Смазывание, смазочные устройства и уплотнения

СМАЗЫВАНИЕ, СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА И УПЛОТНЕНИЯ

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения ин­тенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлажде­ния и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей.

Смазывание зубчатых и червячных передач

В машиностроении для смазывания зубчатых и червячных пе­редач широко применяют так называемую картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхности расположенных внутри корпуса деталей.

Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков до 12,5 м/с. При более высоких скоро­стях масло сбрасывает с зубьев центробежная сила и зацепление работает при недостаточном смазывании. Кроме того, заметно возрастают потери мощности на перемешивание масла, повышает­ся его температура.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин.

Преимущественное применение имеют масла. Принцип на­значения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше кон­тактные напряжения в зацеплении, тем большей вязкостью должно характеризоваться масло. Поэтому требуемую вязкость масла оп­ределяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес по табл. 8.1.

Рекомендуемая кинематическая вязкость масел

 

По табл. 8.2 выбирают марку масла для смазывания зубчатых и червячных передач. В табл. 8.3 приведены рекомендуемые марки смазочных масел для волновых передач.

Кинематическая вязкость масел

Смазывание подшипников

Подшипники смазывают тем же маслом, что и детали передач. Смазывание их другим смазочным материалом применяют редко (если требуется защитить подшипники от продуктов износа дета­лей передач).

При картерном смазывании передач подшипники смазывают брызгами масла. При окружной скорости колес v > 1 м/с брызгами масла покрыты все детали передач и внутренние поверхности сте­нок корпуса. Стекающее с колес, валов и со стенок корпуса масло попадает в подшипник.

Однако в ряде слу­чаев для обеспечения надежного смазывания зацепления приходится значительно повышать уровень масла. Нередко в масло погружают быст­роходную шестерню или червяк и подшипники быстроходного вала. В этом случае во избежание попадания в подшипник продуктов из­носа передач, а также излишнего полива маслом, подшипники за­щищают маслозащитными шайбами (кольцами), рис. 8.4.

 

 

Особен­но это необходимо, если на быстроходном валу установлены косозубые или шевронные колеса, либо червяк, т.е. когда зубья колес или витки червяка гонят масло на подшипник и заливают его, вы­зывая повышенный нагрев.

Для смазывания опор валов, далеко расположенных от уровня масляной ванны, применяют различные устройства.

 

Так, для смазывания подшипников вала конической шес­терни,

удаленных от масляной ванны, на фланце корпуса в плоскости разъема де­лают канавки, а на крышке корпуса скосы (рис. 8.5). В канавки со стенок

Для направления стекающего масла иногда делают на внут­ренней поверхности стенки корпуса ребра (рис. 8.6, а). По ним масло стекает к отверстию в приливе корпуса и попадает к подшипнику.

крышки корпуса стекает разбрызгивае­мое колесом масло и через отверстия в ста­кане попадает к под­шипникам.

 

 

Для смазы­вания подшипников вала червячного коле­са иногда применяют скребки с лотками, по которым масло пода­ется к подшипникам (рис. 8.6, б).

Если доступ мас­ла к подшипникам затруднен, а приме­нение способов по рис. 8.5, 8.6 нежела­тельно, то в редуктор (коробку передач) встраивают насос. Насос подает масло в распределительное устройство, от кото­рого по отдельным трубкам его подводят к подшипникам.

Если применение насоса нежелательно, подшипники, к кото­рым затруднен доступ масла, смазывают плас­тичным смазочным материалом. Обычно используют ЦИА-ТИМ-201, Литол-24, ОКБ-122-7 и др. (см. табл. 19.40). В этом случае подшипник закрывают с внутренней стороны маслосбрасывающим кольцом 1 (рис. 8.7, а, б). Смазочный материал должен за­нимать 1/2... 2/3 свободного объема полости подшипникового узла.

Для подачи в подшипники пластичного смазочного материала можно применять пресс-масленки (рис. 8.8). Смазочный материал подают под давлением специальным шприцем. Для удобства подвода шприца в некоторых случаях применяют переходные штуцера 1.

