Соединительные муфты: кулачковые, жёсткие и мембранные для станка ЧПУ

Зачем нужна муфта

Вал двигателя и хвостовик винта ШВП стоят каждый в своих подшипниках, и при сборке их оси никогда не совпадают абсолютно точно. Если соединить валы жёсткой втулкой, разница осей нагружает подшипники двигателя и фиксированную опору винта радиальной силой на каждом обороте. Муфта передаёт момент и берёт эту разницу на себя за счёт упругого элемента или гибких пластин.

Обозначение муфт

В обозначении муфты 8-10 D25L30 первые цифры это диаметры отверстий под валы в миллиметрах, D это наружный диаметр муфты, L это её длина. Муфта 8-10 D25L30 соединяет вал 8 мм с валом 10 мм, её диаметр 25 мм, длина 30 мм. Диаметр и длина нужны для проверки, поместится ли муфта в моторный узел между фланцем двигателя и опорой винта.

Сравнение типов муфт

Кулачковая муфта универсальна для шаговых двигателей: звёздочка гасит вибрации и электрически разделяет валы, а при разрушении звёздочки кулачки полумуфт продолжают передавать момент. Мембранная муфта выбирается для сервоприводов и осей с частыми реверсами, где важна жёсткость на кручение. Жёсткая муфта подходит, когда соосность валов задана точной расточкой моторного узла.

Подбор муфты по валам

Хвостовик винтов ШВП 1605 и 1610 со стандартной обработкой под опору BK12 имеет диаметр 10 мм и длину 15 мм, поэтому муфта для него берётся с отверстием 10 мм, а глубина посадки хвостовика в муфту ограничена этими 15 мм.

Виды несоосности

• Угловая: оси валов пересекаются под небольшим углом. Её компенсируют кулачковые и мембранные муфты.
• Параллельная: оси валов параллельны, но смещены друг относительно друга. Её компенсируют кулачковая и двойная мембранная муфты, одинарная мембранная её не берёт.
• Осевая: расстояние между торцами валов меняется при нагреве и под нагрузкой. Её компенсируют кулачковые и мембранные муфты.

Компенсация несоосности не заменяет выверку. Чем больше несоосность, тем выше нагрузка на упругий элемент или пластины и на подшипники валов, поэтому моторный узел выставляют так, чтобы муфта работала с малой несоосностью.

Монтаж муфты

• Протрите валы и отверстия муфты от смазки и грязи, разрезной хомут держит только на чистом валу.
• Наденьте муфту на хвостовик винта и вал двигателя так, чтобы каждый вал вошёл на всю глубину своей полумуфты, а между торцами валов остался зазор.
• Выставьте двигатель по оси винта и только после этого затяните стяжные винты хомутов.
• Проверьте, что вал вращается рукой без тугих мест на полном обороте, а мембраны или звёздочка не сжаты и не растянуты вдоль оси.

Частые ошибки

• Жёсткую муфту поставили без точной выверки, и опора винта и подшипники двигателя греются.
• Одинарную мембранную муфту поставили на валы с параллельным смещением, и пластины треснули.
• Вал вошёл в муфту не на всю глубину, хомут зажал его краем, и муфта провернулась.
• Стяжные винты затянули до выверки двигателя, и муфта работает изогнутой.
• Звёздочку кулачковой муфты не меняют после износа, и у оси появляется люфт при реверсе.