Резиновые и неметаллические упругие элементы

Резиновые упругие элементы применяют в конструкциях упругих муфт, вибро- и шумоизолирующих опорах и других устройствах для получения больших перемещений. Такие элементы обычно передают нагрузку через металлические детали.

 

ТЕМА 21.КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ. НАПРАВЛЯЮЩИЕ

Корпусные детали

Под корпусными понимают детали, основное назначение кото­рых "нести" машины, рабочие органы и узлы различных приводов, заключать в себя детали и сборочные единицы, обеспечивать гер­метичность и безопасность.

Принято выделять группу станин, группу фундаментных плит и группу корпусных деталей:

Станины (рамы) "несут" на себе основные узлы машины, обеспечивая их правильное взаимное расположение как в подвижном, так и неподвижном состояниях (рис. 21.1, а-е).

На плитах закрепляются машины и их приводы (рис. 21.1, ж). В отличие от станин они не имеют направляющих.

Корпусные детали - детали с нечетко выраженными свойствами станин и плит (например, кронштейны, стойки и дру­гие поддерживающие детали); подвижные корпусные детали (сто­лы, суппорты, ползуны, направляющие); корпусы коробок, редук­торов, подшипников; к этой же группе относят кожухи и крышки (рис. 21.1, з-м).

Изготовляют корпусные детали литьем, сваркой или комбини­рованным способом. На выбор последнего влияет ряд факторов: нагруженность деталей, их количество, весовые характеристики, и др. При большом объеме однотипных изделий и незначительной их нагруженности предпочтительнее литье; для единичного и мел­косерийного производства при значительной нагруженности дета­лей и жестких требованиях по массе больше подходит сварка. Весьма эффективен комбинированный способ, позволяющий значительно упростить и удешевить изготовление корпусных деталей, особенно со сложной конфигурацией. В общем случае назначение того или иного способа производится после сравнительного технико-эконо­мического расчета.

Основным материалом при литье является серый чугун, Для сварных корпусных деталей используют углеродистые стали (ГОСТ 380-94), углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050-88) в виде листов, полос, швеллеров и другого проката. Весьма перспектив­ными являются пластмассы, полиамидные и композитные материа­лы

Основными критериями надежности корпусных деталей явля­ются прочность, жесткость, износостойкость и долговечность.

 

Для отливок из серого чугуна, углеродистой стали, алюминиевых сплавов толщину стенок s (мм) можно определять в зависимости от приведенного габарита N детали:

(21.1)

где L, В, Н - соответственно длина, ширина и высота отливки (м).

Для увеличения жесткости и прочности литых деталей и как средство улучшения от­ливки применяют оребрение (рис.21.5). Целесообразное расположение ребер позволяет улучшить пита­ние элементов отливок и предупредить воз­никновение усадочных раковин и внутренних напряжений.

Сварные корпусные детали экономически более выгодны при единичном или мелкосерийном производстве, когда не оправдываются затраты на изготовление оснастки (кокилей, стержней и т. д.) или не освоено литье на предприятии.

 

Направляющие

Направляющими называется совокупность поверхностей сколь­жения (качения) двух сопрягаемых корпусных деталей, обеспечи­вающая возможность их относительного прямолинейного или вра­щательного движения.

Направляющие скольжения широко при­меняют в машинах. Наиболее распростра­нены следующие группы направляющих [25]:

· Направляющие металлорежущих станков, для которых характерны большие длины ходов, большие диапазоны скоро­стей (от малых скоростей подачи до зна­чительных скоростей главного движения) и высокие требования к точности.

· Направляющие кузнечно-прессовых машин, для которых характерны большие осевые нагрузки (в направлении переме­щений) и повышенные температуры.

· Направляющие ползунов (крейц­копфов) поршневых двигателей, для кото­рых характерны нагрузки в одной пло­скости (плоскости кривошипно-шатунного механизма), значительные скорости и в большинстве случаев повышенные темпе­ратуры.

При стесненных габаритах применяют одну направляющую с замкнутым конту­ром (рис. 21.6, а и б): а) круглую цилин­дрическую, наиболее простую в изготовле­нии; б) призматическую, когда на соеди­нение действуют значительные моменты, стремящиеся его провернуть. Переме­щаться может как охватываемая, так и охватывающая деталь. Круглые цилиндри­ческие направляющие применяют также при необходимости поступательных и вра­щательных перемещений.

Направляющие станин выполняют охва­тывающими и охватываемыми. Охваты­вающие направляющие (рис. 21.6, д, ж, и)лучше удерживают смазочный материал (при обычном горизонтальном расположе­нии). Применяют их при больших скоро­стях перемещений, а также для направ­ления деталей с малыми размерами по­перечного сечения типа ползунов. В дру­гих случаях преимущественно применяют охватываемые направляющие (рис. 21.6, г, е, з).

Направляющие должны иметь доста­точную длину во избежание повышенного трения, перекосов и защемления. В стан­ках отношение длины направляющих к ширине столов и салазок выбирают обычно не меньше 1,5.

Критериями работоспособности на­правляющих, работающих при малых ско­ростях, но значительных давлениях и не­совершенной защите, являются сопротив­ление абразивному изнашиванию и схва­тыванию, а при больших скоростях — сопротивление схватыванию, которое пре­имущественно вызывается кромочными давлениями от температурных деформа­ций.

В соответствии с этими критериями для направляющих применяют следующие материалы:

· незакаленный чугун НВ180 по чугуну при малых скоростях и давлениях, используемый одновременно для корпусных дета-
лей;

· закаленный чугун, обеспечивающий повышение износостойкости в 2 раза и более;

· закаленные высокоуглеродистые стали ШХ15СГ, ШХ15, цементуемые легированные стали 18ХГТ и 12ХНЗА, азоти-
руемые стали (в виде накладных пластин) по чугуну;

· цветные сплавы: цинковый сплавЦАМ10-5, бронзы БрАМЦ9-2 (в виде накладных пластин на направляющую меньшей длины) — в целях предотвращения заеданий, снижения трения, повыше-
ния равномерности;

· полимерные материалы на основе фторопласта-4 с наполнителями;

· высокотехнологичные быстротвердеющие эпоксидные компаунды — наполненные эпоксидные смолы, намазываемые в тестообразном состоянии на одну из направляющих и формируемые по сопря­женной поверхности.

Для надежной работы направляющих большое значение имеет защита их от попадания пыли, стружки, абразива. Хо­рошие защитные устройства могут иногда снизить интенсивность изнашивания в десятки раз. В качестве защитных устройств при­меняют простые щитки, меха гармоник, перематываемые ленты.

Достоинства направляющих качения: низкий коэффициент тре­ния (0,003...0,005) и поэтому малые силы сопротивления движе­нию (в 20 раз меньше, чем у направляющих скольжения); практи­чески отсутствие разницы между силами покоя и движения, что обеспечивает как быстрые, так и весьма медленные равномерные (без скачков) перемещения высокой точности; незначительный износ тел качения и направляющих [10]. Благодаря этим преимуществам, несмотря на более сложную конструкцию (рис. 21.7), области применения таких направляющих расширя­ются.

Материалы тел качения — хро­мистые шарикоподшипниковые стали ти­па ШХ15. Оптималь­ные материалы направляющих — закален­ная до высокой твердости (58...63 НРС_Э) сталь ШХ15, хромистые и другие легиро­ванные стали, цементованные на доста­точную глубину