Муфта в автомобиле: Муфта сцепления – Муфта (механическое устройство) — Википедия

Содержание

Муфта (механическое устройство) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 марта 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 13 марта 2019; проверки требуют 2 правки. У этого термина существуют и другие значения, см. Муфта.

Му́фта — устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталей для передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу.

Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины.[1]

По видам управления[править | править код]

  • Управляемые — сцепные, автоматические
  • Неуправляемые — постоянно действующие.

По группам муфт (механические)[править | править код]

  • Жёсткие (глухие) муфты:
  • 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:
  • Сцепные муфты — соединение или разъединение валов или валов с установленными на них деталями.
  • 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).
  • Электромагнитные и магнитные.

Примеры конструктивных исполнений унифицированных муфт[править | править код]

Жёсткие фланцевые и втулочные муфты[править | править код]

В жёсткой фланцевой муфте применяется болтовое соединение фланцев. Во втулочной муфте применяется жёсткая втулка, соответственно, соединяющая друг с другом два вала[2].

Упруго-крутильные кулачковые муфты[править | править код]

Муфта состоит из двух ступиц и упругого элемента — «зубчатого венца». Передача крутящего момента осуществляется геометрическим замыканием. Устойчива на пролом. Колебания и удары, которые возникают во время эксплуатации, эффективно демпфируются и снижаются. За счёт использования упругого элемента плохо переносит температурные нагрузки.

Гидравлическая муфта[править | править код]

Гидравлическая муфта — устройство, в котором валы не имеют жёсткой механической связи и передача механической энергии происходит под действием потока рабочей жидкости (масла) от насосного колеса к турбинному колесу. Особенность гидравлической муфты в том, что она ограничивает максимальный момент, сглаживает пульсации, устраняет перегрузку двигателя при пуске и разгоне.

Электромагнитная и магнитная муфта[править | править код]

Электромагнитная и магнитная муфта — валы также не имеют жесткой механической связи и, кроме того, она позволяет передавать механическую энергию за счёт магнитных сил. При подаче напряжения на магнитное тело якорь муфты притягивает ведущий и ведомые диски. Различают следующие типы электромагнитных муфт:

Контактные — подача напряжения на магнитное тело щёткодержателем ЭМЩ, тип ЭТМ … 2

Бесконтактные — подача напряжения по токопроводу, тип муфты ЭТМ … 4

Тормозные — ЭТМ … 6

Вязкостная муфта[править | править код]

Механическое устройство, которое передаёт вращающий момент посредством вязкой жидкости.

  • ГОСТ Р 50371-92: Муфты механические общемашиностроительного применения. Термины и определения.
  • ГОСТ 15622-96: Муфты предохранительные фрикционные. Параметры, конструкция и размеры.
  • ГОСТ Р 50893-96: Муфты предохранительные шариковые. Основные параметры и размеры. Технические требования.
  1. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — С. 417. — ISBN 5-7695-1384-5.
  2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035).
  3. Башта Т. М., Руднев С. С., Некрасов Б. Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. — 2-е изд. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 424.
  1. ↑ Это справедливо при равномерном вращении валов.
  2. Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Маслов Г. С. Прикладная механика: Учеб. для вузов/Под ред. Г. Б. Иосилевича. — М.: Высшая школа, 1989.

Муфта сцепления: назначение,виды,неисправности,фото,видео. | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ

 

Слово муфта пришло к нам из немецкого и голландского языков. В немецком – это Muffe, а по-голландски – mouwtje. В русском языке, как, впрочем, и в тех, откуда оно было заимствовано, слово употребляется в нескольких значениях. В интересующей нас области под муфтой понимается специальный привод в машинах и механизмах, который передает вращательное движение (момент) с одного вала на другой, соосно расположенный с первым.

НАЗНАЧЕНИЕ 

МУФТ СЦЕПЛЕНИЯ

Муфта сцепления в автомобиле предназначается для обеспечения возможности переключения режимов движения на ходу и плавного трогания с места.

 С помощью муфты осуществляется кратковременное разъединение двигателя и трансмиссии автомобиля, то есть прекращение плотного соприкосновения ведущих и ведомых дисков механизма сцепления.

Таким образом, муфта – это деталь общего механизма, единого блока сцепления. Зачастую два этих слова употребляются как синонимы, например: «муфту выжми» или «выжми сцепление».

Помимо автомобилей и тракторов различных типов, муфты устанавливаются на мотоблоках, бензопилах, стационарных станках с переменными режимами вращения основного вала.

ВИДЫ МУФТ СЦЕПЛЕНИЯ

Конструкция муфты сцепления не является однотипной, а на каждой модели авто этот узел имеет определенные отличия. Тем не менее, можно выделить определенные сходства в конструкции муфт легкового автомобиля. Неизменными элементами каждой из них являются:

  • маховик;
  • картер;
  • центральный болт крепления кожуха;
  • диски;
  • первичный вал коробки;
  • вилка с центральной нажимной пружиной.

По существующей в настоящее время классификации, все они делятся на одно- и многодисковые, причем последние для транспортных средств применяются относительно редко. Привод у муфты может также отличаться:

  • механический;
  • гидравлический;
  • комбинированный.

Отдельно можно упомянуть электромагнитные муфты, которые можно встретить на тепловозах, на определенных станках – для автомобиля такие не актуальны. Можно выделить и условия эксплуатации – сухие и влажные муфты. Для инструмента, оснащенного двигателем внутреннего сгорания может использоваться и центробежная муфта сцепления, которая в автоматическом режиме соединяет и разъединяет валы, достигая заданной конструкцией скорости оборотов вала.

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Несмотря на достаточную сложность конструкции муфты транспортного средства, при правильной эксплуатации проблем с ней практически не возникает. К числу часто встречающихся проблем с муфтой можно отнести всего лишь две – проскальзывание муфты и невозможность разъединить ее полностью.

 

ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Наиболее частой причиной такого «поведения» муфты сцепления становится наличие на фрикционных накладках масляных загрязнений. Они могут появиться там после проведения ремонтных работ или простой неаккуратности водителя. Устраняется такое затруднение просто – маховик и прижимной диск тщательно очищаются от масла, после чего проблема проскальзывания сцепления больше не беспокоит автовладельца.

Муфта сцепления может проскальзывать и по другой причине – износ самих накладок и появление на них задиров. В результате этого отпускание педали не приводит к полному контакту дисков. Для исправления такой проблемы требуется отрегулировать свободный ход педали, а если это не помогает, придется заменить фрикционные накладки на новые – другого способа ремонта не предполагается.

МУФТА НЕ РАЗЪЕДИНЯЕТСЯ ДО КОНЦА

Причин такому поведению муфты также можно выделить две.

