Spojka | Tento. Co je spojka?

v technice zařízení pro trvalé nebo dočasné spojení hřídelí, potrubí, ocelových lan, kabelů apod. Rozlišují se spojovací hřídele, které v závislosti na vykonávané funkci zajišťují pevnost spoje, těsnost, chrání proti korozi atd. (viz Kabelová spojka, Spojení potrubí), a hnací hřídele strojů a mechanismů, které přenášejí rotační pohyb a krouticí moment z jednoho hřídele na druhý volně uložený hřídel, obvykle nasazený na hřídel, nasazený na hřídel atd.) bez změny točivého momentu. Kromě toho plní pohony M. další důležité funkce: kompenzace malých montážních odchylek, odpojování hřídele, automatické řízení, plynulá regulace převodového poměru, ochrana strojů před poruchami v nouzovém režimu atd. M. slouží k přenosu jak zanedbatelných, tak významných momentů a výkonů (až několik tisíc. kW). Různé způsoby přenosu točivého momentu a rozmanitost funkcí, které M. vykonává, předurčily pro moderní M širokou škálu provedení. Nejběžnější z nich jsou standardizované.

Přenos točivého momentu v M. může být prováděn mechanickým spojením mezi částmi, realizovanými ve formě pevných spojení nebo kinematických dvojic (M. s geometrickým uzávěrem); vlivem třecích sil nebo magnetické přitažlivosti (M. se silovým uzávěrem); setrvačné síly nebo indukční interakce elektromagnetických polí (M. s dynamickým uzávěrem). Podle povahy práce a hlavního účelu se rozlišují tyto typy M.: trvalé spojení; řízená (spojka), umožňující spojování a odpojování hřídelů pomocí řídicího systému; samočinné (automatické), připojování a odpojování hřídelí za provozu automaticky v závislosti na změnách režimu; bezpečnost, odpojení hřídelí při nebezpečném porušení normálních provozních podmínek stroje; M. posuvné, přenášející krouticí moment pouze tehdy, když je frekvence otáčení hnaného hřídele nižší než frekvence otáčení hnacího hřídele.

Trvalá spojení M. se provádějí s geometrickým uzávěrem a dělí se na více typů. Tvrdý nekompenzující nebo hluchý, M. (obr. 1, a) spojovat hřídele bez možnosti jejich relativního pohybu. Tuhá kompenzační M. umožňují malé odchylky od koaxiálního uspořádání hřídelů. Mezi nimi jsou nejběžnější vroubkované M. (obr. 1, b). Pevné pohyblivé M. umožňují výrazné odchylky od souososti. Hojně se používají např. asynchronní kloubové M. (viz Kardanův převod), které umožňují naklápění os až o 45°, ale neumožňují příčné a podélné posuvy os; dvojitý kloubový M., tj. kombinace dvou jednoduchých (obr. 1, b) atd. Konstantní převodový poměr v libovolných úhlech mezi osami spojených hřídelů zajišťují synchronní kloubové M., které přenášejí pohyb pomocí kuliček. Takové M. se používají např. při pohonu předních hnacích kol automobilu. Synchronní M. také zahrnují plovoucí nebo křížové spojky (viz Křížová spojka), nazývané také vačkový kotouč M. (obr. 1, g), jejichž konstrukce umožňují značné příčné posuvy os hřídelů a kompenzaci malých deformací a axiálních posuvů. Jako kompenzační se používají také elastické a elasticko-tlumící M. Do této skupiny patří prst na rukávu M. (obr. 1, d), široce používané pro spojení hřídele elektromotoru s hřídelí hnaného stroje, stejně jako M. pokročilejší konstrukce – M. s toroidním pláštěm (obr. 1, e) a další.

