Портал о строительстве и ремонтных работах

Архивы за 27.09.2014

Устройства, предназначенные для соединения валов между собой или валов с находящимися на них деталями и передающих крутящие моменты от одного вала к другому, называются муфтами.

Муфты, осуществляющие постоянные соединения, носят название постоянных (неуправляемых), а те, что позволяют в процессе работы машины разъединять соединяемые детали, — сцепных (управляемых).

Применение постоянных муфт определяется технологическими тре­бованиями изготовления машин, а сцепных — их кинематикой.

Муфты в строительных машинах достаточно разнообразны по своей конструкции, поэтому рассмотрим лишь основные, наиболее распростра­ненные.

Постоянные муфты. Могут быть глухими, предназначенными для соединения строго соосных валов, и компенсирующими — ими соединя­ются валы, имеющие некоторую подвижность или несоосность. Самыми распространенными глухими муфтами являются втулочные и попереч — но-свертные.

Наиболее просты втулочные муфты (рис. 2.19, а). Крутящий момент от ведущего вала 1 на втулку 2 и от нее ведомому валу 4 передается с помощью шпонок 3 или штифтов, а сама муфта в осевом направлении фиксируется установочными винтами 5. Недостаток таких муфт в необ­ходимости большого осевого смещения валов при монтаже и демонтаже.

К наиболее распространенным компенсирующим муфтам относят­ся упругая втулочно-пальцевая и плавающая, или крестовая.

Втулочно-пальцевая муфта (рис. 2.19, б) — поперечно-свертная, со­стоит из двух полумуфт-фланцев 6 и 9, укрепленных на ведущем и ведо­мом валах. В одной из полумуфт закреплены пальцы 7 с надетыми на них резиновыми втулками. Эти втулки входят в цилиндрические отвер­стия второй полумуфты. Таким образом, крутящий момент от одной по — лумуфты к другой передается через упругий элемент — резиновые втул­ки, позволяющие компенсировать незначительную неточность в уста­новке валов. Втулочно-пальцевые муфты широко применяются для со­единения вала электродвигателя с валом передач.

Плавающая муфта (рис. 2.19, в) состоит из двух полумуфт 10 и 12, закрепленных на ведущем и ведомом валах. Между полумуфтами уста­навливается диск 11 с крестообразно расположенными на его торцах двумя выступами, которые входят в соответствующие пазы полумуфт. Если смещение валов незначительно, то перемещение диска выступами по пазам полумуфт при вращении полумуфт компенсирует эту несоос­ность. Такие плавающие муфты позволяют передавать значительные крутящие моменты и широко используются для соединения, например, барабанов лебедок с редукторами их приводов.

Широкое применение, особенно в приводах колесных машин, на­шли так называемые шарнирные муфты (рис. 2.19, г). Они применяются для постоянного соединения валов, работающих под углом один к друго­му, позволяя изменять этот угол при передаче крутящего момента. Такая муфта состоит из двух вилок 13 и 15, соединенных между собой кресто­виной.

Сцепные муфты. Применяемые в строительно-дорожных маши­нах сцепные муфты по способу передачи крутящего момента могут быть кулачковыми, зубчатыми, фрикционными и гидравлическими.

Кулачковые и зубчатые муфты обеспечивают постоянную жест­кую связь ведущего и ведомого валов, но не допускают их включения на ходу под нагрузкой и при значительной разнице в угловых скоростях между ведомым и ведущим валами.

Разновидностью кулачковой является зубчатая муфта, в которой передача крутящего момента производится с помощью большого числа
кулачков-зубьев, выполненных на одной полумуфте в виде внутреннего зацепления, а на второй — в виде внешнего с равным первой муфте числом зубьев.

Такие муфты применяются в коробках передач автомобилей, трак­торов и других самодвижущихся машин. Боковые поверхности зубьев в этом случае выполняются обычно, как и в зубчатых колесах, по эволь — вентному профилю, удобному с технологической точки зрения.