  1. Недостаточный рабочий ход педали сцепления. Это часто вызывается неумелой настройкой муфты, которая допускает слишком большой свободный ход. Устраняется проблема перенастройкой, которую следует доверить механику или опытному водителю.
  2. Рычажки, которыми оснащена каждая муфта сцепления изменили первоначальную форму, и отрегулировать их уже невозможно. Они подлежат замене. Иногда при работе муфты с погнутыми рычажками перекашивается сам диск, что влечет за собой повреждение фрикционных накладок. В этом случае они также подлежат безоговорочной замене.

МОЖНО ЛИ ПРОДЛИТЬ СРОК СЛУЖБЫ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Поскольку муфта сцепления не относится к числу деталей, которые легко купить и просто заменить, большинство автовладельцев вполне резонно задумываются над возможностью увеличения срока ее эксплуатации. Каких-либо особых хитростей или способов продления жизни этому автомобильному узлу не существует, достаточно следовать простым и общеизвестным рекомендациям:

  • включение/отключение сцепления следует проводить максимально аккуратно и плавно, не допуская задержек педали в промежуточном положении или резкого убирания ноги с педали при начале движения;
  • не рекомендуется длительное время держать муфту в выключенном состоянии и резко трогаться после этого с места;
  • своевременно проводить техническое обслуживание, при этом, если водителю недостает опыта, эту процедуру стоит доверить профессионалам.

Так, банальный процесс смазки должен проводится в строгом соответствии с рекомендованной производителем таблицей смазки. Чрезмерное количество смазки часто приводит к попаданию ее на накладки диска и его пробуксовке. При самостоятельной смазке при помощи шприца не следует делать больше восьми нагнетаний. Естественно, пользоваться следует только теми смазочными материалами, которые рекомендованы производителем конкретного транспортного средства.

Многодисковая муфта сцепления

Многодисковое сцепление, в связи с внедрением новых технологий, находит всё большее применение, как на легковых, так и на грузовых автомобилях с различными коробками переключения передач (механическими, автоматическими, роботизированными). Кроме этого, такие муфты сцепления применяются в трансмиссиях полноприводных машин для распределения нагрузки между передними и задними колёсами (мостами). Многодисковые муфты сцепления могут быть сухими и мокрыми. Мокрые – с применением масляной ванны, сухие – без масла. Наличие масла обеспечивает более плавное соединение дисков, улучшает отвод тепла и абразивных веществ, передвижение дисков по шлицам во время передвижения.

Значительным недостатком является низкий коэффициент трения между дисками. Увеличение коэффициента трения достигается за счёт увеличения количества ведущих и ведомых дисков, увеличения усилия прижимной пружины, применения новых фрикционных материалов. Многодисковые муфты сцепления включают в себя: — ведомые диски (3 и больше), изготовленные из тонкой стали, на которую нанесён слой фрикционного вещества (может изготовляться из высокопрочной фрикционной пластмассы).

Ведомые диски имеют по внутреннему диаметру пазы или зубья, которые заходят в зацепление с внутренним барабаном, закреплённым неподвижно на первичном валу коробки переключения передач. Ведомые диски постоянно вращаются с внутренним барабаном и первичным валом коробки переключения передач; — ведущие диски. Устанавливаются между ведомыми дисками и имеют по внешнему диаметру пазы или зубья для зацепления с внешним барабаном; — кожух, при помощи болтов крепится к маховику; — маховик; — внешний барабан – крепится к кожуху и вращается совместно с ним. Остальные детали и принцип работы аналогичны однодисковому сцеплению.

Двойная муфта сцепления

В последнее время на автомобилях с полным приводом и роботизированными коробками передач, а также на некоторых с автоматической коробкой передач, применяется двойное сцепление, которое бывает двух видов – мокрое и сухое. Отличительной особенностью является наличие двух первичных валов коробки переключения передач. Первый вал отвечает за переключение чётных передач (2-4-6), второй – за переключение нечётных (1-3-5). Конструктивно валы выполнены так, что один находится внутри второго, то есть внутренний и наружный. Двойная муфта сцепления выполнена в одном блоке и каждая отвечает за свой вал. Управление переключением передач – автоматическое, от электронного блока по сигналам датчиков. При одной включённой муфте сцепления, вторая находится в готовности включить необходимую передачу, высшую или низшую, в зависимости от того, скорость автомобиля снижается или увеличивается. Время перехода с одной передачи на другую занимает 8-10 миллисекунд. Мы рассмотрели принцип работы, устройство и разновидности муфт сцепления, наиболее часто применяющихся в 

Что такое муфта сцепления автомобиля

Что такое сцепление? Это механизм трансмиссии, который предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач автомобиля, используя силу трения.

Основная функция сцепления — это кратковременное прерывание передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач для переключения их в сторону увеличения или уменьшения.

Есть несколько видов сцепления. В основном они отличаются по количеству ведомых дисков. Они бывают: однодисковые, двухдисковые и многодисковые. Также сцепления различаются по типу рабочей среды. Они бывают сухими или мокрыми.

Также есть различия по типу привода сцепления — она либо механическая, либо гидравлическая. В современных автомобилях в основном используется однодисковые муфты сцепления с механическим или с гидравлическим приводом.

Для чего предназначена муфта сцепления

Так как муфта сцепления предназначена для прерывания передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, она и устанавливается между двигателем и коробкой передач автомобиля.

Муфта сцепления автомобиля считается одним из самых загруженных элементов трансмиссии. Муфта сцепления имеет четыре основные функции:

  • Плавно разъединять и соединять Двигатель и коробка передач для переключения;
  • Передавать крутящий момент без проскальзываний;
  • Как можно большее снижение нагрузки на двигатель и трансмиссия;
  • Компенсировать вибрацию и нагрузки при неравномерно работающим двигателем.

Из чего состоит муфта сцепления

Обычная муфта сцепления которой оборудуется большинство современных автомобилей с механической коробкой передач состоит из нескольких элементов:

  • Ведущий диск он же маховик;
  • Ведомый диск муфты сцепления;
  • Корзина сцепления он же нажимной диск;
  • Муфта выключающая сцепление;
  • Вилка сцепления;
  • Привод сцепления.

Ведомый диск сцепления с двух сторон оборудован фрикционными накладками, его работа передавать крутящий момент, используя силу трения.

Корпус диска оборудован пружинным демпфером крутильных колебаний, который смягчает соединение с маховиком, при этом гася вибрации, возникающие при неравномерной работе двигателя внутреннего сгорания.

Диафрагменная пружина и нажимной диск воздействуют на ведомый диск сцепления, и соединены в один узел, получивший общее название «корзина сцепления».

