2. Раціональне конструювання гайок

Однак, конструктивно виготовити таку гайку практично неможливо, так як при Z=0, площа поперечного перерізу гайки має бути дуже велика.

З вищесказаного випливає, що гайки слід конструювати так, щоб їх різьбове тіло працювало на розтяг, площа поперечного перерізу була змінною, а конструкція прийнятною для виготовлення і експлуатації. Поєднання таких умов і будемо називати раціональним конструюванням.

Графіки навантаження першого витка гайки а – в залежності від висоти гайки; б- в залежності від кроку різьби Рис. 5.11

Характер розподілу навантаження між витками різьби є однією із оцінок досконалості динамічно навантажених різьбових з'єднань. Число відсотків зменшення навантаження на перший опорний виток гайки приблизно дорівнює числу відсотків збільшення витривалості різьбового з'єднання.

На кафедрі теплоенергетики та машинознавства УДУВГП розроблені, захищені авторськими свідоцтвами і запроваджені у виробництво ряд конструкцій гайок, болтів і шпильок, які покращують розподіл навантаження між витками, зменшують концентрацію напружень, мають кращі дисипативні властивості і підвищують міцність, витривалість та надійність затяжки різьбових з'єднань.

На (рис. 5.12.,а) зображена гайка (а.с. 550495). Гайка складається із різьбового корпусу І і втулки 2.

Внутрішня поверхня втулки виконана циліндрично-конічною. Циліндрична частина втулки складає 1/3 її довжини, а конічна має конусність 1/50...1/25.

Зовнішня поверхня різьбового корпусу виконана конічною з конусністю, що дорівнює конусності, частини внутрішньої поверхні втулки. Різьбовий корпус з’єднаний з втулкою посадкою на конус.

При затяжці гайки різьбовий корпус отримує малі осьові переміщення відносно втулки, внаслідок чого створюється радіальний натяг, що забезпечує стопоріння.

Після загвинчування частина різьбового корпусу залишається у підвищеному стані, буде працювати на розтяг, як і тіло болта. Це, а також те, що площа поперечного перерізу корпусу змінна по висоті, дозволяє частково вирівняти зусилля між витками, зменшивши його на нижні витки.

Гайка складена само стопорна (а.с. 846826), зображена на рис. 5.12, б. Гайка складається із втулки I з конічною внутрішньою поверхнею, що переходить в циліндричну і розміщеного в ній різьбового корпусу 2 з відповідною конічною зовнішньою поверхнею, яка виконана з подовжнім пазами на величину 1/3...1/4 висоти втулки. Втулка виконана з різьбовими отворами, в які вкручені нажимні гвинти 3. Після затяжки гайки нажимні гвинти закручуються для забезпечення надійного стопоріння гайки.

Спеціальні гайки а - складена гайка; б - гайка складена самостопорна Рис. 5.12

Частина різьбового корпусу залишається у підвішеному стані і працює на розтяг, завдяки цьому покращується розподіл навантаження між витками.

Використання запропонованих гайок в різьбових з’єднаннях підвищує їх витривалість та забезпечує надійне стопоріння.

Геометричні розміри різьбового корпусу і втулки складеної гайки визначаємо із умови рівноміцності.

При затяжці різьбового з’єднання в болті виникає осьова сила F_a, яка сприймається гайкою у вигляді нормальних сил, розподілених по поверхні витків різьби.

Осьову силу F_a1, яка припадає на один виток трикутного профілю, розкладеному на нормальну силу F_N1 і радіальну силу F_t1, яка прагне розірвати тіло корпусу гайки (рис. 5.13):

(5.66)

де K- коефіцієнт навантаження; Z- число витків гайки.

Результуюча розривна сила , яка діє на один виток, з рахуванням сили тертя буде:

де:

α – кут профілю різьби; f – коефіцієнт тертя.

Загальна розривна сила F_t, яка діє на все тіло корпусу гайки:

З врахуванням /5.66/.../5.68/ рівняння /13.5/ остаточно прийме вид:

	(5.70)
Сили, що діють на виток Рис. 5.13

Запишемо рівняння міцності на розтяг для корпусу гайки (рис. 5.13.).

(5.71)

де D і d – більший і менший зовнішні діаметри корпусу;

Н₁ – висота корпусу.

Визначимо діаметр D:

(5.72)

При H₁=0,8d, K=0,001…0,02, після перетворень (5.72) і з конструктивних міркувань приймаємо:

(5.73)

Зв’язок між зовнішніми діаметрами корпусу:

(5.74)

Геометричні розміри втулки /5.14/ знаходимо із рівняння міцності і приймаємо з врахуванням експериментальних досліджень.

Висота втулки Н приймається конструктивно із відношення:

(5.75)

Діаметр отвору втулки D₂ визначається:

(5.76)

де h₁ – висота внутрішньої конічної поверхні втулки:

h1=H-h,

(5.77)

h – висота циліндричної внутрішньої поверхні втулки:

h=Δ1H1,

(5.78)

де Δ₁=0,25…0,5 – безрозмірний коефіцієнт.

Розмір під ключ

S=1,1D+(1…3)мм.

