скоростей ведущей и ведомой полумуфты.

В свою очередь, асинхронная муфта — сцепная муфта, передающая вращающий момент за счет сил трения и обеспечивающая плавное соединение и разъединение вращающихся валов в широком диапазоне угловых скоростей и передаваемой нагрузки.

Шарнирная муфта — муфта с одним или двумя шарнирами Гука, позволяющая изменять смещения соединяемых валов во время работы.

Материал предоставил сидоров александр владимирович

Муфта

– устройство, предназначенное для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталей для передачи крутящего момента. Муфты служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу. Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины (при условии равномерного вращения валов).

Муфты классифицируют:

• по видам управления: управляемые – сцепные, автоматические;
• неуправляемые – постоянно действующие;

В жёсткой фланцевой муфте применяется болтовое соединение фланцев (рисунок 1).

Рисунок 1 – Жёсткая фланцевая муфта

Во втулочной муфте применяется жёсткая втулка, соосно соединяющая друг с другом два вала (рисунок 2) [].

Рисунок 2 – Втулочная муфта

Гидравлическая муфта

– устройство, в котором валы не имеют жёсткой механической связи, а передача механической энергии происходит под действием потока рабочей жидкости (масла) от насосного колеса к турбинному колесу. Особенность гидравлической муфты в том, что она ограничивает максимальный момент, сглаживает пульсации, устраняет перегрузку двигателя при пуске и разгоне.

Электромагнитная и магнитная муфта

– валы также не имеют жёсткой механической связи и, кроме того, она позволяет передавать механическую энергию через герметическую стенку абсолютно без утечек. Одно из применений – в центробежных насосах для перекачки опасных жидкостей.

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.

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.

Муфты для ремонта

Служат для ремонта трубопроводов. используется два основных вида таких приспособлений:

• Стыковые. В месте неисправности вырезается кусок трубы, и вместо него вставляется ремонтная муфта. С двух сторон она имеет соединения: резьбовые, фланцевые или сварные. Ответные части соединений устанавливаются или формируются на концах трубопровода.
• Обжимные. Представляют собой хомут, надеваемый на поврежденный участок трубы. Под хомут подкладывается (или является его частью) слой уплотняющего упругого материала. Хомут затягивается, прижимая уплотняющий материал к повреждению и герметизируя его.

Обжимные служат средством оперативного, временного ремонта. Они не должны использоваться на постоянной основе. Могут устанавливаться только на жестких трубах (сталь, пластик) и подлежат замене на исправный участок трубы при первой возможности.

Стыковые применяются для постоянного ремонта жестких трубопроводов.

Для гибких шлангов малого давления (например, для садового полива или дренажного насоса) они могут использоваться и на постоянной основе. Используют их также и для сращивания кусков шланга.

Назначение соединительной муфты для кабеля

Чтобы объединить отдельные участки силового кабеля, используют соединительные кабельные муфты. Конструкция и применяемые материалы позволяют обеспечить надежность и долговечность соединения. В зависимости от назначения они могут быть:

• ремонтными;
• переходными;
• ответвительными.

Муфта соединительная для кабеля является наиболее востребованной, так как чаще всего применяется при монтаже электрических линий. Главное требование, предъявляемое к крепежу такого типа, — это создание надежного и герметичного соединения. В связи с тем, что кабельная муфта эксплуатируется в неблагоприятных условиях, материал изготовления должен соответствовать повышенным требованиям по стойкости к влиянию внешней среды. В зависимости от условий эксплуатации муфты на кабель производятся цельными и разборными.

Соединительные муфты применяются для сращивания электрических линий различных классов напряжения. Они обеспечивают надежное соединение, герметизируют и предохраняют от повреждения место соединения одно- и многожильных силовых кабелей. При монтаже линий электропередач на вертикальных и наклонных трассах используется стопорный и стопорно-переходной кабельный крепеж. Он служит не только для соединения проводников, но и предотвращает стекание маслопропиточного состава.

