Муфта в технике: определение, назначение, примеры использования

Содержание:

Конструкционные особенности и принцип работы насоса с магнитной муфтой
Классификация электромуфт
Преимущества насоса с магнитной муфтой
Электромуфта — как она работает?
- Что такое электромуфта?
- Классификация электромуфт
Распространенные ошибки установки
Основные разновидности фрикционного метода
Классификация электромуфт
3 Где применяются центробежные насосы с магнитной муфтой?
- 3.2 Мнение потребителей
Система классификации муфт
- По группам муфт (механические)
Муфта компрессора кондиционера

Конструкционные особенности и принцип работы насоса с магнитной муфтой

Оборудование не допускает утечек перекачиваемой жидкости, поэтому не наносит вреда производству, людям и природной среде. Более того, устройство не требует замены уплотнительных колец и состоит из комплекта деталей, которые используются во многих бессальниковых насосах. Поэтому дефицит запасных частей насоса практически отсутствует, а это, как правило, сокращает финансовые затраты на техническое обслуживание оборудования.

Основное отличие насосов с магнитной муфтой от других центробежных устройств в том, что у них отсутствуют механические уплотнительные элементы (сальниковые, торцовые и прочие) между валом и электрическим двигателем, а непосредственно на месте уплотнения крепится муфта.

Принцип работы насоса очень простой и заключается в следующем: в его середине предусмотрен роторный вал, который запускается в движение под действием магнитной муфты. Она же получает энергию от внешнего привода, скользит между полюсами магнитного поля и создает необходимое давление для передвижения жидкостей.

Основные комплектующие:

кожух (изоляционный) – отделяет перекачиваемую жидкость от наружной среды;
муфта (ведущая) – связывает электромотор непосредственно с валом привода;
полумуфта (ведомая) – расположена на валу рабочего колеса.

Насосы производят из полипропилена, ПВДФ и других пластиковых материалов. Для перекачки более агрессивных жидкостей устройства специально создаются из высокопрочного металла, а детали покрываются полимером. Это так называемые футерованные насосы, которые более прочны и долговечны, нежели насосы из пластика. Существуют и такие герметические насосы, корпус которых производится из цельных полимерных блоков. Они отличаются максимальной устойчивостью к разрушениям агрессивными средами и пригодны для эксплуатации в условиях экстремально низких температурных режимов.

Классификация электромуфт

Муфта зубчатая гост 5006-94

В большинстве случаев электромуфты классифицируются по тому, в какой области они применяются. Чаще всего применяется электромагнитная фрикционная муфта. Она обладает следующими свойствами:

Устройство может применяться для снижения вероятности воздействия импульсных нагрузок.
На холостом ходу конструктивные особенности определяют незначительные потери. Этот момент определяет то, что основные элементы не нагреваются при эксплуатации.
Есть возможность провести быстрый пуск механизма даже в случае, если оно находится под большой нагрузкой.

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

Довольно част встречается муфта электромагнитная тормозная, которая может снизить количество оборотов при работе.

Вариант исполнения кондиционерного компрессора представлена в виде узла, который состоит из следующих элементов:

Катушки электромагнитного типа. Она изготавливается при применении специальных сплавов, которые характеризуются определенными свойствами. Катушка требуется для непосредственной генерации электромагнитного поля.
Пластин прижимного типа. Этот элемент конструкции должен характеризоваться высокой прочностью.
Шкива, который передает усилие от электрического двигателя. Привод подобного типа получил довольно широкое распространение, так как он обеспечивает защиту устройства от перегрева при большой нагрузке. За счет смены шкивов есть возможность регулировать количество оборотов на выходе.

В рассматриваемом случае на катушку подается электричество, которое образует электромагнитное поле. За счет этого происходит притягивание прижимной пластины к шкиву. Подобное перемещение дает свободу валу, и механизм начинает работать.

Компрессорные установки получили весьма широкое распространение

Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:

Довольно часто встречается ситуация, когда подшипник шкива деформируется. В этом случае достаточно провести замену элемента.
Прижимная пластина изготавливается из тонкого метала, поэтому на момент эксплуатации она может деформироваться. Кроме этого, проблема возникает в случае неправильной установки зазора.
Встречается ситуация сгорания самой муфты. Она чаще всего связана с высоким напряжением, которое подается на катушку.

