Что такое муфта, как она выглядит и где применяется

Современные полимерные материалы, используемые для изготовления труб, практически вытеснили в бытовом хозяйстве стальные трубопроводы, при прокладке магистралей используют специальные методы и технологии, позволяющие изменять конфигурацию линии и увеличивать ее протяженность. Муфта соединительная для труб предназначена для герметичного и прочного сопряжения стыков на прямых участках, для эффективной работы ее технические характеристики должны соответствовать параметрам магистрали.

В отличие от промышленных соединений с помощью пайки, сварки, фланцев, муфта для труб получила наиболее широкое распространение при монтаже магистралей подачи холодной и горячей воды, канализации, отопления в индивидуальном строительстве. Благодаря современным разработкам, стало возможным прокладывать коммуникации из востребованных материалов: металлопласта, сшитого (PE-X) и полиэтилена низкого давления (ПНД) без использования сложных техпроцессов и специализированного строительного инструмента.

При знании правил монтажа трубопроводных систем любой домовладелец может смонтировать магистраль из полимерного трубопровода своими руками (за исключением полипропилена, где требуется спайка) с использованием разного вида фитингов — это позволит сэкономить существенные финансовые средства при необходимости.

Рис. 1 Пуш-муфта соединительная для труб – внешний вид и устройство

Стандарты

В связи с важностью узла для любой системы, характеристики и применение регламентируется ГОСТами:

• ГОСТ Р 50371-92: Муфты механические общемашиностроительного применения. Термины и определения.
• ГОСТ 15622-96: Муфты предохранительные фрикционные. Параметры, конструкция и размеры.
• ГОСТ Р 50893-96: Муфты предохранительные шариковые. Основные параметры и размеры. Технические требования.

Документы включают в себя основную информацию по рассматриваемым деталям с описанием групп и видов, принципом действия каждого конкретного элемента.

Соединение металлических труб

Муфты для металлических труб существуют для стальных, чугунных и медных труб. Рассмотрим каждую из этих позиций:

Муфта для стальных труб

Это трубный элемент, внутри которого сделана резьба. Такие муфты изготавливаются из стальных заготовок с толстыми стенками или из чугунных методом литья. Резьба нарезается на токарном станке.

Чтобы соединить трубы такой муфтой, необходимо к самим трубам приварить сгоны (отрезок трубы, с одной стороны которого нарезана резьба). Муфта навинчивается на сгон до середины своей длины, затем с другой стороны в нее вкручивается второй сгон, который впоследствии приваривается ко второй соединяемой трубе.

Очень важно при такой стыковке стальных труб обеспечить герметичность соединения, поэтому на резьбу перед накручиванием нужно намотать уплотнительный материал, например, фум-лента. Чтобы повысить герметичность конструкции, рекомендуется с двух сторон установить контргайки, с помощью которых муфта зажимается с двух сторон.

Единственный минус такого соединения – это сложность разборки узла после длительной его эксплуатации. Резьба на муфте и на трубах прикипает, и это соединение становится практически монолитным. Открыть разъем можно, если хорошо прогреть место стыковки.

Муфта для чугунных труб

Соединение чугунных труб производится раструбным способом и прямым – в этом случае необходима соединительная муфта, которая состоит:

• из самой муфты;
• двух прижимных хомутов;
• двух резиновых манжетов, которые устанавливаются внутри муфты;
• четырех болтов, с помощью которых производится прижим хомутов к основному элементу соединительной конструкции.

Внутри муфты прямо посередине есть упор по всей окружности, который обеспечивает границы установки двух трубных элементов внутри устройства. Перед началом сборки муфта разбирается. Сначала она надевается на одну трубу до упора, затем в нее вставляется другая труба тоже до упора. Герметичность стыка обеспечивают манжеты, установленные по краям муфты на внутренней поверхности. Их внутренний диаметр меньше внешнего диметра трубопровода, что и обеспечивает плотное вхождение труб.

До того как начнется процесс соединения, необходимо на каждый трубный элемент надеть по одному хомуту. После стыкования они плотно прижимаются к основной части и стягиваются между собой болтами.

Муфта для медных труб

Для соединения медных труб используется компрессионная муфта. Состоит она из основного элемента, прижимной гайки, уплотнителя. Процесс стыковки достаточно прост:

1. на конец трубы надевается прижимная гайка.
2. К этому же концу прикладывается муфта.
3. Между ней и трубой нужно вставить уплотнительное кольцо.
4. Теперь рукой накручивают гайку на муфту, тем самым подтягивая последнюю к торцам трубопровода.
5. Чтобы герметичность стыка была стопроцентной, нужно гайку подтянуть ключом.

