Вивчення структури приводів машин та конструктивних особливостей їх елементів

Мета роботи. Вивчення структури і побудови приводів машин та конструктивних особливостей їх елементів.

Теоретичні відомості. Машина – механічна система, що призначена для здійснення механічних рухів, зв’язаних з виконанням того або іншого робочого процесу. У залежності від виду робочого процесу, що виконується, машини поділяють на технологічні, транспортні, енергетичні та інформаційні.

Структури машин та їхні приводи. У загальному випадку структуру довільної машини можна подати у вигляді складових частин (рис. 5.1): енергоперетворювач (двигун Д), передавально-перетворюючий пристрій (механічна передача МП), споживач механічної енергії (робочий орган машини РОМ).

У деяких машинах є також керуюча (КС) або регулююча (РС) система, що забезпечує оптимізацію робочого процесу.

 

 

Енергоперетворювачами можуть бути різних типів двигуни: електричні, внутрішнього згоряння, парові, газові, гідравлічні та ін.

Споживачами механічної енергії (робочими органами) в енергетичних машинах можуть бути електрогенератори, компресори; у технологічних машинах – шпинделі металообробних верстатів, валки прокатних станів, ротори бурових машин, барабани млинів і т.п.; у транспортних машинах – приводні ходові колеса, рушії гусеничного типу,

стрічкові, ланцюгові та гвинтові конвеєри, рушії гвинтового типу, різні помпи.

Передавально-перетворюючі пристрої призначені для узгодження режиму роботи двигуна з режимом роботи робочого органу машини. До складу передавально-перетворюючих пристроїв входять: вали, з’єднуючі муфти і різного виду механічні передачі (фрикційні, пасові, ланцюгові, зубчасті, черв’ячні, передачі гвинт-гайка та інші).

У ряді випадків механічні передачі виконують у вигляді окремих агрегатів – редукторів, коробок передач, варіаторів, мультиплікаторів.

Енергоперетворювачі разом з передавально-перетворюючими пристроями утворюють привод машини. Отже, привод – це пристрій для приведення в дію робочого органу машини. Таким чином, у загальному випадку будь-яку машину за функціональним призначенням її складових частин можна розглядати як деяку сукупність механічно зв’язаних в одному технічному об’єкті певних робочих органів (механізмів) та їхніх приводів.

Приводи більшої частини машин допускають використання стандартних двигунів, муфт та механічних передач, що дає змогу віднести ці приводи до категорії загального призначення. Приводи загального призначення класифікують за такими ознаками: за числом двигунів (однодвигунний, багатодвигунний, груповий); за типом двигунів (електричні, внутрішнього згоряння, парові, газові та ін.); за типом використаних механічних передач.

В однодвигунних приводах – один двигун приводить у рух один робочий орган; у багатодвигунних - кілька двигунів приводять у рух один робочий орган (наприклад, привод конвеєра значної довжини); у групових – від одного двигуна приводяться в дію кілька робочих окремих органів (наприклад, привод у металорізальних верстатах). Елементи привода (двигун, муфти та механічні передачі) доцільно розглядати в сукупності, як окрему систему машини. Це зумовлено тим, що особливості складових частин привода взаємозв’язані і мають бути узгоджені при проектуванні.

Структурні схеми приводів. Структурні схеми приводів машин бувають різноманітними. Наявність того або іншого елемента у структурі привода залежить від ступеня узгодженості параметрів двигуна з параметрами руху приводного вала робочого органу (напрямку обертання, величини обертального момента та кутової швидкості). Складові елементи, які можуть входити в привод, та їх класифікація наведені на рис. 5.2.

Практично до складу всіх приводів входять: двигун, механічні передачі та муфти для з’єднання валів. Механічні передачі можуть бути використані у відкритому вигляді (пасові та ланцюгові передачі, рідше зубчасті) або виготовлені у вигляді окремих агрегатів (зубчастих та черв’ячних редукторів, коробок передач, варіаторів, мультиплікаторів), що є найбільш доцільними.

