После нескольких лет интенсивных исследований и опытно-конструкторских разработок, связанных с использованием новых полимерных материалов в машиностроении, компания R+W Antriebselemente GmbH представила на рынок новый тип муфты из усиленного термостойкого пластика с эластомерной проставкой ECOLIGHT®. Основные области применения муфт серии TX1 – промышленное насосное и компрессорное оборудование, а также оборудование для пищевой и химической промышленности.

Пластиковые муфты новой серии сохраняют практически все преимущества алюминиевых муфт, при этом они имеют больший коэффициент демпфирования, меньший момент инерции и стоят существенно дешевле, особенно при заказах на комплектацию серийно выпускаемого оборудования.

В серии TX1 используется традиционное многоточечное крестообразное зацепление частей муфты через прокладку из эластомера.

Уникальность новой серии заключается в низком собственном весе муфты, что и обеспечивает предельно малый момент инерции.

Базовое исполнение муфт TX1 – со шпоночной канавкой. Она может быть выполнена как в соответствие с метрическими, так и англо-американскими (дюймовыми) стандартами. Для монтажа не требуется специальных инструментов – винты для закрепления шпонок выполнены под стандартный шестигранный ключ (М3-М6).

Диапазон передаваемых моментов от 2 до 810 Н·м в зависимости от размера и типа проставки. Диаметр стыкуемых валов от 6 до 45 мм , допуск посадки H8, диапазон рабочих температур от -20 до +100 °С.
Пластиковые муфты TX1 не подвержены коррозии и не проводят электрический ток. Поэтому их применение особенно оправдано в условиях повышенной влажности и в случаях, когда требуется изолировать электродвигатель и исполнительный механизм.
Конструктивно муфта состоит из трех основных частей: двух ступиц со шпоночным креплением (для ведущего и ведомого валов) и эластомерной проставки, через которую передается крутящий момент. Тип проставки во многом определяет рабочие параметры привода и выбирается, соответственно, в зависимости от характера применения.

Для точной передачи момента используются беззазорные эластомерные проставки типа А и B, для компенсации рассогласований входного и выходного валов используются проставки типа C. Вторая важнейшая функция эластомера – гашение вибрации и ударов при запуске двигателя, в этом случае проставка играет роль амортизатора.
Компания R+W использует эластомерные проставки трех типов. Они отличаются, в основном, по жесткости и для удобства идентификации окрашены в разные цвета. Базовые характеристики проставок приведены в таблице.

Общие характеристики эластомерных проставок R+W

1 Твердость по Шору (Shore hardness) – критерий противодействия материала приложенному и нагруженному пружиной индентору при определении твердости склероскопом. Чем выше это число, тем больше противодействие. Обычно используется для резиновых и полимерных материалов. 2 Коэффициент демпфирования приведен для частоты колебаний 10 Гц и температуры +20 °С. Серия TX1 включает специальные исполнения муфт для применения на взрывопожароопасных производствах. Они отличаются материалом эластомера и сертифицированы по стандартам ATEX. Отличительные преимущества пластиковых муфт TX1 1. Максимально сниженный вес и, соответственно, момент инерции. Например, муфта TX1 типоразмера 10 (для соединения валов диаметром до 16 мм и максимальным моментом до 32 Н·м) весит всего 30 г . 2. Низкая шумность в работе. При работе двигателя под нагрузкой, особенно на высоких скоростях, часто возникают резонансные шумы. Термопластиковые муфты с прокладками из эластомера способствуют снижению уровня шума за счет акустической развязки двигателя и исполнительного механизма. 3. Высокая механическая прочность. За счет использования специального армирующего материала, имеющего разнонаправленное расположение волокон, и полукристаллического термопластика достигается на порядок более высокая прочность составных частей, чем у аналогичных муфт из однородной пластмассы. 4. Компенсация осевого и радиального рассогласования. Особая геометрия зубцов эластомерной проставки обеспечивает компенсацию осевых рассогласований в широком диапазоне, при этом все части муфты при необходимости легко разъединяются даже после продолжительной работы под нагрузкой.

Параметры компенсации: радиального смещения – от 0,17 до 0,30 мм ; непараллельности валов – до 1,5°; осевого зазора – максимум ± 2 мм . 5. Точность балансировки. В отличие от других производителей, использующих для производства муфт из пластмассы технологию экструзии, R+W использует технологию многоступенчатого литья под давлением с контролируемыми параметрами технологического цикла. Каждая муфта после отливки проходит контроль качества по технологии Molfdlow Analysis, что гарантирует постоянство технических характеристик независимо от партии.

Устройство муфты TX1

Геометрия внутреннего пространства муфт TX1 - результат совместной работы инженеров R+W и специалистов ряда технических университетов Германии. Результаты, полученные путем математических расчетов и трехмерного моделирования, впоследствии были протестированы на экспериментальных образцах в реальных условиях.

Главным требованием к конструкции муфты было выдвинуто сочетание механической прочности, минимальной температурной деформации и низкого веса. При этом в геометрии профиля необходимо было учесть шпоночные пазы и обеспечить сбалансированность для рабочих скоростей до 10000 об/мин.

После анализа результатов испытаний были отобраны 3 лучших варианта профиля (профили различаются в зависимости от типоразмера муфты), все с крестообразным зацеплением и восьмилепестковой проставкой, и оформлена официальная заявка на регистрацию патента.