Podařilo se, nebo spojka, M., vyrobená s geometrickým a silovým uzávěrem, se také liší ve velké rozmanitosti. Skupina M. s geometrickým uzávěrem se skládá z vačky (obr. 2, a), ozubené atd. M., vyznačující se kompaktní konstrukcí, ale neumožňující záběr při vysoké rychlosti s velkým rozdílem úhlových rychlostí zabírajících polovin spojek. Gear M. se synchronizátory nemají tuto nevýhodu (obr. 2, b). Takové M. poskytují záběr bez rázů při volnoběžných otáčkách, protože nejprve přijdou do kontaktu třecí plochy a rychlost otáčení polospojek se vyrovná během procesu posuvu před záběrem zubů. M. se synchronizátory se používají v automobilových převodovkách (viz Převodovka). Mezi řízené M. se silovým uzávěrem mechanickým spojením patří M. frikční, neboli frikční, které umožňují zapínání za pohybu a při zatížení. Provedení těchto M. může být provedeno s jedním nebo více kotouči, s válcovými nebo kuželovými třecími plochami, s mechanickými, pneumatickými, hydraulickými nebo elektromagnetickými (obr. 2, c) management. Takové M. se používají v automatických systémech, protože umožňují dálkové ovládání.

Skupinu M. se silovým uzávěrem elektromechanickým spojením tvoří M. s kapalnou nebo práškovou feromagnetickou směsí (obr. 2, g), při kterém při průchodu elektrického proudu budicí cívkou vzniká magnetický tok, v jehož důsledku se zmagnetizuje feromagnetická směs vyplňující mezeru mezi polospojkami, která zajistí přilnavost směsi k plochám polospojek. Tyto M. se hojně používají při kopírovacích strojích kovoobráběcích a jiných obráběcích strojích. Uzávěr výkonu elektromagnetickou vazbou je proveden v synchronní elektroindukci M., která má magnetická jádra s oddělenými póly na obou polovinách spojky (obr. 2, d). Točivý moment mezi hřídelemi se přenáší při průchodu proudu budicí cívkou a mezi póly polospojek se vytváří magnetická přitažlivá síla.

samospráva, nebo automatické, M. se zapínají a vypínají v závislosti na změně provozního režimu stroje. Patří mezi ně: jednootáčkové M., které pracují v určité poloze každou jednu nebo několik otáček hřídele (používají se v lisech a bucharech k zastavení jezdce v horní poloze); předjíždění M., nebo M. volný běh (obr. 3, a), přenášející krouticí moment pouze v jednom směru otáčení hnací polospojky vzhledem k hnané a otáčení v opačném směru otáčení (používá se u jízdních kol, automatických převodovek automobilů, obráběcích strojů atd.); odstředivý M. (obr. 3, b), které se zapínají a vypínají v závislosti na rychlosti otáčení hnací polospojky (používají se jako spouštěcí spojky v pohonech, dále bezpečnostní spojky (viz Bezpečnostní spojka), omezující rychlost otáčení hnaného stroje atd.): M. omezovacího momentu, které se nejčastěji používají jako bezpečnostní spojky, vypínání stroje při nebezpečně vzrůstajícím kroutícím momentu. Bezpečnostní funkce plní M. a další typy, které umožňují prokluz a mají odpovídající konstrukci a vlastnosti.

M. posuvný se provádějí s dynamickým uzávěrem mechanickým připojením (hydrodynamické) nebo s elektrickým připojením (elektroindukční asynchronní). Takové M. přenášejí krouticí moment pouze tehdy, když hnaná polospojka zaostává za hnací, tedy při prokluzu. Konstrukčně je hydrodynamický M. řešen jako uzavřený systém s kapalnou pracovní kapalinou. Takové M. se používají jako spouštěcí, řídicí a pojistné ventily v hydrodynamických převodovkách (viz Hydrodynamická převodovka). Elektrické indukční asynchronní motory pracují díky silám magnetické interakce, které vznikají, když přední polospojka, která má budicí cívku a magnetický obvod s oddělenými póly, klouže vzhledem k hnané polospojce, která je tvořena pevným magnetickým obvodem. Tyto M. se používají jako řízené, startovací a někdy jako variátory otáček.

lit.: Reshetov D. N., Části strojů, 3. vyd., M., 1974; Stručná příručka strojních inženýrů, Moskva, 1966; Části strojů, 7. vydání, Moskva, 1972; Polyakov V.S., Barbash I.D., Spojky, 4. vyd., L., 1973: Části strojů. Příručka, ed. N. S. Acherkana, sv. 1, 3. vydání, M., 1968.

