Розділ 2. Обгрунтування кінематико-геометричних і
силових параметрів елементів привода . вуглерозмелювальних млинів
2.1. Попередні зауваження та розробка класифікації кулькових муфт вільного
ходу
Для вибору потрібної за задоволенням вимог вуглерозмелювальних млинів кулькової
муфти необхідно знати, які з них уже запропоновано. Для цього виникла
необхідність у проведенні кваліфікації тільки кулькових муфт, яка на даний час
у літературі не наведена.
Проведений аналіз існуючих муфт вільного ходу надав змогу стверджувати, що на
даний час відомі дві групи таких пристроїв. До першої групи будемо відносити
КМВХ радіальної дії, а до другої - осьової дії. Такі визначення пов’язані з
напрямком руху кульок під час вмикання муфт, тобто в момент переходу привода
від холостого ходу до робочого стану.
Класифікація муфт першої групи більш повно наведено в роботі [147]. Внаслідок
появи в останній час кулькових муфт вільного ходу осьової дії [119...122,
125...127]. Існуюча класифікація такого типу муфт не відповідає сучасному стану
наукового розвитку цього напрямку. Тому очевидна необхідність розробки сучасної
більш повної класифікації КМВХ. Запропонована автором класифікація враховує
конструктивні та функціональні ознаки пристроїв. Причому друга група за формою
поверхонь півмуфт поділена на три підгрупи (рис.2.1): кульки розташовані на
циліндричних поверхнях; кульки розташовані на конічних поверхнях півмуфт і
кульки на сферичних поверхнях півмуфт.
Загальною ознакою муфт першої групи є те, що робочі пази виконано на торцевих
поверхнях валів або спеціальних півмуфт. Але кожна із цих муфт має свої
конструктивні особливості стосовно форми пазів, їхнього взаємного розташування
та кількості з’єднувальні кульки (або кульки) також займають різні початкові
положення, але під час вмикання муфти обов’язково рухаються від початку пазів
до їх периферії у радіальному напрямку. Рушійною силою для кульок на початку
руху частіше є сила ваги самої кульки, а після відхилення кульок від
початкового положення її переміщенню сприяє також відцентрова сила та сили
тиску бокових поверхонь пазів пів муфт. У муфті осьової дії з’єднувальні кульки
рухаються в осьовому напрямку. Причому на початку руху кульки заштовхуються до
пазів веденої півмуфти силою пружини (або пружин), що діє на кульки кочення
через спеціальне кільце. Нижче досліджуються розроблені автором кулькові муфти
вільного ходу з циліндричними та бочкоподібними внутрішніми півмуфтами [126,
127].
2.2. Конструктивні особливості кулькових муфт вільного ходу
За результатами кількісного аналізу навантажень існуючих муфт млина Ш-12 та
беручи до уваги розроблену класифікацію муфт, створено дві нові конструкції
муфт осьової дії, на котрі отримано патенти України на винахід [126, 127].
Проаналізувавши геометричні та силові параметри цих муфт установлено, що другу
з них більш доцільно застосовувати у приводі млинів Ш-12 та інших подібних
механічних системах. Це пояснюється тим, що внутрішня півмуфта її має
бочкоподібну форму.
Таке виконання півмуфти надає їй збільшені компенсаційні функції, що для
кінематичних ланцюгів млинів має велике значення. Окрім цього, вона має інші
переваги.
В порівнянні з іншими видами відомих муфт (рис.2.1) кулькова муфта вільного
ходу має ще ряд специфічних особливостей, що підтверджують доцільність її
застосування. Це випливає із порівняння її з відомою зубчастою муфтою, що
застосовується зараз у приводі млинів (рис.1.1,а).
Після проведеного аналізу подібних показників стає очевидним те, що муфта
(рис.2.2,а) має наступні основні переваги:
простіша у виготовленні та експлуатації;
не вимагає ретельного мащення робочих поверхонь елементів;
для виготовлення не вимагає спеціального зубонарізного обладнання;
автоматично роз’єднує вали редуктора та шестірні приводної передачі після
вимикання електродвигуна;
дозволяє початок руху ротора двигуна без навантаження;
менші габарити при однакових навантаженнях.
До недоліків запропонованої муфти належать:
підвищена вимога до центрування валів під час монтажу;
нахил пазів необхідно погоджувати з напрямом обертання валів.
Принципова схема запропонованої муфти наведена на рис. 2.2. Муфта включає в
себе ліву півмуфту 1, що має маточину з зовнішньою бочкоподібною поверхнею, на
котрій нарізано пази під кутом б до осі обертання.
Права півмуфта 2 має також маточину для закріплення її на валу та частину у
вигляді кільця, на торці якого нарізано відповідну кількість пазів протилежного
нахилу, ніж на лівій півмуфті. У пазах півмуфт розташовано по одній кульці 3,
що можуть з’єднувати півмуфти та передавати обертальний момент. Для надійного
вмикання муфти в роботу, тобто вчасного зчеплення півмуфт, муфта обладнана
кільцем 6, що спирається на гвинтову пружину 7. Півмуфти розміщені у спільному
корпусі 4, що болтами 5 закріплюється до веденої півмуфти.
Рис. 2.2. Принципова схема кулькової муфти вільного ходу: а – загальний
вигляд; б і в – розміщення пазів відповідно на ведучій та веденій півмуфтах
Із рис. 2.2 видно, що муфта може працювати в двох режимах, це залежить від
розташування кульок. Якщо кульки займають крайнє ліве положення, то передача
муфтою обертального моменту неможлива - муфта працює як звичайний підшипник у
холостому режимі.
Це можливо тоді, коли ведуча півмуфта змінить напрямок руху, або зупиниться, а
ведена - продовжує рухатись. Наприклад, під час зупинки млина в барабан за
інерцією продовжує ротор двигуна та редуктор зупиняються відразу після
вимикання струму внаслідок автоматичного роз’єднання валів. До робочого стану
муфта перейде тоді, коли кульки будуть розташовані у крайньому правому
положенні. Вони шляхом зачеплення між півмуфтам
- Київ+380960830922