Большого усилия прилагать не стоит. Раздавленный под давлением уплотнитель только снизит показатель герметичности.

Такое соединение имеет ряд недостатков:

• Его нельзя использовать в закрытых трубопроводах, потому что под действием вибраций гайка потихоньку откручивается, поэтому периодически ее надо будет подтягивать.
• Нельзя использовать в трубопроводах, в которых материал движется под давлением.
• Не рекомендуется применять при многократном использовании. Качество фитинга падает.

Необходимо отметить, что компрессионные муфты используются и в соединении пластиковых труб, в основном канализационных. Суть соединения одинаковая, отличаются лишь некоторые части изделия.

Сферы применения

Муфты используются для соединения валов. В этом случае устраняются:

• несоосность валов и наличие расстояния между ними;
• наличие угла между осями вращения;
• резкие удары и толчки в работе производственных машин.

Назначение муфты – защита техники. Использование устройства в редукторе позволяет обезопасить узел от перегрузки – в случае заклинивания механизма разрушается более дешевая муфта. Для передачи момента между валами разного диаметра применяются компенсирующие разновидности устройств.

Важная функция устройства – быстрый демонтаж. Если требуется обслуживание части механического узла, муфту легко снять. Обслуженные детали машин быстро соединяются и полностью готовы к работе.

Чугунные и медные муфты

Для соединения трубопровода такого типа существуют специальные фитинги, но монтаж в этом случае достаточно сложен. Во-первых, обязательно нужно иметь возможность подобраться к трубе с каждой стороны, иначе обеспечить герметичность стыка нереально. Если трубопровод проложен возле стены, придётся выдолбить её часть около места соединения. Во-вторых, всю работу нужно проводить очень аккуратно и сосредоточенно. Крайне желательно, чтоб установкой занимался опытный человек, так как подобная работа может оказаться не под силу новичку.

Установка проводится следующим образом.

1. Сначала стык уплотняется кабалкой.
2. Труба вставляется в фитинг до упора. Это необходимо для того, чтоб уплотнитель не провалился.
3. Чеканится кабалка. Это нужно делать в несколько оборотов и каждый оборот чеканить по всей окружности.
4. После чеканки необходимо замазать стык раствором цемента.

Чеканить можно и простой отвёрткой.

Важно! Не стоит пренебрегать чеканкой уплотнителя. Если ограничиться цементным раствором, соединение не продержится долго. Через некоторое время оно может дать течь.

Классификация муфт

Существует классификация муфт по конструкции:

• управляемые;
• неуправляемые.

Интересное: Таблица дюймовых резьб: обозначение в мм

А также по назначению:

• глухие (жесткие);
• компенсирующие;
• упругие;
• сцепные;
• автоматические;
• магнитного и электромагнитного принципа действия.

Каждая разновидность применяется исходя из особенности эксплуатации узла.

Разновидности по конструкции

Особенности конструктивного исполнения выделяют следующие виды муфт:

• Пружинная. Иное название – муфта со змеевидной пружиной. Устройство хорошо компенсирует резко возникающие динамические нагрузки. Является предохранительным элементом, то есть может разрушиться при избыточной нагрузке на одном из валов.

• Втулочная муфта. Жесткая или глухая втулка, соединяющая два конца валов. Минимально компенсирует несоосность, имеет высокую прочность и небольшой показатель передаваемого крутящего момента.

• Муфта фланцевая. Соединительный элемент выполнен из двух деталей в виде фланцев, насаживаемых на хвостовики валов. Собирается на болты, для предохранения от перегрузок могут быть установлены болты из мягких сортов стали, срезаемые при перегрузке на приводе. Передает высокий крутящий момент.
  Читайте также:  Как найти и устранить обрыв электропроводки в стене
• Муфта упругая со звездой. Конструктивное решение представляет разновидность кулачково-дискового механизма. Рабочие плоскости кулачков делятся упругой звездочкой.

• Муфта упругая втулочно пальцевая. Конструкция этой муфты выполнена в виде двух полумуфт и статичных пальцев в одной из них. На пальцах располагаются резиновые втулки, являющиеся зоной контакта пальцев со второй полумуфтой.