Наибольшее применение в качестве сцепных получили фрикцион­ные муфты, в которых крутящий момент передается за счет сил трения.

В зависимости от формы поверхностей трения различают следую­щие фрикционные муфты: дисковые, конусные, ленточные и пневмока — мерные. Схематически устройство этих муфт показано на рис. 2.20, на котором стрелками указано движение ведомой муфты.

Крутящий момент, передаваемый муфтой, зависит от силы трения, разви­ваемой между трущимися поверхностями, и плеча 9 среднего радиуса, на кото­ром приложена эта сила трения. В свою очередь, сила трения определяется нормальным давлением и коэффициентом трения. Для получения макси­мальных значений силы трения в большинстве случаев трущиеся поверхно­сти муфт покрываются специальными фрикционными материалами — компо­зиционными пластмассами, заполнителем в которых является асбест.

Чтобы уменьшить габариты муфт при необходимости передавать значительные крутящие моменты, применяются муфты с несколькими поверхностями трения (многодисковые, двухконусные и т. д.).

В зависимости от назначения усилие прижатия поверхностей тре­ния в муфте может быть постоянным, если выключение муфты произво­дится лишь на короткие промежутки времени, или периодическим, если муфта включается на короткие промежутки времени. Для создания по­стоянного усилия применяются предварительно затянутые пружины. Выключаться и включаться периодически работающая муфта может ры­чажной системой с воздействием на нее мускульной силы человека или (что теперь является основным) с помощью гидравлической или пневма­тической системы управления. В некоторых машинах включение или выключение муфт производится электромагнитными устройствами.

На быстроходных валах, у которых проскальзывание поверхностей трения муфты при включении больше, чем у тихоходных, обычно приме­няются дисковые муфты с несколькими поверхностями трения.

Подшипниками называются детали, которые воспринимают и пере­дают на раму, корпуса или станины опорные реакции, возникающие на цапфах валов и вращающихся осей. Различают подшипники скольже­ния и качения.

Подшипники скольжения. По своей конструкции подшипники скольжения делятся на неразъемные (глухие) и разъемные. Неразъем­ные относятся к простейшим подшипникам, применяемым при неболь­ших угловых скоростях вращения валов и осей.

Выполняются они (рис. 2.16) в виде втулок / из антифрикционных материалов, запрессованных непосредственно в корпусную деталь(раму или станину) или в отдельную деталь, прикрепляемую к раме. Главный недостаток всех этих подшипников состоит в том, что устранить увели­ченный зазор, образуемый в результате износа втулки и цапфы, можно только заменой втулки.

Более современными являются разъемные подшипники, конструкция одного из которых показана на рис. 2.17. Этот подшипник состоит из корпуса 1 и крышки 2, между ними болтами зажаты нижний 4 и верхний 3 вкладыши. Вкладыши подшипника изготавливаются из антифрикцион­ных материалов или покрываются ими по внутренней поверхности.

В разъем между вкладышами перед их расточкой устанавливаются металлические прокладки 5, которые по мере износа трущихся частей уда­ляются, позволяя уменьшить зазор между цапфой и вкладышем.

Существует множество и других конструкций подшипников сколь­жения. Однако подшипники скольжения обладают рядом недостатков: большие потери энергии на трение; необходимость использования доро­гих антифрикционных материалов; большие размеры в осевом направ­лении; сложность в эксплуатации. Вместе с тем подшипники скольже­

ния имеют и некоторые неоспоримые преимущества: малые размеры подшипника в радиальном направлении; работоспособность при очень больших скоростях; бесшумность; разъемность; работоспособность в химически активных средах.

Значительные потери на трение приводят к нагреву подшипников, вследствие чего ухудшается смазка и повышается износ.

Смазка подшипников скольжения может быть местной и централи­зованной, а по характеру действия — периодической и непрерывной. При местной смазке каждый подшипник смазывается отдельным смазочным устройством (масленкой), а при централизованной — одно устройство распределяет смазку между рядом подшипников.