В свою очередь ведомый диск сцепления располагается между корзиной и маховиком, и соединяется с первичным валом коробки посредством шлицев, вдоль которых и перемещается.

Таким же образом диафрагменная пружина корзины бывает двух типов: вытяжного типа или нажимного типа. Отличаются они по типу направления в которое передается усилие от привода сцепления.

Усилие может передаваться либо к маховику, либо от маховика. В муфтах сцепления, в которых используется пружина вытяжного действия, корзина сцепления намного тоньше чем те, в которых используются пружина нажимного действия. Муфты сцепления с пружинами вытяжного действия намного компактнее других.

Как работает муфта сцепления

Принцип действия муфты сцепления основан на том, что ведомый диск и маховик двигателя жестко соединяются за счёт силы трения от усилия создаваемого диафрагменной пружиной. Сцепление работает только в двух режимах либо она включена, либо выключена.

Большая часть времени проходит в режиме «включено». В это время крутящий момент от двигателя передается через маховик к ведомому диску, а от него посредством шлицевого соединения на коробку передач.

Чтобы выключить сцепление нужно нажать на педаль, соединённую с вилкой при помощи механического либо гидравлического привода.

Далее вилка будет перемещать выжимной подшипник, тот в свою очередь нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины постепенно прекращает ее воздействие на нажимной диск, который в свою очередь высвобождает ведомый диск.

Таким образом происходит разъединение двигатели и трансмиссии.

При включении нужной передачи, педаль сцепления отпускается плавно, происходит обратное движение вилки сцепления.

Она высвобождает выжимной подшипник, который отпускает пружину и нажимной диск, который прижимает ведомый к маховику.

Теперь двигатель снова соединён с трансмиссией. Автомобиль может продолжать движение на повышенной либо пониженной передаче.

Не очень полный привод: муфта или дифференциал?

Цена безопасности

Как-то так сложилось, что подключаемый полный привод считается решением не особенно надежным, не способным к передаче большого момента и вообще паллиативным, связанным с экономией средств. Причем уверены в этом 9 из 10 моих знакомых, которые о машинах знают вовсе не понаслышке. Но согласитесь: слова «экономия» и «дешевле» звучит как-то странно, если речь идет о новейших Х5, Х6 и Cayenne, ну или про «скромную» 550Xi или Panamera. Видимо, причина совсем в другом — вряд ли можно столько «наэкономить» на банальном межосевом дифференциале.

Если бы дифференциалы были настолько дороги, то вместо межколесного, наверное, тоже применяли бы что-то другое? И широко известный Torsen явно стоит не миллионы. Да, дело не в цене самого дифференциала. Сюрпризы преподнесли выявленные нюансы в настройке управляемости и работы различных электронных «помощников»: ABS, ESP и прочих систем повышения активной безопасности. И всё это оттого, что требования к активной безопасности машин сильно выросли за последние десятилетия, и управляемость даже простеньких машин находится на уровне, который и не снился спорткарам восьмидесятых.

Чем хорош постоянный полный привод? Тем, что крутящий момент присутствует на всех колесах постоянно, распределяясь по определенным правилам, жестко заданным устройством механизма. Напрямую задать распределение невозможно, но есть другие способы «научить» машину делать то, что нужно. Например, внедрением блокировки, использованием тормозных механизмов или чем-то ещё.

Кажется, что особой нужды в подобных «тонкостях» на дорогах с твердым покрытием нет, ведь ездили же Audi Quattro, Alfa 155, Lancia Delta Integrale… В любой книге в описании конструкций полного привода обязательно сказано, что уменьшение крутящего момента на колесах за счет его распределения на все четыре колеса позволяет увеличить боковую составляющую нагрузки, а значит, быстрее проходить повороты. Вдобавок можно реализовать тягу двигателя на любом покрытии. К тому же дифференциал – штука надежная, его не так уж легко сломать, делают их с запасом, ресурс у дифференциала очень высокий. В общем, сплошные плюсы.

К сожалению, очень быстро нашлись и минусы. Любое изменение тяги на полноприводной машине вызывает перераспределение массы по осям и колесам, а сложная трансмиссия следом распределяет и момент. Доля момента достанется всем четырём колёсам, но её количество будет зависеть от многих факторов. От сцепления каждого из колес, от массы деталей трансмиссии, от потерь на трение в узлах и так далее. В итоге получается, что предсказать, как именно изменится тяга на каждой из осей, сложно. Учитывая еще и постоянное изменение нагрузки, изменения в углах увода передней и задней оси становятся практически непредсказуемыми. Только очень опытный водитель может чувствовать все нюансы реакции машины на управляющие действия и быть готовым к любому развитию событий. Из этой ситуации пришлось искать выход.

Как это сделано?

Стабильность машины можно увеличить специальными конструктивными мерами. Например, увеличив момент инерции вокруг вертикальной оси, распределив нагрузку в пользу одной из осей таким образом, чтобы она постоянно на одной была больше, чем на другой, изменив толщину покрышек или углы установки. Ничего не напоминает? Конечно же, автомобили Audi. На них постоянный полный привод стал привычным и имел как минимум несколько особенностей из этого списка.

На фото: Audi A6 Allroad 3.0 TDI quattro На фото: Audi A6 Allroad 3,0 TDI quattro ‘2012–14

Расположенный перед осью мотор обеспечивал большой момент инерции вокруг вертикальной оси и гарантированно высокую загрузку передней оси. Многорычажная передняя подвеска обеспечивает наилучшее сцепление именно на передней оси в широких диапазонах нагрузки.

На Porsche 911 Carrera4 аналогичная схема привода просто «перевернута» на 180 градусов, а особенности компоновки те же. А вот на машинах других марок эта схема как-то не прижилась – исключение составляют только редкие машины для «гонщиков» и небольшое количество кроссоверов.

На фото: Porsche 911 Carrera 4 Coupe На фото: Porsche 911 Carrera 4 Coupe ‘2015–н.в.

У Subaru схема полного привода и компоновка почти совпадают с таковой у Audi, за исключением более простых подвесок и более компактного мотора. Вместе с тем за счет меньших размеров и меньшей перегрузки передней оси управляемость куда более «спортивная».

Mitsubishi, Lancia и Alfa Romeo даже и вспоминать не стоит: их компоновка с поперечным мотором, да еще на очень компактных авто изначально не предназначалась неподготовленным водителям.

