Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Типовые детали, передающие вращательные движения

Наиболее характерными типовыми деталями, передающими вращательные движения в промышленном оборудовании, являются валы, оси, подшипники, муфты и др.

Валы и оси

Вал представляет собой деталь машины, вращающуюся в подшипниках и служащую для передачи крутящего момента. По конструкции валы делятся на прямые, коленчатые, шлицевые, вал шестерни и др. Особую группу составляют гибкие валы. Валы могут быть гладкими или ступенчатыми. Образование ступеней связано с различной напряженностью посадок отдельных сечений, а также условиями изготовления и удобства сборки. Длинные валы могут состоять из отдельных частей, соединенных муфтами.

Валы служат опорой для вращающихся деталей. При работе валы испытывают изгиб и кручение, а в отдельных случаях дополнительно растяжение и сжатие.

По типу сечения валы и оси выполняют сплошными и полыми. Полое сечение применяется для уменьшения массы или для размещения внутри других деталей.

Валы широко применяются в механизмах и сборочных единицах машин. Вращающиеся части приводов машин — зубчатые колеса, диски, муфты, шкивы и т. п. в большинстве случаев устанавливаются на валах и осях, которые могут иметь различное расположение — горизонтальное, вертикальное, наклонное. Разница между валом и осью состоит в том, что вал вращается и передает усилие через закрепленные на нем детали другим деталям, которые с ними сопрягаются, тогда как ось, вращаясь или оставаясь неподвижной, только поддерживает сидящие на ней детали.

Для передачи усилий валы соединяют с зубчатыми колесами, а также со шкивами посредством специальных деталей — шпонок, устанавливаемых частью на валу, частью в сопрягаемой детали, или при помощи шлицевых соединений. Сечение шпонок и шпоночных пазов в соединяемых деталях подбирается в зависимости от диаметра вала и характера сопряжения.

Цапфами называют участки вала или оси, лежащие в опорах качения или скольжения. Цапфы в зависимости от их положения на валу делятся на шипы, шейки и пяты. Шип расположен на конце вала и воспринимает радиальную нагрузку. Шейка расположена в средней части вала, также воспринимает радиальную нагрузку и одновременно подвержена действию крутящего момента. Пята - торцовая часть вала или оси и воспринимает только осевые нагрузки.

Валы и оси — ответственные детали машин. Опорные части валов очень тщательно обрабатываются для лучшего их сопряжения с соединяемыми деталями.

Конструкция валов определяется способом крепления на них деталей, типом и размерами подшипников, которые для них будут служить опорой, технологическими условиями обработки и сборки.

Во многих станках применяются шлицевые валы — с неглубокими продольными канавками на поверхности. Канавки чередуются с выступами — шлицами, которые могут быть прямоугольного, треугольного или фасонного профиля. Точно такие же шлицы делают в ступице, сопрягающейся с валом детали, которую можно перемещать по валу.

Шлицевые соединения сложнее по устройству и изготовлению, чем шпоночные, зато они обеспечивают точное расположение детали на валу и позволяют передавать очень большие вращающие усилия при меньшем поперечном сечении вала, чем при соединении на шпонке, кроме того, они долговечны и износостойки.

Подшипники

Подшипниками называют опоры валов и осей, предназначенные для восприятия радиальных и осевых нагрузок. Радиальной нагрузкой называется усилие, действующее перпендикулярно оси вала. Осевой нагрузкой называется усилие, действующее вдоль оси вала.

В зависимости от характера относительного перемещения деталей различают трение двух видов: трение скольжения и трение качения.

По виду возникающего в них трения подшипники разделяются на подшипники скольжения и подшипники качения.

Подшипники скольжения. Эти детали называются так потому, что между вращающейся шейкой вала и неподвижной опорной внутренней поверхностью подшипников возникает трение скольжения. Первоначальный зазор между шейкой вала и посадочной поверхностью подшипника увеличивается по мере их износа. Скорость увеличения зазора зависит от конструкции подшипника.

В промышленном оборудовании применяются подшипники скольжения разных конструкций. Они изготовляются главным образом из антифрикционных материалов, которые обеспечивают:

Рис. 11 Подшипники качения: а - радиальный шариковый однорядный, б - радиальный роликовый, в — роликовый конический, г - радиально-упорный шариковый

достаточную прочность и твердость как при нормальных температурах, так и при температурах наибольшего нагрева в процессе работы;

наименьшее трение, нагревание и износ;

легкую пришабриваемость и быструю прирабатываемость;

некоторую микропористость для сохранения смазки в период остановки вала (шпинделя);

легкость удаления маслом продуктов износа.

В станкостроении подшипники в основном изготовляются из антифрикционных цветных сплавов двух типов: бронз оловянных и алюминиевых, а также баббитов.

Подшипники скольжения можно разделить на две основные группы: неразъемные и разъемные.

Для подшипников скольжения характерны следующие недостатки:

большие потери передаваемой мощности вследствие трения;

неизбежность развития начального зазора между вкладышем и посадочным местом, специально образуемого для создания масляного слоя в пределах этого зазора;

значительная трудоемкость изготовления подшипников, расход цветных металлов и др.

Подшипники качения (рис. 11, а - г) широко применяют во всех отраслях машиностроения. Они представляют собой готовые сборочные единицы, основным элементом которых являются тела качения — шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживаемые друг от друга на определенном расстоянии посредством сепаратора 4 (рис. 11, а). В процессе работы шарики 2 (или ролики) катятся по беговым дорожкам колец 1 и 3, одно из которых, как правило, размещают в механизме неподвижно. При трении качения потери передаваемой мощности значительно меньше, чем при трении скольжения.

Радиально-упорные шарикоподшипники (рис. 11, г) предназначены для восприятия комбинированных нагрузок (одновременно действующих радиальных и осевых).

В подшипниках качения цапфа вала, как правило, опирается на поверхность внутреннего кольца и вращается вместе с ним относительно наружного кольца.

Подшипники качения более износостойки, чем подшипники скольжения. Кроме того, они способны работать при разных скоростях без дополнительной регулировки, не нуждаются в большом количестве смазки, не требуют сложного ухода. Наконец, применение подшипников качения характеризуется наименьшими потерями мощности от трения в опорах.

В зависимости от характера нагрузок, воспринимаемых подшипниками качения, их разделяют в конструктивном отношении на три группы: радиальные шарико- и роликоподшипники, упорные шарико- и роликоподшипники, а также радиально-упорные ролико- и шарикоподшипники. Ролики по форме могут быть цилиндрическими, бочкообразными, коническими, игольчатыми или витыми.

С целью уменьшения радиальных размеров подшипника в некоторых случаях кольца отсутствуют, а ролики катятся непосредственно по цапфе и корпусу.

Подшипники каждого из указанных видов делятся на одно-, двух- и многорядные. Однорядные шарико- и роликоподшипники показаны на рис. 11.

Двухрядные шарико- и роликоподшипники состоят из тех же частей, что и однорядные, но внутреннее кольцо у них имеет две параллельные дорожки качения, а дорожка качения наружного кольца выполнена в форме сферы. Последним обусловливается название этих подшипников — сферическое. Благодаря сферической форме внутренней поверхности наружного кольца происходит свободная самоустановка подшипника при повышенной несоосности (перекос) гнезд подшипников для вала—в корпусной детали; этим предотвращается защемление шариков или роликов. В связи с этой особенностью сферических подшипников их называют также самоустанавливающимися. В обычных подшипниках качения перекосы вала не допускаются.

Многорядные подшипники имеют несколько рядов шариков или роликов.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 Следующая ⇒