Muftalar. Sharnirlli richagli muftalarni hisoblash. Reja

Umumiy hоlаtlаr.
Muftalar val, truba va shu kabi detallarning uchlarini bir-biriga ulash uchun ishlatiladi va mexanik, elektr, gidravlik turlarga bo’linadi.
Mashina detallari kursida faqat vallarga mo’ljallangan mexanik muftalargina o’rganiladi. Bunday muftalarning asosiy vazifasi vallarni o’zaro biriktirish bilan birga, ularning biridan ikkinchisiga burovchi moment uzatish hamdir (1.1-rasm). Bundan tashqari, muf­talar bir qancha boshqa funksiyalarni ham bajarishi mumkin.

1.1-rasm.
Muftalar vazifasi hamda tuzilishiga ko’ra, quyidagi uch guruhga bo’linadi:
1. Doimiy biriktirilgan muftalar; bunday muftalardan foyda­la­nilganda mashina ishini to’xtatmay turib, vallarni bir-biridan ajra­tishning mutlaqo iloji bo’lmaydi.
2. Boshqariladigan ulovchi muftalar; bunday muftalar vosi­tasida mashina ishini to’xtatmagan holda, zarur bo’lgan hollarda val­larni ulash yoki ajratish mumkin,
3. O’z-o’zini boshqaruvchi (avtomatik) muftalar; bunday muftalar, ko’p­incha, saqlagich sifatida ishlatiladi, ya’ni mashinaning normal ish­lashi uchun talab qilingan sharoit ta’minlanmagan hollarda bun­day muftalar avtomatik ravishda vallarni bir-biridan ajratadi va talab qilingan normal sharoit yaratilishi bilan ajratilgan vallar mufta vosi­tasida avtomatik ravishda yana ulanadi,
Quyida mashinasozlikda keng ko’lamda ishlatiladigan asosiy mufta­larning klassifikasiyasi keltirilgan (1.2-rasm).

1.2-rasm. Muftalarning klassifikasiyasi.


Doimiy biriktirilgan muftlar
Muftalarning bu gruppasiga vallarni bir-biriga nisbatan biror yo’nalishda siljishiga yo’l qo’ymaydigan qilib biriktiradigan qo’zg’almas muftalar hamda vallarning turli yo’nalishda siljishiga ma’lum darajada imkon beradigan qo’zg’aluvchi muftalar kiradi.
Qo’zg’almas muftalar bir valdan ikkinchi valga burovchi moment uzatish bilan bir vaqtda, vallarda ish jarayonida paydo bo’ladigan eguvchi momentni va o’q bo’ylab yo’nalgan kuchlarni ham uzatadi. Biroq eguv­chi moment hamda o’q bo’ylab yo’nalgan kuchlarning mavjudligi muftaning mustahkamligiga salbiy ta’sir ko’rsatganligidan, bu xildagi nagr­uz­kalarning bo’lmagani ma’qul. Bunday nagruzkalarga barham berish maqsadida muftalar val tayanchiga mumkin qadar yaqin o’rnatiladi.
Qo’zg’almas muftalar, o’z navbatida, quyidagi turlarga bo’linadi:
a) vtulka ko’rinishidagi muftalar;
b) bo’laklarga ajraladigan sirti val o’qiga tik joylashgan flanesli muftalar;
v) bo’laklarga ajraladigan sirti val o’qiga parallel joylashgan muftalar.
Qo’zg’almas muftalarning eng oddiysi vtulka ko’rinishidagi muftadir. Vallarni bunday mufta vositasida biriktirish uchun vallarning uchlari ichki diametri ularning sirtqi diametriga teng bo’lgan vtulka­larning ikki tomonidan kiritiladi va shtift yoki shponkalar vositasida qo’zg’almas qilib mahkamlab qo’yiladi (1.3-rasm).

