Ремонт соединительных муфт насосов

Ремонт соединительных муфт насосов

Ремонт соединительных муфт промышленного оборудования

В механизмах промышленного оборудования используются различные соединительные муфты: одни служат для соединения двух соосно расположенных валов или валов, близких к этому положению; другие (фрикционные) предназначены для соединения двух валов или вала с посаженной на него деталью. Многодисковые фрикционные муфты применяются также для включения или выключения некоторых механизмов. Постоянные соединения валов получают с помощью жестких и упругих муфт.

Жесткими втулочными муфтами с помощью втулки 3 и штифтов 2 или шпонок соединяют соосно расположенные валы 1 и 4 (рис. 74, а). Эти муфты компактны, дешевы, мало изнашиваются.

Дефекты, ремонт и монтаж жесткой втулочной муфты приведены в табл. 26.

Упругие муфты допускают некоторое отклонение соединяемых валов от соосности, смягчают толчки и удары. Одна из простейших упругих муфт, пальцевая (рис. 74, б), состоит из полумуфт 5 и 6, причем в одной полумуфте закреплены гайками 9 четыре или

шесть пальцев 7 с насаженными на них кольцами 8 — резиновыми, кожаными или из прорезиненной ткани. Кольца входят в отверстия второй полумуфты, и так как они обладают упругостью, то при работе возможно некоторое отклонение от соосности или перекос осей полумуфт.

Дефекты, ремонт и монтаж упругой муфты приведены в табл. 27.

Рис. 74. Жесткая втулочная (а), упругая пальцевая (б), крестовая (в), кулачковая сцепления (г) и фрикционная обгонная (д) муфты:
1 и 4 — валы; 2 — штифт; 3 — втулка; 5, 6, 10, 12, 14 к 16 — полумуфты;
7 — палец; 8 — кольцо; 9 — гайки; 11 — промежуточная деталь; 13 — выступы; 15 — кулачки; 17 — шпоночный паз; 18 — обойма; 19 — ролики; 20 — звездочка; 21 — полость; 22 — шпонка; 23 — пружинка; 24 — вкладыш; 25 — толкатель

Дефекты, ремонт и монтаж жесткой втулочной муфты

Смятие шпонок и шпоночных пазов, срез штифтов, разработка отверстия втулки

Насаживание втулки на один вал, вставка второго вала с другого конца втулки при условии полной соосности валов, сверление и развертывание отверстий под штифты или засверливание вала под винты, установка штифтов или винтов

Таблица 27
Дефекты, ремонт и монтаж упругой муфты

и отверстий под втулки и пальцы в полумуфтах, разработка посадочных отверстий полумуфт, смятие шпонок и шпоночных пазов

Растачивание отверстий под втулки и пальцы в полумуфтах при соблюдении соосности этих отверстий и изготовление новых пальцев и втулок увеличенных размеров.

Посадочное отверстие полумуфт может быть восстановлено запрессовкой ремонтной втулки

Напрессовка и стопорение полумуфт, проверка радиального и торцового биения, установка пальцев с втулками, соединение полумуфт с выверкой соосности валов. Допускаемое угловое смещение осей валов 1 \ а радиальное — 0,2. 0,5 мм пропорционально габаритным размерам муфты

Для постоянного соединения валов в современных машинах широко применяют кулачково-дисковые, или крестовые, само-центрирующиеся муфты, являющиеся разновидностью упругих муфт.

Такая муфта (рис. 74, в) состоит из двух полумуфт 10 и 12, имеющих по одному прямоугольному пазу на торце, и промежуточной детали 11 в виде диска или кольца, на торцах которого взаимно перпендикулярно расположены два выступа 13 (этими выступами промежуточная деталь входит в пазы фланцев). Крестовыми муфтами можно соединить два вала при отклонении от соосности до 0,04 диаметра вала и угловом отклонении не более 0°30′. Детали этих муфт изготовляют из цементируемых сталей с последующей закалкой. Промежуточную деталь для малонагру-женных муфт изготовляют из текстолита или древесно-слоистых материалов.

Дефекты, ремонт и монтаж крестовой муфты приведены в табл. 28.