На фото: Под капотом Alfa Romeo 156На фото: Под капотом Alfa Romeo 156 ‘2002–03

Получается, если не принимать специальных конструктивных мер, машина с постоянным полным приводом обладает сложной управляемостью. Она может демонстрировать повадки то переднеприводного, то заднеприводного автомобиля в зависимости от тяги, нагрузки и еще тысячи причин. Для получения приемлемого для серийной машины результата на доводку управляемости придется затратить солидные усилия, ведь среднестатистический водитель подобных сюрпризов не любит, ему нужна однозначность в поведении. Конечно, ее можно получить, установив сложные электронные системы контроля устойчивости, но это сложный и дорогой способ. Куда легче будет упростить схему трансмиссии, установив муфту, подключающую вторую ось только в случае необходимости. Конечно, без электроники всё равно не обойтись, но в случае переднеприводной машины с поперечным расположением мотора трансмиссия станет на порядок проще. Например, вместо очень сложной и тяжелой раздаточной коробки можно обойтись простым угловым редуктором.

На машинах с продольным расположением двигателя и классической компоновкой преимуществ установки муфты чуть меньше. В массе значительного выигрыша получить не выйдет, но зато переднюю ось можно почти не подключать, избавившись от рывков тяги на рулевом управлении. И ещё можно снизить расход топлива, что для серийного автомобиля тоже немаловажно.

Подключать или не подключать?

Не так уж сложен постоянный полный привод, и не так уж он дорог. И первые поколения кроссоверов не случайно часто оснащали постоянным полным приводом. Да что там кроссоверы – вспомните нашу Ниву, которая получилась дешёвой и сердитой одновременно.

Для изначально переднеприводных машин действительно проще и дешевле оказалось сделать привод подключаемым. Разница в массе в 50 кг – это уже очень серьезно, а преимущества однозначной управляемости и возможности легкой настройки систем АБС существенно снижали цену «доводки» модели.

Применяемые поначалу для подключения задней оси вискомуфты оказались не лучшим выбором, и их быстро сменили на электронно-управляемые конструкции. Правда, некоторые производители, например, Honda, держались за свои специфические способы подключения полного привода (речь идёт о Dual-Pump-System). Но после массового внедрения даже простейших систем с управляемым подключением стало очевидным, что такого привода вполне хватает абсолютному большинству водителей. Причем хватает даже в случае мощных машин и повышенных требований к управляемости и проходимости.

Недостатки у системы подключаемого полного привода тоже имеются. В первую очередь они связаны с тем, что тут есть много узлов, которые дорого стоят. Поэтому их постоянно пытаются сделать подешевле и попроще. Результаты, правда, не всегда радуют.

Например, муфта может держать не весь крутящий момент мотора на первой передаче, а лишь его часть, или держать момент только ограниченное время. Она может не давать возможности работы с пробуксовкой, а скорость подключения – не регулироваться или регулироваться слишком грубо. Муфта может быть не рассчитана на длительную работу, в результате чего под нагрузкой частенько перегревается.

electromagnetic clutch to connect the differential

Электроника, обслуживающая систему подключения, тоже может быть упрощена. В этом случае алгоритмы иногда не учитывают часть режимов движения, снижая простоту безопасной управляемости.

В конце концов, у муфты всегда есть изнашиваемые узлы – например, сами сцепления, а зачастую еще и узлы гидропривода или электрики.

И всё же по мере снижения себестоимости электроники и применения подобных систем на всё более дорогих машинах качество такого механизма подключения неуклонно повышается. Хотя в целом муфта всё еще намного дороже простого дифференциала, и попытки сделать её ещё дешевле не прекращаются.

Отмечу, что есть такие конструкции подключения, эффективность работы которых превосходит все системы постоянного полного привода. К ним можно отнести почти все последние поколения полноприводных трансмиссий с изменяемым вектором тяги на Subaru и Mitsubishi и на премиальных немецких авто. Они дают возможность напрямую управлять крутящим моментом на одном или нескольких колесах на выбор. Это позволяет создавать автомобили с идеальной управляемостью и фантастическими возможностями. За рулем такой машины любая кривая на любом покрытии будет «прописана» почти идеально, причем с минимальными затратами усилий со стороны водителя. К сожалению, это сложные и дорогие системы, которые нацелены на получение фантастических показателей на гоночных трассах. И сконструированы они без оглядки на стоимость эксплуатации.

Differential

Не стоит пугаться и более простых систем. Например, куда более массовые авто наделяют отличной управляемостью и проходимостью муфты Haldex нескольких последних поколений. Младшие модели Land Rover, Range Rover, VW, Audi, Seat и Volvo широко используют конструкции этого бренда. И в эксплуатации подобные системы зарекомендовали себя достаточно надежными.

Полноприводные машины BMW получают и отличную проходимость, и безупречное поведение на асфальте. С тех пор как постоянный полный привод на Е53 заменили на подключаемый, систему непрерывно совершенствуют, и результаты прогресса впечатляют. Даже надежность смогли повысить до вполне приемлемого уровня.

Сегодня даже очень недорогие системы с чисто электрическим приводом от азиатских брендов не пасуют на бездорожье, да и на шоссе машины с ними радуют отличным поведением.

Что будет дальше?

Еще десяток лет – и кроме джиперов о постоянном полном приводе мало кто вспомнит. А по мере вытеснения машин с ДВС электромобилями сложные трансмиссии вымрут сами по себе, как мамонты. И боюсь, всем пора пересмотреть свое отношение к постоянному полному приводу. Это не дорогое и не элитное решение, а всего лишь не особенно востребованная технология из середины восьмидесятых. Из того времени, когда возможности моторов намного опередили возможности шин и электроники. Тогда-то и появилась легенда о самом полном и постоянном приводе. Которая, правда, здравствует и поныне.

Электромагнитная муфта: принцип работы, устройство, характеристики

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.

Электромагнитная муфтаЭлектромагнитная муфта

Что такое электромуфта?

Электромагнитная муфта представлена специальным устройством для решения самых различных задач, большинство из которых связано с соединением и разъединением пары, находящейся в зацеплении. Производятся электромагнитные муфты для станков и других узлов транспортных средств или тепловозов. При этом выделяют несколько основных разновидностей подобных конструкций:

  1. Механизмы фрикционного типа конусные и дисковые.
  2. Электромагнитная муфта зубчатого типа считается специфическим вариантом исполнения, так как рабочая часть представлена сочетанием различных зубьев.
  3. Порошковая электромагнитная муфта является современным вариантом исполнения, так как она обеспечивает осевое смещение при необходимости.

Электромуфта является промежуточным соединительным элементом. Принцип действия заключается в использовании основных свойств электрического тока для генерации электродвижущей силы.

При этом он может выполнять самые различные функции, к примеру, защиту основного устройства от перегрева или управление.

