Ограничители крутящего момента — это механические и электромеханические устройства для передачи мощности, которые защищают секции станка (или обрабатываемые детали) от перегрузок, сбоев и повреждений в результате замятий.

Ограничители крутящего момента срабатывают либо путем проскальзывания, либо полного отсоединения привода от ведомого груза. Некоторые ограничители крутящего момента первого типа (особенно те, в которых используются фрикционные пластины) также называются скользящие муфты. В других контекстах ограничители крутящего момента иногда называют перегрузочными муфтами.



К сопутствующим компонентам относятся те, которые классифицируются как механические муфты свободного хода и основаны на пружине наката, роликовой рампе, храповом механизме и кулачковом действии для зацепления в направлении привода оси. К ним относятся муфты обратного и свободного хода, которые передают крутящий момент в направлении привода и (в обратном направлении) блокировки и свободного хода соответственно.

Ограничители крутящего момента с шаровым фиксатором передайте усилие через массив шариков, зафиксированных (пружинами) в фиксаторах. Эти однопозиционные или многопозиционные ограничители крутящего момента сцепляют присоединенную нагрузку, позволяя шарикам выходить из фиксаторов, когда крутящий момент привода превышает необходимый для преодоления набора пружин. Ограничители крутящего момента с роликовым фиксатором работают во многом так же, как и шариковые фиксаторы — путем вклинивания между внутренним и внешним кольцами ограничителя крутящего момента. Для этих ограничителей крутящего момента может потребоваться ручной сброс, или они могут сбрасываться автоматически. Если модель многопозиционная, фиксаторы устанавливаются через каждые 30, 60, 90 ° или другой интервал для обслуживания осей с низкой скоростью вращения, которые не выдерживают длительного ожидания повторного включения.

В ограничителях срезных штифтов, приводная и ведомая стороны закрепляют по диску, и на их торцах встроен один или несколько штифтов. Таким образом, штифты соединяют диски и затем ломаются, когда узел превышает расчетный крутящий момент. Как и в случае с шаровыми фиксаторами, эти съемные ограничители крутящего момента срезного штифта полностью снимаются. Одно предостережение заключается в том, что эти ограничители не могут передавать крутящий момент для приведения оси в действие из-за замятий, если это соответствует конструкции системы. В некоторых случаях это может привести к неприятным отключениям.

Синхронные ограничители крутящего момента на постоянных магнитах также используйте сдвоенные диски, надежно закрепленные на ведомом и приводной сторонах трансмиссии. Эти диски имеют ответные магниты на своих торцах. Крутящий момент передается через воздушную щель между дисками — в некоторых случаях даже через стенки бака и вакуумной камеры. Ограничители крутящего момента обеспечивают быструю реакцию, но могут вызывать люфт.

Подпружиненный (или пневматически нагруженный) ограничители крутящего момента собачки-пружины включает подпружиненную собачку, которая входит в зацепление с зубчатым колесом. При перегрузке собачка откидывается назад из своего фиксатора, освобождая груз до ручного или автоматического сброса.

Спраг-зацепление в ограничителях крутящего момента используются стальные клинья, которые наклоняются во время работы и вклиниваются между наружным и внутренним кольцами узла. В некоторых конструкциях перегрузка может привести к опрокидыванию опрыскивателя и высвобождению груза.

Ограничители крутящего момента на магнитных частицах являются одним из таких типов с полым корпусом, заполненным стружкой, между ведомым и приводной стороной узла. Рассыпчатая никелевая, железная или хромовая стружка соединяется в цепочки (вдоль линий магнитного поля) при подаче тока. Настройки крутящего момента могут быть статическими или динамическими (для изменения значений) в зависимости от требований приложения; существует примерно линейная зависимость между током через обмотки и величиной передачи крутящего момента.

Ограничители крутящего момента с магнитным гистерезисом также используйте ток для создания магнитного поля для соединения. Магнитные частицы внутри прижимного стакана и полюсного узла постоянно переворачиваются, чтобы поддерживать магнитное выравнивание с приложенным полем узла. Гистерезис чашки приводит к механическому соединению с потерями при изменении потока, которые отстают от изменений полюсного узла (для плавной передачи мощности). Вихретоковые муфты аналогичны, но включают в себя цветную (проводящую, но немагнитную) чашу выходного ротора. Магнитный поток между этим подкомпонентом и чашкой на стороне привода узла индуцирует вихревые токи и поле; последнее выравнивается с приложенным к катушке магнитным полем для создания крутящего момента соединения за счет искажения вихретокового поля.

Ограничители крутящего момента на фрикционных дисках используйте фрикционный контакт между сопряженными дисками для передачи мощности — и они работают во многом как фрикционно-дисковые муфты в том смысле, что перегрузки вызывают проскальзывание между дисками. Ограничители крутящего момента на фрикционных дисках превосходны в приложениях, требующих непрерывной работы и умеренного соблюдения безопасной настройки крутящего момента для обеспечения безопасности. При установке на станки с приводом от двигателя эти ограничители крутящего момента позволяют осям приводить в действие при частичных замятиях, используя инерцию двигателя для продолжения приложения крутящего момента. Это предотвращает неприятные остановки при кратковременном увеличении нагрузки, хотя при истинных перегрузках и инерционных ударных нагрузках ограничитель крутящего момента постоянно проскальзывает, чтобы защитить систему от повреждений.

Для большинства ограничителей крутящего момента трения требуются датчики и средства остановки состояния перегрузки — чтобы предотвратить дальнейшее проскальзывание ограничителя крутящего момента и, таким образом, его повреждение.

Ограничители крутящего момента выпускаются в различных форматах для упрощения интеграции в приводы и оси различных типов. Некоторые из них имеют форму ограничителя крутящего момента ступицы, на который может крепиться звездочка, шкив или шкиворез.

Некоторые из них имеют форму ступицы с отдельным переходником для соединения ведомого вала с компонентом, опирающимся на подшипник, таким как маховик.

Некоторые ограничители крутящего момента трения выполняют функцию муфт «вал-вал». Модели жестких муфт, подобные этой, требуют точного выравнивания соединяемых валов. С другой стороны, модели с гибкими соединениями могут выдерживать небольшое угловое смещение или параллельное смещение.

Фактически, Mach III поставляет множество стандартных и изготовленных на заказ ограничителей крутящего момента с пружинным зацеплением и дисками трения с низким коэффициентом трения для поддержки множества транспортных, упаковочных, погрузочно-разгрузочных работ общего назначения, медицинских и множества других применений.