Таблица 28
Дефекты, ремонт и монтаж крестовой муфты

Износ пазов полумуфт и выступов промежуточ­ного диска, смятие шпонок и шпоночных пазов, разработка посадочных отверстий полумуфт

Фрезерование пазов под ремонтный размер, изготовление промежуточного диска с соответствующими размерами выступов. Первоначальный размер пазов может быть восстановлен с помощью наделок или наплавки с последующей обработкой

Запрессовка полумуфт на концы соединяемых валов, проверка их торцового и радиального биения, соединение полумуфт с установкой между ними промежуточного диска. Допустимое радиальное смещение осей валов i при сборке 0,2 мм, а угловое — 1

Дефекты, ремонт и монтаж кулачковой муфты сцепления

Износ кулачков, шпоночного паза или шлицев в подвижной по л у муфте, а также паза под вилку управления

Наплавка кулачков и их обработка до первоначального размера, восстанов­ление шпонов паза или шлицев наплав­кой, расширение

Напрессовка и стопорение неподвижной полумуфты и надевание подвижной полумуфты на вал, проверка биений j полумуфт, проверка плотности прилегания

паза под вилку с установкой сухарей увеличенного размера

кулачков и пригонка их при необходимости, регулировка механизма включения муфты

Обгонные муфты широко используются в механизмах для передачи движения в одном направлении — они автоматически замыкаются при одном направлении вращения и размыкаются при противоположном. Фрикционная обгонная муфта с роликами (рис. 74, д) состоит из обоймы 18 с гладкой цилиндрической внутренней по- , верхностью, роликов 19 и звездочки 20. Между обоймой и звездочкой находятся суживающиеся в одном направлении полости 21; в их суженные части ролики выдвигаются толкателями 25 с пружинками 23. При вращении звездочки по часовой стрелке под действием сил трения ролики заклиниваются и увлекают за собой обойму, закрепленную в механизме, например, с помощью шпонки 22. При вращении в обратном направлении обойма обгоняет звездочку, выкатывает ролики в широкие части полостей — и муфта размыкается. Детали обгонных муфт имеют высокую поверхностную твердость — до HRC 50. 60. Ролики изготовляют из стали ШХ15; звездочки, вкладыши 24 и обоймы — из стали 20Х или 40Х. Такие муфты предназначены для соединения валов диаметром 10. 90 мм и передачи моментов 2,5. 770 Нм.

Дефекты, ремонт и монтаж обгонной муфты приведены в табл. 30.

Таблица 30
Дефекты, ремонт и монтаж обгонной муфты

Источник

6.2. Соединительные муфты

Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с.

Анализ конструкции муфт

В металлургической промышленности часто встречаются следующие конструкции муфт.

