Шпалоподбивочной машины ШПМ-2

Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП) получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Это особенно удобно при замене разрушенных резиновых втулок.

Рассмотрим пример выбора МУВП для привода рабочих механизмов (рис. 7.1) шпалоподбивочной машины ШПМ-2 [11, 33].

На фрагменте кинематической схемы машины показан двигатель 1, центральный карданный вал 2, центральный редуктор 3, в котором мощность может отбираться через цилиндрическую передачу на муфту сцепления для коробки передач, однако с центрального вала, через разветвляющую коническую передачу (U_кон= 1) поток мощности делится пополам и поступает к исполнительным органам левого и правого шпалоподбивочных механизмов по валам с короткими цилиндрическими хвостовиками Æ60 мм через две одинаковые упругие втулочно-пальцевые муфты 4, размеры которых необходимо определить.

Примем самые напряжённые условия расчёта МУВП, предполагая, что отбор мощности на коробку передач не производится и суммарный КПД всех механизмов (с учётом потерь в карданной муфте центрального вала, подшипниках, на смазку, в зубчатой муфте и конических передачах) не ниже 95%. Т.е. на каждую из обеих МУВП приходится мощность N_МУВП = N·0,95/2 = 88·0,95/2 =
= 41,8 ≈ 42 кВт.

До муфт частота вращения не понижается, примем её максимальной n = 1500 об/мин. Тогда вращающий момент, передаваемый каждой муфтой

M_МУВП = N_МУВП / (π · n/30) = 42000/ (π·1500/30) = 267,5 ≈ 270 Нм.

Рис. 7.1. Кинематическая схема машины ШПМ-2, фрагмент

При этих условиях выбираем по ГОСТ 21424-93 стандартную МУВП (табл. 7.1), передающую номинальный момент 500 Нм, предназначенную для закрепления полумуфтами на коротких (исполнение полумуфт 1) цилиндрических (исполнение муфты I) хвостовиках диаметром 60 мм.

Полумуфты изготавливают из чугуна марки СЧ20 или стали 30Л, пальцы из стали 45, упругие втулки из резины с пределом прочности на разрыв не менее 8 Н/мм².

Таблица 7.1 Муфты упругие втулочно-пальцевые, ГОСТ 21425-93, основные размеры, мм

Момент, Нм

Угловая скорость, с–1

Отверстие

Габариты

Смещение валов

d, d1

lцил

lкон

L

D

D0

Рад., Δr

Угл., Δγ

31,5

≤ 670

16; 18; 19

0,2

1°30'

≤ 600

20; 22; 24

≤ 480

25; 28

0,3

≤ 400

32;35;36;38 40; 42; 45

1°

≤ 380

40; 42; 45

≤ 315

45; 48; 50 55; 56

0,4

≤ 300

50; 55; 56 60;63;65;70

≤ 240

63;65;71;75 80; 85; 90

Примечание. 1. Муфты изготавливают двух типов: I – с цилиндрическим отверстием под вал; II – с коническим отверстием. 2. Возможны 4 исполнения полумуфт: 1 – с цилиндрическим отверстием для коротких концов вала, 2 – с цилиндрическим отверстием для длинных концов вала, 3 – с коническим отверстием для коротких концов вала, 4 – с коническим отверстием для длинных концов вала. В таблице приведены муфты исполнения 2 (на короткие концы вала). 3. Размеры b и B определяются по осевым размерам пальца, упругой и распорной втулок D0 = D – (1,5…1,6)d0, где d0 – диаметр отверстия под упругую втулку; dст = 1,6d(d1). 4. Пример условного обозначения муфты с номинальным вращающим моментом 250 Нм, ведущая полумуфта диаметром 32 мм типа I, исполнения 3, ведомая – диаметром d = 40мм, типа II, исполнения 2: Муфта упругая втулочно-пальцевая 250-32-I.3-40-II.2- ГОСТ 21424-93.

Момент, Нм

Пальцы

Втулка упругая

Втулка распорная

dп

d0

lп

l0

l1

l2

Z

dв

lв

d1

t

b

dр

S

31,5

M8

2,5

M8

2,5

M10

2,5

3,5

M10

2,5

3,5

M12

2,5

4,5

M12

2,5

4,5

M12

2,5

4,5

M16

3,5

Обозначение принятой муфты в документах:

Муфта упругая втулочно-пальцевая 500-60-I.1-60-I.1- ГОСТ 21424-93.

Контрольные вопросы

Какой тип муфт получил наиболее широкое распространение?

Какой параметр является определяющим при выборе муфты?

Из каких материалов изготавливают детали муфты?

Какая деталь муфты МУВП наиболее уязвима?

Как производится замена изношенных деталей МУВП?

Как расшифровывается обозначение МУВП в документах?