Конструкция электромагнитной муфтыКонструкция электромагнитной муфты

Принцип работы муфты электромагнитной

Электромагнитная муфта может обладать самой различной конструкцией, но также выделяют и классический вариант исполнения. Его особенности заключаются в следующем:

  1. Основными элементами можно назвать два ротора, один из которого представлен железным диском с тонким концевым выступом.
  2. Внутренняя часть оснащается полюсными наконечниками, которые обеспечивают радиальное смещение. Для передачи тока создается обмотка, она подключается к источнику питания через контактные кольца. Часть этого элемента располагается на валу.
  3. Рассматриваемая муфта магнитная имеет второй ротор, который представлен цилиндрическим валом со специальными пазами, расположены параллельно основной оси. Они создаются для того, чтобы можно было вставлять специальные бруски с полюсными наконечниками.

Рассматриваемая муфта на постоянных магнитах обладает довольно сложной конструкцией, за счет чего обеспечивается точная и надежная работа. Принцип действия устройства следующий:

  1. При появлении тока возникает электромагнитное поле, которое пересекается с проводником и начинает взаимодействовать.
  2. Подобное совмещение становится причиной возникновения электродвижущей силы. Ее может быть вполне достаточно для перемещения подвижного элемента с учетом преодоления определенного усилия.
  3. При изготовлении этой детали применяется брусок меди, который и обеспечивает замыкание цепи. По ним проходит ток, за счет которого и появляется электромагнитная сила.
  4. Возникающие поля обеспечивают ведомого ротора за ведущим, при этом запоздание несущественное.

Подобный принцип работы применяется при создании самых различных механизмов. При этом устройство станка позволяет прекращать передачу вращающего момента в течение нескольких долей секунды, что и определяет его распространение.

Устройство электромагнитной муфтыУстройство электромагнитной муфты

Размагничивание электромагнитной муфты происходит за счет отключение источника питания. При этом особые свойства материала определяют то, что магнитное поле пропадает практически сразу, за счет чего происходит обратное движение подвижного элемента. Используемые обмотки электромагнита рассчитаны на достаточно большое количество таков сцепления и расцепления ведущего элемента с ведомым.

При рассмотрении того, что такое электромагнитная муфта также нужно уделить внимание свойств применяемых материалов при ее изготовлении.

Только специальные сплавы обладают магнитными свойствами, которые обеспечивают требуемые условия эксплуатации.

Передача момента на муфту может проводится от электрического двигателя и других подобных элементов. Размеры всех габаритов в большинстве случаев стандартизируются, однако есть возможность заказать производство механизма под заказ. Классификация, как правило, проводится по области применения и многим другим признакам.

Классификация электромуфт

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

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

Рассматриваемый тип механизма делится на несколько основных типов:

  1. Контактные.
  2. Тормозные.
  3. Бесконтактные.

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:

  1. Катушки электромагнитного типа. Она изготавливается при применении специальных сплавов, которые характеризуются определенными свойствами. Катушка требуется для непосредственной генерации электромагнитного поля.
  2. Пластин прижимного типа. Этот элемент конструкции должен характеризоваться высокой прочностью.
  3. 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:

  1. Довольно часто встречается ситуация, когда подшипник шкива деформируется. В этом случае достаточно провести замену элемента.
  2. Прижимная пластина изготавливается из тонкого метала, поэтому на момент эксплуатации она может деформироваться. Кроме этого, проблема возникает в случае неправильной установки зазора.
  3. 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:

  1. 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.
  2. Механический. Подобное устройство характеризуется тем, что передача усилия проводится за счет сочетания различных элементов. Примером можно назвать звездочки, шестерни и другие детали.
  3. Муфта сцепления электромагнитная.

Муфта сцепленияМуфта сцепления

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

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

В отдельную группу включены электромагнитные порошковые муфты. Они представлены сочетанием веществ, которые при взаимодействии могут обеспечивать прочную связь.

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

Элементы защиты, электромагнитные фрикционные многодисковые муфты

Подобная электромуфта чаще всего устанавливается на станках с блоком числового программного управления. К достоинствам отнесем следующие моменты:

  1. Компактность. За счет этого есть возможность проводить установку электромагнитной муфты в современные устройства. С каждым годом размеры устройства существенно уменьшаются, за счет чего расширяется область применения.
  2. Надежность. Этот параметр считается наиболее важным при выборе практически любой муфты. Применение специальных материалов и контроль качества на всех этапах производства позволяет достигнуть наиболее высокого показателя надежности.
  3. Малогабаритность. Этот параметр определяет легкость в транспортировке и многие другие положительные параметры.

Этот вариант исполнения характеризуется довольно высокими эксплуатационными характеристиками, за счет которой он получил широкое распространение. Основными частями конструкции можно назвать:

  1. Корпус. В большинстве случаев он изготавливается при применении стали, которая характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды. Предназначение корпуса заключается в защите внутренних элементов.
  2. Катушка. Этот элемент предназначен для непосредственного создания электромагнитного поля, за счет которого и происходит смещение основных элементов. Катушка рассчитана на воздействие определенного электрического тока, слишком высокое напряжение оказывает негативное воздействие.
  3. Группа дисков фрикционного типа. При изготовлении пакета фрикционных дисков применяется специальный сплав, характеризующийся определенными магнитными свойствами.
  4. Поводок и нажимной диск.
  5. На корпусе есть насаженное кольцо, изготавливаемый из изоляционного материала.
  6. Ток подается при помощи контактной щетки. Именно она в большинстве случаев выходит из строя на момент эксплуатации механизма.

Исключить вероятность возникновения короткого замыкания можно при помощи вырезанных отверстий в дисках. На момент подачи электрического тока создается электромагнитное поле, которое замыкается при помощи фрикционного диска. Именно за счет этого создается притягивающая сила, за которой происходит смещение основной части.

Встречается несколько вариантов исполнения подобных конструкций. Примером можно назвать устройство с вынесенным и магнитопроводящим диском.

Разнообразие электромуфтРазнообразие электромуфт

Преимущество соединений при помощи электромуфт

Рассматриваемое устройство получило весьма широкое распространение. Это можно связать с тем, что оно обладает достаточно большим количеством преимуществ, которые должны учитываться. Наиболее важными считаются приведенные ниже:

  1. Надежность. При подаче электрического тока устройство проводит разъединение отдельных элементов в течение короткого промежутка времени. При этом электромагнитное поле не подвержено воздействию окружающей среды, поэтому существенных проблем при работе, как правило, не возникает.
  2. Сохранение основных свойств на протяжении длительного периода. Важным критерием выбора подобных устройств можно назвать именно эксплуатационный срок. За счет применения специальных материалов этот показатель в рассматриваемом случае существенно расширен.
  3. Срабатывание в течение нескольких долей секунд. Подобный результат свойственен относительно небольшому количеству устройств рассматриваемой категории. Время срабатывания – параметр, который учитывается при выборе муфты.
  4. Возможность исполнения для достижения самых различных целей, к примеру, защиты устройства или дистанционное управление.
  5. Компактность и небольшой вес. Эти параметры считаются также довольно важными, так как слишком большой вес оказывает нагрузку на основную конструкцию. Компактность позволяет проводить встраивание устройства в самые различные конструкции.