У найпростішому варіанті привода (рис. 5.3, а) вал двигуна 1 з’єднується з приводним валом робочого органу машини 3 за допомогою муфти 2. Такі приводи застосовуються, якщо кутові швидкості вала двигуна і приводного вала робочого органу машини збігаються.

У приводах за схемою рисунка 5.3, б, в двигун з’єднується з робочим валом машини через механічну передачу (закриту або відкриту). У приводах за схемою рисунка 5.3, г, д застосовується комбінація закритої та відкритої механічної передачі (пасової або ланцюгової).

Типові структури головного привода токарних верстатів з ЧПУ наведено на рис. 5.4 з позначеннями: Ш – шпиндель, КП

 

– коробка передач, ШБ – шпиндельна бабка. Привод за схемою рисунка 5.4, а включає регульований електродвигун постійного струму, двоступінчасту, що переключається, пасову передачу та шпиндельний вузол Ш. У приводах за схемами рисунка 5.4, б, в входить коробка передач КП з автоматичним перемиканням частоти обертання.

 

 

У приводі за схемою рисунка 5.4, д за двигуном постійного струму з автоматичним переключанням передач у понижуючій групі і постійними передачами на планшайбу для карусельних верстатів. Типові структури головного привода верстатів свердлильно–розточної і фрезерної груп, а також свердлильно-фрезернорозточних оброблюваних центрів на рисунках 5.4, е та 5.4, ж.

Вибір структури привода та технічних параметрів його елементів є однією з важливих інженерних задач, які розв’язуються при проектуванні машин, приладів або апаратів і виконуються із застосуванням техніко – економічного аналізу.

 

Характеристика двигунів і фактори, які впливають на їх застосування в приводах машин. У приводах можуть застосовуватись двигуни таких видів: електродвигуни, двигуни внутрішнього згоряння, гідро- або пневмодвигуни. У гідро- та пневмодвигунах енергоносієм є рідина або стиснене повітря. Для використання таких двигунів у приводах окремих агрегатів певної машини треба мати централізовані системи подачі енергоносія. Такі двигуни широко використовують у приводах гірничих машин, ряду механізмів літальних апаратів та транспортних машин.

Двигуни внутрішнього згоряння мають найбільше застосування у транспортних засобах, а також у приводах енергетичних машин. Одним із головних недоліків двигунів внутрішнього згоряння є забруднення навколишнього середовища продуктами згоряння палива.

Електричні двигуни широко використовуються в приводах технологічних, енергетичних та транспортних машин. Електродвигуни різних типорозмірів використовуються в різних кліматичних умовах, на відкритому повітрі, забруднених пилом приміщеннях, у вологих та хімічно активних середовищах. Електродвигуни стандартизовані й випускаються промисловістю різних типорозмірів у діапазоні 10 Вт – 400 кВт і більше. Перевагами електродвигунів є їх простота побудови та експлуатації, високий ККД.

Електродвигуни поділяють на двигуни постійного і змінного струму.

Двигуни постійного струму забезпечують плавне регулювання швидкості у широких межах і дають змогу забезпечувати достатню точність руху. Ці двигуни застосовують у приводах транспортних засобів, технологічних машин, деяких підйомних кранів, у приводах механізмів екскаваторів.

Двигуни змінного струму бувають однофазні асинхронні (мають невелику потужність і використовуються в більшості у приводах побутових машин та приладів), трифазні синхронні (частота обертання ротора не залежить від величини навантаження) і трифазні асинхронні (частота обертання ротора під навантаженням менша від частоти обертань магнітного поля статора). Трифазні синхронні електродвигуни застосовуються переважно у приводах великої потужності. Трифазні асинхронні електродвигуни найбільш поширені у різних галузях господарства. Їхні переваги – простота конструкції, менша вартість, висока експлуатаційна надійність. До основних типів сучасних електродвигунів змінного струму належать: трифазні асинхронні двигуни єдиної серії 4А з короткозаткненим ротором потужністю 0,06 – 400 кВт, трифазні асинхронні двигуни кранові та металургійні з короткозаткненим ротором, серій MTKF і MTKH та з фазним ротором серій MTF і MTH.