 

 

 

При вертикаль­ном расположении вала верхнюю опору смазывают жидким маслом, подаваемым насосом, или пла­стичным смазочным материалом. Ниж­нюю опору верти­кального вала изо­лируют от масляной ванны редуктора и смазывают жидким маслом от насоса или пластичным смазочным материалом.

Значительно упрощает конструкцию применение подшипни­ков качения закрытого типа с двумя уплотнениями (например, ша­риковых радиальных, тип 180000, ГОСТ 8882-75) или защитными шайбами (тип 80000, ГОСТ 7242-81), смазочный материал в кото­рые заложен при изготовлении и сохраняется в течение всего сро­ка эксплуатации подшипников.

 

 

Смазочные устройства

При работе передач продукты изнашивания постепенно за­грязняют масло. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Браковочными признаками служат увеличенное кислотное число, повышенное содержание воды и наличие механи­ческих примесей. Поэтому масло, залитое в корпус редуктора или коробки передач, периодически меняют. Для замены масла в кор­пусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической или конической резьбой (рис. 8.9). Размеры про­бок (мм) с цилиндрической резьбой (рис. 8.9, а, б) принимают по табл. 8.4, а с конической резьбой (рис. 8.9, в) по табл. 8.5.

 

 

Цилиндрическая резьба не создает надежного уплотнения. Поэтому под пробку с цилиндрической резьбой ставят уплотняю­щие прокладки из фибры, алюминия, паронита. Для этой цели применяют также кольца из маслобензостойкой резины, которые помещают в канавки глубиной t, чтобы они не выдавливались пробкой при ее завинчивании (см. рис. 8.9, б и табл. 8.4).

 

Уплотнительные устройства

Уплотнительные устройства применяют для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а так­же для защиты их от попадания извне пыли и влаги. Ниже приве­дены наиболее распространенные в машиностроении уплотнения.

Манжетные уплотнения широко применяют при смазывании подшипников жидким маслом и при окружной скорости вала до 20 м/с. Манжета (рис. 8.15, а) состоит из корпуса 7, изготовленно­го из маслобензостойкой резины, каркаса 2, представляющего со­бой стальное кольцо Г-образного сечения, и браслетной пружи­ны 3. Каркас придает манжете жесткость и обеспечивает ее плот­ную посадку в корпусную деталь без дополнительного крепления. Браслетная пружина стягивает уплотняющую часть манжеты, вследствие чего образуется рабочая кромка шириной Ъ = 0,4... 0,6 мм (рис. 8.15, г), плотно охватывающая поверхность вала. На рис. 8.15, в отдельно показаны браслетная пружина и способ ее соеди­нения. Манжеты, предназначенные для работы в засоренной сре­де, выполняют с дополнительной рабочей кромкой 4 (рис. 8.15, б), называемой "пыльником". Размеры манжет см. в табл. 19.16.

 

Манжету обычно устанавливают открытой стороной внутрь корпуса (рис. 8.16, а). К рабочей кромке манжеты в этом случае обеспечен хороший доступ смазочного масла. 95 %-ный ресурс для манжет - не менее 3000 ч.

При подаче шприцем пластичного смазочного материала давление внутри подшипниковой камеры может быть очень высо­ким. Чтобы не повредить манжету, ее устанавливают в этом слу­чае рабочей кромкой наружу (рис. 8.16, б). Тогда при повышении давления смазочный материал отогнет кромку манжеты, и избыток его вытечет наружу.

При высоком уровне масла ставят рядом две манжеты (рис. 8.17, а). При запыленной внешней среде также ставят две манжеты или одну с пыльником (рис. 8.17, б).

Свободное пространство между манжетами, а также между рабочими кромками манжеты и пыльника заполняют при сборке пластичным смазочным материа­лом (ЦИАТИМ-221).