1.3-rasm. Vtulka tarzidagi muftalar.
Mufta elementlarining mustahkamligi bir xil bo’lishi uchun zarur o’lchamlarni tanlashda quyidagilarga amal qilish tavsiya etiladi.
(1.1)
(Odatda, kichik muftalar uchun 0,3, kattalari uchun 0,25 olinadi). Vtulka ko’rinishdagi muftalar vallarining diametri 60…70 mm bo’lgan yengil mashinalarda qo’llaniladi.
Hisoblash zaruriyati tug’ilgan hollarda shtiftlar kesilishga, vtulka hamda valning shtiftlar tegib turgan sirtlari esa ezilishga tekshirib ko’riladi. Ajraluvchi sirtlari val o’qiga tik bo’lgan muf­talar val uchiga ma’lum tig’izlik bilan o’tqazilgan ikkita flanes (yarim mufta)dan iborat bo’ladi. Yarim muftalar aylana bo’ylab joylashgan bir necha bolt yordamida bir-biriga biriktiriladi va momentning uzatilishi ishonchli bo’lishi uchun vallarga shponkalar vositasida mahkamlab qo’yiladi,
Muftalarning val o’qiga perpendikulyar vaziyatda joylashuvini ta’minlash uchun yarim muftalardan birining sirtida o’yiqcha, ikkinchisining sirtida esa shu o’yiqchaga o’rnashadigan chiqiqcha bo’ladi (1.4-rasm, I variant).
Bunday muftalarda boltlar tirqish bilan o’rnatiladi, burovchi moment esa ikkala yarim muftaning boltlar vosita­sida bir-biriga siqib qo’yilishidan ularning ajralish sirtida hosil bo’ladigan ishqalanish kuchi hisobiga uzatiladi. Muftalarning bunday tuzilishi bir oz noqulay, chunki biriktirilgan vallarni ajratishda ularni o’q bo’ylab chiqiqcha balandligi qadar siljitish kerak bo’ladi. Bunday qilish esa hamma vaqt ham qulay bo’lavermaydi. Shuning uchun bunday hollarda yarim muftalar tirqishsiz o’rnatilgan boltlar hiso­biga markazlanishi mumkin (1.4-rasm, II variant).

1.4-rasm. Flanesli muftaning tuzilishi: I-boltlar, tirqish bilan o’rnatilgan varianti; II-boltlar, tirqishsiz o’rnatilgan varianti.
Bunday muftalar­da burovchi moment, asosan, kesilishga ishlaydigan bolt sterjenlari hisobi­ga uzatiladi (bunday boltlarni hisoblash haqidagi ma’lumotlar rezbali birikmalar bobida keltirilgan).
Muftaning geometrik o’lchamlari va ularda ishlatiladigan bolt­larning diametri maxsus jadvalarda beriladi. Zarur bo’l­gan hollarda geo­metrik o’lchamlarni taxminan belgilab olish uchun quyidagigi muno­sa­bat­lardan foydalanish mumkin: muftaning val bo’yicha uzunligi , uning aylana bo’ylab sirtqi diametra , boltlar joy­lash­­ti­riladigan aylana diametri va bolt­lar soni z = 4; 6; 8. Odatda, bunday muftalar Sch 28 - 48 markali kul rang cho’yandan tayyorlanadi.
Ajratish va yig’ish ishlarini osonlashtirish va bunda vallarni o’q bo’ylab siljitish zaruriyatidan qutulish maqsadida ajralish sirti valga parallel bo’lgan ikki pallali muftalardan foydalaniladi. Pallalar valga shponka yordamida o’rnatilib, bir-biriga boltlar vositasida biriktiriladi (1.5-rasm).

1.5-rasm. Ajralish sirti valga parallel bo’lgan ikki pallali mufta.
Bunday muftaning uzunligi o’rnatiladigan boltlarning soniga bog’liq bo’lib, odatda, qilib, muftaning sirtqi diametri esa qilib olinadi, Кeltirilgan munosabatlardagi raqamlarning kattasi diametri kichik bo’lgan vallarga taalluqlidir.
Кichik va o’rtacha o’lchamli muftalarda burovchi moment mufta bilan val orasidagi ishqalanish kuchi hisobiga, katta o’lchamli muftalarda esa, asosan, shponkalar vositasida uzatiladi. Muftani hisoblash natijasida bolt­lar­ning o’lchamlari va soni aniqlanadi. Muftani hisoblash klem­mali birikmalarni hisoblash singaridir, ya’ni shponka bor-yo’qligidagi qat’i.nazar, burovchi moment faqat val va mufta orasidagi ishqalanish kuchi hisobiga uzatiladi, deb olinadi.
Yuqorida ko’rib chiqilgan mufta­larning tuzilishi vallarning aniq o’qdosh bo’lishini, ishlash jarayonida esa muayyan bir vaziyatni egallashini talab qiladi. Bu talabni qanoat­lantirish esa juda qiyin chunki tashqi nagruzka ta’sirida ishla­yotgan val albatta egiladi. Bu degan so’z, uning uchi, oz bo’lsa-da, tepaga yoki pastga siljib turadi, demakdir. Bundan tashqari, tempera­turaning o’zgarishi bilan val uzunligi o’zgaradi, ya’ni ish jarayonida valning uchi o’q buylab o’z holatini o’zgartirib turadi.
Vallar nominal joylashishidan chetlanishining uch xil ko’rinishi mavjud (1.6-rasm): bo’ylama siljishi ; radial siljishi yoki ekssentrisitet; burchak bo’yicha siljishi yoki qiyshayish.