Зная, что такое кабельная муфта соединительная, будет несложно подобрать необходимую модель для прокладки линии на воздухе или в земле. Большую долю составляют изделия, изготовленные по технологии холодной усадки.

Работы по стыковке проводников с бумажной изоляцией упростило появление термоусаживаемых трубок и перчаток. В большинстве случаев эти элементы входят в комплектацию электрических изделий. Термоусаживаемые трубки образовывают более прочный изоляционный слой, предупреждают разматывание бумажной обмотки и делают процесс коммутации более комфортным.

Проводники стыкуются болтовыми соединителями, которые помещаются в термотрубки. Этот способ удобен при установке соединительно-переходных муфт, где сращиваются проводники с различными видами изоляции. С помощью трубок не только выравнивается толщина изоляционного слоя, но и обеспечивается экранирование зоны стыковки.

Области применения

Как было замечено, фланец – кольцо с равнозначными отверстиями для креплений – используется для соединения труб, и присоединения их к стене и металлам. Привариваемый фланец к концу детали может соединять целые валы и движущиеся фрикционные детали. Специальные фланцевые узлы предназначаются именно для конкретных агрегатов и деталей.

Они изготавливаются лишь поштучно и только по чертежам заказчика. Соединитель трубопроводов может быть задействован в таких отраслях промышленности, как фармацевтика, переработка нефти, пищевая, теплоэнергетика, химическая, газовая и так далее. Их уникальные технические характеристики позволяют оставаться самым простым и востребованным способом соединения валов и труб.

Муфты предназначаются для работы в основном с фрикционными деталями. Работая в сложных механизмах, цепные муфты имеют свойство передавать высокие крутящие моменты. Детали, большие по размеру, отлично подходят для работы с реверсивными и импульсивными нагрузками в системах механизмов. Они будут работать бесперебойно и надежно.

Отличия фланца и муфты

Теперь, на основе полученной информации можно сделать выводы, как же все-таки различить муфту и фланец? Муфта больше всего подходит для движимых деталей благодаря своим меньшим размерам, чем у фланца. Муфта также предназначена для соединений, однако, более меньших, чем огромные трубные полости, соединяемые фланцем.

Такой соединитель, как муфта, широко применяется в механике, так как соединяя крутящие валы, создается высокий крутящий момент. Это свойство спешно применяется в автомобилестроении, где уместны такие величины.

Надеюсь, данная статья помогла вам разобраться в таких понятиях, как муфта и фланец, а также узнать об их применении на практике и классификации.

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.

Понятия фланца и муфты

Фланец является частью фланцевого соединения, которая является незаменимой деталью трубопровода. Она присоединяется к трубопроводу и предназначается для крепления остальных составляющих трубы. Фланец являет собой увесистый стальной диск, который соединяет собой два конца труб.

Широкое применение в данной сфере они получили благодаря легкости монтажа, ведь вся сложность работ заключается лишь в соединении труб и подкручивании специальных болтов. Благодаря удобству применения они распространены во многих промышленных отраслях.

К стандартным типам фланца относятся «воротниковые» детали, плоские и свободные на приваренном кольце. Однако, их разнообразие не ограничено стандартными формами: по просьбе заказчика могут быть изготовлены уникальные крепления, которые могут применяться на производстве.

Согласно правильному чертежу можно изготовить любую модель фланцевого соединителя. К особенностям конструкции фланца можно отнести четко установленное давление и плотность поверхности, а также просвет элемента трубопровода. Материал изготовления фланца подбирается в зависимости от требований, таких как температура, прочность, а также стоимость стали.

Муфта по своему предназначению является деталей, схожей с фланцем. В основном, муфта используется как элемент соединения кабелей, труб, валов, канатов и так далее. Соединительные муфты отличаются своим прочным материалом изготовления, устойчивостью к ржавчине и герметичностью в использовании.