Торцовые уплотнения. При смазывании подшипников жид­ким маслом в последнее время получили распространение очень эффективные уплотнения по торцовым поверхностям. Однако применение их
сдерживается вследствие конструктивной сложности, значительных размеров и относительно высокой стоимости. Конструкция одного из них приведена на рис. 8.18. Уплотнение со­стоит из уплотнительных колец 1, 2 и пружины 3. Кольцо 1 изготовляют из антифрикционного мате­риала марок АМС-1, 2П-1000-Ф, а кольцо 2 - из ста ли марок 40Х, ШХ15,

закаленной до высокой твердости. Кольцо 2 устанавливают на валу с натягом.

 

Ширину Ъ поверхности трения кольца 1 принимают при диа­метре вала (мм) свыше 20 до 40 - 3 мм, свыше 40 до 80 - 4 мм и свыше 80-5 мм. Ширину поверхности трения кольца 2 делают больше Ъ на 2... 4 мм. Рабочие поверхности уплотнительных ко­лец должны иметь отклонения от плоскостности не более 0,9 мкм, а шероховатость Ra 0,16 мкм. С помощью пружины 3 создают на уплотняющей поверхности давление 0,05... 0,15 Н/мм².

Кольцо 1 снабжают дополнительным, так называемым ста­тическим, уплотнением 4. Статическим уплотнением чаще всего служит резиновое кольцо круглого сечения. Размеры резиновых колец принимают (рис. 8.19): диаметр сечения d₂ ⁼ 4,6 мм; диаметр отверстия d₁ = D - 8 мм. Здесь D - диаметр (мм) отверстия уплотняемого сопря­жения (например, отверстия в крышке подшипника на рис. 8.18), который принима­ют из ряда чисел: 36, 38, 40, 42, 43, 44, 45, 46, 48, 50, 52, 53, 55, 56, 58, 60, 62, 63, 65, 66, 68, 70,71,72,73, 75, 76, 78, 80, 82, 83, 85, 86, 88, 90, 92, 95, 98,100. Форма канавки для резинового кольца дана на рис. 8.19; размеры канавки: Ъ = 5,6 мм; d₃ = (D- 7,4) мм.

Фирма "Циллер" (Германия) производит уплотнение упруги­ми стальными шайбами (рис. 8.20), которые применяют при ско­рости скольжения до 6 м/с и смазывании подшипников любым смазочным материалом.

 

 

 

 

Толщина шайб в зависимости от их диа­метрального размера составляет а = 0,3... 0,6 мм. Торцовая рабо­чая грань шайб выступает за их плоскость на с = 0, 5... 0,6 мм, что создает после закрепления шайб достаточную силу прижатия ра­бочей грани к торцу кольца подшипника. Размеры стальных уплотнительных шайб приведены в табл. 19.17.

 

 

 

 

Рис. 8.20

 

 

Щелевые уплотнения. Формы канавок щелевых уплотнений даны на рис. 8.21. Зазор щелевых уплотнений заполняют пластич­ным смазочным материалом, который защищает подшипник от попадания извне пыли и влаги.

Рис. 8.21

При смазывании жидким маслом в крышке подшипника выполняют дополнительную канавку шириной Ь_о и дренажное отверстие (рис. 8.22). Размеры (мм) Ъ и Ьо, ми­нимальное число z канавок прини­мают в зависимости от диаметра d вала:

d... св. 20 св. 50 св. 80

до 50 до 80 до 100

b... 2 3 4

b_o... 4... 5 6... 8 10... 12

z... 3 4 4

Щелевые уплотнения не обеспечивают полной герметизации, их целесообразно сочетать с другими уплотнениями.

Рис. 8.22

Лабиринтные уплотнения. Большое распространение по­лучили лабиринтные уплотнения, в которых уплотняющий эффект достигают чередованием радиальных и осевых зазоров. Эти зазо­ры образуют длинную узкую извилистую щель. При окружной скорости вала до 30 м/с эту щель заполняют пластичным смазоч­ным материалом.

 

Радиальный зазор в лабиринте соответствует посадке сопряженных деталей H l l/d l l (рис. 8.23). Точное значение осевого зазора получить труднее вследствие осевой "игры" вала, отклонений монтажной высоты подшипников, толщин регулировоч­ных прокладок и осевых размеров деталей лабиринта. С учетом этого осевой зазор делают большей величи­ны: 5о — 1... 2 мм.

