Муфты предназначены для постоянного или периодического соединения двух соосных валов или передачи вращательного движения зубчатым колесам. Токарные станки с ЧПУ имеют в своем составе различные муфты.
Конструктивные схемы постоянных муфт, служащих для постоянного соединения валов, показаны на рис. 1, а, б, г, е, з, и.
Кулачковая муфта, соединяющая и разъединяющая два соосных вала, изображена на рис. 1, в, а на рис. 1, д - зубчатая муфта, осуществляющая соединение соосных валов посредством внутреннего и наружного зубчатых зацеплений двух соединяющихся элементов. Многодисковые фрикционные муфты получили широкое распространение в токарных станках. Их преимущество состоит в том, что они позволяют осуществлять переключения на ходу, являясь в то же время предохранительным звеном механизма.
Рис. 1. Типы муфт токарных станков
Многодисковые фрикционные муфты
Конструкция многодисковой фрикционной муфты с металлическими дисками, работающими со смазкой, используемая в станках, приведена на рис. 1, ж. Шестерня 13, жестко связанная с чашкой 12, свободно сидит на валу 1. На цилиндрической части чашки 12 прорезаны сквозные пазы, в которые входят выступы дисков 10, чередующихся с дисками 11. На валу 1 диски 10 сидят свободно, а диски 11 связаны с валом / шлицами. Диски 10 и 11 при включении муфты сжимаются с помощью нажимного диска 9. Сжатие дисков при включении муфты осуществляется с помощью подвижной гильзы 4, в которой расположены штифты 3. При перемещении гильзы штифты воздействуют на три собачки 5; расположенные в пазах втулки 2, закрепленной на валу 1. Под действием штифтов собачки поворачиваются вокруг осей 14 и нажимают на кольцо 6, на котором закреплена нажимная гайка 7, воздействующая на нажимной диск 9. Усилие нажима регулируют гайкой 7, навертывая ее на резьбу кольца 6. В нужном положении гайка закрепляется фиксатором 8, который после регулирования усилия нажима вводится в одно из отверстий, расположенных по окружности нажимного диска 9. Вторая половина двусторонней фрикционной муфты имеет аналогичную конструкцию.
Электромагнитные муфты
Значительное распространение получили электромагнитные муфты. Одна из многочисленных конструкций электромагнитных муфт показана на рис. 2, а. Вращающаяся катушка 3 сидит на шлицах вала 1 и удерживается от осевого смещения кольцом 2. Обмотка 4 катушки получает питание от щетки 7 через токопроводящее кольцо 6, изолированное от корпуса втулки 5. Магнитный поток, создаваемый катушкой, замыкается через диски муфты и якорь. Якорь состоит из трех частей. Внутреннее кольцо 11 выполнено из бронзы и изолирует магнитный поток от вала. Кольцо 9 установлено на кольце 10 по скользящей посадке и может смещаться в осевом направлении. Смещение кольца 9 ограничено тремя штифтами 12. Благодаря смещению кольца обеспечивается лучшее прилегание поверхности якоря к дискам.
При включении муфты якорь притягивается к катушке и сжимает диски, и вращение передается от вала 1 через диски и барабан 8 ведомой шестерне.
Конструктивная схема многодисковой фрикционной гидрофицированной муфты показана на рис. 2, б. В подвижном цилиндре 1 расположен поршень 3, выполненный в виде втулки, сидящей неподвижно на валу, который имеет отверстия для подвода масла в цилиндр. Когда масло поступает в правую полость 13 цилиндра 1, он перемещается вправо и сжимает диски 6 и 7, прижимая их к кольцу 11. Вращение от ведущего вала передается через поршень, диски 6 и 7 ведомой шестерне 12. Если масло поступает в левую полость 14 цилиндра, он смещается влево и втулка 2 сжимает диски 6 и 7, прижимая их к кольцу 5, и вращение передается от вала через поршень и диски ведомой шестерне 4. Поршень уплотнен кольцами 9. Цилиндр удерживается в нейтральном положении пружинами 8 и 10.
Рис. 2. Электромагнитные муфты
Предохранительные муфты
Предохранительные муфты служат для защиты механизмов станка от поломок при перегрузках. Конструктивная схема предохранительной шариковой муфты показана на рис. 2, в. Передающая крутящий момент от вала 1 через втулку 8, кольцо 3, пружины 4 и шарики 6 шестерня 7 сидит свободно на втулке 8. При перегрузках полумуфта 5 отходит влево, сжимая пружины 4. Тем самым разрывается связь между валом 1 и шестерней 7, т. е. вал или шестерня могут поворачиваться свободно, отдельно друг от друга.
Для сообщения одному и тому же валу двух различных движений (медленного - рабочего, быстрого - холостого) предназначены обгонные муфты. Схема обгонной муфты роликового типа дана на рис. 2, г. Муфта состоит из закрепленного на валу корпуса 1, наружного кольца 2, связанного или составляющего одно целое с зубчатым колесом, шкивом и т. д., и нескольких роликов 3, находящихся в вырезах корпуса 1. Каждый ролик отжимается в направлении узкой части выреза корпуса одним или несколькими штифтами 4 и пружинами 5. При вращении кольца 2 в направлении, указанном стрелкой, ролики увлекаются трением в узкую часть выреза и заклиниваются между кольцом и корпусом муфты. В этом случае корпус 1 и связанный с ним вал будет вращаться с угловой скоростью кольца 2 и в том же направлении. Если при продолжающемся вращении кольца 2 в направлении стрелки валу и корпусу 1 будет сообщено вращение по другой кинематической цепи, направленное в ту же сторону, но имеющее большую скорость, то ролики переместятся в широкую часть вырезов и муфта окажется расцепленной. При этом корпус и кольцо будут вращаться отдельно, каждый со своей скоростью. Ведущим элементом могут быть как корпус, так и втулка.
