Машиностроение

Кузнечно-штамповочное оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

ПРИВОДНЫЕ ВАЛЫ И ПОДШИПНИКИ

Конструкция. Приводной вал, на котором обычно расположен маховик, и промежуточные валы (между приводным и коленчатым валом) служат для передачи крутящего момента от маховика к коленчатому валу.

Тихоходные тяжелонагруженные валы (в том числе коленчатые) как правило, вращаются в опорах скользящего трения. Все быстроходные валы монтируют на подшипниках качения. Последнее время для уменьшения потерь на трение начинают применять подшипники качения и для коленчатого вала (в прессах усилием до 1 кН и автоматах усилием до 0,4 кН). За рубежом большое распространение получили самоустанавливающиеся многорядные сферические подшипники. Маховики устанавливают преимущественно на подшипниках с цилиндрическими роликами.

Приводной вал с деталями, расположенными на нем. В приведенной конструкции маховик расположен между опорами. Для удобства эксплуатации маховики часто располагают консольно.

В расчетных схемах нагрузки, действующие на вал от зубчатых колес, маховика, и реакции опор принимают сосредоточенными. При этом валы рассматривают как балки на шарнирных опорах. При подшипниках скольжения реакция принимается отстоящей на 0,5d, но не более 0,3/ от нагруженного края опоры в случае приложения силы по одну сторону опоры (где I — длина опоры, a d — диаметр вала).

При выборе подшипников следует помнить, что при большой нагрузке на одну опору применяют по два подшипника качения в опоре; к этому прибегают, чтобы увеличить жесткость вала и уменьшить влияние колебаний. Для увеличения допустимой нагрузки на опору подшипники с коническими роликами устанавливают вершинами конусов роликов в разные стороны. Для увеличения жесткости подшипники помещают вершинами конусов внутрь или раздвигают подшипники, что, однако, ведет к увеличению реакций. Если используют два подшипника качения, установленных рядом, то принимают, что вал имеет как бы одну опору. При размещении подшипников качения на расстоянии, большем, чем ширина подшипника, в расчетной схеме рассматривают каждый подшипник как отдельную опору вала.

Тяжелые маховики, устанавливаемые консольно, помещают не непосредственно на приводной вал, а на специальную втулку, которая крепится в станине. При этом приводной вал рассматривается как трехопорный. В этом случае, как и в случае обычных трехопорных валов статическую неопределимость раскрывают с помощью формул теоремы о трех моментах или другим известным способом.

Подшипники качения выбирают следующим образом. По приведенной нагрузке, используя известные формулы, приводимые в каталогах подшипника, определяют необходимый коэффициент работоспособности подшипника, а по нему выбирают и сам подшипник.

Подшипники следует проверять на допустимую статическую нагрузку. Расчетный срок службы подшипников качения принимают равным 10 000 ч. Для подшипников маховиков, испытывающих постоянную нагрузку, за расчетный срок службы принимают 20 000 ч.

Маховики в сборе с муфтами должны подвергаться балансировке.

Расчет приводных валов. При расчете вала муфты, если маховик крепится на валу, учитываются масса маховика и натяжение от ремней.

В быстроходных машинах и машинах с большими вращающимися массами необходимо определять в валах действительные крутящие и изгибающие моменты с учетом динамики. Такой учет осуществляют путем составления динамической модели пресса и решения ее с помощью ЭВМ (см. гл. 6). Для упрощения расчетов можно ограничиться определением коэффициентов динамичности по методу, предложенному Л. Г. Коневым. После составления расчетной схемы механизма, с учетом ее масс и жесткостей, определяют основную частоту колебаний системы. По ней, используя специальные таблицы, находят коэффициенты динамичности при кручении и при изгибных колебаниях, а затем соответствующие изгибающие и крутящие моменты

Расчеты с учетом динамики показывают, что коэффициенты динамичности для приводных валов лежат в пределах 1,3—1,8.

При этом менее жесткая конструкция приводных валов предпочтительнее.

Далее строят эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и в вертикальной плоскостях и эпюру крутящих моментов. Поскольку на эскизе видны места концентрации напряжений, легко установить опасные сечения, которые необходимо проверить. Обычно валы рассчитывают на прочность и жесткость. Расчет приводных валов аналогичен расчету коленчатых валов. Принимаем, что напряжения изгиба и кручения (для приводных валов с фрикционными муфтами включения) изменяются по знакопеременному циклу; пренебрегаем напряжениями от перерезывающих сил, подставляем соответствующие значения Ми и Мкр в формулы и получаем общий коэффициент запаса прочности при расчете на выносливость

Для повышения долговечности валов рекомендуется применять обкатку роликом, виброобработку и т. п. Очень важна надежная посадка на валы зубчатых колес и ступиц маховиков. Появление зазоров в шпоночных соединениях ведет к повышенным ударным нагрузкам.

Правильная работа зубчатых зацеплений и маховиков в сильной степени зависит от жесткости валов, на которых они располагаются. Деформация валов в местах установки зубчатых колес не должна превышать (0,01—0,03) т, где т — модуль зацепления, а деформация валов с маховиками — 0,0003/, где I — расстояние между опорами.

При сложных нагрузках и длинных ступенчатых валах применяют графоаналитический способ определения деформаций. Для валов большой длины проверяется угол закручивания, который не должен превышать 0,5° на 1 м длины вала.

Подшипники

Асинхронные электродвигатели переменного тока с фазным ротором ...

Комплектование и сборка узлов. Пришабривание. Способы ремонта ...

  Карданные передачи и привод к ведущим колесам

  ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ. Тахометр часовой. Тахометр ...