Муфта цепная

Цепная муфта — компенсирующая муфта, в которой две одинаковые зубчатые полумуфты соединены приводной роликовой цепью: момент идёт с ведущего вала через зубья и цепь на ведомый.

В поиске её называют «цепная муфта», «муфта цепная» и «цепная соединительная муфта». Сокращение «МЦ» встречается в каталогах, а в обозначении по ГОСТ 20742-93 его нет. Не путайте её со «сцепной» муфтой: сцепная включается и выключается на ходу, а цепная соединяет валы постоянно.

По ГОСТ 20742-93 муфта соединяет соосные валы и передаёт от 63 до 16 000 Н·м; стандарт прямо оговаривает, что она работает без уменьшения динамических нагрузок. Цепные муфты ставят на приводы конвейеров, элеваторов, смесителей, вентиляторов и насосов, где нужен простой в обслуживании узел и допустима небольшая неточность монтажа. Чем цепная муфта отличается от других, разбираем в статье «Виды муфт для соединения валов».

Принцип работы цепной муфты — зацепление: цепь одновременно охватывает зубья обеих полумуфт, и момент передаётся через ролики цепи.

1. Монтаж. Полумуфты насаживают на концы валов на шпонках или шлицах и закрепляют; между торцами полумуфт оставляют монтажный зазор.
2. Укладка цепи. Цепь надевают на зубья обеих полумуфт и замыкают соединительным звеном.
3. Передача момента. Ведущая полумуфта через ролики цепи вращает ведомую, нагрузка распределяется сразу по нескольким зубьям.
4. Компенсация. Зазоры в зацеплении допускают небольшое радиальное и угловое смещение осей валов.
5. Защита. Кожух закрывает муфту от грязи и удерживает смазку. По ГОСТ без кожуха можно работать только при моменте до 1 000 Н·м и частоте вращения до 10 с⁻¹.

В таблице — детали цепной муфты, их назначение и то, что с ними происходит при эксплуатации.

Цепь здесь расходная деталь: её снимают и меняют, не сдвигая валы и агрегаты.

ГОСТ 20742-93 выделяет два типа цепных муфт: тип 1 с однорядной цепью и тип 2 с двухрядной, а полумуфты делит на четыре исполнения по способу посадки на вал.

В таблице типы сравниваются по цепи, моменту и особенностям.

Тип 1 закрывает ряд до 8 000 Н·м, а самые тяжёлые приводы, до 16 000 Н·м, обслуживает только двухрядная муфта.

Однорядные муфты (тип 1)

Одна цепь ПР и по одному венцу на каждой полумуфте. Однорядные берут для малых и средних моментов, например для привода насоса, вентилятора или конвейера с постоянной нагрузкой.

Двухрядные муфты (тип 2)

Две параллельные цепи делят нагрузку, на полумуфте двойной венец. Двухрядную берут, когда момент выше 8 000 Н·м или нужен меньший габарит при том же моменте.

Исполнения полумуфт (1–4)

Исполнение определяет, как полумуфта садится на вал; выбор диктует конец вала.

Стандарт допускает полумуфты для длинных концов валов и другие способы соединения с валом; изготавливаем все исполнения.

Размеры цепной муфты по ГОСТ определяются номинальным моментом от 63 до 16 000 Н·м и диаметром вала: для каждого момента в таблицах 1 и 2 стандарта даны ряд диаметров отверстия, наружный диаметр, длина, цепь и предельная частота вращения.

В таблице — что нормирует стандарт и как это использовать при заказе.

Смещения в таблице — запас на монтаж и температурные деформации. Стандарт описывает муфту для соосных валов, поэтому плохую центровку ею не исправляют.

Обозначение читается слева направо. «Муфта 1000-1-56-1-У3 ГОСТ 20742-93» — момент 1 000 Н·м, тип 1 (однорядная цепь), отверстие 56 мм, исполнение полумуфт 1, климатическое исполнение У, категория 3.