1. Фланцевая муфта является наиболее надёжным и распространённым видом жёстких муфт. Состоит из двух полумуфт с фланцами, насаживаемыми на концы валов, фланцы стягиваются болтами.
   Для обеспечения соосности полумуфты центрируются либо выступом на одном фланце и выточкой на другом, либо промежуточными полукольцами. Для большей точности сопряжения и предотвращения изгиба валов в муфтах должна быть обеспечена строгая перпендикулярность торцовых поверхностей полумуфт к оси вала. Материал – сталь 40 и 35Л.
   Полумуфты поочерёдно соединяются получистыми болтами, вставленными в отверстие с зазором, и чистыми болтами, вставленными в отверстие без зазора.
2. Зубчатые муфты – наиболее распространённый вид жёстких компенсирующих муфт, применяются для соединения горизонтальных соосных валов и способны компенсировать смещения осей валов.
   Зубчатая муфта общего назначения состоит из двух полумуфт с внутренними зубцами и двух втулок с наружными зубцами.
   Зубчатые втулки выполняются с прямолинейной или с эллиптической образующей. Компенсация смещений валов достигается перекосом втулок относительно обойм за счёт боковых зазоров и сферической поверхности наружных зубьев.
3. Кулачково-дисковые муфты – предназначены для соединения валов со значительными радиальными смещениями, допускают незначительные угловые и осевые смещения. Муфта состоит из двух полумуфт и промежуточного диска с кулачками, расположенными крестообразно и входящими в соответствующие пазы на полумуфтах. Передача крутящего момента осуществляется кулачками диска, которые при смещённых валах скользят по боковой поверхности пазов. Центр диска при вращении валов описывает в пространстве окружность.
   Сопряжение кулачков и пазов принимается по посадке с зазором. Наличие зазоров в данном сопряжении ухудшает работу муфты ввиду увеличения кромочных давлений на поверхности контакта.
   Недостатки: неудовлетворительная работа даже при малых перекосах; значительный износ рабочих поверхностей; наличие центробежной силы, действующей на диск; потери на трение и необходимость в смазке, пониженная надёжность работы. Достоинство: способность компенсировать значительные радиальные смещения осей валов.
4. Шарнирные муфты используют принцип работы пространственного шарнира Гука, служат для передачи крутящего момента между валами, имеющими большое угловое смещение осей, которое в процессе вращения муфты может изменяться.
   Обычно муфта состоит из двух вилок и промежуточной детали в виде крестовины, шарнирно соединённой с концами вилок. Соединяя две муфты, можно обеспечить передачу момента при значительном радиальном смещении осей валов.
   Шарнирные муфты применяются: для компенсации неточности взаимного расположения валов, возникающей при сборке; передачи вращения валам, положение которых изменяется во время работы.
   При наличии углового смещения осей соединяемых валов, вращение ведомого вала одинарной шарнирной муфты происходит неравномерно при равномерном вращении ведущего вала. Периодическое отставание и опережение ведомого вала относительно номинальных положений, соответствующих равномерному вращению, вызывает динамические нагрузки.
5. Муфты со змеевидными пружинами. Полумуфты соединяются упругим элементом, выполненным в виде змеевидной пружины, расположенной на цилиндрической поверхности. Муфта состоит из полумуфт, имеющих зубья, между которыми помещается 6-8 секций змеевидных пружин. Для предохранения пружины от выпадения и удержания смазки (обычно пластичной) служит кожух, состоящий из двух половин, стянутых винтами.
   Пружина является наиболее ответственной деталью муфты. Она изготавливается из пружинной стали с пределом прочности σ_т = 170 МПа. В тяжёлых муфтах пружины устанавливаются в два-три ряда. Такие муфты отличаются высокой надёжностью в работе и малыми габаритными размерами. Эти свойства обусловили их широкое распространение в тяжёлом машиностроении (прокатные станы, паровые турбины), несмотря на сложность конструкции, нетехнологичность и необходимость контроля в эксплуатации.
6. Муфты с торообразным упругим элементом. Упругим элементом муфты является резиновая или резинокордная оболочка. Резинокордная оболочка сложнее в изготовлении, чем резиновая, однако её срок службы в несколько раз больше резиновой. Эти муфты отличаются высокими компенсационными свойствами, способностью уменьшать динамические нагрузки благодаря малой крутильной жёсткости и высокой демпфирующей способности. К недостаткам муфт относят их большие размеры по диаметру и появление осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент.
   В муфте с торообразной оболочкой полумуфты соединены упругим элементом в виде торообразной оболочки, изготовленной из резины или армированной резины. Нажимное кольцо состоит из полуколец, притянутых винтами к кольцу. С помощью винтов борт упругого элемента зажимают между фланцем полумуфты и нажимным кольцом, создавая силы трения между резиной и металлом. Ширину кольца выбирают так, чтобы при контакте металлических частей в результате затяжки винтов резина сжималась на заданную величину. Конструкция позволяет проводить замену упругого элемента без осевого смещения полумуфт.
   Муфта отличается повышенной способностью надёжно работать при значительных взаимных смещениях соединяемых валов. Чем больше эти смещения, тем меньше срок службы упругого элемента, так как при радиальном и угловом смещении валов в резине возникают циклические напряжения, вызывающие её нагрев и снижение прочности.
7. Втулочно-пальцевая муфта состоит из двух полумуфт, соединённых болтами – пальцами с надетыми на них кольцами из эластичного материала (резины, кожи). Полумуфта служит одновременно тормозным шкивом. Во фланце полумуфты коническими хвостовиками укрепляются пальцы, на которые надеваются упругие резиновые втулки. Упругие втулки входят в отверстия, расположенные во фланце полумуфты.
8. Муфты с металлическими дисками в конструктивном отношении весьма просты и не требуют особого ухода в процессе эксплуатации (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 – Муфта с металлическими дисками: 1 – правая полумуфта; 2 – гайка; 3 – левая полумуфта; 4 – диски; 5 – болт