В крышке подшипника можно вы­полнять дренажные отверстия (рис. 8.23),

через которые просочившееся масло возвращают в сборник.

 

 

Фирма SKF применяет лабиринтные уплотнения, выпол­ненные в виде набора штампованных из стальной ленты шайб (рис. 8.24, а). Толщина h ленты для наружного диаметра подшипника D = 42... 55 мм равна 1,25 мм; шири­на В одного комплек­та из двух шайб рав­на 5 мм; для D = 62...... 110 мм соответст­венно: h = 1,5 мм, В = = 6 мм.

Фирма "Циллер" выпускает лабиринт­ные уплотнения в виде тонкостенных штам­пованных колец, при­клеенных к двум пла­стмассовым кольцам (рис. 8.24, б). Толщина такого уплотнения для валов диаметром d = =20... 80 мм состав­ляет 4 мм.

Рис. 8.24

КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ

 

К корпусным относят детали, обеспечивающие взаимное рас­положение деталей узла и воспринимающие основные силы, дей­ствующие в машине. Корпусные детали обычно имеют довольно сложную форму, поэтому их получают методом литья (в боль­шинстве случаев) или методом сварки (при единичном и мелкосе­рийном производстве). Для изготовления литых корпусных дета­лей широко используют чугун (например, марки СЧ15), а при необ­ходимости ограничения массы машин - легкие сплавы (алюминие­вые, магниевые).

Корпусная деталь состоит из стенок, ребер, бобышек, фланцев и других элементов, соединенных в единое целое.

При конструировании литой корпусной детали стенки следует по возможности выполнять одинаковой толщины. Толщину стенок литых деталей стремятся уменьшить до величины, определяемой условиями хорошего заполнения формы жидким металлом.

Для редукторов толщину стенки, отвечающую требованиям технологии литья, необходимой прочности и жесткости корпуса, вычисляют по формуле

(П.1)

где Т- вращающий момент на выходном (тихоходном) валу, Нм. Размеры корпуса определяет число и размеры размещенных в нем деталей, относительное их расположение, значение зазоров между ними.

Ориентировочные разме­ры корпуса были определены при составлении компоновоч­ной схемы, уточнены при раз­работке конструкций узлов. Теперь следует выполнить их окончательную конструктив­ную отработку.

Корпуса современных ре­дукторов (рис. 11.1) очерчива­ют плоскими поверхностями, все выступающие элементы (бобышки подшипниковых гнезд, ребра жесткости) устраняют с наружных поверхностей и вводят внутрь корпуса, лапы под болты крепления к основанию не выступают за габариты корпуса, проушины для транспортирования редуктора отлиты за одно целое с корпусом. При такой конструкции корпус характеризуют большая жесткость и лучшие виброакустические свойства, повышенная прочность в местах расположения болтов крепления, уменьшение коробления при старении, возможность размещения большего объ­ема масла, упрощение наружной очистки, удовлетворение совре­менным требованиям технической эстетики. Однако масса корпуса из-за этого несколько возрастает, а литейная оснастка - усложнена.

Ниже, в разд. 11.1, рассмотрены общие вопросы конструиро­вания основных элементов корпусов (выбор размеров фланцев, бобышек, оформление мест крепления, форма проушин и др.) на примере цилиндрических редукторов. В других разделах этой гла­вы даны рекомендации по конструированию только специфиче­ских элементов корпусов редукторов других типов.

Рис. 11.5

Диаметр d (мм) винтов крепления крышки принимают в за­висимости от вращающего момента Т(Н ∙ м) на выходном валу ре­дуктора:

(11.2)

Болты (винты) крепления крышки к корпусу располагают преимущественно по продольным сторонам в районе бобышек, стараясь максимально приблизить их к отверстию под подшипник (для увеличения жесткости и плотности соединения). Болт, распо­ложенный между отверстиями под подшипники, размещают посе­редине между этими отверстиями.