1.6-rasm.
Doimiy birik­tirilgan muf­talarning ko’rib chiqilgan konstruksiya­lari esa valning bunday siljishiga imkon bermaydi. Natijada valda bo’lgan o’zgarishlar mexanizm ishiga salbiy ta’sir ko’rsatadi va chidamlilikni pasaytiradi. Buning oldini olish uchun, ya’ni ish jarayonida valning kichik oraliqqa siljishini va buning natijasida hosil bo’ladigan qo’shimcha dinamikaviy kuchlarning mexanizm ishiga salbiy ta’sirini ma’lum daraja yo’qotish maqsadida qo’zg’aluvchan muftalardan foydalaniladi. Bunday muftalarda vallarning siljishiga mufta detallarining o’zaro qo’zg’alishi yoki elementlardan birining elastik materialdan tayyorlanishi hisobiga barham beriladi. Shuning uchun ular kompensa­siya­lovchi muftalar deyiladi.
Кompensasiyalovchi muftalardan ko’proq tarqalgani kulachokli-diskli va tishli muftalar. Кulachokli-diskli mufta (Old­gem muftasi) ajralish sirtida prizmatik o’yiqlari bo’lgan ikkita 1 va 2 yarim muftadan hamda ular orasiga o’rnatiladigan hamda ikki tomonida yarim muftalardagi o’yiqlarga joylashadigan, o’zaro perpendikulyar qilib tayyorlangan chiqiqlari bo’lgan 3 diskdan tuzilgan (1.7-rasm). Yarim muftadagi o’yiqlarning, shuning­dek, diskdagi chiqiqlarning o’zaro perpendikulyar tekislikda joylashganligi vallar­ning qiyshayishi va ekssentrisitetini kompensasiyalash imkonini beradi. Bunda chiqiq o’yiqlarda siljiydi, disk markazida esa ekssentrisitetga teng radiusda aylana chiziladi. Disk bilan yarim muftalar orasidagi zazor  esa vallarning o’q bo’ylab siljishiga imkoniyat yaratadi.

Vallarning radial hamda burchak bo’yicha siljishi yarim mufta o’yiqlarining yon sirtida hosil bo’la­digan bosimning notekis taqsimlanishiga olib keladi. 0,04d gacha; 0º30ʹ gacha bo’lgan ekssentrisitetni kompensasiyalash uchun kulachokli-diskli muftani qo’llash tavsiya etiladi.

1.7-rasm. Кulachokli-diskli mufta.
Chiqiqlarning o’yiqlarda sirpanishi natijasida yeyilish sodir bo’ladi. O’qdoshmaslikning va aylanish chastotasining oshishi bilan yeyilish jadalligi ham ortadi. Yeyilishni kamaytirish uchun muftaning ishqalanish sirtlari doimiy moylanadi va ularda yuqori ezilish kuchlanishlariga yo’l qo’yilmaydi.
Кulachokli-diskli muftalarni hisoblashda chiqiqlarni o’yiqlarga o’rnatishdagi tirqish va tig’izlik nolga teng deb olinadi. Bu holatda tutashish sirtlari turli nuqtalaridagi deformasiya va kuchlanish ushbu nuqtalarning mufta o’qigacha bo’lgan masofasiga proporsional. Yarim muftaning muvozanat shartini quyidagi ko’rinishda yozish mumkin,
. (1.2)
Ushbu nisbatni hisobga olib, o’rniga qo’yamiz,
, (1.3)
shunda quyidagi ifodani olamiz,
, (1.4)
bu yerda, К-yuklama rejimining dinamiklik koeffisienti; h-chiqiqlarning ishchi balandligi. Amaliyotda deb qabul qilinadi.
Odatda, kulachokli-diskli mufta detallari St5 yoki 25L markali po’latlardan tayyorlanadi. Og’ir yuklangan muftalar uchun sirtqi qatlami sementitlangan 15X, 20X kabi legirlangan po’latlar ishlatiladi. Bunda MPa qilib olinadi.
Bunday muftalarning foydali ish koeffisienti:
 = 0,985 . . .0,995

Vallarning siljishi detallarning bir-biriga nisbatan qo’zg’alishi evaziga kompensasiyalanadigan muftalardan yana biri tishli muftadir. Bunday muftalar burovchi moment qiymati katta bo’lgan yuritmalarda (kran mexanizmlari, turbina va boshqalarda) ko’p ishlatiladi. Bu mufta sir­tida evolventa profilli tishlari bo’l­gan ikkita yarim mufta hamda ular ustiga kiygizilib, bir-biriga boltlar bilan biriktirib qo’yila­digan ikki bo’lak ichki tishli qisqich halqadan tuzilgan (1.8-rasm). Yarim muftalar vallarga tig’izlik bilan o’tkazilib, shponkalar yordamida mahkamlab qo’yiladi.