Муфта состоит из двух одинаковых полумуфт 1 и 3 и набора пластинчатых дисков 4. Болтами 5 и гайками 6 диски 4 притягиваются к полумуфте 1, а болтами 7 и гайками 8 – к соединительной вставке 2.
Муфты используются в реверсивных приводах и механизмах с дистанционным управлением, требующих точного повторения исполнительным элементом заданной программы. Муфты способны работать при значительных угловых и осевых смещениях. Радиальная жёсткость таких муфт соизмерима с жёсткостью валов, поэтому, при наличии радиальных смещений, применяются сдвоенные муфты. Сдвоенные муфты применяются в случаях, когда необходимо компенсировать значительные по величине осевые смещения и снизить осевую жёсткость муфты. Данные муфты не требуют подвода смазки, на переходных режимах допускают повышенные расцентровки сочленённых валов, а также обладают высокими компенсирующими, виброизолирующими и демпфирующими свойствами.
Плоскости разъёма полумуфт должны быть строго перпендикулярны осям валов. Полумуфты закрепляются на валах при помощи шпонок (на коническом валу – осевой гайкой); фиксация полумуфт в осевом направлении проводится торцевым креплением или установочными винтами.

Уход и надзор за муфтами

При приёмке смен муфты осматривают в тех случаях, когда об этом даны указания в правилах технической эксплуатации отдельных видов оборудования. При осмотрах необходимо:

• проверить, не нарушилась ли посадка полумуфт на валах;
• проверить (путём простукивания) надёжность затяжки болтовых креплений в месте разъёма муфт;
• осмотреть состояние и крепление кожухов муфт.

Не реже одного раза в 10-15 суток проверяют наличие масла в зубчатых муфтах и доливают до контрольного уровня. Для проверки количества масла в муфте рекомендуется заполнить муфту мерным количеством смазочного материала, повернуть её так, чтобы масло появилось у заливного отверстия (рисунок 6.3). Это положение нужно отметить кернением на верхней точке фланца, чтобы в дальнейшем знать положение муфты для заполнения маслом. Не допускается эксплуатация зубчатых муфт, у которых вследствие износа уплотнений при работе происходит разбрызгивание (утечка) смазочного материала. Зубья муфт со змеевидными пружинами смазывают не реже одного раза в 15 суток.

Рисунок 6.3 – Схема проверки уровня масла в зубчатой муфте

Ревизии и ремонт соединительных муфт

Ревизию муфт необходимо проводить при плановых остановках оборудования на ремонт в следующие сроки:

• поперечно-свёртных, продольно-свёртных, втулочно-пальцевых и зубчатых – не реже одного раза в 45 суток;
• компенсирующих муфт с промежуточным диском – не реже одного раза в месяц;
• муфт со змеевидной пружиной (Бибби) – не реже одного раза в 15 суток.

Перед разборкой муфт нужно проверить маркировку или провести кернение: зубчатых муфт на обеих полумуфтах и на боковых поверхностях втулки и полумуфты; муфт со змеевидной пружиной на зубьях обеих полумуфт.

При ревизии муфт (независимо от конструкции) необходимо:

• проверить состояние полумуфт, нет ли трещин (наличие трещин обнаруживается по звуку при лёгком обстукивании молотком, по масляным подтёкам и скоплению пыли возле повреждённых мест или по пятнам, появляющимся при лёгком обстукивании молотком;
• проверить стабильность посадки полумуфт на валах;
• проверить величину зазора между торцевыми плоскостями;
• проверить взаимное расположение осей соединяемых валов.

При смещении вдоль оси, или при ослаблении посадки на валу полумуфты заменяют.

Не допускается устанавливать прокладки между валом и отверстием ступицы полумуфт и кернение вала для обеспечения плотности соединения; запрещается приваривать полумуфы к валу. Полумуфты соединительных муфт всех типов, втулки зубчатых муфт, у которых обнаружена трещина, подлежат обязательной замене.

