Для соединения электродвигателя и исполнительного механизма промышленного насоса или компрессора в 90% применений требуется муфта с компенсацией паразитных колебаний (вибрации), устойчивая к коррозии и, в ряде случаев, например, на химическом производстве, соответствующая стандартам взрывопожаробезопасности ATEX 95/137.
При этом муфта должна иметь изолирующую прокладку (для того чтобы электрически развязать электродвигатель и нагрузку), легко монтироваться, как можно дольше сохранять начальные параметры и быть экономичной по цене.
Все эти требования были реализованы в новой серии пластиковых муфт TX1 компании R+W Antriebselemente GmbH.
Пластиковые муфты R+W серии TX1
После нескольких лет интенсивных исследований и опытно-конструкторских разработок, связанных с использованием новых полимерных материалов в машиностроении, компания R+W Antriebselemente GmbH представила на рынок новый тип муфты из усиленного термостойкого пластика с эластомерной проставкой ECOLIGHT®. Основные области применения муфт серии TX1 – промышленное насосное и компрессорное оборудование, а также оборудование для пищевой и химической промышленности.
Пластиковые муфты новой серии сохраняют практически все преимущества алюминиевых муфт, при этом они имеют больший коэффициент демпфирования, меньший момент инерции и стоят существенно дешевле, особенно при заказах на комплектацию серийно выпускаемого оборудования.
В серии TX1 используется традиционное многоточечное крестообразное зацепление частей муфты через прокладку из эластомера.
Уникальность новой серии заключается в низком собственном весе муфты, что и обеспечивает предельно малый момент инерции.
Базовое исполнение муфт TX1 – со шпоночной канавкой. Она может быть выполнена как в соответствие с метрическими, так и англо-американскими (дюймовыми) стандартами. Для монтажа не требуется специальных инструментов – винты для закрепления шпонок выполнены под стандартный шестигранный ключ (М3-М6).
Диапазон передаваемых моментов от 2 до 810 Н·м в зависимости от размера и типа проставки. Диаметр стыкуемых валов от 6 до 45 мм, допуск посадки H8, диапазон рабочих температур от -20 до +100 °С.
Пластиковые муфты TX1 не подвержены коррозии и не проводят электрический ток. Поэтому их применение особенно оправдано в условиях повышенной влажности и в случаях, когда требуется изолировать электродвигатель и исполнительный механизм.
Конструктивно муфта состоит из трех основных частей: двух ступиц со шпоночным креплением (для ведущего и ведомого валов) и эластомерной проставки, через которую передается крутящий момент. Тип проставки во многом определяет рабочие параметры привода и выбирается, соответственно, в зависимости от характера применения.
Для точной передачи момента используются беззазорные эластомерные проставки типа А и B, для компенсации рассогласований входного и выходного валов используются проставки типа C. Вторая важнейшая функция эластомера – гашение вибрации и ударов при запуске двигателя, в этом случае проставка играет роль амортизатора.
Компания R+W использует эластомерные проставки трех типов. Они отличаются, в основном, по жесткости и для удобства идентификации окрашены в разные цвета. Базовые характеристики проставок приведены в таблице.
Общие характеристики эластомерных проставок R+W
| Тип эластомера | Твердость по Шору1 | Цвет эластомера | Коэффициент демпфирования2 (Ψ) | Диапазон рабочих температур (°С) | Особенности |
| А | 98 Sh A | Красный | 0,40-0,50 | -30…+100 | Повышенный уровень демпфирования |
| В | 64 Sh D | Зеленый | 0,30-0,45 | -30…+120 | Высокая жесткость на скручивание |
| С | 80 Sh A | Желтый | 0,30-0,40 | -30…+100 | Очень высокий уровень демпфирования |
1Твердость по Шору (Shore hardness) – критерий противодействия материала приложенному и нагруженному пружиной индентору при определении твердости склероскопом. Чем выше это число, тем больше противодействие. Обычно используется для резиновых и полимерных материалов.
2Коэффициент демпфирования приведен для частоты колебаний 10 Гц и температуры +20 °С.
Серия TX1 включает специальные исполнения муфт для применения на взрывопожароопасных производствах. Они отличаются материалом эластомера и сертифицированы по стандартам ATEX.
Отличительные преимущества пластиковых муфт TX1
1. Максимально сниженный вес и, соответственно, момент инерции. Например, муфта TX1 типоразмера 10 (для соединения валов диаметром до 16 мм и максимальным моментом до 32 Н·м) весит всего 30 г.
2. Низкая шумность в работе. При работе двигателя под нагрузкой, особенно на высоких скоростях, часто возникают резонансные шумы. Термопластиковые муфты с прокладками из эластомера способствуют снижению уровня шума за счет акустической развязки двигателя и исполнительного механизма.
3. Высокая механическая прочность. За счет использования специального армирующего материала, имеющего разнонаправленное расположение волокон, и полукристаллического термопластика достигается на порядок более высокая прочность составных частей, чем у аналогичных муфт из однородной пластмассы.
4. Компенсация осевого и радиального рассогласования. Особая геометрия зубцов эластомерной проставки обеспечивает компенсацию осевых рассогласований в широком диапазоне, при этом все части муфты при необходимости легко разъединяются даже после продолжительной работы под нагрузкой.
Параметры компенсации:
- радиального смещения – от 0,17 до 0,30 мм;
- непараллельности валов – до 1,5°;
- осевого зазора – максимум ±2 мм.
5. Точность балансировки. В отличие от других производителей, использующих для производства муфт из пластмассы технологию экструзии, R+W использует технологию многоступенчатого литья под давлением с контролируемыми параметрами технологического цикла. Каждая муфта после отливки проходит контроль качества по технологии Molfdlow Analysis, что гарантирует постоянство технических характеристик независимо от партии.
Устройство муфты TX 1
Геометрия внутреннего пространства муфт TX1 - результат совместной работы инженеров R+W и специалистов ряда технических университетов Германии. Результаты, полученные путем математических расчетов и трехмерного моделирования, впоследствии были протестированы на экспериментальных образцах в реальных условиях.
Главным требованием к конструкции муфты было выдвинуто сочетание механической прочности, минимальной температурной деформации и низкого веса. При этом в геометрии профиля необходимо было учесть шпоночные пазы и обеспечить сбалансированность для рабочих скоростей до 10000 об/мин.
После анализа результатов испытаний были отобраны 3 лучших варианта профиля (профили различаются в зависимости от типоразмера муфты), все с крестообразным зацеплением и восьмилепестковой проставкой, и оформлена официальная заявка на регистрацию патента.
Примеры применений
|
|
|
|
|
|