Rýže. 1. Stálé spojky: a – tuhá nekompenzační objímka; b – tuhý kompenzační převod; in – kombinace dvou jednokloubových asynchronních spojek s vloženým hřídelem; g – plovoucí vačkový kotouč; d — prst na rukávu; e – s toroidním pláštěm; 1 — spojované hřídele; 2 — objímka spojky; 3 – pouzdra s vnějšími zuby; 4 – spona s vnitřními zuby; 5 — poloviční spojky; 6 — střední hřídel; 7 — střední disk; 8 – toroidní elastická skořepina;

Rýže. 2. Řízené spojky: a — vačka; b – ozubený se synchronizátorem; in – tření s elektromagnetickým ovládáním; g – s feromagnetickou směsí; d – synchronní elektroindukce; 1 — poloviční spojky; 2 – vnější zuby; 3 – kuželové třecí plochy; 4 – kluzný kroužek s vnitřními zuby; 5 — kotouče poloviční spojky; 6 – feromagnetická směs; 7 — budicí cívka; 8, 9 — magnetická jádra polospojek s oddělenými póly.

Rýže. 3. Samočinné spojky: a – volný chod; b – odstředivý; 1 – vodicí řetězové kolo; 2 — válečky; 3 — poháněná spona; 4 — tělo; 5 — třecí obložení.

Velká sovětská encyklopedie. — M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978.

Většina strojů a technologických systémů se skládá z jednotlivých součástí, mechanismů a sestav, které přenášejí energii v řetězci z motoru do výkonných orgánů. Pro zajištění kinematických a silových spojení mezi jednotlivými prvky tohoto řetězce (sestavy, mechanismy a sestavy) se používají speciální spojovací zařízení – spojky.

Spojka je zařízení pro spojení konců hřídelů nebo hřídelí s částmi, které jsou na nich volně nainstalované (ozubená kola, řemenice, řetězová kola atd.).
Spojky přenášejí točivý moment bez změny jeho velikosti a směru.
Některé typy spojek jsou při přenosu krouticího momentu schopny plnit další funkce – pohlcovat vibrace, rázy a otřesy, chránit stroj před přetížením, vyrovnávat nesouosost a deformace spojovaných hřídelí a v určitých režimech automaticky odpojovat a spojovat jednotlivé mechanismy a sestavy stroje bez zastavení motoru.

Klasifikace spojek

Různorodost požadavků kladených na spojky a různé provozní podmínky jejich provozu vedly k vytvoření velkého množství konstrukcí spojek. V závislosti na funkčním účelu a konstrukčních vlastnostech jsou spojky klasifikovány podle ovladatelnosti a stupně snížení dynamického zatížení a také podle základních konstrukčních vlastností.

Podle ovladatelnosti se spojky dělí na neřízené, řízené a samořízené.

Neřízené (nerozpojené) spojky hřídele k sobě trvale spojit. Tento typ zahrnuje slepé, tuhé a elastické kompenzační spojky. Některé typy neřízených spojek jsou schopny absorbovat dynamická zatížení na jednotky a součásti stroje při přenosu točivého momentu, ale nedokážou tyto konstrukční prvky stroje během jeho provozu oddělit ani spojit;

Řízené (spojovací) spojky za provozu umožňují spojování (spojování) a rozpojování (rozpojování) hřídelí prostřednictvím ovládacího mechanismu. Činnost takových spojek je řízena za účasti osoby (někdy specializovaný počítačový program), to znamená, že proces řízení není automatický, ale závisí na externím regulačním faktoru, a nikoli na podmínkách, ve kterých spojka nebo připojené prvky provozu stroje.

Samočinné spojky jsou schopny automaticky připojovat nebo odpojovat hřídele při změně stanoveného provozního režimu stroje. Takové spojky mohou díky své konstrukci samostatně (bez vnějšího ovládání) při přetížení nebo při dosažení určitého provozního režimu zapojovat nebo rozpojovat jednotlivé prvky stroje.
Mezi samořízené patří jednosměrné spojky, odstředivé spojky a bezpečnostní spojky.

