Чем соединяется вал двигателя с валом

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

1. Есть возможность выполнять демонтаж.
2. Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
3. Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
4. Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Способы соединения силовой установки с передаточным узлом

Сразу следует оговориться, что соединение электродвигателя с редуктором производится одним из пяти способов, и во многом зависит от конструкции самой установки. В этом можно легко убедиться, проведя визуальный и технический анализ мотор редуктора планетарного, соосного типа.

1. Вал к валу. Этот метод хорош для уменьшения массогабаритных характеристик.
2. Сопряжение посредством муфты. Такой подход помогает компенсировать радиальные, угловые, а также осевые смещения, недочеты сборки. Минус – увеличенный размер всего узла. Что до разновидностей муфт, то они бывают гибкими, амортизационными, жесткими.
3. С помощью шестерни. В этом случае червячный или конический механизмы получают дополнительную нагрузку, воздействующую на зубья шестерней.
4. За счет клиноременной передачи. Нагрузка регулируется силой натяжения ремней. Конструкция получается громоздкой и сложной.
5. Насаживание понизителя на вал привода.

Насадной тип сопряжения является весьма распространенным, так как с его помощью удается заметно уменьшить размеры механизма. На этой базе создаются сложные сочетания, к примеру, редуктор соосный двухступенчатый, особенностью которого является равенство так называемых тихоходной и быстроходной ступеней. По этой причине для расчета узла, сначала определяется тихоходная ступень. Размеры быстроходной зубчатой пары высчитывают по межосевому расстоянию. Сам же принцип соосности в такой конструкции достигается за счет изменения угла наклона зубьев на шестерне.

Соединение электродвигателя с насосом. Центровка и регулировка

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Насосы различного вида распространены как в промышленности, так и в быту. Они используются для водоснабжения промышленных объектов и населенных пунктов, в химической промышленности для перекачки агрессивных сред, в агропромышленном комплексе для полива земель и т.д.

Безопасная эксплуатация насосного оборудования напрямую зависит от правильной центровки валов приводного двигателя и самого насоса. Правильная центровка насоса с электродвигателем позволяет минимизировать вибрацию агрегата, которая со временем вызывает преждевременный выход подшипников из строя, искривление валов и износ рабочих органов. Наиболее остро такая проблема стоит в промышленности для насосов с большой объемной подачей, укомплектованными двигателями большой мощности. Моноблочные агрегаты не в центровке не нуждаются, так как рабочие колеса запрессованы непосредственно на удлиненный вал электродвигателя. Эта процедура необходима для агрегатов, у которых соединение между насосом и электродвигателем выполнено с помощью муфты.

Виды несоосности:
Чтобы правильно выполнить соединение насоса с электродвигателем нужно не допустить возникновения несоосности (коллинеарности) между валами. Геометрические оси вращения валов насоса и приводного электродвигателя, связанных между собой муфтой, при неправильной установке могут не совпадать. Такое расхождение может быть параллельным (а), угловым (б) или смешанным (в)

При параллельной неосоосности оси вращения валов располагаются в одной плоскости на определенном промежутке друг от друга по вертикали или горизонтали. Величина несоосности этого типа равна расстоянию между осями валов в миллиметрах.
При угловой коллинеарности оси вращения валов располагаются под углом друг к другу, в результате чего возникает раскрытие полумуфт. Чтобы численно оценить величину несоосности этого типа нужно измерить смещение оси вращения вала двигателя относительно оси вала насоса в двух местах на расстоянии 100 мм друг от друга. После этого полученные данные складываются, а полученный результат делится на расстояние между точками замера. Величина углового раскрытия муфт выражается в мм/100мм.
Смешанная несоосность характеризуется расхождением осей вращения валов как в вертикальной плоскости, так и по углу.
Для измерения расхождения валов используются как современные лазерные, так и аналоговые приборы

Когда проводится центровка

Центровка валов насоса и электродвигателя выполняется:
• после установки нового насосного оборудования;
• по окончании капитального ремонта с заменой трубопроводных линий;
• при возникновении вибрации и повышенного шума во время эксплуатации;
• если температура подшипниковых щитов превышает номинальное значение.