• Муфта с торообразной оболочкой. Главное предназначение устройства – узлы и агрегаты с высоким уровнем вибрации, ударов в процессе эксплуатации. Отлично компенсирует радиальное смещение осей валов до 5 мм.

Механическая муфта имеет большой ресурс при отсутствии пиковых нагрузок у оборудования. Она не требует технического обслуживания. Перед началом работ проводят ревизионный осмотр основных соединительных муфт главных производственных приводов.

По демпфирующим способностям

Демпфирующие механизмы позволяют проще преодолевать резонансный момент механического привода. Чаще всего это устройства с упругими элементами в конструкции. Например:

• фланцевый тип – упругие втулки;
• кулачковый – звезда или зубчатое колесо из плотного пластмасса;
• пружинный тип – конструкция в виде витка пружины усиленного сечения.

Интересное: Силумин — что это за сплав и где он применяется?

По компенсирующим способностям

К компенсирующим звеньям относятся упругие и жесткие разновидности. Цель применения – устранение несоосности валов, а упругие дополнительно сглаживают резкие нагрузки при запуске. Примерами выступают наиболее распространенные:

• кулачковые;
• зубчатые.

Разновидности по материалу

В применении на трубопроводных линиях муфты выступают в роли ремонтных и монтажных элементов. Различаются по материалу:

1. Для стальных труб применяются модели без резьбы и с резьбой. Резьбовые соединения разборные и подлежат ремонту. Потребуется наличие резьбы на двух соединяемых трубах. Дополнительное уплотнение производится при помощи подмотки, герметика, контргайки. Элементы без резьбы предполагают установку неразъемного плана методом сварки.

2. Для медных труб применяются обжимные резьбовые муфты и под пайку. Паяные соединения выдерживают высокое давление и не меняют своих характеристик при расширении металла от нагрева. В работе применяется специальный флюс, припой, горелка. Обжимные муфты монтируются быстрее, но из-за мягкости меди как цветного металла могут со временем ослабевать.
3. Для чугунных труб широкое применение получили обжимные муфты с прокладками. Устройства состоят из двух элементов, стягиваемых болтами. Для установки на ремонтируемый участок не требуется сварки, пайки, особых навыков. Подбор происходит под конкретный диаметр трубопровода, возможна небольшая несоосность двух концов трубы.

4. Для пластиковых и полимерных труб применяют муфты из аналогичных материалов. Монтаж зависит от конкретной модели и предполагает пайку, обжим, стягивание по типу муфт для чугуна. Для канализационных труб из пластика муфты одеваются с уплотнением без дополнительного крепления.

Муфта соединительная для труб из пластика

Пластиковые изделия широко используются в индивидуальном строительстве и в настоящее время полностью заменяют не только стальные трубопроводные коммуникации, но и многие разновидности фитингов, а для стыковки ПНД в быту пластик является основным компонентом.

В частном доме полимерный трубопровод из сшитого полиэтилена и металлопластика функционирует в системах отопления, теплых полов, горячего и холодного водоснабжения. Обычный полипропилен и его разновидности (армированный стекловолокном или алюминием PP-R) широко применяется для отопления, подвода горячей и холодной воды в дом.

Из полимеров поливинилхлорида (ПВХ) монтируют внутреннюю канализацию, а из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) изготавливают канализационные трубы наружного применения (оранжевого цвета).

Водопровод из полиэтилена низкого давления (труб ПНД) применяют для подачи в дом холодной воды, в промышленной отрасли полиэтилен является материалом для канализационных коммуникаций наружного применения, для прокладки газовых коммуникаций.

Во всех приведенных примерах при бытовом использовании производят стыковку посредством муфт, для пайки полипропилена или установки пресс-фитингов необходимо специальное оборудование.

Рис. 5 Муфта соединительная для труб компрессионная для ПНД труб

Компрессионные и пресс-муфты для ПНД и металлопластика PEX

Трубы из ПНД используют при организации индивидуального водоснабжения, с их помощью производят подачу воды в дом из скважины или колодца, если водозабор производится погружным электронасосом или станцией, размещенными в кессоне.

Под землей прокладывают цельную линию без разрывов, водопровод подключают только в местах выхода из скважины и входе в дом, очень часто полиэтиленовый отрезок применяют в качестве напорного и подключают к электронасосу, выводя из оголовка скважины.

Во всех перечисленных случаях при помощи пластиковых фитингов производят подсоединение труб, особенности их монтажа с муфтой состоят в том, что они не только соединяют трубные отрезки, но и обеспечивают их подключение к оборудованию.