Přejezdové spojky slouží k přenosu točivého momentu pouze v jednom směru a oddělují hřídele, pokud se jejich vzájemné natočení změní na opačný.

Odstředivé spojky se spouštějí při dosažení určité rychlosti otáčení připojených hřídelů.

Bezpečnostní spojky při překročení dovolené hodnoty přenášeného krouticího momentu hřídele odpojit. Samočinné bezpečnostní spojky mohou být navrženy s rozlomitelným spojovacím prvkem nebo s automatickým odpojovačem.

Podle stupně snížení dynamických zatížení se spojky dělí na tuhé a pružné.
Pevné spojky nevyhlazují dynamická zatížení, která vznikají při přenosu točivého momentu – rázy, otřesy, vibrace atd. Takové spojky zajišťují konstantní kinematické a dynamické spojení mezi hřídeli.

Pružné spojky jsou schopny vyhladit vibrace, rázy a otřesy mezi hřídelemi díky přítomnosti elastických prvků v jejich konstrukci – pružiny, pryžová pouzdra nebo těsnění atd.

Na základě jejich konstrukčních vlastností se rozlišují následující hlavní typy mechanických spojek:

Slepé (tuhé) spojky:

• pouzdro;
• přírubový;
• podélně svinuté.

Vyrovnávací tuhé spojky (kompenzace radiálních, axiálních a úhlových posuvů hřídelů):

• kloubové spojky (kompenzace úhlového posunutí hřídelů do 45°);
• zubatý;
• řetěz

Kompenzační elastické spojky (kompenzace dynamického zatížení):

• spojky s toroidním nebo plátkovým pláštěm;
• prst na rukávu;
• řetězové spojky.

Spojky (připojování nebo odpojování hřídelí pomocí speciálního řízeného mechanismu):

• spojky vačkové kotouče;
• drápové spojky;
• tření;
• odstředivý.

Samořízené (automatické) spojky:

• jednosměrné spojky (přenášející otáčení pouze jedním směrem);
• odstředivé (spouští se při dosažení určité rychlosti otáčení);
• bezpečnostní spojky (omezující přenášený moment).

Uvedené typy spojek se týkají mechanických zařízení. Kromě mechanických spojek stroje a mechanismy často využívají spojky s hydraulickým, magnetickým nebo elektromagnetickým ovládáním. Mezi ně patří hydraulický (hydrodynamický), elektromagnetické и magnetické spojky.

Vlastnosti výběru spojek podle charakteristik

Hlavní charakteristikou spojek je přenášený krouticí moment T. Spojky se vybírají podle GOST, oborových norem, katalogů nebo se konstruují podle konstrukčního krouticího momentu Tr:

kde K je koeficient provozního režimu spojky, který může nabývat následujících hodnot:
– s tichým chodem a malými zrychlenými hmotnostmi K = 1,15…1,4;
– při proměnném zatížení a průměrných zrychlených hmotnostech K = 1,5…2,0;
– při rázovém zatížení a velkých zrychlených hmotnostech K = 2,5…3;
T – jmenovitý moment přenášený spojkou (největší z dlouhodobých momentů), Nm.

Průměry montážních otvorů spojky jsou v souladu s průměry konců spojovaných hřídelí, které se mohou při stejném kroutícím momentu lišit v důsledku použití různých materiálů a různého zatížení ohybovými momenty.
Standardní spojky každé standardní velikosti jsou vyráběny pro určitý rozsah průměrů hřídelí.
Pevnost nejslabších článků vybrané spojky se kontroluje vypočteným kroutícím momentem T.

Provoz spojek je doprovázen ztrátami výkonu, které jsou způsobeny přítomností nesouososti a deformací mezi připojenými hřídeli a ztrátami v důsledku tlumení (vyhlazení dynamického zatížení). Z těchto důvodů je účinnost spojů vždy menší než jedna. Podle experimentálních dat výpočty obvykle berou účinnost vazeb v rozmezí η = 0,985…0,995.