Как производится центровка

Прежде чем выполнять центровку следует определить стационарный и подвижный механизм. В паре насос-двигатель, стационарную позицию занимает первый агрегат, так как к нему обычно уже присоединен трубопровод. Поэтому за опорную линию с нулевыми координатами принимается центр вращения оси насоса. По результатам проведенных замеров осуществляется центровка двигателя относительно неподвижного агрегата. В горизонтальной плоскости несоосность устраняется перемещением корпуса электрической машины вправо или влево с одновременным контролем углового несовпадения, а вертикальная коллинеарность – с помощью регулировочных подкладок под лапы.
При наличии специальных измерительных приборов опытному специалисту не потребуется много времени для устранения несоосности. Но если таковые отсутствуют центровка насоса с электродвигателем своими руками с помощью линейки, штангенциркуля и пластинчатых щупов растянется надолго.
Для проверки коллинеарности валов можно использовать и два отрезка жесткой проволоки, которые закрепляются на полумуфтах со стороны двигателя и насоса и загибаются навстречу друг другу. Для боле точного измерения свободным концам проволок придают форму конуса. Между остриями импровизированных индикаторов должен остаться зазор величиной не более 1 мм. Медленно проворачивая скрепленные болтами полумуфты, с помощью щупа замеряют зазор через каждые 90° в плоскости, перпендикулярной оси вращения. По результатам выполненных измерений принимают решение о способе устранения возможной коллинеарности.

Сопряжение двигателя с приводимым механизмом посредством жестких муфт различной конструкции требует очень точного соблюдения соосности валов. Чтобы снизить вероятность возникновения коллинеарности любого типа для соединения валов используется упругая муфта для соединения насоса с электродвигателем.

Упругие компенсирующие соединительные муфты насоса

Для того, чтобы частично погасить вибрационные колебания и продлить ресурс работы подшипников валов насосов и электромоторов, используют муфты с упругими элементами.

Наиболее простой по конструкции и надёжной является муфта втулочно-пальцевого типа. По конструкции она напоминает жесткую фланцевую, полумуфты не приживаются жестко друг к другу, а в одной из них соединительные пальцы имеют эластичные прокладки.

Более сложной по конструкции является пружинная муфта. Кроме двух полумуфт, устанавливающихся на концах валов, между которыми находится пружина, муфта имеет защитный корпус. Корпус или кожух одновременно является хранилищем для смазочного материала. Концы пружины упираются в выступы на разных полумуфтах. Вал насоса начинает движение в тот момент, когда вал мотора, вращаясь, сожмёт пружину и та, в свою очередь, передаст усилие на вторую полумуфту.

По конструкции валы могут работать или совместно на изгиб и кручение (основной случай) или только на кручение (что реже), оси — работают только на изгиб. Основное их отличие в том, что

Для правильной оценки прочности вала следует внимательно назначать воспринимаемую им рассчетную нагрузку, с учетом наибольших, хоть и редко встречаемых значений, так и в части ее изменений во времени с учетом абсолютных и относительных нагрузок различных уровней, важно насколько возможно точно выявить характер и величину нагрузок. Основным условием, определяющим надежность и долговечность эксплуатации электрических машин является правильно выполненная центровка валов.

Центровка валов включает в себя две основные операции: выверку оси общего вала (выверку линии валов) и собственно центровку, то есть устранение боковых и угловых смещений машин и механизмов.

Для обеспечения правильного распределение нагрузок между подшипниками валы соединяемых машин должны быть установлены в такое положение, при котором торцовые плоскости полумуфт в горизонтальной и вертикальной плосткостях будут параллельны, а оси валов продолжением одна другой, без смещений. Под действием собственного веса ротора ось вала каждой электрической машины принимает несколько изогнутую форму. Если соединяемые валы установить строго горизонтально, то изгибы осей валов приведут к тому, что торцовые плосткости полумуфт не будут параллельны и получат раскрытие сверху. В этом случае оси валов будут продолжением одна другой. При работе такого агрегата его валы будут вибрировать, оказывая вредное влияние на подшипники и другие части механизма.

Выверка линии валов по уровню. При одновременном монтаже двух частей (например, двигатель и генератор), для выполнения этой операции есть несколько способов.

Несоосностью валов называют такое их взаимное расположение, при котором центрируемые оси и имеют боковое (радиальное) или угловое (осевое) смещение относительно друг друга.
Величины допустимых смещений определяются конструецией применяемых муфт, имеющих разную компенсационную способность. Под компенсационной способностью следует понимать способность некоторых типов муфт компенсировать неточность выверки соосности валов соединяемых машин.