Механические (фрикционные) муфты являются частью механизмов, которые вращают вал или мелкие детали (шестерни, шкивы). Используя муфты, вы можете быть уверены в прочности конструкции, так как жесткие компенсирующие муфты соединяют оба конца труб, исключая возможность их передвижения.

Разновидности по материалу

В применении на трубопроводных линиях муфты выступают в роли ремонтных и монтажных элементов. Различаются по материалу:

1. Для стальных труб применяются модели без резьбы и с резьбой. Резьбовые соединения разборные и подлежат ремонту. Потребуется наличие резьбы на двух соединяемых трубах. Дополнительное уплотнение производится при помощи подмотки, герметика, контргайки. Элементы без резьбы предполагают установку неразъемного плана методом сварки.
2. Для медных труб применяются обжимные резьбовые муфты и под пайку. Паяные соединения выдерживают высокое давление и не меняют своих характеристик при расширении металла от нагрева. В работе применяется специальный флюс, припой, горелка. Обжимные муфты монтируются быстрее, но из-за мягкости меди как цветного металла могут со временем ослабевать.
3. Для чугунных труб широкое применение получили обжимные муфты с прокладками. Устройства состоят из двух элементов, стягиваемых болтами. Для установки на ремонтируемый участок не требуется сварки, пайки, особых навыков. Подбор происходит под конкретный диаметр трубопровода, возможна небольшая несоосность двух концов трубы.
4. Для пластиковых и полимерных труб применяют муфты из аналогичных материалов. Монтаж зависит от конкретной модели и предполагает пайку, обжим, стягивание по типу муфт для чугуна. Для канализационных труб из пластика муфты одеваются с уплотнением без дополнительного крепления.

Распространенные ошибки установки

В электрике применяются так называемые термоусадочные муфты, используемые для электро- и гидроизоляции концов и стыков электрических проводов и кабелей. Они представляют собой отрезки трубок из специального пластика, сильно уменьшающегося в размерах при нагревании и обжимающего конец или стык провода до его полной герметизации.

Распространенными ошибками при их монтаже являются:

• неправильное цветовое обозначение фаз или контактов
• наличие воздушных пустот после усадки;
• перегрев муфты, ведущий к ее повреждению или разрыву;
• неправильный выбор начального диаметра муфты и нарушение герметичности из-за неполного обжатия.

Тщательное соблюдение технологии и простая внимательность при работе позволяет избежать досадных оплошностей

Рекомендации по выбору и монтажу

Монтаж концевых муфт проводится при подсоединении электрических приборов и аппаратов. В электрических сетях напряжением более 1 кВ различают крепеж внутренней и наружной установки. При более низком напряжении устройство муфты обеспечивает установку как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе.

Чтобы получить надежное сочленение кабелей, необходимо правильно подобрать крепеж для выполнения работ. Для этого надо знать следующие характеристики:

1. Напряжение кабельной линии, на которой будет монтироваться электрическая арматура.
2. Тип изоляционного покрытия проводников, которое может быть выполнено из разных материалов (пластмасса или промасленная бумага). От этого зависит комплектация устройства.
3. Количество жил и их сечение. Определяются по марке кабеля или берутся из проектной документации.
4. Наличие бронеленты. Установка кабельного крепежа требует заземления брони.
5. Тип монтажа концевых муфт. При выборе концевой заделки необходимо знать место установки последней (внутри или снаружи здания). Арматура отличается наличием (отсутствием) и количеством антитрекинговых термоусаживаемых изоляторов.
6. Комплектация изделия. Поставка может быть выполнена с болтовыми соединителями и наконечниками либо без них.

Надежная стыковка кабелей обеспечивается применением термоусаживаемых соединительных устройств. Они не только создают дополнительную изоляцию в месте установки, но и позволяют стыковать проводники разного сечения.

Для монтажа электрической арматуры последовательно снимаются все слои изоляционного материала вплоть до покрытия жил. Установка термоусаживаемых муфт не требует пайки проводников. Контакт обеспечивается благодаря применению болтовых соединителей.