Развитие современных технологий определило то, что в автомобилях проводится установка электромагнитной муфты сцепления. Она делиться на несколько различных типов в зависимости от привода:

Гидравлический. Этот вариант исполнения характеризуется тем, что передача усилия осуществляется за счет жидкости в системе. Масло и вода хорошо подходят для передачи усилия. Однако, гидравлический привод на сегодняшний день характеризуется относительно низкой надежностью.
Механический. Подобное устройство характеризуется тем, что передача усилия проводится за счет сочетания различных элементов. Примером можно назвать звездочки, шестерни и другие детали.
Муфта сцепления электромагнитная.

Наиболее распространен последний тип механизма. При этом он также классифицируется на несколько основных типов:

По показателю трения выделяют мокрые и сухие. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения, которые могут работать только при добавлении масла.
Классификация проводится и по режиму включения: непостоянные и постоянные.
Выделяют муфты с одним или несколькими ведомыми дисками. Выбор проводится в зависимости от того, какие требуются эксплуатационные характеристики.
По виду управления также выделяют несколько основных видов механизма. Примером можно назвать механический, гидравлический и комбинированный.

Этот современный вариант исполнения встречается в случае, когда нужно обеспечить смещение соединяемых элементов относительно друг друга на момент эксплуатации.

Преимущества насоса с магнитной муфтой

Столярный угольник свенсона: назначение и приемы использования

Благодаря четко продуманной конструкции данные устройства обладают целым перечнем значимых преимуществ, это и делает их отличной альтернативой обычным герметичным насосам. Среди основных плюсов выделяют следующее.

1. Способность перекачивать химические и радиоактивные вещества и другие сложные соединения.

2. Способность работать в жестких эксплуатационных условиях.

3. Отличный теплоотвод и исключение осевых нагрузок.

4. Простота монтажа и демонтажа двигателя.

5. Надежность, длительный срок эксплуатации и отсутствие износа механизма электродвигателя.

Примечательно, что магнитная муфта считается наиболее совершенным способом запуска вращательного элемента, находящегося внутри корпуса насоса. А использование в производстве современных технологий позволяет поставлять данное оборудование по доступной стоимости.

Электромуфта — как она работает?

Шнек: определение, назначение, устройство

Важным элементом внутренней конструкции автомобиля является муфта. Техника сегодня не стоит на месте, поэтому в разных моделях авто могут быть установлены разные элементы. Необходимо четко разобраться в вопросе об электромуфтах — о чем-то малоизвестном.

Что такое электромуфта?

Муфта электромагнитная — это устройство, предназначенное для соединения и разъединения пары основных валов или же вала и детали, которая свободно на нем сидит. Сфер применения у электромагнитной муфты очень много. Кроме использования в конструкции транспортных средств, подобные устройства широко используются в тепловозах, устанавливаются в станках для резки металла и схожих устройствах. Но вот в разных механизмах используются и разные виды муфт. Даже в камазе и в газели установлены муфты разного вида.

Выделены следующие разновидности электромагнитных муфт:

— конусная и дисковая фрикционные электромуфты;

— зубчатая электромуфта (зубцы расположены на торцевой поверхности муфты);

— порошковая или жидкостная электромуфта (магнитопроводящий люфт между частями муфты наполнен порошкообразной смесью с жидкой консистенцией, содержащей ферримагнитный порошок).

Классификация электромуфт

Классификацию будем рассматривать исходя из той области, где применяется то или иное устройство.

Муфты электромагнитные ЭТМ

Это приспособление призвано защищать механизмы и устройства от импульсных перегрузок. Подобная муфта обеспечивает небольшие потери на холостом ходу. Это крайне благоприятно влияет на тепловой баланс системы, а также разрешает быстро запускать устройство, даже если оно находится под воздействием нагрузок. Такие муфты, в свою очередь, подразделяются на:

— контактные электромуфты;

— тормозные электромуфты;

— бесконтактные электромуфты.

Электромуфты кондиционерного компрессора

Такая электромуфта представлена в виде узла, который нужно устанавливать перед компрессором, состоящий из:

— электромагнитной катушки;

— прижимной пластины;

— шкива, который приводится в движение ремнем.

Соединение между прижимной пластиной и основным валом самое непосредственное, а вот катушку и шкив нужно устанавливать на передней стенке компрессора. Когда на катушку подается питание, то образуется магнитное поле, притягивающее прижимную пластину к шкиву. За счет этого компрессорный вал начинает двигаться, шкив и пластина также начинают вращаться, причем вместе.

Электромуфта компрессора кондиционера может выдавать разные результаты во время диагностики, поэтому Вы наверняка будете думать над полученными итогами. В действительности же, неисправности могут возникать из-за:

— дефектов подшипников шкива (в этом случае нужно произвести замену подшипников);

— сломана прижимная пластина (происходит это потому, что изначально зазор был выставлен неправильно);

— сама муфта «сгорела» (признак того, что внутри авто есть серьезные проблемы компрессора, поэтому нужно произвести капитальную диагностику).

Электромуфта привода вентилятора

Такое устройство широко применяется в системах охлаждения двигателя. функция такой муфты – поддерживать заданный температурный режим (в диапазоне от 85 до 90 градусов). Если такая муфта установлена в Вашем автомобиле, то:

— зимой температурный режим движка будет лучше поддерживаться при работающем двигателе;

— в значительной мере уменьшатся потери мощности на приводе вентилятора, а это существенно сократит расход горючего.

Электромуфта сцепления

Они делятся на:

— механические электромуфты;

— гидравлические электромуфты;

— муфты сцепления.

Наиболее распространенными является последний вид электромуфт, причем они также делятся на следующие категории:

1) По разновидности трения: сухие и мокрые (работающие в масле);

2) По режиму включения: постоянно и непостоянно замкнутые;

3) По количеству ведомых дисков: одно-, двух- и многодисковые;

4) По типу нажимных пружин и положению: с расположенной по периферии нажимного диска пружиной и с центральной диафрагменной пружиной;

5) По виду управления: с гидравлическим, механическим и комбинированным приводом.

Распространенные ошибки установки

В электрике применяются так называемые термоусадочные муфты, используемые для электро- и гидроизоляции концов и стыков электрических проводов и кабелей. Они представляют собой отрезки трубок из специального пластика, сильно уменьшающегося в размерах при нагревании и обжимающего конец или стык провода до его полной герметизации.

Распространенными ошибками при их монтаже являются:

неправильное цветовое обозначение фаз или контактов
наличие воздушных пустот после усадки;
перегрев муфты, ведущий к ее повреждению или разрыву;
неправильный выбор начального диаметра муфты и нарушение герметичности из-за неполного обжатия.

Основные разновидности фрикционного метода

С момента появления такой сварки были разработаны разные ее варианты, но все они работают по одному принципу — преобразованию силы трения в тепловую энергию.

Ротационный

Ротационная сварка трением позволяет с высокой производительностью соединять листы тонкостенной стали. Рабочий инструмент — вращающийся ролик, который движется вдоль свариваемого места со скоростью 2 м/с. За счет трения валика о металл в месте стыка или наложения листов он разогревается и передает тепло заготовке. Прижимные пластины обеспечивают необходимое давление, и получается надежное соединение.

Радиальный

Основная область его применения — заделка трубных стыков. В качестве присадки выступает разжимное кольцо.

Существует несколько вариантов расположения труб и соединительного кольца:

Снаружи. При этом кольцо вращается с внешней части трубы, а чтобы она не деформировалась, внутрь вставляют оправку.
Внутри. Кольцо движется внутри, а оправка надевается снаружи.

Линейный

В этом случае не происходит вращения деталей. Относительно друг друга они совершают линейные возвратно-поступательные движения. Когда достигается требуемая температура, заготовки останавливаются и сдавливаются. За счет частичного удаления излишков образуется сварной шов.

Орбитальный

Применение указанного способа сварки предусматривает вращение деталей в 1 плоскости, но по разным орбитам. Он позволяет соединять заготовки, имеющие большую площадь соприкосновения. Процесс нагрева регулируется путем изменения скорости, а также смещения осей вращения. После достижения требуемой температуры деталей они выставляются соосно и прижимаются друг к другу. Чтобы упрочить диффузный слой, после сварки выполняют проковку шва.

Точечное трение

Эта технология разработана только в конце прошлого века. Она подразумевает неподвижную фиксацию заготовок. Между ними проникает вращающийся рабочий инструмент, выполненный в виде цилиндра со штырем и заплечиками. За счет вращения штыря поверхность деталей разогревается, имеющийся зазор заполняется расплавленным металлом.

Инерционная сварка

Эта технология соединения предусматривает фиксацию одной детали неподвижно, а другой — на маховике. Вращающаяся заготовка приближается к стационарной, за счет инерции маховика они начинают тереться и нагреваться. В этом момент мотор уже не работает. Усилие вдавливания подвижного элемента в неподвижный зависит от толщины и материала, из которого они сделаны. После полной остановки маховика в месте соприкосновения прижатых элементов образуется надежное соединение.