Однако есть несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером можно назвать то, что устройство стоит достаточно дорого, а обслуживание должно проводится исключительно специалистом. Кроме этого, эксплуатация при несоблюдении основных рекомендаций может стать причиной повышенного износа. Не стоит забывать о том, что для работы устройства требуется электрический ток, который и обуславливает появление требуемого электромагнитного поля.

Область применения

Устройство получило весьма широкое применение, так как обеспечивает соединение нескольких элементов и их разъединения при необходимости. Область применения следующая:

  1. Автомобили и другие транспортные средства имеют узлы, которые снабжаются электромагнитной муфтой.
  2. В последнее время все чаще устройство устанавливается в станки с ЧПУ. Это связано с тем, что к их работе предъявляются требования по высокой точности работы.
  3. Было разработано несколько типов различных устройств, которые могут выступать в качестве промежуточного элемента. Применять муфты могут для достижения самых различных целей, к примеру, защиты устройства от перегрева путем отключения привода при срабатывании датчика.

В целом можно сказать, что использование электрического тока для генерации сигнала позволяет существенно расширить область применения устройства. Это связано с возможность передачи сигнала от различных датчиков.

В заключение отметим, что электромагнитные муфты выпускают самые различные организации. Рекомендуется уделять внимание продукции исключительно известных производителей, так как заявленные параметры соответствуют реальным. При изготовлении могут применяться самые различные материалы, уделяется внимание защите от воздействия окружающей среды.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

что это такое и зачем нужен, преимущества

Если вы ездите на внедорожнике с подключаемым полным приводом, рано или поздно вам придется познакомиться с этой деталью колеса. Когда настанет время в автосервисе вас спросят, поставить надежный ручной вместо вышедшего из строя автоматического? Чтобы знать о чём идет речь и сделать выбор, познакомимся с хабом (от англ. hub – «ступица»). Особенно стоит прочитать эту статью тем, кому не хотелось бы лишний раз перегружать ходовую часть и тем, кто не против уменьшить расходы на эксплуатацию, увеличить динамичность авто.

Что такое муфта свободного хода и для чего нужна

Хаб или муфта свободного хода – это несложное устройство, которое крепится в центр колесного диска, насаживается на ось. Устанавливают на заводах производителей на определённые модели внедорожников. Её также дополнительно приобретают владельцы авто и устанавливают на СТО.

муфта свободного хода, хабмуфта свободного хода, хаб

Хаб подходит только моделям с подключаемым 4WD. На полноприводные ставить его нет смысла, поскольку нужна специальная муфта, чтобы отключить привод переднего моста полностью, а не только колёса в районе ступицы. Эта мера необходима, ведь система отключаемого полного привода не всегда может гарантировать полноценное отсоединение, когда это так необходимо (на ровной дороге). Если не отключить, колёса цепляют ступицы, «вхолостую» продолжают крутиться карданный вал и полуоси. В результате возрастает расход топлива, быстрее изнашиваются узлы.

Внедорожники становятся заднеприводными при отключении полного привода, поэтому отсоединение/присоединение узлов ходовой части требуется к передним колесам. Хабы устанавливают только на два передних колеса.

Что делает хаб? Устраняет холостое вращение деталей передней части ходовки: вращение правой и левой полуоси, жестко соединенных с колесами, вращение сателлитов переднего моста (расположены внутри дифференциала).

Конструкция хаба

Исходя из логики, муфта свободного хода – весьма необходимая конструкция для внедорожника с подключаемым приводом 4WD. А значит должна быть предусмотрена на всех авто такого типа. И действительно на многих она имеется. Даже на авто времен 1900-1940-х гг была предусмотрена простая конструкция – подача крутящего момента прекращалась обычным гаечным ключом.

Затем, после войны, изобрели муфту с простым механизмом фиксации (крышка муфты легко поворачивалась движением руки). Это классическое устройство хаба, недорогое и надежное, встречается и по ныне. В его современной модификации имеется ручка, пружина, втулка, подвижная шестерня и шестерня вала полуоси.

конструкция муфты свободного хода

Современная ступичная муфта (она же муфта свободного хода) представляет собой конструкцию из нескольких деталей, а каких именно зависит от типа привода. Но обо всём по порядку

Типы хабов в автомобиле и их принцип работы

Существует два типа хабов:

  • ручной (классический вариант),
  • автоматический,

Последний в свою очередь делиться на три разновидности, в зависимости от типа привода (электрический, вакуумный или пневматический, гидравлический или механический).

Ручной

Первая – ручная муфта – включается и отключается поворотом ручки в нужное положение, ручка находится на самом устройстве, прикрепленном к колесу. Отсюда и минус: для этого действия водителю приходится покидать автомобиль. Есть и плюсы, которые перевешивают главный недостаток – ручные хабы надежнее, служат значительно дольше.

Например, для «Патриота» создают ручной хаб AVM (одна из самых популярных, страна изготовления– Бразилия), на втором месте по популярности американский ручной WARN, на третьем – украинская «АмисА» (внедрена новая технология).

Устройство ручной муфты свободного хода

Устройство ручного хаба

1. Прокладка,
2. Стопорные кольца,
3. Колесо муфты,
4. Проставка,
5. Внутренняя ступица,
6. Корпус муфты,
7. Конусная шайба,
8. Стопор,
9. Прокладка,

10. Муфта,
11. Пружина,
12. Водило,
13. Пружина сжатия,
14. Стопорное кольцо,
15. Блокиратор и уплотнение,
16. Пружина и шарик,
17. Крышка муфты.

Автоматический

Второй тип хабов – автоматические, входят в комплектацию внедорожника. После активации хаба блокируется вращение шрусов, прекращается подача крутящего момента на вал, полностью выводится из сцепления муфта.

Включаются сами при активации 4WD, нужно лишь тронутся с места. Чтобы отключить, нужно остановить авто, выключить полный привод, проехать задним ходом. Задним, если до этого автомобиль двигался вперёд, если, наоборот, двигался назад, надо проехать прямо (чтобы колесо и полуось расцепились, придётся проехать пару метров в противоположном направлении).

Такой тип хаба прост в эксплуатации (не нужно выходит из салона, чтобы отключить муфту), но к сожалению, муфта менее надежна, подводит в некоторых случаях (приходится подключать вручную) и с ней ходовая часть всё таки изнашиваются быстрее (чем при эксплуатации авто с ручным хабом).