Аналогичным способом соединяют и металлопластик, при этом учитывают, что обжимное соединение на накидной гайке является не слишком надежным способом — гайка без пружинного кольца подвержена самоотвинчиванию и со временем (через 5 — 7 лет) может появиться небольшая течь. Поэтому подобная технология используется только при наружном расположении линии в зоне видимости и прямого доступа — при обнаружении капель на месте стыка всегда можно поджать гайку.

Виды муфтовых соединений

Любое механическое муфтовое соединение принято считать постоянным и разъемным. Существует классификация по видам.

Жесткие

Жесткие звенья допустимо применять при точном совпадении соединяемых осей, а также с небольшим отклонением от оси. На практике примером такого звена выступает либо втулочное, либо фланцевое устройство. Втулочный тип может соединять валы до 100 мм и передавать небольшой крутящий момент. Фланцевый тип передает более высокий момент, применяется в мощных приводах.

Интересное: Холодная ковка металла своими руками

Упругие

Упругие устройства гасят лишние вибрации и динамические перегрузки, возникающие в ходе работы механического узла. Излишнюю энергию поглощает эластичный элемент. В качестве него во фланцевом типе устройств выступают втулки из полимера на шпильках. Кулачковые устройства имеют демпфер в виде звезды.

Сцепные

Применять сцепные муфты рационально в системах, где требуется периодический разъединять ведомый и ведущий вал. Муфта первой частью крепится на один вал, а второй элемент скользит вдоль оси другого вала. Соединение происходит при вхождении в зацепление двух элементов устройства. Делятся на следующие виды:

• зубчатые – сцепление зубцами или кулачками;
• фрикционные – принцип действия основан на силе трения;
• гидродинамические – движущая сила передается гидравлической жидкостью от ведущей к ведомой крыльчатке;
• магнитные и электромагнитные – на основе постоянных или электромагнитов. Будут рассмотрены ниже.

Компенсирующие

Данный вид помогает устранить разницу в диаметрах валов, смещение их осей в одной плоскости или под углом. Могут быть упругого и жесткого типа исполнения.

Самоуправляемые

Самоуправляемые муфты разъединяют и соединяют валы при достижении определенного крутящего момента. Их применение позволяет выдерживать нормальный режим работы узлов и агрегатов с соблюдением норм безопасности промышленных производств. Делятся на:

• обгонные – направление вращения;
• центробежные – зависимость от частоты оборотов привода;
• предохранительные – для контроля величины крутящего момента.

Немного истории о муфте для рук

На самом деле, ни для кого не секрет, что муфта – это такой аксессуар, который пришел в наше время из прошлого. Дизайнеры очень любят пользоваться этим фактом, так как это позволяет создавать оригинальные образы.

Еще в Италии стилисты прошлых лет придумали такую штуку, как муфта, которая прекрасно сохраняла женские ручки от холода. Если быть точнее, то еще в Венеции XIV века представительницы высших классов красовались с подобными аксессуарами в руках, которые очень украшали образы девушек.

Так, меховые муфты стали изысканным элементом гардероба, который блещет богатством и неповторимым стилем. На самом деле, такой аксессуар способен добавить уникальный изыск совершенно в любой женский образ, хотя бы благодаря тому, что дизайнеры создают такие аксессуары из натуральных и очень дорогостоящих мехов.

После того, как муфта приобрела заслуженное распространение в Италии на нее, стали обращать внимание и представители других стран. Стоит отметить, что этот очень стильный аксессуар очень полюбился французам. Так, его носить даже мужчины, несмотря на то, что такое изделие изначально считалось исключительно женским. Так, сегодня, можно увидеть много портретов французских выдающихся мужчин, которые носили муфту для рук, изготовленную из драгоценных мехов.

Еще в те времена муфта свидетельствовала о высоком статусе и благородстве рода ее обладателя. Поэтому, многие представители великих династий не отказывали себе в таком приятном и очень привлекательном аксессуаре. Помимо всего прочего, муфта для рук просто великолепно смотрелась с одеждой той эпохи, создавая очень сильные и торжественные наряды.

После того, как муфта получила большое распространение в Европе, ее стали замечать и в России. Здесь ее могли позволить себе высокопоставленные лица. Муфта для рук – это не просто зимний аксессуар, а настоящее произведение искусства, заслуживающее особого внимания женского пола.