Прикладна механіка_ЛЕКЦІЇ

564

радіально – упорні підшипники з конічними роликами (рис. 6.54, е).

Упорні шарико – або роликопідшипники (рис. 6.53, е, ж) призначені для сприймання тільки осьового навантаження. їх установлюють в парі з радіальними шарико – або роликопідшипниками, які центрують вісь вала і

обмежують його переміщення в радіальному напрямі.

Спеціальні підшипники: високошвидкісні для газотурбінних двигунів, для електроагрегатів, які працюють при форсованих режимах,

корозійностійкі, які працюють в агресивних середовищах (розчини кислот,

лугів, морська вода) і середовищах з низькою мастильною здатністю.

Методика добирання підшипників кочення відповідає вимогам міжнародних стандартів. Підшипники розраховують (підбирають) за

критерієм статичної або динамічної вантажопідйомності

(вантажопідйомної сили).

Розрахунок і наступне добирання підшипників здійснюють за спеціальними таблицями каталогів залежно від ряду характеристик їх роботи: розміру й напряму діючих на підшипник навантажень, характеру навантаження (спокійне, з поштовхами або ударами та ін.), діаметра цапфи, на яку насаджується підшипник, кутової швидкості (частоти обертання) кільця підшипника, потрібного строку служби підшипника

(його довговічності), навколишнього середовища та його температури,

особливих вимог до підшипника (самоустановлення, переміщення вала в осьовому напрямі, підвищення жорсткості і точності обертання) і

прийнятної його вартості.

Підшипники кочення, обертові кільця яких мають кутову швидкість0,105 рад / с або частоту обертання n 1об / хв , розраховують, а потім добирають за статичною вантажопідйомністю (вантажопідйомною силою):

565

добирають за динамічною вантажопідйомністю (розрахунок на довговічність). Для цього визначають потрібне значення динамічної вантажопідйомності Спотр (Н або кН) і потім за таблицею каталогу добирають підшипник, табличне значення динамічної вантажопідйомності якого не нижче від потрібного:

Потрібне значення динамічної вантажопідйомності

(вантажопідйомної сили) визначають за формулою:

де P, Н – еквівалентне динамічне навантаження, n, об / хв – частота

566

Еквівалентне динамічне навантаження знаходять за формулою:

механізму, в якому підшипник установлений, і характеру навантаження на

осьового навантаження підшипника до його статичної вантажопідйомності

SB , які обчислюють за формулами (6.115) і (6.116).

Оскільки звичайно підшипники, на які спирається вал, мають той

Основні геометричні розміри підшипників кочення і значення їх допустимої статичної та динамічної вантажопідйомності стандартизовані.

§ 30.4. Муфти

Пристрої, призначені для з'єднання двох валів між собою або із деталями, насадженими на вал, з метою передавання обертального моменту, називають муфтами. Функціональне призначення муфт різне.

Деякі трансмісії (з'єднання валів) потребують регульованих або запобіжних муфт, а також муфт, які можуть легко з'єднувати або роз'єднувати вали, з'єднувати вали різного діаметра або віддалені кінці валів.

У машинобудуванні механічні муфти (електричні, гідравлічні та

568

інші муфти не розглядаються) умовно можна поділити на чотири класи:

1. Муфти нерозчіпні (постійно діючі) з'єднують вали так, що їх роз'єднати можна тільки демонтажем муфти після зупинки машини.

Муфти цього класу поділяють на жорсткі, компенсуючі і пружні.

2.Муфти керовані призначені для з'єднання або роз'єднання валів навіть під час роботи машини. До цього класу входять синхронні і фрикційні (асинхронні) муфти.

3.Муфти самодіючі. Ці муфти автоматично виконують включення і виключення при заданій швидкості (відцентрові муфти), передавання моменту тільки в одному напрямі (обгінні муфти), обмеження обертального моменту (запобіжні муфти).

4.Інші муфти являють собою конструктивне поєднання різних муфт.

Розглянемо основні типи нерозчіпних муфт.