Минимальное расстояние между стенками близко расположен­ных отверстий должно составлять не менее 3... 5 мм (рис. 11.4, а). Для закладных крышек расстояние 3... 5 мм выдерживают между стенками отверстий диаметром D_p под выступ закладной крышки и отверстием диаметром do под винт, стягивающий крышку и кор­пус редуктора (рис. 11.4, а, г).

Высоту h¹ прилива в крышке под стягивающий болт (рис. 11.4, а; 11.5, а, б) определяют графически, исходя из условия размещения головки болта на плоской опорной поверхности вне кольцевого прилива под подшипник большего диаметра (D _п или D'_п). Размеры головки в зависимости от диаметра d резьбы по табл. 19.29, 19.30. Для всего редуктора эту высоту принимают одинаковой, исходя из максимального значения D _п (D'_п ).

Винты крепления ввинчивают в резьбовые отверстия корпуса. Размеры (мм) элементов крышки и корпуса принимают по реко­мендациям рис. 11.5 и табл. 11.1.

 

Опорные поверхности на крышке под головки болтов (винтов) обрабатывают в зависимости от формы их головки (табл. 11.1). При качественном выполнении литья опорные поверхности под головки болтов можно не обрабатывать.

Если продольные стороны редуктора оказываются достаточно протяженными, то помимо винтов в районе подшипниковых гнезд устанавливают дополнительно винты на фланцах той же (рис. 11.5) или меньшей толщины (рис. 11.6, а, б), примерно на одинаковом расстоянии один от другого - с шагом l_Б = (10... 12) d.

Для стопорения винтов кроме стопорных шайб часто приме­няют герметики.

 

Червячные редукторы

Корпуса червячных редукторов конструируют двух исполне­ний: неразъемные (при a_w 150 мм) с двумя окнами на боковых стенках, через которые при сборке вводят в корпус комплект вала с червячным колесом, и разъемные (плоскость разъема располага­ют по оси вала червячного колеса).

Боковые крышки неразъемных корпусов центрируют по пере­ходной посадке и крепят к корпусу винтами (рис. 11.16). Диамет­ры винтов принимают при a_w = 100... 125 мм d = 8 мм; при a_w 140 мм d = 10 мм. Расстояние между винтами l _в 10 d.

 

 

 

 

Для удобства сборки диаметр D отверстия окна выполняют на 2С = 2... 5 мм больше максимального диаметра dam колеса. Чтобы добиться необходимой жесткости боковые крышки выполняют высокими Н 0,1 D_K, с шестью радиально расположенными реб­рами; диаметр прилива D_ф = D_K + 4... 6 мм, где D_K = D + (4... 4,4)d. Соединение крышек с корпусом уплотняют резиновыми кольцами круглого сечения (рис. 11.16, выносной элемент В).

На рис. 11.17 и 11.18 показаны примеры конструкций разъем­ных корпусов червячных редукторов с нижним и верхним распо­ложением червяка. Размеры отдельных элементов корпусных де­талей принимают по соотношениям, приведенным для цилиндри­ческих редукторов.

 

 

Для увеличения жесткости червяка его опоры насколько воз­можно сближают. Места расположения приливов определяют про­черчиванием, выдерживая соотношения: R₁ = 0,5d_aМ2 + a,a D; D_Ф=1,25 D + 10 мм. Если боковые стороны редуктора оказываются достаточно протяженными, то помимо винтов в рай­оне подшипниковых отверстий вала червячного колеса устанавли­вают дополнительные стяжные винты на фланцах меньшей тол­щины (рис. 11.17, 11.18 и 11.6). Расстояние между винтами «1 0d.

Для контроля правильности зацепления и расположения пятна контакта, а также для залива масла в крышке корпуса предусмат­ривают люк. При верхнем расположении червяка (рис. 11.18) через люк 1 невозможно наблюдать за зубьями колеса, так как их закры­вает червяк. Поэтому в корпусе на узкой боковой стенке делают смотровое окно 2, через которое наблюдают за расположением пятна контакта на зубьях колеса при регулировании зацепления во время сборки редуктора. После сборки окно закрывают крышкой, в которую может быть вмонтирован маслоуказатель.