Штифтовый

Такой способ используют, когда надо восстановить детали. В поврежденном месте под штифт, который является наплавкой, делают отверстие соответствующего диаметра. Штифт вращают с большой скоростью и вводят в подготовленное место. В процессе трения происходит нагрев детали и штифта. Они размягчаются, и формируется прочное соединение. Такой способ ремонта позволяет быстро восстановить требуемую деталь, добиться в месте установки штифта большей прочности, чем у самого предмета.

Непрерывный привод

Это один из первых методов фрикционной сварки. Он заключается в том, что одна деталь зафиксирована неподвижно, а вторая вращается. Когда они соприкасаются, происходит осевой разогрев поверхностей. При достижении заданной температуры останавливается вращение заготовки и выполняется сдавливание деталей. Для упрочения шва его проковывают.

Колебательный метод

Такая технология может реализоваться за счет движения как одной детали, так и обеих. Выполняется возвратно-поступательное движение, за счет чего происходит разогрев поверхностей и они становятся пластичными. После их сжатия образуется надежное соединение. Колебательный метод эффективно применяется при сваривании деталей из высокопластичных материалов.

Классификация электромуфт

Устройство может применяться для снижения вероятности воздействия импульсных нагрузок.
На холостом ходу конструктивные особенности определяют незначительные потери. Этот момент определяет то, что основные элементы не нагреваются при эксплуатации.
Есть возможность провести быстрый пуск механизма даже в случае, если оно находится под большой нагрузкой.

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

Катушки электромагнитного типа. Она изготавливается при применении специальных сплавов, которые характеризуются определенными свойствами. Катушка требуется для непосредственной генерации электромагнитного поля.
Пластин прижимного типа. Этот элемент конструкции должен характеризоваться высокой прочностью.
Шкива, который передает усилие от электрического двигателя. Привод подобного типа получил довольно широкое распространение, так как он обеспечивает защиту устройства от перегрева при большой нагрузке. За счет смены шкивов есть возможность регулировать количество оборотов на выходе.

Компрессорные установки получили весьма широкое распространение

Именно поэтому нужно уделять внимание следующим дефектам:

Довольно часто встречается ситуация, когда подшипник шкива деформируется. В этом случае достаточно провести замену элемента.
Прижимная пластина изготавливается из тонкого метала, поэтому на момент эксплуатации она может деформироваться. Кроме этого, проблема возникает в случае неправильной установки зазора.
Встречается ситуация сгорания самой муфты. Она чаще всего связана с высоким напряжением, которое подается на катушку.

Гидравлический. Этот вариант исполнения характеризуется тем, что передача усилия осуществляется за счет жидкости в системе. Масло и вода хорошо подходят для передачи усилия. Однако, гидравлический привод на сегодняшний день характеризуется относительно низкой надежностью.
Механический. Подобное устройство характеризуется тем, что передача усилия проводится за счет сочетания различных элементов. Примером можно назвать звездочки, шестерни и другие детали.
Муфта сцепления электромагнитная.

По показателю трения выделяют мокрые и сухие. В последнее время большое распространение получили варианты исполнения, которые могут работать только при добавлении масла.
Классификация проводится и по режиму включения: непостоянные и постоянные.
Выделяют муфты с одним или несколькими ведомыми дисками. Выбор проводится в зависимости от того, какие требуются эксплуатационные характеристики.
По виду управления также выделяют несколько основных видов механизма. Примером можно назвать механический, гидравлический и комбинированный.

3 Где применяются центробежные насосы с магнитной муфтой?

Герметичные центробежные насосы с муфтой применяются в химической промышленности. Чаще всего их можно встретить в напорных и циркуляционных системах, которые предназначены для перекачивания опасных веществ. Агрессивная среда может принести значительный вред системе, поэтому к подбору оборудования в этой сфере подходят со всей ответственностью.

Внутреннее устройство центробежного насоса с магнитной муфтой Argal ZMR

К таким рискованным жидкостям относят:

разбавленные кислоты;
щелочи;
токсины;
взрывоопасные растворы.

Температурный режим для данного вида может быть подобран в двух вариантах:

до +120 градусов по Цельсию;
от +120 до +250 градусов по Цельсию.

В связи с этим использование подобного оборудования возможно в следующих областях химической специализации:

энергетике;
пищевой промышленности;
очистке сточных вод;
нефтедобывающем производстве;
газодобывающей промышленности;
машиностроении.

Яркий пример тому Volvo xc90, в конструкции которого имеется насос муфты халдекс.