(5.79)

Розміри складеної гайки а – корпусу; б – втулки Рис. 5.14 3. Гакові підвіски Гакові підвіски являються універсальними вантажопідйомними пристроями. Гаки і скоби закріплюють у спеціальних підвісках, які підвішують на канатах поліспаста. Залежно від кількості блоків підвіски бувають одно- і багато блокові (рис. 1.12); від способів кріплення гака – нормальні (рис. 1.12, а, б) та укорочені (рис. 1.12, д). У нормальних підвісках гак закріплюють гайкою, а в укорочених траверсу і вісь блоків суміщено. Короткі підвіски застосовують лише при парній кількості блоків; вони більш компактні і в них краще використовується корисна висота підйому вантажу. Гакові підвіски а) б) в) г) д) а, д – ; б – ; в – ; г – Рис. 1.12 Під гайку встановлюють упорний підшипник, який дає змогу легко повертати гак навколо своєї осі при захвачуванні вантажу. Для запобігання відгвинчування гайки гака застосовують різні способи, але найбільш простим і надійним є закріплення планкою, що входить у пази гайки і гвинта, до якого вона прикріплюється шпильками. Канатні блоки в кранах установлюють у підшипниках кочення, що забезпечує високий ККД і їхню довговічність. Передбачено ущільнення підшипників блоків і підшипників під вантажною гайкою гака. Змащування підшипників здійснюється за допомогою маслянок або набиванням. Гакова підвіска (одноблокова) повинна вільно спускатися без вантажу під дією сили тяжіння від власної маси, яка повинна бути не менша, ніж 2...5% від маси вантажу; якщо ця сила недостатня, то на підвіску додають вантаж. Орієнтування гака на вантаж здійснюється поворотом відносно вертикальної і горизонтальної осей вручну або за допомогою спеціального механізму. Гакові підвіски (рис. 1.12) складаються з рухомих робочих блоків, зрівняльних блоків, пластин (сережок), осі, поперечини (траверси) (нормальної підвіски) або поперечини, яка має на краях подовжені цапфи під блоки (укороченої підвіски), гайки, упорного кулькового підшипника, гака суцільно кованого нормального, або гака суцільно кованого подовженого. 4. Визначимо річну програму щоденного обслуговування (ЩО) зони миття автомобілів де – фактичне число днів роботи автомобіля на лінії; – середньостатичне число автомобілів АТП; – число змін роботи автомобіля на лінії. Число днів роботи автомобіля на лінії можна визначити так: де – середньорічний пробіг автомобіля в км; – середньодобовий пробіг автомобіля в км. Якщо підприємство нове, то згідно рекомендацій НТП =305. Визначимо відкореговану річну програму ЩО зони миття (4.3) де – коефіцієнт корегування річної програми ЩО. Рекомендується приймати =0,4…1,0. Визначимо добову програму ЩО зони миття: (4.4) Програма ЩО зони миття на зміну буде: де –число змін роботи зони ЩО миття. Вибираємо тип установки для миття автомобілів, згідно технічних характеристик з раціональною продуктивністю миття автомобілів за годину, витратами води та потужністю електроприводу. Взначимо число установок для миття автомобілів: де – продуктивність миття автомобілів за годину (приймається із технічної характеристики установки); – коефіцієнт завантаження установки для миття, =0,8…0,85; – час роботи (тривалість зміни) в годинах зони миття. Тривалість зміни зони миття приймається в залежності від часу виїзду та часу повернення автомобілів з лінії. Згідно рекомендацій НТП для вантажних автомобілів можна прийняти два варіанти: або (4.7) Згідно НТП час виїзду і час повернення автомобілів з лінії рекомендується приймати в межах 1…3 год. і залежить від середньостатистичного числа автомобілів АТП, їх моделеї та

Білет 16

1. Динаміка ланцюгового конвеєра

Робота ланцюгових конвеєрів характеризується пульсуючим рухом ланцюга при сталій швидкості обертання приводної зірочки. Причиною цього є зміна миттєвого радіуса набігання ланцюга на приводну зірочку в функції кута обертання від до (рис. 2.10).

При сталій швидкості обертання зірочки швидкість зуба зірочки по початковому колу , а швидкість ланцюга змінюватиметься за законом

де – кутове переміщення шарніра ланцюга;

– кутова швидкість;

– радіус зірочки по початковому колу;

– час.

Розрахункова схема динаміки ланцюгового конвеєра а) б) Рис. 2.10

Прискорення ланцюга буде:

але оскільки , то

Максимальне прискорення буде при в точках 1; 3, нульове – для положення в т.2:

Оскільки , то .

Кутова швидкість зірочки

де – число зубів зірочки; – крок ланцюга.

Підставимо значення в формулу (2.40), отримаємо:

Оскільки сила до ланцюга прикладається миттєво з ударом, то динамічне навантаження на ланцюг буде:

.

(2.79)

Зведена маса ланцюгового конвеєра

,

(2.80)

де – коефіцієнт, який враховує участь маси зворотної вітки в коливальному русі ( при ; при ; при );

і – маса вантажу і рухомих частин конвеєра.

Якщо врахувати інерційну силу, спрямовану в бік руху в той момент, коли ланцюг переміщується із сповільненням , то розрахункова динамічна сила, що діє на ланцюг, буде:

.

(2.81)

Підставимо в формулу (2.43) значення із (2.42), отримаємо:

.

(2.82)

Загальна розрахункова сила в ланцюзі буде:

.

(2.83)

Для зменшення динамічних навантажень в ланцюгових конвеєрах застосовують зрівняльні приводи.