Крепление крышки к корпусу при верхнем расположении червяка выполняют винтами с цилиндрической головкой и шести­гранным углублением под ключ (или шпильками), установленны­ми в нишах (рис. 11.18).

Расстояние Ь_о от поверхности наружного цилиндра червяка (рис. 11.17) или колеса (рис. 11.18) до дна корпуса может быть увеличено, если согласуют размеры h_р в редукторе и в сопряжен­ных узлах (электродвигатель, приводной вал и др.).

 

Корпуса планетарных и волновых редукторов

Конструкцию корпуса определяют расположенные в нем детали: в планетарном редукторе - центральные колеса, водило, сателлиты; в волновом - генератор, гибкое и жесткое колеса. Поэтому в попереч­ном сечении корпус очерчен рядом окружностей.

Рис. 11.19

Для крепления корпуса к плите (раме) предусматривают опор­ные поверхности с отверстиями для винтов. На рис. 11.19, а, б пред­ставлены два возможных исполнения нижней части корпуса. На рис. 11.19, а длина В опорной поверхности равна внешнему диаметру D корпуса. Для увеличения прочности опорные лапы усилены ребрами 1. На рис. 11.19, б длина В больше диаметра D; опорные лапы выступают за внешний диаметр корпуса;

они выполнены более высокими и, следова­тельно, более прочными, и поэтому в упрочняющих ребрах не нуждаются.

В мотор-редукторах (рис. 11.20) опорную поверхность корпуса увеличи­вают для уравновешивания момента от силы тяжести электродвигателя. Воз-

можно исполнение волнового редуктора с отъемными лапами, кото­рые крепят к цилиндрическому корпусу винтами (рис. 10.11).

Корпуса коробок передач

Корпуса коробок передач не имеют плоскостей разъема по осям валов (рис. 11.21). Это повышает их жесткость, но усложняет сборку изделия, для выполнения которой необходимо предусматривать дополнительные окна больших размеров. Корпус выполняют чаще всего коробчатого типа прямоугольной формы, с гладкими наруж­ными поверхностями стенок. На этих стенках выступают лишь платики высотой h для крепления крышек подшипников. Близко расположенные друг к другу платики иногда объединяют.

 

Приливы (бобышки) для размещения опор валов направляют внутрь корпуса. Длину l отверстий в приливах определяет конструк­ция подшипникового узла. Диаметр D_ф бобышек определяют в зави­симости от диаметра фланца D_K крышки подшипника (см. рис. 7.2): D _ф = D_к + 4... 5 мм.

Для крепления коробки передач к раме или плите предусмат­ривают ниши (см. рис. 11.9), расположенные вдоль стенок, парал­лельных осям валов. Часто коробки передач крепят винтами снизу (см. рис. 11.10).

Корпус коробки передач сверху закрывают крышкой коробча­той формы. Необходимую жесткость крышки достигают выбором высоты Н 0,08L и применением ребер. Крышку крепят к корпусу винтами с цилиндрической головкой и шестигранным углублени­ем под ключ, располагая их в приливах (рис. 11.21, сечение Г-Г).

Несовпадение контуров крышки и корпуса ухудшает внешний вид коробки передач. Поэтому в крышке делают прилив или в корпу­се углубление (рис. 11.21, элемент Д), скрадывающие возможное не­совпадение контуров деталей и упрощающие съем крышки.

Оформление мест соединения корпуса с фланцем электродвигателя

Мотор-редуктор представляет собой конструктивно объеди­ненные редуктор (цилиндрический, планетарный, волновой и др.) и электродвигатель в виде однокорпусного или блочного исполне­ния. В первом случае редуктор и статор двигателя встраиваемого ис­полнения размещают в одном корпусе. Во втором - двигатель с на­саженной непосредственно на конец вала шестерней крепят на редук­торе с помощью фланца; возможно, как вариант, фланцевое креп­ление двигателя на редукторе и соединение концов валов муфтой.

