Универсальные муфты

В современных блюмингах в качестве главной наиболее часто применяется универсальная муфта, представляющая собой укороченный универсальный шпиндель.

Показанная на фиг. 426 конструкция обеспечивает достаточную эластичность главной муфты в случае толчков и смещения вала двигателя по отношению к шестеренному валку.

В середине муфты делается проточка (фиг. 426) или, как в других конструкциях, полый шпиндель для предотвращения косого излома и предохранения двигателя от аварийных толчков. Длину муфты стараются делать возможно меньшей сообразно с габаритами шестеренной клети и мотора.

Благодаря несложности конструкции муфты разобщение двигателя и шестеренной клети легко осуществляется при вытягивании болтов.

Такая муфта принята в качестве типовой для стандартного блюминга.

Расчет универсальных шпинделей и муфт на прочность

При расчете на прочность универсальных шпинделей и муфт исходят из условия, что крутящий момент на шпинделе ввиду незначительного наклона его (8—10°) равен крутящему моменту на рабочем или шестеренном валке.

где а — угол наклон л шпинделей.

Напряжение кручения

(410)

где b — средняя ширина лопасти;

s— толщина лопасти;

k - коэффициеит, зависящий от отношения b/s (при b/s =3,5, что наиболее часто встречается в шпинделях, k — 0,275).

Напряжение изгиба

(411)

При открытой лопасти, напоминающей вилку, последняя работает только на изгиб. Максимальный изгибающий момент для каждой половины лопасти (фиг. 428), соответствующий наибольшему значению угла а, будет:

(412)

где Р- сита, действующая на каждую половину лопасти;

а — расстояние от опасного сечения I-I до точки приложения силы.

Считая приблизительно, что сила Р приложена в центре тяжести площади соприкосновения вкладыша шпинделя с половиной лопасти, на расстоянии

имеем:

(413)

При расчете головки шпинделя давление вкладыша на лопасть головки принимается распределенным по треугольнику, а точка приложения этого давления (фиг. 429) — на расстоянии b1/3 от оси головки шпинделя (b1 — ширина лопасти).

Полагаем, что равнодействующая направлена перпендикулярно к плоскости лопасти рабочего или шестеренного валка. Приложив к оси головки шпинделя две силы Р1и Р2, равные силе Р и направленные в противоположные стороны, приходим к выводу, что на лопасть действует скручивающая пара Р и Р1 и изгибающий момент от силы Р2. Расчет ведем на одновременное действие крутящего и изгибающего моментов.

Момент, скручивающий одну лопасть,

(414)

Если момент, действующий на шпиндель, обозначим через М, то

(415)

Подставляя в уравнение (414) значение силы Р, имеем:

(416)

Таким образом момент, скручивающий одну лопасть, равен половине крутящего момента шпинделя.

Момент сопротивления при кручении сечения, имеющего форму сегмента, определяем приближенно, приравнивая его к прямоугольному. Чтобы определить размеры эквивалентного прямоугольника, приравниваем сначала сегмент к трапеции (фиг. 430).Тогда высота прямоугольника равна с1 ширина с2 + с3и момент сопротивления

(417)

где k- коэффициент, зависящий от отношения (с3+с2)/с1.

В головке шпинделя напряжение от кручения

(418)

Для лопасти шпинделя изгибающий момент пропорционален расстоянию хот

точки Р2 до нейтральной линии:

(419)

Величина х зависит как от величины рассматриваемого сечения лопасти шпинделя, так и от угла наклона последнего к лопасти рабочего или шестеренного валков. С увеличением угла наклона (фиг. 431) изгибающий момент, действующий на одну из лопастей шпинделя, повышается: