Файл: Детали машин.pdf

40
Таблица 5.1
Ориентировочные значения КПД составных элементов привода
Звенья кинематической цепи
Обозначение
КПД
Зубчатые передачи:
- цилиндрическая закрытая
- цилиндрическая открытая
- коническая закрытая
- коническая открытая
0,97 ... 0,98 0,94 ... 0,95 0,95 ... 0,96 0,93 ... 0,94
Червячная передача закрытая
0,64 ... 0,79
Ременные передачи открытые:
- клиноременная
- плоскоременная
0,93 ... 0,95 0,94 ... 0,96
Цепная передача открытая
0,91 ... 0,93
Муфта соединительная
0,98 ... 0,99
Подшипники качения (одна пара)
0,99
Установка привода на общем фундаменте и монтаж составных его частей – серьезная техническая задача. Для соединения валов от- дельных узлов привода используют муфты. По классификации они бывают: неуправляемые (глухие, упругие, компенсирующие жест- кие); управляемые (кулачковые, фрикционные); автоматические (цен- тробежные, предохранительные, свободного хода). Подбор муфты проводят по основной характеристике: [Т] ≥ Т
j
, где [Т] – допускаемый крутящий момент передаваемый муфтой; Т
j
– крутящий момент на соединяемых валах. Муфты стандартизованы и после определения основной характеристики их уточняют по диаметру соединяемых ва- лов и предельно допустимой частоте вращения.

41
Рис. 5.1. Несоосности валов
При монтаже привода на раму возможны три вида отклонений от правильного взаимного расположения соединяемых валов (рис. 5.1, а):
– продольное (осевое) смещение;
– радиальное;
– угловое.
На практике встречается комбинация всех трех отклонений (рис. 5.1, б).
Компенсация вредного влияния несоосности валов достигается, напри- мер, за счет деформации отдельных деталей (муфты упругие) или за счет подвижности жестких деталей (компенсирующие жесткие детали).
Оборудование
На рис. 5.2 изображен привод ленточного транспортера. Вал элек- тродвигателя 1 и быстроходный вал редуктора 3 соединяются муфтой упругой 2. Тихоходный вал редуктора и приводной вал с барабаном 4 соединяются фланцевой муфтой 6. Привод установлен на раму 5.
а
б

42
Рис. 5.2. Привод ленточного транспортера:
1 – электродвигатель; 2 – муфта упругая; 3 – редуктор;
4 – барабан; 5 – рама; 6 – муфта фланцевая

43
Упругая связь полумуфты 2 позволяет: компенсировать несоос- ность валов; устранить резонансные колебания при периодически из- меняющейся нагрузке; снизить ударные перегрузки.
Способ определения отклонения от правильного взаимного распо- ложения валов соединяемых муфтой отображен на рис. 5.3. Угловое смещение валов определяем по соотношению
; осевое смещение – из уравнения
Рис. 5.3. Определение несоосностей валов
Лабораторная работа № 5
Цель работы: изучение конструкции типовых приводов ма- шин, знакомство с компоновкой узлов и определение основных тех- нических характеристик привода.
Задание
1. Вычертить кинематическую схему заданного привода.
2. Определить основные технические характеристики привода.
3. Назначить муфту.
Порядок выполнения работы
1. Вычертить кинематическую схему привода и ввести обо- значение каждого вала и муфты по рис. 5.4 (редуктор и схема привода задается преподавателем):

44 а) двигатель → клиноременная передача → редуктор → муфта компенсирующая жесткая → приводной вал исполнит. механизма; б) двигатель → муфта компенсирующая упругая → редуктор
→ цепная передача → приводной вал исполнительного механизма; в) двигатель → плоскоременная передача → редуктор → муф- та компенсирующая упругая → приводной вал исполнит. механизма; г) двигатель → муфта глухая→ редуктор → муфта предохра- нительная → приводной вал исполнительного механизма; д) двигатель → муфта глухая → редуктор → открытая цилин- дрическая передача с прямозубым зацеплением → приводной вал ис- полнительного механизма; е) двигатель → муфта предохранительная → редуктор → от- крытая коническая передача с прямозубым зацеплением→ приводной вал исполнительного механизма.
Глухая
Компенсирующая жесткая
Компенсирующая упругая
Предохранительная с разрушающим элементом
Предохранительная с неразрушающим элементом
Рис. 5.4. Условное обозначение муфт [1]
2. По диаметру выходного участка тихоходного вала d
Т. в мил- лиметрах определить величину крутящего момента на тихоходном валу редуктора, Нм: где
к
= 20 Н/мм
2
– допускаемое напряжение на кручение без учета изгиба для тихоходного вала редуктора.

45 3. Общее передаточное отношение привода:
Примечания:
а) значение
задается преподавателем;
б) при отсутствии открытой передачи в приводе
.
4. Определить общий коэффициент полезного действия при- вода
общ
как произведение КПД отдельных элементов и передач, входящих в привод. Ориентировочные значения КПД составных элементов привода даны в таблице 5.1.
5. Определить величину крутящего момента на приводном валу, Нм: где – передаточное отношение, учитывающее изменение частоты вращения от тихоходного вала редуктора к приводному валу (муфта не изменяет частоту вращения соединяемых валов
); – КПД, учитывающий потери мощности при передаче вращения от тихоход- ного вала редуктора к приводному валу.
6. Для заданной номинальной частоты вращения вала электро- двигателя определить расчетную мощность электродвигателя
, кВт:
Ориентировочное значение номинальной частоты вращения двига- теля серии АИР задается преподавателем:
По табл. 5. 2 выбрать тип электродвигателя, округляя значение в большую сторону для исключения перегрузки электродвига- теля, и уточнить значение номинальной частоты вращения двигателя
, мин
-1
. Скорректировать значение расчетной мощности электро- двигателя:
7. Определить основные параметры на каждом валу привода:
– мощность N
j
, кВт;
– частота вращения n
j
, мин
-1
;
– крутящий момент на каждом валу Т
j
, Нм.

46 8. Подобрать муфту с использованием справочной литературы и записать основные ее характеристики: максимальный крутящий момент, на передачу которого она рассчитана Т, Нм; предельная час- тота вращения n
max
, мин
-1
Оформить вывод к лабораторной работе.
Контрольные вопросы
1. Что называется приводом?
2. В чем назначение кинематического расчета привода?
3. Что характеризует КПД привода?
4. Как определяется общее передаточное отношение привода?
5. Правила подбора муфт?
Таблица 5.2
Технические данные двигателей серии АИР
Мощ- ность
N, кВт
Синхронная частота, мин
-1
3000 1500 1000 750 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3
4 5,5 7,5 11 15 18,5 22 30
-
-
71А2 / 2820 71В2 / 2805 80А2 / 2850 80В2 / 2850 90L2 / 2850 100S2 / 2850 100L2 / 2850 112M2 / 2895 132M2 / 2910 160S2 / 2910 160M2 / 2910 180S2 / 2919 180M2 /2925
-
71А4 / 1357 71B4 / 1350 80A4 / 1395 80B4 / 1395 90L4 / 1395 100S4 / 1410 100L4 / 1410 112M4 / 1432 132S4 / 1440 132M4 / 1447 160S4 / 1455 160M4 / 1455 180S4 / 1462 180M4 / 1470 71А6 / 915 71В6 / 915 80A6 / 920 80B6 / 920 90L6 / 925 100L6 / 945 112MA6 / 950 112MB6 / 950 132S6 / 960 132M6 / 960 160S6 / 970 160M6 / 970 180M6 / 980
-
-
-
-
90LA8 / 705 90LB8 / 715 100L8 / 702 112MA8 / 709 112MB8 / 709 132S8 / 716 132M8 / 712 160S8 / 727 160M8 / 727 180M8 / 731
-
-
-
Примечания:
1. Над чертой указан тип двигателя, под чертой – номиналь-
ная частота вращения.
2. Пример обозначения двигателя: «Двигатель АИР100L2 ТУ
16-525.564-84».

47
ПОДШИПНИКИ КАЧЕНИЯ
Теоретическое введение
Подшипники качения – опоры во вращающихся или качающих- ся валах, осях, шкивах, блоках и других деталях.
Подшипник качения (рис. 6.1) состоит из двух колец – внешне- го 1 и внутреннего 2 с дорожками качения, между которыми разме- щаются равномерно разделенные сепаратором 3 тела качения 4. Вы- пускаются подшипники, имеющие только одно кольцо или только сепаратор с телами качения. Применение в подшипниках тел качения позволило снизить потери на трение, заменив его трением качения.
Подшипники качения различаются по направлению восприни- маемых нагрузок на радиальные подшипники, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные.
Радиальные подшипники с цилиндрическими роликами могут принимать только радиальную нагрузку и не принимают осевую. Ради- альные шарикоподшипники кроме радиальной могут принимать и осе- вую нагрузку, величина которой не превышает 70 % от радиальной. Ра- диально-упорные подшипники принимают радиальную и осевую на- грузку, причем принимаемая осевая нагрузка большей величины, чем для шарикового радиального подшипника такого же типоразмера.
Упорно-радиальные подшипники предназначены для восприятия большой осевой силы и невысокого значения радиальной. Упорные подшипники – шариковые и роликовые принимают только осе- вую нагрузку. По форме тел качения подшипники качения разделяют- ся на шариковые и роликовые. По числу рядов тел качения подшип- ники делят на однорядные, двух- и многорядные.
По габаритным размерам подшипники качения в соответствии с
ГОСТ 3478-79 разделяют на размерные серии: по радиальным габа- ритам на сверхлегкую, особо легкую, легкую, легкую широкую, среднюю, среднюю широкую и тяжелую; по ширине на узкие, нор- мальные, широкие и особо широкие. Подшипники разных размерных серий при одинаковом диаметре внутреннего кольца имеют отли- чающиеся размеры по наружному диаметру.

48
Рис. 6.1. Подшипник качения
Каждый подшипник качения имеет маркировку. Маркировка подшипников состоит из основного условного обозначения в соот- ветствии с ГОСТ 3189-89 и условного обозначения предприятия- изготовителя. Маркировку в зависимости от применяемого техноло- гического процесса наносят на любые поверхности подшипника, кроме поверхностей качения. Основное условное обозначение под- шипника качения состоит из знаков количеством от трех до семи.
Расшифровку знаков выполняют справа налево.
Две первые цифры обозначают для подшипников с диаметром внутрен- него кольца d от 20 до 495 мм значение внутреннего диаметра, деленного на 5.
Третья цифра справа налево обозначает серию подшипников по диа- метру. Подшипники нестандартные по наружному диаметру или шири- не относят к неопределенной серии и обозначают цифрами 7 или 8 на третьем месте в условном обозначении. Цифра (от 0 до 9) на четвертом месте обозначает тип подшипника. Если в обозначении цифры на четвер- том месте нет, значит, подшипник типа 0000 – шариковый однорядный радиальный, т.к., если на 5 -м, 6 -м и 7 -м местах цифр нет, ноль на четвер- том месте не обозначается.
Общее обозначение 0000 дается для всех типоразмеров шари- ковых однорядных радиальных подшипников так же, как и общее

49 обозначение 1000 для всех типоразмеров шариковых радиальных двухрядных сферических самоустанавливающихся подшипников.
Аналогично для типов 2000, 3000 и т.д. до 9000 (рис. 6.2). Для под- шипника определенного размера и серии вместо нулей ставятся соот- ветствующие цифры. Принято обозначать тип подшипника:
– радиальный шариковый однорядный
0
– радиальный шариковый двухрядный сферический
1
– радиальный с короткими цилиндрическими роликами
2
– радиальный роликовый двухрядный сферический
3
– роликовый с длинными цилиндрическими роликами или иглами
4
– роликовый с витыми роликами
5
– радиально-упорный шариковый
6
– радиально-упорный роликовый конический
7
– упорный шариковый
8
– упорный роликовый
9
Рис. 6.2. Типы подшипников качения
На пятом или пятом и шестом месте ставятся цифры, отражающие конструктивные разновидности подшипников. Например, коническая форма отверстия внутреннего кольца для установки разжимной втулки, наличие защитных торцевых шайб, канавка на наружном кольце, угол контакта ради- ально-упорного подшипника и т.д., всего может быть 100 разновидностей. На седьмом месте цифра обозначает серию по ширине подшипника.
Слева от основного обозначения через тире проставляют знаки, обо- значающие класс точности подшипника (6, 5, 4 и 2, класс 0 не указывается), группу радиального зазора, момент трения и категорию подшипников (А,
В, С). Знаки располагают в порядке перечисления справа налево.

50
Справа от основной маркировки проставляют знаки, обозначаю- щие следующее: материалы деталей (например, Л – часть деталей из латуни); конструктивные изменения (например, К – для роликовых ко- нических подшипников); требования к температуре отпуска или сма- зочному материалу; требования по уровню вибрации.
а б в
г д е ж
Рис. 6.3. Типы подшипников качения