Tishli muftalarning afzalligi shundan iboratki, valning hamma turdagi siljishlarini _l _r, _ kompensasiyalay oladi. Buning uchun qisqich halqa bilan yarim mufta orasida tirqish  qoldiriladi va yarim muftalarning tishlari vallarga nisbatan ma’lum r radius bilan yumaloqlanadi. Кo’rilgan bu choralar vallarning radial yo’nalishdagi siljishi _g = 1...10,5 mm gacha, burchagiy siljishi esa _α = 1° gacha bo’lishiga imkon beradi.

1.8-rasm. Tishli mufta.
Tishli muftalarning asosiy o’lchamlari standartda keltirilgan bo’lib, tishli muftalar diametri 40 dan 560 mm gacha, uzatiladigan burovchi momentning qiymati esa 710 dan 10⁷ Nm gacha bo’lgan vallarni biriktirish uchun mo’ljallangan. Shu bilan birga, vallarning aylanish tezligini muftadagi tishli ilashmaning boshlang’ich aylanasi bo’yicha olingan aylana tezlik 25 m/s bo’ladigan qi­lib olish mumkin. Tishli muftalarning detallari 45, 40X va 45 L markali po’­latlardan bolg’alash yoki quyish usulida tayyorlana­di. Yarim mufta tishlarining yyyeyilishiga chidamliligini oshirish maqsadida ular termik ishlanib, qattiqligi Brinelь bo’yicha 400 ga etkaziladi. Bunday muf­talarning mustahkamligi va chidamliligini hisoblash birmuncha qiyin, chunki tishlarga ta’sir etayotgan kuchlarning qiymati, yo’nalishi hamda o’rni sharoitga qarab o’zgarib turadi. Shuning uchun amalda ular uzati­layotgan burovchi momentning qiymati hamda valning diametriga qarab, standartdan mufta tanlab olinadi.
Tishli muftalarni hisoblashda, yuklama barcha tishlar orasida teng taqsimlanadi, tishlar esa to’liq uzunligi va balandligi bo’yicha tutashishadi deb olinadi. Bunda,
, (1.5)
bu yerda, z-yarim mufta tishlari soni; D₀=zm-tishlarning bo’luvchi diametri; m-ilashish moduli; A=bh-tish ishchi yuzasining uning o’rta diametral tekisligiga proeksiyasi; b-tish uzunligi; h-tishning ishchi balandligi.
Amaliyotda deb qabul qilish mumkin. O’rin almashtirishlardan keyin,
. (1.6)
Standart muftalar uchun MPa qilib olinadi.
So’nggi yillarda kompensasiyalovchi muftalarning elastik elementli va, shuning uchun, elastik muftalar deb atalgan turidan keng foydalanilmoqda, chunki bunday muftalar vallar o’qdoshligi qat’iy bo’lmasligining, ishlash jarayonida hosil bo’lib turadigan qisqa muddatli o’ta yuklanishning hamda dinamikaviy kuchlarning mexanizm ishiga salbiy ta’sirini sezilarli darajada pasaytiradi. Bundan tashqari, elastik muftalardan foydalanilganda vallarda rezonans hodisasi deyarli sodir bo’lmaydi. Elastik muftalarning asosiy xususiyatlaridan yana biri shuki, ularda singdirish (yutish) xossasi bo’­ladi. Singdirish xossasi muftaning bir marta yuklanish olib, so’ngra yana dastlabki holiga kelishida elastik elementga butunlay singib (yutilib) ketgan energiya miqdori bilan ifodalanadi. Ma’lumki, bunday energiyaning miqdori gisterezis yuzasi bilan o’lchanadi, ya’ni yuklanish olish OA1 (1.9-rasm) chizig’i bilan yuklanish pasayishi esa 1 VS chizig’i bilan ifodalansa, u holda, muftaga butunlay singib ket­gan energiya OA1VS ning yuziga teng bo’ladi. Bu energiya elastik elementlarning deformasiyalanishda hosil bo’ladigan ichki va tashqi ishqalanishga sarflanadi.



1.9-rasm. Elastik muftaning giste­rezis diagrammasi.

Elastik muftalarning singdirish xossasi vallarda hosil bo’ladigan dinamikaviy kuchlarning salbiy ta’sirini susaytirishga imkon beruvchi birdan-bir vositadir.

Mufta tarkibidagi elastik elementlar metalldan (prujina, plas­tinka va shu kabilar) yoki metallmas materiallardan (rezina, plastmassa va boshqalardan) tayyorlanadi.
Quyida ana shunday muftalar­dan ba’zilarining tuzilishi hamda ularni hisoblash masalalari bilan qisqacha tanishib chiqiladi.