Крановая муфта
Муфта — это механическая деталь, используемая для соединения двух валов, чтобы они могли вращаться вместе и передавать движение и крутящий момент. В высокоскоростных и мощных системах передачи мощности муфта также выполняет функцию амортизации, демпфирования и улучшения динамических характеристик вала. Муфта состоит из левой и правой частей, которые соответственно соединяются с ведущим и ведомым валами (используется для соединения источников энергии, таких как редукторы и двигатели). В большинстве случаев силовая машина соединяется с рабочей машиной посредством муфты.
Зубчатая муфта кранового барабана
Зубчатые муфты для крановых барабанов являются наиболее широко используемыми компенсационными муфтами в механизмах перемещения кранов. Каждая из них состоит из внутреннего зубчатого кольца и фланцевой полумуфты с наружными зубьями, имеющей такое же количество зубьев. Крутящий момент передается за счет зацепления внутренних и наружных зубьев. Наиболее распространенный профиль — корончатый зуб, наружная поверхность которого обработана как часть сферы, центрированной на оси шестерни. Получающийся зазор между зубом и боковой поверхностью позволяет увеличить угловое смещение и повысить крутящий момент.
Условия эксплуатации
- Температура: от −20 °C до 80 °C
- Подходит для непрерывного вращения вперед-назад на средних и высоких скоростях; в пыльных условиях требуется надежная герметизация и периодическое пополнение смазки.
- Не подходит для работы с большими угловыми отклонениями, гашением вибраций, точным позиционированием без люфта или в условиях сильной коррозии без защиты.
Основные характеристики
- Как внутреннее, так и внешнее зубчатые кольца имеют эвольвентный профиль зубьев; боковые поверхности зубьев цементированы и закалены до твердости 58–62 HRC, что позволяет муфте выдерживать значительные ударные нагрузки.
- Профиль с коронкой обеспечивает постоянный контакт с поверхностью зуба и компенсирует значительные угловые и радиальные смещения; измеренная угловая компенсация достигает 1,5°. Конструкция компактна, имеет малый радиус поворота и высокую эффективность передачи.
- Изогнутая поверхность зубьев обеспечивает большую площадь контакта, поэтому зубчатая муфта с корончатой головкой передает больший крутящий момент при заданных размерах; по сравнению с муфтой с прямыми зубьями, ее крутящий момент на 201Т–301Т выше, что обеспечивает более надежную работу.
Приложения
В процессе работы относительное перемещение валов приводит к периодическому скольжению зацепляющихся зубьев в осевом направлении, вызывая износ зубьев и потери мощности. Поэтому зубчатые муфты для крановых барабанов требуют эффективной смазки и герметизации. Они подходят для низкоскоростных приводов большой мощности, передающих высокий крутящий момент, допускающих значительные относительные смещения и не требующих точной центровки при установке.
Типичные места установки включают соединение выходного вала редуктора и подъемного барабана на мостовых и козловых кранах класса нагрузки M5 и выше, а также соединения в длинных передаточных валах механизмов перемещения мостов.
Сцепное устройство Крэйна Олдхэма
Металлические муфты Олдхэма для кранов являются более распространенным вариантом. Они состоят из двух полумуфт с канавками на торцах и промежуточного диска с перпендикулярными выступами на противоположных сторонах. По мере скольжения диска внутри канавок металлическая муфта Олдхэма компенсирует радиальное и угловое смещение, а также небольшое осевое перемещение, обеспечивая соединение валов без люфта или с минимальным люфтом.
Условия эксплуатации
- Температура: от −20 °C до 70 °C
- Подходит для работы на низких скоростях до 250 об/мин при постоянной нагрузке.
- Не подходит для высоких скоростей, частых переключений передач или условий со строгими требованиями к уровню шума и чистоте.
Основные характеристики
- Каждая полумуфта крепится к валу с помощью шпоночного паза или зажимного устройства и имеет профилированную радиальную канавку на торце для зацепления с промежуточным диском. Эта компактная конструкция имеет малые радиальные размеры и подходит для установки в условиях ограниченного пространства.
- Поскольку передача энергии осуществляется исключительно за счет механического контакта без использования эластомерных элементов, эффективность передачи высока и обычно превышает 98%.
- Муфта устраняет дополнительные нагрузки между валами, которые могут возникать при автоматическом управлении двигателем, более равномерно распределяет нагрузки по рабочим поверхностям, передает значительный крутящий момент и обеспечивает некоторую защиту от перегрузки.
Приложения
Благодаря высокой жесткости на кручение и компенсации несоосности, муфты Олдхэма для кранов позволяют соединять валы с высоким крутящим моментом и низкой скоростью вращения. Они также подходят для приводов, требующих плавной работы, умеренной скорости или точности позиционирования.
Типичные области применения включают в себя мостовые и тележечные механизмы перемещения мостовых и козловых кранов класса нагрузки M3 и ниже, а также консольные краны на колоннах.
Гибкое штифтовое соединение для крана
Гибкие штифтовые муфты крана соединяют две полумуфты с помощью неметаллических эластичных штифтов, установленных в отверстиях фланцев. Обычно изготовленные из нейлона, штифты передают относительно высокий крутящий момент, обеспечивая при этом ограниченную компенсацию смещения валов.
Условия эксплуатации
- Температура: от −20 °C до 70 °C
- Подходит для приводов типа «двигатель-редуктор», насосных установок и частых циклов пуска и остановки.
- Не устойчив к погружению в масло или растворитель, высокотемпературному старению или низкотемпературному охрупчиванию нейлона; не предназначен для работы с очень высоким крутящим моментом.