Автоматическое отключения становится возможным благодаря приводу: электрическому, вакуумному или гидравлический.

Устройство автоматического хаба

Устройство автоматического хаба

1. Колпак
2. Кольцо
3. Корпус
4, 9. Разрезное кольцо
5. Тормоз В
6. Тормоз А
7. Пружина тормоза
8. Стопорное кольцо
10. Блок ведущей шестерни
11. Блок передвижной шестерни
12. Возвратная пружина

13. Упорная втулка В
14. Подшипник
15. Стопорное кольцо ведущей
шестерни
16. Упорное кольцо А
17. Ведущая шестерня
18. Кольцо передвижной шестерни
19. Кулачок
20. Держатель
21. Пружина
22. Передвижная шестерня
Автоматическая электрическая муфта

Максимально надежны и просты (сродни ручному механизму). Активация устройства происходит за счет подачи электричества на управляющий мотор, вращающийся с колёсной ступицей. Ток передаётся по щёткам. Последним приходиться работать в тяжелых условиях – грязь, перепады температур. Из-за чего в один «прекрасный» день система может просто не включиться.

Автоматическая вакуумная муфта

Или пневматическая работает с насосом, отсасывающим/подающим воздух, в результате чего хаб блокирует/отсоединяется от ступицы. При работе пневматического хаба часто возникает такая проблема, как нарушение герметичности соединения сальников с полуосью (самое слабое место в конструкции), тогда вместе с воздухом может попасть гряз, вода, что по началу исключает эффективную блокировку, а после приводит к выходу из строя вакуумного хаба.

пневматическая муфта свободного хода AVM

Вакуумный хаб устанавливают на заводах на модели внедорожников 2015-2018 г.в.

Автоматическая гидравлическая муфта

Устройство задействуется благодаря законам движения и равновесии жидкостей (наука «гидравлика»). Активируется при подаче крутящего момента на полуось.

Менее подвержены воздействию низких температур (до -45 градусов). Отличаются сложной конструкцией. Надежны (особенно хабы бразильского и японского производства). Но и у него есть недостаток: движение люфта, находящегося в трансмиссии, сопровождается ударами, которые негативно влияют на надежность муфты.

Гидравлическая муфта свободного хода AVM

Устанавливают механический автоматический хаб в основном на внедорожники Nissan.

Как правильно выбрать hub для своего авто

У каждой разновидности хаба свои преимущества и недостатки. Выбирать муфту для своего внедорожника нужно, ориентируясь на особенности его эксплуатации: часто ли вы на нем ездите, часто ли сменяется гравийная дорога на асфальтированную, много ли времени проводите вне дорог.

Если часто отключать привод нет необходимости (выехали на бездорожье и не скоро вернётесь на городские дороги), выбирайте ручной хаб. Если часто сменяете условия езды (например, живете за городом, но ездите в мегаполис на работу) или чаще ездите по асфальтированной дороге, правильный выбор – автоматика.

Видео: Влияют ли ХАБЫ на расход топлива?

Ремонт автоматики по стоимости равен полной замене хаба на новый. Чтобы дать клиенту возможность сэкономить, в СТО предлагают выбор – заменить автоматический, вышедший из строя, ручным. Иногда это предложение действительно оказывается целесообразным. Но даже установка автоматики окупается достаточно быстро (за счет повышения производительности и снижения расходов на топливо и ремонт).

Выбирайте хабы производителей, которые признаны лучшими на своём поприще (бразильские, американские, японские, украинские).

Выбирайте хабы по техническим характеристикам, чтобы идеально подошли под ваш внедорожник: по диаметру отверстий, крепежных болтов и по длине.

Полный привод, отключаемый полный привод, преимущества хаб

В отличие от моделей с подключаемым 4WD полноприводные внедорожники, возвращаясь с бездорожья на трассу, отключают крутящий момент, но без хаба составляющие и узлы переднего моста продолжают вращаться за счет движения передних колёс. В итоге теряется скорость, изнашиваются детали всей ходовой части, повышается расход топлива. Возможно, отчасти поэтому внедорожники с подключаемым приводом стоят значительно дешевле (полноприводные хоть и бегают по асфальту со включенным 4WD, изнашиваются не так быстро).

Видео: ХАБЫ — Off-road drive: обзор, устройство, принцип работы

 

Чтобы свести к минимуму указанные негативные последствия, достаточно пользоваться изредка ступичной муфтой (хабом): когда съезжаем с нормальной дороги – включать, когда выехали на городскую дорогу, трассу – выключать. Хаб исключит нагрузку на переднюю часть ходовки. При этом увеличится динамичность (время разгон уменьшается, накат идет легче), снизится расход топлива (до одного литра на сотню).

Весомый недостаток?

Несмотря на множество преимуществ от применения хаба, не советуем торопится с его установкой. Поскольку есть существенный минус – нет возможности в любой момент времени подключить полный привод. Особенно остро недостаток ощущается, когда чередуется качество дороги (асфальт/снет/насыпь) и при заезде на бордюр. Мешает хаб и при попытке выбраться из болота проверенным методом – «в раскачку». В такой ситуации муфта просто отключается и возможности полного привода оказываются недоступными. В этих редких экстренных ситуациях не поможет даже ручной режим переключения.

В некоторых случаях хаб действительно стоит установить: если вы не экстремал, постоянно покоряющий бездорожье, а человек, который изредка ездит на дачу и только в весенне-летний период. Если же вы не представляете жизни без приключений и привыкли прокладывать тропы, где их никогда не было – хаб для вас абсолютно ненужное приобретение, которое не принесет выгоды, а наоборот, подведёт в самый ответственный момент.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Муфты: определение, виды, назначение, классификация

Муфта — это цилиндрическое по форме устройство, соединяющее два вала, трубы или отрезка провода. Они используются для постоянного или временного соединения, могут быть управляемыми. Классификация устройств насчитывает десятки разновидностей. Они применяются во всех отраслях жизни человека.

Что такое муфтаЧто такое муфта

Что такое муфта

Что такое муфта? Это механизм для соединения приводных валов или трубопроводов.

Для чего нужна муфта? Основная задача:

  • механической — соединить два вала для передачи вращения;
  • соединительной — соединить два участка трубопровода для создания единой герметичной трубы.

Механические муфты выполняют и другие вспомогательные функции, такие, как ограничение предельной мощности на валу, предотвращение реверсивного вращения и некоторые другие.

КПД муфты определяется ее конструкцией. Наибольшими значениями этого параметра обладают жесткие конструкции, передающие энергию без потерь.

Фрикционные и упругие разновидности допускают потерю от 2 до 15 % энергии.

Виды муфтовых соединений

Механические муфты имеют много подвидов. Все они относятся к постоянным разъемным соединениям.