Трифазні асинхронні двигуни єдиної серії 4А призначені для приводів машин, до яких не ставляться особливі вимоги щодо пускових характеристик. Ці двигуни одношвидкісні з синхронною частотою обертання: 3000, 1500, 1000 та 750 .

Асинхронні двигуни єдиної серії 4А випускають в основному виконанні (серія 4А), з підвищеним ковзанням (серія 4АС) та з підвищеним пусковим моментом (серія 4АФ).

Трифазні асинхронні двигуни кранові та металургійні призначені для приводів кранових механізмів загально- промислового призначення, а також інших механізмів, що працюють із короткочасним і повторно-короткочасним режимами роботи та значними перевантаженнями. Такі двигуни мають великі пускові моменти і малий період розгону. Ці двигуни мають синхронні частоти обертання 1000, 750 і 600 .

При виборі типу двигуна враховують такі фактори: призначення машини, для якої проектується привод; наявність того чи іншого джерела енергії потрібної потужності, обмеження за масою, габаритними розмірами та умовами роботи, режиму роботи привода та відповідності його механічних характеристик умовам роботи.

Вибраний електродвигун повинен відповідати таким основним вимогам:

1) потужність двигуна має бути достатньою для роботи механізму в заданому режимі, а пусковий момент - достатнім для забезпечення розгону машини з повним прискоренням;

2) при роботі двигуна в режимі періодичних вмикань та вимикань протягом необмеженого часу двигун не повинен перегріватись;

3) вибраний двигун повинен мати невеликі габарити і масу, забезпечувати мінімальну вартість привода в цілому.

При виборі частоти обертання вала електродвигуна слід брати до уваги реальний діапазон робочих частот стандартних двигунів різних типів.

При цьому необхідно враховувати, що з підвищенням частоти обертання габарити, маса і вартість двигуна зменшуються але зменшується і його ресурс. Тому для приводів загального машинобудівного призначення в більшості випадків приймають двигуни з синхронною частотою обертання

n = 1000…1500 , а двигуни з синхронною частотою обертання n = 750 застосовують лише в технічно обґрунтованих випадках.

Характеристика механічних передач і факторів, що впливають на їх застосування в приводах машин. Наявність у приводах машин тих або інших механічних передач, окремих або у вигляді агрегатів, зумовлена неузгодженістю параметрів вибраного двигуна з параметрами руху приводного вала робочого органу (напрямку обертання, кутової швидкості та обертального момента).

Найчастіше в приводах машин застосовують такі механічні передачі: зубчасті (циліндричні та конічні з евольвентним і круговим зачепленням (зачепленням Новикова), хвильові, зубчасті, гіперболоїдні (черв’ячні, гвинтові, гіпоїдні), ланцюгові, пасові, фрикційні, передачі гвинт-гайка. Можливість використання в приводі машини тієї або іншої механічної передачі залежить від ряду факторів: особливостей окремих передач, загального передаточного відношення привода; потужності, що передається, та швидкості обертання валів; відстані між валами і їх взаємного розташування; наявності необхідних умов для технічного обслуговування, ресурсу привода та ін.

Найдоцільніше у приводах машин застосовувати механічні передачі, виконані у вигляді окремих агрегатів: зубчастих та черв’ячних редукторів, коробок передач, варіаторів. Такі агрегати мають високу несучу здатність при достатньо малих габаритах, високі експлуатаційні характеристики. Редуктори застосовують для зменшення частоти обертання та підвищення обертального момента при постійному значенні передаточного числа.