Основные характеристики
- Конструкция с эластичными штифтами проста, удобна в изготовлении и быстро разбирается. Нейлоновые штифты можно заменить, сняв фиксирующую пластину, не перемещая при этом ни одну из полумуфт.
- Штифты обычно изготавливаются из нейлона-6, самосмазывающегося материала, не требующего внешней смазки и поддерживающего чистоту рабочей зоны, хотя и издающего относительно высокий уровень шума.
- При заданном крутящем моменте его диаметр вращения, как правило, меньше, чем у зубчатой муфты, что обеспечивает ему компактные размеры и малый вес, поэтому он может частично заменить зубчатые муфты во многих областях применения.
Приложения
В процессе работы штифты подвергаются сдвигу и сжатию. Хотя сила сдвига невелика, надежность работы ограничена; поэтому гибкие штифтовые муфты для кранов предназначены для приводов со средней скоростью и умеренными нагрузками, а не для тяжелых или высокоскоростных условий эксплуатации.
Он широко используется в механизмах перемещения мостовых и козловых кранов, не относящихся к классу грузоподъемности M4.
Карданный шарнир крана
Наиболее распространенным типом карданного шарнира для кранов является карданный шарнир, состоящий из двух вилок, поперечного подшипника и неподвижного вала. Его конструкция с поперечным подшипником обеспечивает значительный угол между валами — обычно указываемый здесь как 35°–45° — и компенсирует относительное смещение валов во время работы, включая осевое и угловое смещение.
Условия эксплуатации
- Температурный диапазон: от −20 °C до 120 °C в стандартной комплектации, до −40 °C при настройке для работы при низких температурах.
- Используется для передачи с пересекающимися валами; одиночный шарнир работает с непостоянной скоростью, тогда как парный шарнир работает с постоянной скоростью.
- Не подходит для высоких скоростей в сочетании с большими углами, плохо смазанными условиями или прецизионными синхронными приводами.
Основные характеристики
- Карданный шарнир с поперечным валом имеет компактную и рациональную конструкцию, высокую общую несущую способность и повышенную безопасность при длительной эксплуатации.
- Большая несущая способность обеспечивает более высокий передаваемый крутящий момент, что делает его особенно эффективным для машин с ограниченным диаметром вращения, поскольку он обеспечивает плавную передачу мощности.
- Благодаря высокой эффективности передачи данных (98%), он повышает производительность и способствует экономии энергии.
Приложения
Поскольку один карданный шарнир генерирует мгновенные колебания угловой скорости, обусловленные его пространственной четырехзвенной системой, в высокоточных приводах обычно используется конфигурация с двумя карданными шарнирами. Благодаря способности выдерживать значительный крутящий момент и скорость, она подходит для работы в тяжелых или высокоскоростных трансмиссиях.
Карданные шарниры кранов обычно используются на валах передачи большой грузоподъемности мостовых и козловых кранов. Они также подходят для приводов, требующих большой угловой компенсации.
Параметры выбора кранового соединения
| Параметр | Зубчатая муфта кранового барабана | Сцепное устройство Крэйна Олдхэма | Гибкое штифтовое соединение для крана | Карданный шарнир крана |
|---|---|---|---|---|
| Номинальный крутящий момент | 100–250 000 Н·м | 16–10 000 Н·м | 10–20 000 Н·м | 500–500 000 Н·м |
| Угловая компенсация | ≤ 1,5° | ≤ 0,6°–0,7° | ≤ 2° | ≤ 15° |
| Демпфирующая способность | Никто | Никто | Сильный | Никто |
| Требуется смазка | Смазка | Смазка | Никто | Смазка |
| Типичные применения | Коробка передач – барабан, длинные трансмиссионные валы | Барабаны с низкой скоростью вращения, короткие приводы с большим перекосом | Мотор-редуктор | Длиннопролетные, длинные валы |
| Цикл замены | 3–5 лет | 1–3 года (фрикционный диск) | 1–1,5 года (нейлоновые булавки) | 2–4 года (перекрестная рождение) |
Безопасная эксплуатация крановых сцепных устройств
Поскольку соединительный элемент расположен между всеми механизмами перемещения, он напрямую влияет на нормальную работу всего крана. При эксплуатации необходимо соблюдать следующие правила:
- Для сохранения передаточной функции муфта не должна иметь перекоса оси или радиального смещения за пределы допустимых значений.
- Не допускается наличие ослабленных или отсутствующих болтов.
- Зубчатые и Олдхэмовские муфты необходимо регулярно смазывать — как правило, консистентной смазкой каждые 2–3 месяца — чтобы предотвратить сильный износ шестерен, который может привести к серьезным последствиям.
- Длина контакта зубьев зубчатой муфты с поверхностью не должна быть меньше ширины поверхности, а ее осевой люфт не должен превышать 5 мм.
- Наличие трещин недопустимо; при появлении трещины соединительное устройство необходимо заменить.
- Шпонки должны плотно прилегать и не должны болтаться.
- В случае зубчатой муфты, износ зубьев превышает 15% от первоначальной толщины зубьев на подъемных механизмах или 25% на ходовых механизмах, или же зуб ломается, муфта подлежит списанию.
- Эластомерные кольца штифтовых муфт и уплотнения зубчатых муфт необходимо незамедлительно заменять в случае их повреждения или износа.
Муфты для кранов DGCRANE разработаны с использованием высококачественных материалов и соответствуют строгим производственным стандартам. Эти муфты не только отвечают различным требованиям по компенсации крутящего момента и несоосности, но и сокращают непредвиденные простои из-за отказов трансмиссии. Независимо от того, нужны ли вам виброгасящие эластичные муфты или карданные шарниры с большим углом поворота, муфты для кранов DGCRANE обеспечивают стабильную работу, что делает их идеальным выбором для надежной и долговременной передачи мощности крана.