Жесткие

Для крупных конструкций, например, гребных валов, они служат для постоянного соединения раздельно изготавливаемых и перевозимых секций в единое целое на судоверфи. Здесь используются жесткие соединения, фланцевые или втулочные с фиксирующим элементом.

Фланцевая муфта представляет собой фланец, выточенный или приваренный на торце вала. в отверстия фланца пропускаются болты или шпильки, которыми он притягивается к ответному фланцу на другой секции вала.

Жесткая муфтаЖесткая муфта

Все муфтовые соединения требуют строгой соосности сопрягаемых валов. При ее нарушении возникают напряжения изгиба и радиальные биения, деформирующие и разрушающие соединение.

Исключением служит кулачково-дисковый механизм. Он была разработана Джоном Олдэмом в начале XIX века специально для параллельных, но не соосных валов.

Упругие

Если в ходе работы на валу возникают вибрация и динамические нагрузки, для их поглощения используют упругие муфты. Они имеют эластичный компонент для поглощения энергии. В фланцевых -это полимерные втулки, надетые на болты или шпильки. В кулачковых упругий элемент выполняют в виде эластичного зубчатого колеса из плотных пластмасс.

Упругая муфтаУпругая муфта

Сцепные

Служат для периодического подключения и отключения ведомого вала от ведущего. В них одна часть муфты зафиксирована на одном валу, а вторая скользит вдоль другого вала, входя в зацепление я первой и выходя из него. По конструкции средин них различают:

  • Зубчатые. В зацепление входят зубцы или кулачки.
  • Фрикционные. Зацепление осуществляется за счет трения. Различают дисковые и конические муфты. Прижим осуществляется пружиной. Такие механизмы могут соединяться при вращающихся с разной скоростью валах, их используют для работы сцепления в транспортных средствах и ручных строительных механизмах с бензоприводом.
  • Магнитные. Валы соединяются силой притяжения мощных постоянных магнитов такое соединение не требует физического контакта, поэтому вращение может предаваться через мембрану или стенку немагнитного сосуда на границе двух сред, например, газа и жидкости. Такие приводы используются для перемешивания жидкостей в пищевом и фармацевтическом производстве.
  • Гидродинамические. Движение передается рабочей жидкостью от ведущей крыльчатки к ведомой. Крыльчатки вращаются в общей рабочей камере, но не соприкасаются. Лучше остальных гасят колебания и удары. Используется в автомобильных трансмиссиях.
  • Электромагнитные. действуют аналогично, но силу зацепления обеспечивает электромагнит.

Виды муфт расположены в списке по мере убывания КПД.

Безрезьбовое компрессионное зажимное соединение gebo

Зажимные фитинги системы Gebo не так давно появились на рынке, но уже завоевали заслуженную популярность там, где требуется соединить две стальных трубы. Они позволяют обойтись без трудоемких операций по сварке или нарезке резьбы, не всегда возможных из-за особенностей места установки. Так, например, если стык приходится на труднодоступное место, в нем невозможно нарезать резьбу. Или в месте стыка расположены легковоспламеняющиеся материалы. Еще один вариант- ремонт газовых труб после утечки. Сварку нельзя начать до полного проветривания помещения.

Соединение GEBOСоединение GEBO

Фитинг Gebo представляет собой металлический корпус, с одного конца которого установлено зажимное приспособление. На корпусе нарезана резьба, на нее навинчивается гайка. Под гайкой расположено зажимное кольцо с коническим сечением, прижимное кольцо и прокладка из эластичного материала. Фитинг просто надевается на конец стальной трубы, Гайка завинчивается и кольца обжимают прокладку. Она плотно прижимается к поверхности трубы, надежно герметизируя соединение.

Муфты для ремонта

Служат для ремонта трубопроводов. используется два основных вида таких приспособлений:

  • Стыковые. В месте неисправности вырезается кусок трубы, и вместо него вставляется ремонтная муфта. С двух сторон она имеет соединения: резьбовые, фланцевые или сварные. Ответные части соединений устанавливаются или формируются на концах трубопровода.
  • Обжимные. Представляют собой хомут, надеваемый на поврежденный участок трубы. Под хомут подкладывается (или является его частью) слой уплотняющего упругого материала. Хомут затягивается, прижимая уплотняющий материал к повреждению и герметизируя его.

Обжимные служат средством оперативного, временного ремонта. Они не должны использоваться на постоянной основе. Могут устанавливаться только на жестких трубах (сталь, пластик) и подлежат замене на исправный участок трубы при первой возможности.

Стыковые применяются для постоянного ремонта жестких трубопроводов.

Для гибких шлангов малого давления (например, для садового полива или дренажного насоса) они могут использоваться и на постоянной основе. Используют их также и для сращивания кусков шланга.

Классификация муфт

По способу своего функционирования муфты подразделяются на

  • механические;
  • электрические;
  • гидравлические;
  • магнитные.

По возможности управления различают:

  • постоянного зацепления;
  • управляемые.

Управляемые муфты позволяют временно рассоединять валы с остановкой вращения или без таковой. По типу привода они подразделяются на:

  • Механические. В качестве привода используется мускульная сила человека.
  • Пневматические.
  • Гидравлические. Требуют наличия на станке или механизме системы гидравлики.
  • Электромагнитные. Наиболее современные, легко интегрируются в цифровые системы управления.
  • Самоуправляемые. По достижении определенного условия (скорости вращения, крутящего момента или самопроизвольного реверса) срабатываем механизм, временно или постоянно расцепляющий валы. Служат в качестве предохранительных устройств. Из-за сложности конструкции, изготовления и обслуживания вытесняются автоматизированными системами с датчиками и электроприводом.

По упругости сцепки различают

  • жесткие, осуществляют постоянное зацепление;
  • компенсирующие, способны работать в условиях неполной соосности валов;
  • упругие (компрессионные муфты), компенсируют крутильные или продольные колебания и удары, передаваемые от источника энергии;
  • сцепные, управляемые механизмы для коммутации валов, к ним относятся кулачково- дисковые и фрикционные муфты.

В сложных случаях применяют комбинированные муфты, соединяющие в себе несколько классификационных признаков.

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.

Тщательное соблюдение технологии и простая внимательность при работе позволяет избежать досадных оплошностей

Назначение

Механические муфты предназначены для:

  • передачи энергии между двумя валами, находящимися на единой оси либо под некоторым углом;
  • подключение и отключение ведущего и ведомого вала;
  • защиты агрегата от перегрузок;
  • компенсации ударов и колебаний, возникающих при работе механизма.

Муфтовое соединениеМуфтовое соединение

Ремонтные муфты переназначены для сращивания двух труб или временной ликвидации утечки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о