При конструировании мотор-редукторов блочного исполнения для присоединения фланцевого электродвигателя на корпусе конструируют опорный фланец. Соосно с выступающим из корпуса концом вала узла вычерчивают конец вала и фланец электродвига­теля, оставляя между торцами валов зазор 2... 3 мм или больше в зависимости от типа муфты (рис. 11.22, а). После этого к фланцу электродвигателя подводят опорный фланец толщиной S, который соединяют затем с корпусом стенкой толщиной ₀, равной толщи­не стенки корпуса редуктора или его крышки. Размеры фланца электродвигателя приведены в табл. 19.27.

Толщину опорного фланца принимают S = (1,4... 2) d, где d- диаметр винта или шпильки для крепления электродвигателя. При креплении шпильками толщину S принимают равной длине ввин­чиваемой части шпильки (см. размер табл. 19.32).

 

Способ соединения опорного фланца с корпусом (рис. 11.22, а, б) зависит от соотношения размеров фланцев электродвигателя и корпуса. Иногда для упрощения конструкции корпусной де­тали электродвигатель крепят не непосредственно к корпу­су, а к крышке подшипника, которую конструируют как показано на рис. 11.22, в. Обычно вал электродвигате­ля соединяют с валом узла компенсирущей муфтой. В этом случае центрирующую заточку фланца электродви­гателя сопрягают с центри­рующим отверстием опорно­го фланца по посадке H7/J6. Соединение валов глухими муфтами (втулочной и др.) нежелательно, так как вал узла и вал электродвигателя образуют в этом случае один многоопорный вал (статиче­ски неопределимая система); для нормальной работы такого соединения требуется стро­жайшая соосность валов, которую можно достичь применением очень сложной и дорогой операции ручной пригонки опорного фланца корпуса и точным совмещением осей при сборке.

 

 

Иногда диаметр вала узла бывает значительно больше диаметра вала двигателя. Тогда для уменьшения вылета электродви­гателя его вал вставляют в от­верстие вала узла, как показано на рис. 11.23. В этом случае цен­трирующую заточку фланца электродвигателя сопрягают с центрирующим отверстием опорного фланца по посадке с зазором (D9/j6).

Крепление электродвигателя к корпусу производят шпильками или винтами с гайками. Диаметр шпилек (винтов) определяют по отверстиям во фланце электродвигателя.

Сварные корпуса

При единичном производстве экономически выгоднее кор­пусные детали выполнять сварными. Толщину стенок сварного корпуса принимают (0,8... 1,0) , где - толщина стенок ли­того чугунного корпуса (11.1).

Корпус и крышку редуктора сваривают из элементов, изго­товленных из проката (лист, полоса, пруток круглого сечения и др.). После сварки корпус и крышку отжигают и иногда правят (рихтуют). Затем производят обработку резанием плоскостей и отверстий детали.

Конструкции сварных корпусов редукторов отличаются большим разнообразием. Возможный вариант конструктивного оформления сварного корпуса цилиндрического одноступенчато­го редуктора показан на рис. 11.24. Сварные корпуса редукторов других типов конструируют аналогично. Конструирование от­дельных элементов сварного корпуса (подшипниковых гнезд, мест крепления крышки и корпуса, опорных фланцев и др.) под­чиняется общим правилам, изложенным в этой главе.

 

КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ

На этапе эскизного проектирования (см. гл. 3) ориентировоч­но была намечена конструкция валов, определены диаметры от­дельных участков. Теперь следует уточнить эти размеры, согласо­вать их с деталями, устанавливаемыми на вал, учесть вид и распо­ложение опор, конструкцию уплотнения, технологию изготовления.

Перед отработкой конструкции вала должны быть решены та­кие важные вопросы как способ передачи вращающего момента в соединении вал-ступица (см. гл. 5) и способ крепления деталей на валу от осевого перемещения (см. разд. 4.8).

Концевые участки валов

Входной и выходной валы редукторов, коробок передач име­ют цилиндрические или конические концевые участки для уста­новки полумуфт (шкивов, звездочек).

