Тема 11. Поверочный расчет шинно-пневматических муфт

Типа ШПМ

1. Задача расчета. Произвести поверочный расчет ШПМ.

2. Методика расчета. При проверочном расчете муфт типа ШПМ определяется коэффициент запаса надежности m по крутящему моменту, передаваемому муфтой. Крутящий момент на валу, кг∙м:

М= 716,2 N/n.

По отношению передаваемого муфтой расчетного момента М_р к определенному моменту М при том же давлении воздуха и тех же числах оборотов получим коэффициент запаса надежности муфты

m = М_р / M

Для определения M_р необходимо пользоваться специальными графиками (см. рис. 11.1).

3.Пример. Суммарная мощность двух силовых агрегатов на коробку перемены передач передается муфтой ШПМ-500. Скорость вращения вала, на котором закреплена муфта, равна 1045 об/мин.Суммарная мощность на валу N = 775 л. с. Определяем величину крутящего момента, которую должна передать муфта,

М= 716,2 ∙ N/n ;

М= 716,2 ∙ 775/1045 = 530

По графику находим, что при давлении воздуха в муфте, равном 6 кг/см², и n = 1045 об/минмуфта ШПМ-500 может передать крутящий момент, равный 630 кг∙м.Тогда

m = М_р / M = 630 / 530 =1,19,

что можно считать допустимым.

4.Пример. Электродвигатели соединяются со спаривающим редуктором посредством шинно-пневматических муфт ШПМ-500, по одной муфте на каждом двигателе, мощность двигателя N = 320 кВт, n = 985 об/мин.

Определяем крутящий момент, передаваемый муфтой, кг∙м:

М = 716,2(320∙1,36)/985 = 316,

где 1,36 — переводной коэффициент 1 кВв 1 л. с.

Учитывая, что кратность пускового момента электродвигателей к номинальному К = 2, определяем пусковой момент, кг∙м: М_п = 2М = 2 ∙ 316 = 632.

Определяем коэффициент запаса надежнооти муфты ШПМ-500,. если при 6 кг/см² и n = 985 об/мин М_р = 670 кГ∙м.

m = 670 / 632 = 1,06.

Так как муфта ШПМ-500 будет работать на пределе, из конструктивных соображений в этом месте целесообразно поставить по две муфты 2ШПМ-500 на каждый двигатель вместо одной большего размера.

5. Определение момента, который может передать ШПМ.

Исходите данные

Скорость вращения, об/мин……………………….n

Мощность на валу, л. с…………………………..N

Передаваемый момент, кГ∙м…………………… М

Давление воздуха в баллоне, кГ/см² …...р

Диаметр внутренней полости баллона, мм……..D_вн

Ширина полости баллона, мм…………………...В_б

Ширина колодки, мм………………………………В

Коэффициент трения колодки по шайбе …..0,325

Вес внутреннего слоя с колодками, кг…………..G,

Диаметр ведомого барабана, мм………………….D_б

5.2. Методика расчета. Определяем суммарную нагрузку (силу тяжести) на ведомый барабан (по окружности), кг:

Q = ∙D_в ∙В_б ∙р.

Центробежная сила отжимающей колодки от барабана, кг:

F = 0,001118∙G∙r∙n² ,

здесь r —средний радиус масс (r = 0,365).

Результирующая сила тяжести на барабан: Q_р = Q – F.

Далее определяем силу трения, возникающую между бакелитовыми колодками муфты и стальным (чугунным) барабаном, кг: Т = Q_р ∙

Момент трения, кг∙м: М = Т ∙D_б / 2.

5.3. Пример. Исходные данные: n = 555 об/мин; N = 1085 л. с.;

М = 716,2 ∙ 1085 / 555 = 1400;

Р=6 кг/см²; В_б=200 мм; D_б = 782 мм; =0,325; G = 37 кг.

Определяем суммарную нагрузку на барабан, кг:

Q = 3,14*78,2*20*6 = 29500.

Центробежная сила, отжимающая колодки от барабана, кг:

F = 0,001118*G*r*n² .

F = 0,001118*37*0,365*55² = 4650, где r = 0,365 м.

Тогда результирующая нагрузка (сила тяжести) на барабан будет, кг: Q_р = 29500 – 4650 = 24850.

Определяем силу трения между колодками муфты и барабаном, кг: Т = Q_р ∙ = 24850*0,325 = 8080.

Теперь находим момент трения (момент, передаваемый муфтой), кг*м: М = Т*D_б / 2 = 8080*0,70 / 2 = 2830,

откуда коэффициент надежности муфты:

m = 2830 / 1400 = 2,02.

Как видно, в нашем случае имеем большой коэффициент надежности.