Валы, соединяемые при помощи жесткой поперечно-свертной муфты практически не допускают боковых и угловых смещений так как при таком соединении они должны работать как общий вал.

Технологическая последовательность операций по монтажу электрических машин зависит от их габаритов и способов поставки (в собранном или разобранном виде).

Перед центровкой валов должны быть выполнены следующие подготовительные работы: подготовка рабочего места; проверка шеек валов, проверка состояния полумуфт к насадке, нагрев полумуфт, насадка полумуфт, очистка и осмотр вкладшей подшипников, проверка положения шеек вала в нижних вкладышах, предварителльная проверка совпадения линии валов, проверка радиального биения валов и полумуфт, проверка полумуфт на осевое биение.

Остановимся на наиболее важных моментах

Отверстие в ступице и посадочная часть вала должны иметь форму цилиндра. Для тяжелых условий работы полумуфты насаживают на валы в горячем состоянии с натягом, обеспечивающим необходимую прочность насадки. Величина натяга считается достаточной, если диаметр отверстия в ступице полумуфты, насаживаемой в горячем состоянии будет до нагревания меньши диаметре посадочного конца вана на 0,08-0,1 мм. на каждый 100 мм. диаметра вала.

При такой разнице в диаметрах создается натяг, обеспечивающий достаточную прочность насадки. Допускать слишком большую величину натяга не следует, так как это может привести к разрыву ступицы, при меньшем натяге возможно провертывание полумуфт на валу при передаче больших моментов.

При насадке полумуфт посадочный конец вала и отверстие в ступице должны быть очищены от осевшей на них пыли, заусенцев, шероховатостей и т.п.

Небольшие полумуфты с призматической шпонкой в холодном состоянии насаживают вручную. Для насадки полумуфты в горячем состоянии заранее подготавливают приспособления для переноса нагретой муфты, а также для ее насадки.

У двигателей с коническим концом вала на валу предусмотрена нарезка и коническая полумуфта насаживается на вал путем затяжки гайкой.

Перед сопряжением валов проверяют радиальное и осевое биение валов и насаженных полумуфт. Совпадение линий валов предварительно проверяют по полумуфтам при помощи измерительных инструментов.

Радиальное биение вала и полумуфт

Радиальное биение вала проверяют в нескольких плосткостях по длине вала. При этом окружность вала делят на восемь равных частей. Для проверки используют индикатор часового типа, который устанавливают на жесткое основание с таким рассчетом, чтобы измерительный стержень индикатора касался поверхности вала. Для проверки муфт на осевое биение два индикатора устанавливают в диаметрально противоположных точках торца полумуфты на одинаковом расстоянии от оси вращения вала. Для замеров окружность делят на четное число равных частей (например на 8) и торцевое биение определяют на основании восьми пар замеров. Если замер произведен правильно, то сумма верхего и нижнего зазоров равна сумме боковых зазоров (или разница не более 0,03 мм.).

В практике электромонтажных организаций применяют ряд своих способов центровки валов. К ним относятся:

Центровка валов при помощи одной или двух пар радиально-осевых скоб

При угловых смещениях валов т.е. когда а1+а3 больше или меньше а2+а4 (или b1+b3 больше или меньше b2+b4) для центровки рекомендуется применять две пары скоб, сдвинутых одна относительно другой на 180 градусов, как показано на рисунке а, причем одной парой скоб измеряют боковые и угловые зазоры, а другой только угловые на одинаковом расстоянии от оси, измерения проводят при повороте ротора на 0,90,180 и 270 градусов. После измерений проводят необходимые корректировки и перемещения.

Центровка валов по полумуфтам

В скобу вворачивают измерительный болт с контргайкой, боковые зазоры измеряют при помощи щупа между измерительным болтом (или индикаторов) и внешней поверхностью полумуфты, а угловые зазоры — между торцами полумуфт.
В каждом положении полумуфт (0,90,180,270) замеряют один боковой замер и два или четыре угловых зазора. Средние значения угловых зазоров при нескольких замерах определяют как среднее арифметическое путем деления суммы числовых значений зазоров на количество замеров.

