Судовые муфты являются связующим звеном между такими частями энергетической установки, как двигатель, передача, валопровод.
По своему назначению муфты разделяют на соединительные, предназначенные для жесткого или эластичного соединения элементов установки, не допускающего их разъединения в процессе работы; и соединительно-разобщительные, обеспечивающие соединение элементов установки и их разобщение в необходимый момент.
Соединительные муфты в свою очередь могут быть подвижными (эластичными), допускающими некоторые отклонения осей соединяемых валов в радиальном и осевом направлениях, и неподвижными, обеспечивающими жесткое соединение валов. Кроме того соединительные муфты разделяются на неразъемные, разбираемые только во время демонтажа валов, производства ремонта и т.д.; и разъемные, имеющие возможность разъединения валов при бездействии установки.
Соединительно-разобщительные муфты по принципу действия можно разделить:
- на фрикционные муфты, принцип работы которых основан на действии сил трения, возникающих между рабочими поверхностями ведущего и ведомого звеньев. Характерным примером фрикционной муфты является механизм сцепления в автомобилях;
- гидравлические муфты, передача крутящего момента в которых производится за счет гидродинамических сил. К этому типу муфт относятся рассмотренные выше гидродинамические муфты и гидро- трансформаторы (рис. 51, 52);
- зубчатые муфты с обгонными устройствами;
- электромагнитные муфты, в основе работы которых лежит принцип взаимодействия вращающегося магнитного поля с индуцированным им током. Соединение электромагнитной муфты осуществляется подачей постоянного тока на обмотки возбуждения, а разъединение – отключением тока (рис. 56 – а, б);
- шинно-пневматические муфты, основанные на фрикционном принципе действия (рис. 56 – в, г), и работающие за счет соединения ведущего и ведомого звеньев подачей воздуха в пневматическую шину.
Электромагнитная соединительно-разобщительная муфта состоит из ведущей части 3, закрепленной на ведущем вале 1, на которой находятся катушки возбуждения (индукторы) 4, и ведомой части – короткозамкнутого ротора 5, соединенного с ведомым валом 2.
К катушкам возбуждения через контактные кольца 6 подводится постоянный ток. При вращении индуктора и подаче на катушки тока, возникает вращающееся магнитное поле, в результате чего в короткозамкнутой обмотке ротора индуцируется ток, взаимодействующий с магнитным полем индуктора. При взаимодействии тока с магнитным полем от ведущего вала ведомому передается вращающий момент. Электромагнитные муфты имеют некоторую величину скольжения: частота вращения ведомого вала при полной нагрузке двигателя на 1,4 ÷ 1,7 % меньше частоты вращения ведущего вала. Затраты энергии на возбуждение электромагнитной муфты составляют около 1,0 ÷ 1,5 % передаваемой мощности, а КПД таких муфт составляет величину 0,97 ÷ 0,98. Основными преимуществами электромагнитных муфт являются мгновенность действия, легкость и простота обслуживания, удобство дистанционного управления.
Шинно-пневматическая муфта состоит из барабана 7, соединенного с помощью фланца с ведущим валом 1, и корпуса 8, соединенного с ведомым валом 2. Между корпусом и барабаном помещается резиновая армированная шина Ш с закрепленными на ней со стороны обода барабана фрикционными пластинками-накладками Ф. При подаче в шину через штуцер сжатого воздуха, шина расширяется и прижимает фрикционные накладки к ободу барабана. В результате на ободе барабана возникает сила трения, достаточная для передачи крутящего момента от ведущего вала ведомому. Соединение получается надежным и может быть достигнуто как плавно, так и практически мгновенно. Для разобщения валов необходимо выпустить воздух из шины.
Кроме перечисленных выше типов муфт, в энергетических установках часто применяют эластичные неразъемные муфты (рис. 57), которые позволяют устранить погрешности монтажа и центровки двигателя относительно линии вала, а также выполняют роль звукоизолирующих и гасящих колебания устройств. Соединение ведущего и ведомого валов между собой в таких типах муфт производится с помощью эластичных элементов, изготовленных из специальной резины, либо с применением специальных эластичных узлов, включающих в свою конструкцию износостойкие резиновые элементы.
Литература
Судовые энергетические установки. Комбинированные и ядерные установки. Болдырев О.Н. [2007]