Цилиндрические концы валов.

Основные размеры d и f определяют по рекомендациям гл. 3. Переходный участок вала между двумя ступенями разных диаметров выполняют галте­лью радиуса r, острые кромки приту­пляют фаской с (рис. 12.1). Размеры r и с (мм) для цилиндрических концов валов принимают по табл. 12.1.

12.1. Размеры r и с для цилиндрических концов валов

 

Деталь, устанавливаемую на ци­линдрическом конце вала, доводят до упора в заплечик высотой t (рис. 12.2). Высота заплечика t 2 f, где f - размер (мм) фаски детали, который принимают в зависимости от радиуса галтели г (мм) по табл. 12.2.

Размеры фаски

 

 

 

В валах, диаметры которых опре­делены из условия жесткости (валы редукторов, коробок передач), а также на концевых участках валов, на кото­рых изгибающие моменты невелики, выполняют канавки для выхода шли­фовального круга (рис. 12.3). Размеры (мм) канавки приведены в табл. 12.3.

Рис. 12.6 Рис. 12.7

Если на концевом цилиндрическом конце вала нарезают шли­цы

(рис. 12.7), то высота t заплечика ограничена необходимостью свободного выхода фрезы: для прямобочных шлицев t 0,5/ h, эвольвентных t 0,25/ h, где h - глубина шлица. На этом же рисун­ке показан выход фрезы, нарезающей шлицы. Диаметры D _ф шлицевых фрез для прямобочных шлицев средней серии приведены в табл. 12.4 в зависимости от диаметра d вала (размеры в мм).

12.4. Диаметры D_ф шлицевых фрез

 

Участок выхода фрезы можно распространять на упорные за­плечики (рис. 12.7) и частично на шейку вала для установки подшипника качения.

 

Конические концы валов изготовляют с ко­нусностью 1:10 двух испол­нений: с наружной (тип 1) и с внутренней (тип 2) резь­бой. Номинальный диа­метр d и длина l предвари­тельно определены по ре­комендациям гл. 3. Основ­ные размеры (мм) для конических участков принимают по табл. 12.5.

 

Диаметр вала на участке, соседнем с концевым, определяют так же, как и для цилиндрического, из условия установки подшип­ника на вал без выема шпонки (рис. 12.8): d_П d_ср + 2t₂ + 1 мм, где d_cp = d- 0,05 l и t₂ принимают по табл. 12.5.

Преимущественное распространение приобретает коническая форма концевого участка вала, обеспечивающая точное и надеж­ное соединение, возможность легкого монтажа и снятия устанав­ливаемых деталей.

 

Рис. 12.10

 

Часто между подшипником и деталью ставят распорную втулку 1

(рис. 12.10, б), которую охватывает манжетное уплотне­ние 2. Во избежание проворачивания втулки относительно вала деталь обязательно поджимают к торцу втулки, например, болтом 3 через концевую шайбу 4. Размеры концевых шайб, болтов и штифтов для их фиксации приведены в табл. 19.7. Осевое поджатие по варианту конструкции, показанному на рис. 12.10, б, можно осуществлять и круглой шлицевой гайкой по типу рис. 12.10, а.

Конические концевые участки. Установку детали на кониче­ский конец вала выполняют с обязательным приложением осевой силы, например, с помощью болта 1 через концевую шайбу 2 (рис. 12.11, а). Стопорная шайба 3 фиксирует болт относительно шайбы 2, а цилиндрический штифт 4 фиксирует шайбу 2 относительно вала. Размеры концевых шайб, болтов и штифтов приведены в табл. 19.7.

Надежно крепление детали гайкой 1 (рис. 12.11, б). Круглую шлицевую гайку после затяжки стопорят многолапчатой шайбой 3. Размеры гаек, шайб и паза под язычок стопорной шайбы приведе­ны в табл. 19.4 - 19.6. Для выхода резьбонарезного инструмента на валу предусматривают проточку (см. табл. 12.6).

 

Рис. 12.11