При подключении электроустановок к проходящим линиям необходимо создать ответвление провода. Для этого используются ответвительные сжимы и клеммные колодки. Применение прокалывающих зажимов обеспечивают герметичность стыковки и не требуют снятия изоляции с магистрального провода. Усилие зажима регулируется срывными головками зажимных болтов.

Проводник заземления концевых муфт устанавливается с использованием непаянной системы защиты, имеющейся в комплекте поставки. Для предохранения от коррозии места контакта соединение проводника со стальной оболочкой уплотняется герметизирующей лентой.

Монтаж муфт холодной усадки не требует нагрева, что положительно сказывается на времени проведения работ. Такие устройства способны сохранять гибкость кабеля. Они могут противостоять температурным циклическим нагрузкам и смещению грунта в разных погодных условиях.

Связанные понятия (продолжение)

Сферы применения

Муфты используются для соединения валов. В этом случае устраняются:

• несоосность валов и наличие расстояния между ними;
• наличие угла между осями вращения;
• резкие удары и толчки в работе производственных машин.

Назначение муфты — защита техники. Использование устройства в редукторе позволяет обезопасить узел от перегрузки — в случае заклинивания механизма разрушается более дешевая муфта. Для передачи момента между валами разного диаметра применяются компенсирующие разновидности устройств.

Важная функция устройства — быстрый демонтаж. Если требуется обслуживание части механического узла, муфту легко снять. Обслуженные детали машин быстро соединяются и полностью готовы к работе.

Сцепные

Служат для периодического подключения и отключения ведомого вала от ведущего. В них одна часть муфты зафиксирована на одном валу, а вторая скользит вдоль другого вала, входя в зацепление я первой и выходя из него. По конструкции средин них различают:

• Зубчатые. В зацепление входят зубцы или кулачки.
• Фрикционные. Зацепление осуществляется за счет трения. Различают дисковые и конические муфты. Прижим осуществляется пружиной. Такие механизмы могут соединяться при вращающихся с разной скоростью валах, их используют для работы сцепления в транспортных средствах и ручных строительных механизмах с бензоприводом.
• Магнитные. Валы соединяются силой притяжения мощных постоянных магнитов такое соединение не требует физического контакта, поэтому вращение может предаваться через мембрану или стенку немагнитного сосуда на границе двух сред, например, газа и жидкости. Такие приводы используются для перемешивания жидкостей в пищевом и фармацевтическом производстве.
• Гидродинамические. Движение передается рабочей жидкостью от ведущей крыльчатки к ведомой. Крыльчатки вращаются в общей рабочей камере, но не соприкасаются. Лучше остальных гасят колебания и удары. Используется в автомобильных трансмиссиях.
• Электромагнитные. действуют аналогично, но силу зацепления обеспечивает электромагнит.

Виды муфт расположены в списке по мере убывания КПД.

Упоминания в литературе (продолжение)

Упругие муфты

сейчас наиболее распространены, постоянно разрабатываются новые конструкции, совершенствуется. У них разный принцип компенсации несоосностей — но обычно в основе их действия — упругие элементы, с использование резины, полиамида, нейлона и др., они наилучшим образом справляются со своей задачей.

Существуют также металлические упругие элементы, например — пружины и пакеты пружин, пластины, стержни и т.п. Они работают на кручение или на изгиб.  Их применяют только при очень больших моментах, так как при малых и средних гораздо эффективнее использовать неметаллические.

Различают постоянной и переменной жесткости.

Переменная степень жесткости у тех, что с неметаллическими элементами. (они не подчиняются закону Гука). А также — с металлическими, степень деформирования которых ограничивается конструкцией.

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.

Электромагнитные и магнитные

В работе таких муфт применяются постоянные магниты или электромагниты.

Валы соединяются под действием магнитных сил. Взаимодействие не требует прямого физического соединения, вращение может быть реализовано через изолирующую мембрану. Подобные устройства актуальны для фармацевтических механизмов и оборудования пищевой промышленности.