Почему для одних приводов нужна жесткая передача, а для других важнее демпфирование вибраций? В чем отличия между лучевыми, сильфонными и высокодинамическими муфтами от силовых типа Oldham и кулачковых, где каждый тип работает наиболее оптимально.

Любая муфта прежде всего служит для соединения двух валов, ведущего и ведомого. Их выбор прежде всего будет определятся параметрами вращательного движения, моментами валах, их геометрии и возможными отклонениями.

Аксиальные муфты, которые служат для передачи поступательного линейного движения, например от поршня на распредвал мы в данном случае не рассматриваем

В целом, муфты приблизительно можно разделить на следующие группы, в зависимости от условий применения:

Силовые муфты:

Кулачковые муфты

Прежде всего служат для:

• передачи высоких крутящих моментов
• компенсация незначительных угловых отклонений и несоосности
• компенсация ударных нагрузок при изменении нагрузки, пусках / остановах, регулировке.

Пример – соединение валов электродвигателя и вала вала редуктора первой ступени. За счет разницы момента инерции двигателя и редуктора возникают очень высокие ударные нагрузки во время пуска / остановки, а также их вызывают изменение нагрузки в процессе работы.

Муфты Oldham

Прежде всего служат для:

• компенсации высокой радиальной и самое главное параллельной (боковое смещение) несоосности. К примеру, она при монтаже двигателя и насоса на сварной раме, где за счет нагрева всегда будут отклонения от заданных размеров; длинных валах, которые изгибаются за счет собственного веса и нагрузки, монтажа в полевых условиях.
• передачи высоких крутящих моментов

Высокоточные муфты:

Сильфонные соединители,

• характеризуются значительной жёсткостью
• Компенсируют несоосность валов в пределах допусков,
• при этом имеют максимально точную передачу вращения без люфта.

Находят применение: на станках ЧПУ, измерительных стендах, шарико-винтовых передачах.

Прецизионные муфты

Лучевые муфты

обладают самой высокой крутильной жесткостью и точностью передачи (см. примечание), минимальное отклонение приводного и ведомого вала по углу при изменении параметров движения;

• передают угол поворота с минимальной ошибкой;
• привод работает плавно, без рывков, резких пусков и остановок.

Применяются, когда параметрами устройства изначально заложены вибрации и колебания системы и требуется компактная цельнометаллическая муфта.

Обычно их ставят в энкодерах, для датчиков положения; на измерительных валах; лабораторные приводы; поворотные столы станков; тестовые стенды.

Высокодинамические муфты

• привод работает при частых циклах старт/стоп;
• есть быстрые разгоны и торможения;
• возможны вибрации и резонансы, которые передаются на подшипники, энкодер или приводные механизмы;
• нужно сочетать минимальные люфты на валах с демпфированием;
• важна стабильная работа для динамического привода,
• допустимы незначительные отклонения по жесткости узла.

Типовые узлы применения:

• актуаторы; pick-and-place механизмы (упаковочные роботы, быстродействующие механизмы переноса деталей);
• дозирующие головки;
• малые сервоприводы;
• упаковочные машины;
• сортировочные механизмы;
• приводы захватов и кареток.

Примечание

Крутильная жесткость и точность передачи для соединительных муфт:

К примеру: приводной мотор повернул вал, а муфта должна передать этот поворот на второй вал. Но любая, не жесткая муфта незначительно пружинит. Один вал уже повернулся, а второй из-за нагрузки немного отстал.

Насколько муфта сопротивляется этому скручиванию — это и есть крутильная жесткость.

Формула условно такая:

Для обычного механического привода это неважно, а для энкодера, дозатора, лазерного сканера, упаковочной линии или роботизированного комплекса, это может иметь критическое значение