Існує три основні види жорстких муфт, що потребують точної співвісності з'єднуваних валів. Найпростішою із них є втулкова муфта,

яку закріплюють на валах за допомогою конічних шрифтів (рис. 6.55, а)

або призматичних клинових (рідше) шпонок (рис. 6.55, б).

Рис. 6.55

570

стягують півмуфти, працюють на розтяг, тобто їх треба затягти так, щоб створити між поверхнями півмуфт і охоплюваних валів сили тертя, які забезпечують передачу заданого моменту.

Як і всі жорсткі муфти, поздовжньо – рознімна потребує точної співвісності з'єднуваних валів та, як і втулкова муфта, призначена звичайно для з'єднання валів однакового діаметра.

Рис. 6.57

Компенсуючі самоустановні муфти застосовують для компенсації помилок відносного положення з'єднуваних валів – радіального зміщення центрів, неспіввісності (взаємний нахил осей валів), осьового зміщення та інших похибок, які можуть бути наслідком неточності обробки і монтажу,

виникнення деформацій і зміни температури.

До компенсуючих самоустановних муфт належать:

1)кулачково – розширювальна муфта (рис. 6.58, а), яка компенсує незначні осьові переміщення;

2)кулачково – дискова муфта, що складається з двох півмуфт (рис.

6.58б), насаджених з натягом на кінці валів, і середнього диска з двома взаємно перпендикулярними виступами (кулачками). Тертьові поверхні цієї муфти змащують, і вона компенсує радіальні і кутові зміщення осей валів;

571

Рис. 6.58

3)зубчаста муфта (рис. 6.59, а) також компенсує радіальне і кутове зміщення осей валів і застосовується для передавання великих моментів без ударів і різких поштовхів;

4)ланцюгова муфта, яка має таке саме призначення, що і зубчаста,

але передає менші моменти;

Рис. 6.59

572

5) хрестово – шарнірна муфта (універсальна муфта Кардана – Гука

(рис. 6.59, б), що дуже поширена в автомобільній та авіаційній промисловості і в приладобудуванні. Складається з двох вилок і хрестовини. Вилки насаджують на з'єднувані кінці валів, а хрестовина шарнірно з'єднує вилки. Компенсує значні кути нахилу осей валів (до 30°).

Дві послідовно з'єднувані муфти компенсують великі зміщення осей валів.

Пружні муфти застосовують у машинах, які працюють зі змінним навантаженням і частими включеннями, а також там, де неможливо досягти точної співвісності з'єднуваних валів. Пружні елементи муфт роблять із пружинної сталі, гуми, пластмас. Вони пом'якшують поштовхи і удари при роботі муфти. Пружні муфти встановлюють на швидкохідні вали і застосовують у механізмах, які працюють у режимі динамічних навантажень. В якості пружніх елементів в різних конструкціях пружніх муфт застосовують гуму, шкіру, пружини різних форм і жорсткості.

Розглянемо керовані муфти.

Розрізняють синхронні кулачкові (рис. 6.60, а) і асинхронні фрикційні

(рис. 6.60, б) керовані муфти.

Найпоширеними є фрикційні муфти, які використовуються в транспортних машинах, верстатах і т. ін. Вони забезпечують плавне зчеплення веденого і ведучого валів за рахунок сил тертя при будь – якій різниці кутових швидкостей з'єднуваних валів. При виникненні різких перевантажень півмуфти пробуксовують, захищаючи механізм від руйнування. Залежно від форми та кількості активних поверхонь тертя фрикційні муфти поділяють на дискові (рис. 6.60, б), багатодискові,

конусні, циліндричні, барабанні (з колодками, розтискними кільцями або обтяжними стрічками). Найчастіше застосовують багатодискові фрикційні муфти, що мають малі габарити й потребують для включення невеликих зусиль.

573

Рис. 6.60

Розглянемо самодіючі муфти. Ці муфти забезпечують автоматичне з'єднання і роз'єднання валів при зміні заданого режиму роботи машини.

Відцентрова муфта (рис. 6.61, а) призначена для автоматичного зчеплення (розчеплення) валів при певних кутових швидкостях внаслідок дії відцентрових сил, при збільшенні кутової швидкості фрикційні колодки відтискуються і муфта замикається.

Рис. 6.61