Центробежная муфта

Центробежная му́фта — муфта, предназначенная для автоматического сцепления (или расцепления) валов при достижении ведущим валом заданной скорости вращения. Может использоваться как сцепная (цилиндрическая) или предохранительная муфта. В этом случае её в просторечии называют центробежным сцеплением.

Центробежная муфта, ведущая полумуфта: 1 — грузик; 2 — держатель; 3 — пружина

Центробежная муфта цепной бензопилы

Конструкция центробежной муфты, использованной в автомобилях Талбот (1930-е годы)

Применение

Центробежные муфты могут использоваться:

• для облегчения управления (сцепление и расцепление муфты происходит автоматически при достижении определённой частоты вращения);
• для разгона механизмов машин, имеющих значительные моменты инерции, двигателями с малыми пусковыми моментами (например, асинхронных с короткозамкнутым ротором);
• для повышения плавности пуска;
• для предотвращения слишком большого разгона (в этом случае муфта должна быть нормально замкнутой, то есть соединять валы при частоте вращения, не превышающей некоторого граничного значения).
• эти муфты способны предохранять двигатель внутреннего сгорания от остановки или резкого снижения оборотов, когда выходной вал резко тормозится.

Однако в некоторых центробежных муфтах используются силы трения, и поэтому в таких муфтах велики потери энергии. Кроме того, такие муфты нежелательно использовать для передачи больших вращающих моментов (из-за возможности проскальзывания).

Принцип действия и расчёт

Расчётная схема центробежной муфты

При расчётах центробежных муфт исходят из условия, что при заданной номинальной частоте вращения муфта должна передавать расчётный крутящий момент, причём включение должно начинаться с некоторой частоты вращения, до достижения которой передаваемый муфтой момент равен нулю.

Ведущей частью в этих муфтах является ступица с колодками, которые перемещаются радиально. Ведомой частью является барабан, к ободу которого колодки прижимаются центробежными силами R. Кроме конструкций центробежных муфт с радиальными колодками, могут использоваться муфты с поворотными колодками.

Обычно колодки удерживаются пружинами при условии:

${\displaystyle n_{1}=(0,7...0,8)n,}$

где n — расчётная частота вращения, необходимая для включения муфты.

В случае, когда колодки не удерживаются пружинами, то есть перемещаются свободно, условием включения муфты является:

${\displaystyle \omega \geq {\sqrt {\frac {2M_{p}g}{zDfrG}}},}$

где M_p — расчётный крутящий момент;

g — ускорение свободного падения;

z — количество колодок;

D — рабочий диаметр муфты;

f — коэффициент трения;

r — расстояние от оси вала до центра тяжести колодки;

G — вес колодки (сила тяжести, действующая на неё).

Источники

• Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. Л.: «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.