Коробки передач застосовують у разі потреби керування роботою механічного привода ступінчастою зміною передаточного числа при змінах режиму роботи машини. Варіатори забезпечують можливість плавної безступінчастої заміни передаточного числа привода. Вони дозволяють найкраще узгоджувати режим роботи двигуна з режимом роботи робочого органу.

Мультиплікатори використовують у приводах машин, де необхідно забезпечити високі частоти обертання приводних валів робочих органів (у центрифугах, сепараторах, вітроенергетичних установках і т.д.). Застосування у приводах окремих відкритих механічних передач (пасових та ланцюгових) у більшості випадків спричинене компоновкою машини, а також деякими їхніми особливостям і перевагами в порівнянні з іншими передачами.

 

Характеристика муфт і фактори, що впливають на їх застосування в приводах машин. Застосування у приводах муфт пов’язано з тим, що більшість приводів компонують із окремих складальних одиниць, що мають вхідні вали, які необхідно з’єднувати для передавання обертального момента та компенсувати похибки їх взаємного розміщення, що виникають при монтажі. У ряді випадків муфти застосовують для захисту елементів машини від перевантажень, зменшення динамічних навантажень, з’єднання і роз’єднання робочого органу машини з двигуном без його вимикання.

 

За конструкцією муфти дуже різноманітні. У приводах машин найчастіше застосовують муфти стандартизовані.

За принципом роботи усі муфти приводів машин поділяють на три основні типи: механічні, електричні та гідравлічні. Найбільше застосовують механічні муфти, класифікацію яких та конструктивні особливості наведено на рис. 5.5... 5.19, а застосування та характерні особливості муфт - у таблиці 5.1.

 

 

 

Таблиця 5.1 Застосування та характерні особливості муфт	Характерні особливості	Простота конструкції. При монтажі або демонтажі виникає потреба у відносному осьовому зміщенні валів. Компенсація радіального зміщення валів до 5 мкм	Простота конструкції і порівняно не великі розміри. Компенсація радіального зміщення до 5 мкм. Міцність муфти визначається міцністю болтового з’єднання фланців	Переважно компенсаційна здатність муфт: в осьовому напрямку ∆0=2...4 мм, у радіальному ∆г =1...3 мм, кутове зміщення ∆а=0,5^0. працездатність визначається стійкістю робочих поверхонь проміжного диска і пів муфт проти спрацювання	Невелика маса і габарити, висока несуча здатність. Допускається висока колова швидкість. Компенсаційна здатність: в осьовому напрямку ∆0=3...4 мм, у радіальному ∆г =1,5...2 мм, кутове зміщення ∆а=0,5^0...1,0^0. ККД h=0, 98...0,99
Застосування	Застосовують як некеровані глухі для з'єднань валів діаметром 14... 100 мм у діапазоні обертальних моментів 16... 12500 Н·м	Застосовують як некеровані глухі для з'єднань валів діаметром 11...250 мм у діапазоні обертальних моментів 8...40000 Н·м	Застосовують як некеровані компенсуючі для з'єднань валів діаметром 16...150 мм при обертальних моментах 16...16000 Н·м	Застосовують як некеровані компенсуючі для з'єднань валів діаметром 40...200 мм при обертальних моментах 1000...63000 Н·м. Широко використовують у машинобудуванні
Тип муфт	Втулкові ГОСТ 24246-80	Фланцеві ГОСТ 20761-80	Кулачково-дискові ГОСТ 20720-81	Зубчасті ГОСТ 5006-83