Эластичные соединительные муфты (для соединения редуктора с гребным валом)

Преимущества
• Для двигателей мощностью от 5 до 1500 л.с.
• Снижают уровень шума двигателя и вибрацию трансмиссии
• Отказоустойчивая конструкция
• Прикрепляются болтами между существующими фланцами вала
• Не требуют дополнительной механической обработки
• Легко и быстро устанавливаются
• Простой периодический контроль соосности
• Большой ассортимент
• Воспринимает упор винта
• Устойчивы к воздействия морской воды, дизельного топлива и смазочных масел
• Возможно обеспечение электрической неразрывности
• Конкурентная цена

Фирма R & D Marine разработала широкий ассортимент эластичных по конкурентоспособным ценам муфты с учетом всех основных случаев установки.

R & D эластичные муфты снижения шума двигателя, вибрации трансмиссии и предназначены для восприятия упора винта, отдельный упорный подшипник и переборка не требуются.

Муфты изготовлены из сложного полиэфирного эластомера, который не восприимчив к воздействию соленой воды, дизельного топлива и смазочных масел.

Если требуется электрическую непрерывность, в центре большинства эластичных муфт может быть установлен заземлитель

Установка производится быстро и просто, так как муфты R & D не требует дополнительной обработки и поставляются с болтами для установки между двумя существующими фланцами вала.

Проверка соосности во время установки установке и в процессе эксплуатации производится легко и быстро с помощью болта с красной конусообразной головкой.

Как выбрать (обязательная информация)
1. Мощность двигателя и обороты
2. Тип редуктора и передаточное отношение
3. Характеристики фланца редуктора:
   • диаметр фланца;
   • центрирующий диаметр.;
   • диаметр расположения крепежных отверстий;
   • размер и количество отверстий (Диаметр расположения является расстоянием между центрами диаметрально противоположных отверстий).

Пример:
1. Двигатель Ford 150HP at 2500 RPM
2. Реверс-редуктор Borg Warner Velvet Drive 72C 2:1
3. 5” Фланец, центрирующий элемент D=2.5”, PCD 4.250,
4. отверстия, диаметр 0.427.

Требуется рассчитать мощность муфты.
Мощность двигателя л.с.х передаточное отношениех100= HP/100
150_х2х100=12 HP/100 rpm → требуется муфта 910-009 Borg Warner
2500 Обороты двигателя

Муфты R & D 910 серии состоят из фасонного эластичного диска, отлитого из прочного, но эластичного сложного полиэфирного эластомера нового типа. Фасонный диск имеет зазор для головок болтов и способен изгибаться, компенсируя временную несоосность двигателя и вала, вызванную деформацией корпуса лодки или перемещением двигателя на виброопорах.

Упор при движении вперед передается при сжатии диска между двумя полумуфтами, пор при движении назад снова передается через сжатие диска между отказоустойчивости пластинами. Если произойдет разрушение диска, что маловероятно, стальные пластины делают муфту отказоустойчивой и обеспечивают продолжение движения в прямом и обратном направлении.

Муфты в стандартной комплектации не являются токопроводящими. Для обеспечения безобрывности может быть поставлен насыщенный серебром резиновый элемент, который устанавливается в центре муфты между отказоустойчивыми пластинами.

О — эти муфты снабжены втулкой с буртиком для фиксации на фланце редуктора.
Х — эти муфты одобрены Lloyds Register of Shipping
О — эти муфты одобрены Bureau Veritas
Для реверс-редуктора IRM220A может быть поставлен адаптер фланца 220-0384(54 мм 2.125” длиной), и для реверс-редуктора Twin Disc 502 – адаптер фланца 202148(54 мм 2.125” длиной), который соединяется болтами с муфтой 910-003, 910-025 или 910-032 и с полумуфтой 202-037 или 202-054, в качестве альтернативы – с фланцевой полумуфтой с зажимом – 202-176 или 202-178.

Кулачковыми муфтами можно соединять валы с незначительными смещениями.

Также делать дает возможность увеличить эксплуатационные нагрузки на определенный узел. Если работа силового агрегата неравномерна, то устройство погасит удары и крутильные колебания.

Соединительные кулачковые муфты для валов отличаются компактными размерами, небольшим весом и низкой инерцией. Благодаря этому деталь получила большой диапазон применения: в компрессорах, насосах, станках, подъемниках, коробках передач спортивных автомобилей и т.д.