В современных сложных машинах с быстроходными валами основ­ной является централизованная смазка, при которой масло с помощью масляного насоса под давлением нагнетается через масляные фильтры в подшипники. По такой схеме выполняется, например, смазка двигате­лей внутреннего сгорания. Более простым способом непрерывной смаз­ки является смазка разбрызгиванием, широко применямая в различного рода редукторах.

Подшипники качения. Конструкции подшипников качения ос­новных типов показаны на рис. 2.18. По форме тела качения подшипни­ки делятся на шариковые, роликовые и игольчатые. Роликоподшипники по сравнению с шарикоподшипниками обладают большей нагрузочной способностью. По направлению действия нагрузки, воспринимаемой под­шипником, они делятся на радиальные, упорные и радиально-упорные.

По числу рядов тел вращения подшипники могут быть одно- и двухрядными.

Чтобы ролики или шарики находились на одинаковом расстоянии один от другого, в подшипниках предусмотрены сепараторы, представля­ющие собой штампованные кольца с отверстиями для роликов или ша­риков.

Шариковые подшипники применяют в передачах с малыми и сред­ними нагрузками.

Роликовые подшипники устанавливают в передачах с большими на­грузками, которые могут быть почти в 2 раза больше, чем для шариковых.

Радиальные подшипники предназначены для передачи радиальных усилий при точной установке вала, а радиальные сферические — для тех случаев, когда нельзя гарантировать строгую соосность опор. Роликовые подшипники не допускают нагружения даже незначительными осевыми усилиями.

Основным преимуществом подшипников качения является значи­тельно меньший, чем у подшипников скольжения, коэффициент трения. Так, для шарикоподшипников приведенный коэффициент трения / = 0,001-0,003, для роликоподшипников он примерно вдвое больше, а для подшипников скольжения / = 0,02-0,04. Кроме того, подшипники качения просты в монтаже и обслуживании, расходуют малое количе­ство смазки, имеют сравнительно низкую стоимость и малые габариты в осевом направлении. •

Основными недостатками подшипников качения являются значи­тельные габариты в радиальном направлении, невозможность разъема в осевой плоскости и плохое восприятие ударных нагрузок.

Номинальный размер, определяющий подшипник, — диаметр расточ­ки внутреннего кольца. Подшипники разных серий при одном и том же внутреннем диаметре имеют различные наружные размеры.

Подшипники качения очень чувствительны к абразивному износу. Поэтому они должны быть хорошо изолированы от проникновения пыли. Для этой цели их закрывают крышками или специальными уплотнитель­ными деталями, которые носят название сальников и монтажных уплот­нителей.

Для смазки подшипников качения применяются консистентные смазки и жидкие минеральные масла.

Основные условные обозначения подшипников.

Порядок расположения знаков условных обозначений подшипни^ к°в с внутренним диаметром от 10 до 495 мм следующий:

I___________________________________ серия ширин

Первые две цифры определяют внутренний диаметр подшипника. Обозначения внутренних диаметров подшипников от 10 до 20 мм дол­жны соответствовать указанным в табл. 2.1.

Таблица 2.1.

Внутренние диаметры подшипников (втулок) от 20 до 495 мм вклю­чительно обозначают частным от деления значения этого диаметра на 5. Обозначения серий по наружному диаметру приведены в табл. 2.2.

Конструктивная разновидность подшипников обозначается двумя цифрами от 00 до 99. Основные конструктивные разновидности подшип­ников определяются по ГОСТ 3395-75.

Примеры условных обозначений подшипников качения (ос­новные обозначения подчеркнуты).

75-3180206 Е Т202: шариковый радиальный однорядный легкой широкой серии с диаметром отверстия 30 мм, имеет два армированных уплотнения, класс точности 5, радиальный зазор по 7-му ряду, сепаратор из пластического материала.

12М42-201: шариковый радиальный однорядный легкой серии с диаметром отверстия 12 мм, класс точности 2, радиальный зазор по 4-му ряду, момент трения по 12-му ряду.