Що ми знаємо про зубчасті муфти

Що ми знаємо про зубчасті муфти

Мумети типу М3, що застосовуються на насосних агрегатах СЕ 2500-180, є одним з основних видів компенсуючих муфт, які, поряд з можливістю передачі великої потужності, допускають поздовжнє, а також досить велике поперечне і кутове зміщення одного вала щодо іншого за рахунок відносного зсуву жорстких металевих деталей. муфти (рис. 1).

Подана на рис. 1 муфта складається із закріплених на кінцях валів втулок із зовнішніми зубами і вдягнутої на них сполучної частини збірної обойми з внутрішніми зубами. Вершини зовнішніх зубів обточуються по сферичній поверхні, що дозволяє за збереження жорсткості деталей компенсувати монтажні неточності взаємного розташування валів.

На рис. 2 видно, що бічні утворюють зубів втулок можуть бути прямолінійними (тип а) та еліптичними (тип б). У першому випадку полегшується нарізка зубів, але знижується ефективність компенсації перекосу валів. У разі муфта менш чутлива до перекосу валів і вище контактна міцність її зубів. Але нарізка таких зубів потребує спеціального зуборізного інструменту та дорожча у виготовленні.

Основні параметри та розміри зубчастих муфт, визначені ГОСТом 5006 - 83 та які впливають на їхню працездатність, наведені нижче:

1. Втулки та обойми повинні виготовлятися кованими зі сталі не нижче марки 40 за ГОСТ 1050 - 74. Зубці повинні бути піддані термічній обробці у втулок до твердості не нижче HRC 40, обойми - не нижче HRC 35.
2. Допустимі значення параметрів по потужності, що передається, для муфти № 6, що застосовується на насосних агрегатах, з числом зубів z = 48і модулем зуба m = 4:

крутний момент Мк = 1180 кгс. м;

кутова швидкість n =2500 об./хв.

Робочі поверхні зубів, посадкові та центруючі місця деталей муфт повинні мати чистоту поверхні не нижче Ra 1,25, інші оброблені поверхні не нижче Rz 80.

4. Зубчасті сполучення виготовляються з евольвентним профілем зуба та кутом зачеплення 20 градусів. Контрольні параметри зачеплення та їх граничні відхилення:

довжина загальної нормалі – 0,070 мм;

товщина зуба – 0,050 мм;

різницю сусідніх окружних кроків + 0,025 мм.

Перекіс осі кожної втулки щодо осі обойми, що викликається при роботі неспіввісністю валів, що з'єднуються муфтою, не повинен бути більше 0 град. 30 хв.

Для фланцевих з'єднань обойм повинні застосовуватись болти за ГОСТ 7817 - 79. Матеріал болтів - сталь не нижче за марку 35 за ГОСТ 1050 - 74.

Зубчасті пари муфт повинні працювати в масляній ванні. Рідке мастило, що використовується:

для діапазону робочих температур -15 ... + 80 ° СІ-50А ГОСТ 20799 - 75 з присадкою ДФ 11;

для діапазону робочих температур -20 ... + 80 ° СІТП-300, ІГП-38, ГОСТ 26191 - 84.

Заміна олії на нових муфтах повинна проводитися через 100-150 годин роботи. Наступна заміна - через кожні 2000-2500 годин роботи.

зубчастий муфта насосна олія

8. Торцеві гумові ущільнення обойм повинні відповідати наведеним у ГОСТ 5006-83. Допускається заміна на ущільнення відповідного типорозміру за ГОСТ 8752-79 або ГОСТ 9833-73.
9. Ресурс роботи муфти за дотримання вищенаведених вимог - 5000 годин.

Що ми маємо насправді під час експлуатації насосних агрегатів?

Незважаючи на досить жорсткі вимоги ГОСТ 5006 - 83 як при виготовленні, так і при експлуатації зубчастих муфт є цілий ряд порушень. Основні з них:

1. Переважна кількість муфт працює без мастила, а ущільнення на обоймах муфт або відсутні, або є звичайними сальниковими ущільненнями, що не забезпечують герметичності. Навіть конструкторська документація на вал насоса СЕ 2500 -180, випущена заводом-виробником, не передбачає ущільнення по валу під рідинне мастило, оскільки шпонковий паз під зубчасту втулку на шийці валу виконаний практично по всій шийці, і, відповідно, відсутня можливість установки гумового . Це спричиняє зниження ресурсу роботи муфт на 20 - 30% і передчасний вихід з ладу.
2. У фланцевих з'єднаннях обойм використовуються звичайні болти ГОСТ 7798 - 70, які забезпечують надійної фіксації обойм. Порушення болтових з'єднань через їхнє швидке ослаблення може призвести не тільки до поломки муфти, але і до швидкого зносу підшипників агрегату внаслідок появи ударного циклічного навантаження.
3. Рекомендовані ГОСТом центруючі діаметри на втулках та на обоймах виконані зі значним перевищенням допусків, що призводить до передчасного зношування зубчастих зачеплень, підвищеної вібрації та шуму при роботі.
4. Термообробка зубів деталей муфт відповідає необхідної.

Твердість поверхні зубів зазвичай становить HRC 30. 38, що знижує ресурс роботи в 1, 2 - 1,5 рази.

На деяких муфтах при монтажі агрегатів невраховано відповідність розміру А між серединами зубчастих вінців на зібраних обоймах і втулках валів агрегатів, що монтуються. Внаслідок цього з зачеплення виходить частина вінця, що призводить до передчасного зношування зачеплення або навіть поломки зубів і виходу з ладу муфти.

Для збільшення ресурсу роботи муфт рекомендується застосування сталей, що мають більшуконтактною міцністю, марки 50 та 40х.