При ревизии зубчатых муфт необходимо (таблица 6.4, таблица 6.5, таблица 6.6):

• проверить состояние и износ зубьев полумуфт и втулок;
• проверить состояние уплотнительных колец;
• проверить взаимное положение осей соединяемых валов;
• при сборке после ревизии или ремонта промыть внутреннюю полость корпуса керосином и после просушки залить свежим смазочным материалом.

Таблица 6.4 – Нормали контроля осевых соединений

Неисправность	Предел ремонта	Предел использования	Примечание
Неисправная центровка муфты	Торцевое смещение ±0,05 мм при высокой скорости	При появлении вибрации провести центровку осей
	В 4-х точках на окружности разность измерений должна быть не более 0,02 мм		Износ отверстия для болтов допускается до 5% диаметра
	В других случаях ±0,1 мм
Перекос осей валов зубчатой муфты	1° и менее	2°	tg1° = 0,0174

Таблица 6.5 – Допуски на перекос и радиальное смещение осей муфт

Тип муфт	Диаметры муфт, мм	Допуски, мм
		перекос на 1000 мм длины	радиальное смещение осей
Зубчатые	от 150 до 300	0,5	0,3
	от 300 до 500	1,0	0,8
	от 500 до 900	1,5	1,0
	от 900 до 1400	2,0	1,5
Пальцевые	от 100 до 300	0,2	0,05

Таблица 6.6 – Допускаемый износ зубьев зубчатых муфт по боковому зазору

Номер муфты	Модуль зуба	Допускаемый боковой зазор, мм
1, 2	2,5	1,5
3, 4, 5	3,0	1,7
6, 7, 8	4,0	2,4
9, 10	6,0	3,6
11, 12	8,0	4,8
15	10,0	6,0

Не допускается эксплуатация зубчатых муфт при поломке более 10% зубьев, при износе зубьев по толщине свыше 30% первоначального размера. Высохшие фетровые и войлочные кольца нужно промыть в керосине, просушить и пропитать в расплавленной смазке; изношенные уплотнительные кольца заменить.

В муфтах со змеевидной пружиной при ревизии проверяют состояние пружин и зубчатых дисков. Лопнувшие пружины, а также пружины, на рабочей поверхности которых обнаружены трещины и вмятины, заменяют; годные пружины при снятии маркируют и укладывают на то же место, где они были ранее; задиры на поверхностях зубьев зачищают напильником.

Зубчатые диски муфт со змеевидными пружинами подлежат замене при износе зубьев по толщине на 30% от первоначального размера, а также при наличии поломанных зубьев, если они распределяются неравномерно по окружности и число их превышает 10% общего количества зубьев. Процент износа зубьев определяется по средней величине замеров толщины зуба в трёх точках по высоте.

В поперечно-свёртных, втулочно-пальцевых и в муфтах с промежуточным диском:

• величина относительного смещения соединяемых валов, измеренная при помощи угольника и щупом в четырёх диаметрально расположенных точках наружной поверхности полумуфт, не должна превышать 0,3 мм; при увеличении зазора выше указанного предела механизм центрируют;
• разность величины зазора, измеренная клиновым щупом в диаметрально противолежащих точках, не должна превышать 0,001 наружного диаметра полумуфт; при увеличении этого предела механизмы подлежат центровке для обеспечения соосности соединяемых валов.

В муфтах с промежуточным диском зазор между выступами 4 диска 3 и впадинами полумуфт 1, 2 не должен превышать 0,5-2,0 мм, в зависимости от размера муфт и мест их установки.

Во втулочно-пальцевых муфтах выработка отверстий для крепления пальцев не допускается. Максимальный зазор между упругими кольцами и отверстиями в полумуфте допускается не более 3% от диаметра пальца (считая его на сторону). При большем износе кольца нужно заменить, а при выработке отверстий заменить полумуфты.

Дефекты полумуфт

Основными дефектами являются:

• трещины;
• износ отверстия под вал.

Полумуфты с трещинами любого характера и расположения подлежат браковке.

Полумуфты считаются годными, если вследствие износа отверстия зазор в сопряжении увеличится не более чем в 1,5 раза от максимально возможного при изготовлении. При размере отверстия, превышающем допустимый, необходимо ремонтировать отверстие наплавкой.

Источник