Если на валах разные диаметры, обозначение содержит оба: «Муфта 1000-2-56-1-60-2-У3 ГОСТ 20742-93» — двухрядная, одна полумуфта с отверстием 56 мм исполнения 1, другая с отверстием 60 мм исполнения 2. Длины и наружные диаметры берём из таблиц стандарта по вашему обозначению или снимаем с образца.

Моменты в ГОСТ 20742-93 даны для полумуфт из стали 45 по ГОСТ 1050 или стали 45Л по ГОСТ 977 с твёрдостью рабочих поверхностей зубьев 40–45 HRCэ при постоянной по значению и направлению нагрузке.

В таблице — требования стандарта, которые влияют на то, встанет ли муфта на вал и выдержит ли нагрузку.

Другой материал, переменная нагрузка или иная частота вращения — повод пересчитать момент: для этих случаев стандарт отправляет к расчёту. Если нужна другая марка стали, термообработка или покрытие, укажите это в заявке.

Перед отгрузкой проверяем посадочное отверстие, шпоночный паз, биение и твёрдость, к муфте прикладываем паспорт.

Цепная муфта проста в обслуживании и допускает небольшие смещения валов, но не гасит удары и имеет зазор в цепи.

Преимущества

• Быстрая замена цепи. Цепь снимают и меняют, не сдвигая валы и агрегаты.
• Компенсация небольших смещений. Радиальное до 0,16–1,20 мм и угловое около 1° по таблицам стандарта.
• Широкий ряд моментов. От 63 до 16 000 Н·м в одном стандарте.
• Стандартная цепь. Приводная роликовая цепь по ГОСТ 13568 подбирается по обозначению из таблицы.

Недостатки

• Удары не гасит. ГОСТ 20742-93 рассчитан на передачу момента без уменьшения динамических нагрузок.
• Зазор в цепи. Для частых реверсов и точного позиционирования такая муфта не лучший выбор.
• Нужны смазка и кожух. Без кожуха работают только при моменте до 1 000 Н·м и частоте до 10 с⁻¹.
• Цепь изнашивается. Её периодически меняют, а при сильном износе меняют и полумуфты.

В таблице цепная муфта сравнивается с упругой МУВП и компенсирующей зубчатой.

Для спокойной нагрузки и приводов, где цепь нужно менять без разборки узла, подойдёт цепная муфта; при ударах берут МУВП, подробности в статье «МУВП: расшифровка и размеры по ГОСТ 21424-93».

Для подбора цепной муфты нужны момент, частота вращения, диаметры обоих валов и способ посадки на вал.

1. Момент. Расчётный момент равен номинальному, умноженному на коэффициент режима (пуски, удары, реверс); муфту берут по ближайшему большему моменту из ряда 63–16 000 Н·м.
2. Частота вращения. Она не должна превышать значение для выбранного типоразмера; с ростом размера допустимая частота падает.
3. Тип. До 8 000 Н·м подходят тип 1 и тип 2, выше только двухрядная.
4. Диаметры валов. Нужны оба; они могут быть разными, ГОСТ допускает сочетание полумуфт разных диаметров и исполнений.
5. Исполнение. Шпоночный паз, конус или шлицы определяются концом вала.
6. Длина посадки и расстояние между торцами валов. От них зависит, поместится ли муфта в привод.
7. Условия работы. Пыль, влага и температура определяют кожух и смазку; при ударной нагрузке нужна упругая муфта.

Чертежа и паспорта может не быть, это не мешает заказу. Пришлите обозначение по ГОСТ, чертёж или ответную полумуфту: изготовим по ГОСТ 20742-93, чертежу или образцу.

Цепную муфту чаще выводят из строя недостаток смазки, несоосность и вытяжка цепи, а не возраст металла.

В таблице — причины износа, их признаки и меры.

Новую цепь на изношенные зубья обычно не ставят: износ зубьев быстро убивает и новую цепь, поэтому при сильном износе меняют полумуфты вместе с цепью.