В последнем случае возможно использование упругой втулочно-пальцевой муфты. Ее особенностью считаются так называемые стальные пальцы, обеспечивающие взаимодействие двух соосных валов. Такая муфта представляет собой устройство, состоящее из двух полумуфт, которые находятся в неподвижном положении на составной части пальцев. Последние являются своеобразной платформой для крепления таких деталей, как резиновые втулки. Дополнительной функцией конструкции является снижение нагрузок от динамической работы механизма.

Центробежный герметичный насос с магнитной муфтой

Центробежные насосы могут быть моноблочными, вертикальными и с рубашкой обогрева. Отличительной особенностью является наличие защиты от взрыва. Конечно, при слишком высоком уровне опасности она помочь не сможет, но предохранить от подобных повреждений небольшого степени в ее силах. Название этой функции «взрывонепроницаемая оболочка», а помечается она соответствующей маркировкой. Агрегаты, имеющие в своем обозначении символ «Х», предполагают монтаж, сделанный только специалистами.

3.2 Мнение потребителей

Те, кто уже приобрел подобное оборудование, отмечают удобство его использования, компактные размеры и длительный период эксплуатации. Также к плюсам насосов с магнитными муфтами относят их стойкость к повреждениям, вызванных внешней средой.

Система классификации муфт

По группам муфт (механические)

Жёсткие (глухие) муфты:
- втулочные (по ГОСТ 24246-96) ;
- фланцевые (по ГОСТ 20761-96);
- продольно-свёртные (по ГОСТ 23106-78).

Компенсирующие муфты — компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов:
- шарнирные муфты — угловое смещение до 45° (по ГОСТ 5147-97)
- зубчатые;
- цепные (по ГОСТ 20742-93).

Упругие муфты — компенсация динамических нагрузок:
- муфты с торообразной оболочкой (по ГОСТ 20884-93);
- втулочно-пальцевые (по ГОСТ 21424-93);
- муфты со звёздочкой (по ГОСТ 14084-93).

Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.
- муфты кулачково-дисковые (по ГОСТ 20720-93);
- кулачковые муфты;
- фрикционные;
- центробежные.

Самоуправляемые (автоматические) муфты:
- обгонные муфты — передача вращения только в одном направлении;
- центробежные — ограничение частоты вращения;
- предохранительные муфты — ограничение передаваемого момента (с разрушающимся элементом и автоматические).

Гидравлические (гидродинамические).

Электромагнитные и магнитные.

Муфта компрессора кондиционера

В передней части компрессора устанавливают именно ее. Состоит она из основных элементов: пластины, шкива, электромагнитной катушки.

Пластина присоединяется напрямую к валу, а катушка и шкив имеют расположение на передней крышке. Когда начинается подача питания, создающая магнитное поле, пластина притягивается к шкиву и вал компрессора приходит в движение. Шкив вращается совместно с пластиной.

Если сломалась электромагнитная муфта, ремонт ее можно осуществить самостоятельно.

Для успешного ремонта надо правильно диагностировать причину неисправности. При поломке муфты компрессора может ощущаться запах горелого и слышаться шум. Обычно стук возникает при необходимости замены подшипника. Бывают такие неисправности, которые диагностировать сможет только мастер при наличии специального оборудования.

Если встал вопрос о замене такой детали, как электромагнитная муфта («ГАЗель» не исключение), то проблем с поиском необходимого оборудования не должно возникнуть. Хорошо, если поломка обнаружилась вовремя. Это позволит избежать дополнительных затрат при выходе из строя других, связанных частей двигателя. Муфты на разное оборудование тоже разные, и чтобы не ошибиться при самостоятельной покупке, можно обратиться в сервисный центр.

Если электромагнитные муфты компрессора выходят из строя, то причины этому могут быть следующие:

поломка прижимной пластины, когда она неверно вставлена в зазор;
неисправна полностью муфта, она может «сгореть» и диагностика причины этого очень сложна;
подшипники шкива требуют замены.

Электромагнитная муфта вентилятора применяется в охлаждении компрессоров автомобилей или для поддержания определенной температуры двигателя.

Также она применяется для поддержания температуры в период холодного времени года, особенно если включен вентилятор. Помогает она снизить расход топлива путем сокращения мощности на приводе вентилятора.

Важным элементом различных конструкций можно назвать муфту. Современные технологические возможности позволили получить более сложные устройства, которые характеризуются более привлекательными эксплуатационными характеристиками. Электромагнитные муфты можно назвать современным предложением. Они устанавливаются на современных автомобилях и многих других устройствах. Довольно сложная конструкция и непростой принцип действия определяет то, что нужно четко разбираться в подобном устройстве для обеспечения его качественного обслуживания. Рассмотрим все особенности данного вопроса подробнее.