Простота конструкції, відносно невеликі габарити (у 1,5 рази менше, ніж у втулково-пальцевих), зручність монтажу і демонтажу (без особливих зміщень валів). Компенсаційна здатність: у радіальному ∆г=0,5...1мм,кутове зміщення ∆а=0,5^0...1,0^0. Додаткове радіальне навантаження валів досягає Fm=0,6 Тр/D Допускають перекоси осей валів до 40...50^0. при рівномірному обертанні ведучого вала ведений вал обертається нерівномірно Простота в виготовленні та обслуговуванні. Частота обертання обмежується коловою швидкістю 30 м/с. критерієм працездатності є стійкість гумових втулок. Допускається зміщення валів: в осьовому напрямі ∆0=1...5 мм, в радіальному ∆r=0,2...0,5 мм, кутове зміщення ∆a=0,5...1,0^0. ККД h=0,96...0,98. Додаткове радіальне навантаження валів досягає FM=(0,5...0,6) Tp/D Застосовують як некеровані компенсуючі для з'єднань валів діаметром 20... 130 мм і при обертальних моментах 63...8000 Н·м. Не можна використовувати в приводах з частими реверсами Застосовуються як некеровані компенсуючи при значних зміщеннях з’єднуваних валів. Малогабаритні одинарні і здвоєні муфти стандартизовані для валів діаметром 8...40 мм і обертальних моментів 11.2...1120 Нм     Застосовують як некеровані пружні з метою зменшень динамічних навантажень та компенсації неспіввісності валів в приводах з електродвигунами і в інших випадках для з’єднань валів діаметром 9...160 мм при обертальних моментах 6.3...16000 Нм Ланцюгові ГОСТ 20742-81     Шарнірні   Пружні втулково-пальцеві ГОСТ 21424-75

Компактні і надійні в експлуатації. Допускають радіальне зміщення осей Dr£0,2 мм; перекос осей Da£1,5^0. Роботоздатність різко спадає зі збільшенням неспіввісності валів. При складанні необхідно зміщувати вали в осьовому напрямі. ККД h=0,97...0,98. Додаткове радіальне навантаження валів досягає FM=(0,3...0,4) Tp/D	Має високі амортизувальні і демпувальні властивості. Може компенсувати значну неспіввісність валів: в осьовому напрямі D0=2...6 мм, в радіальному Dr=1...4 мм, кутове зміщення Da=2...4^0. Несуча здатність обмежується втратою стійкості, втомою гумової оболонки. ККД h»0,98. Додатково навантажує вали в осьовому напрямі до Fa=150…300 Н/мм
Застосовують як некеровані пружні з метою зменшень динамічних навантажень та компенсації невеликої неспіввісності валів діаметром 6...48 мм при обертальних моментах 2.5...400 Нм при частотах обертання до 4500...6500 хв^-1	Застосовують як некеровані пружні з метою зменшень динамічних навантажень та компенсації неспіввісності валів діаметром 14...200 мм при обертальних моментах 20...25000 Нм
З пружнім елементом у вигляді зірочки ГОСТ 14084-76	Пружні з тороподібною оболонкою ГОСТ 20884-82

 

Вимагають достатньо високої точності центрування валів, оскільки перекоси різко зменшують надійність їх роботи. Роботоздатність муфт визначається в основному спрацюванням кулачків При необхідності частого включання для зменшення ударів і шуму необхідно застосовувати синхронізатори, які вирівнюють швидкості ведучих та ведених елементів Основним критерієм роботоздатності є стійкість проти спрацювання поверхонь тертя. Допускають плавне включання при будь-якій швидкості з регулюванням часу включання Потрібна осьова сила для притискання півфмуфт. Мають у порівнянні з дисковими фрикційними більші габарити і вимагають підвищеної точності центрування валів Застосовують у якості як керованих, так і некерованих для передачі значних моментів при нечастих включаннях і необов'язковості плавності включання. Дуже часто застосовують для з'єднування і роз'єднування з валом розміщених на ньому зубчастих коліс (наприклад, у коробках швидкостей). Не рекомендується використовувати для включення приводів під навантаженням і при великих швидкостях відносного обертання (V > 1 м/с) Застосовують як керовані для передавання значних моментів в умовах стиснених габаритів при нечастих включаннях і необов'язковій плавності включання Застосовують як керовані для передачі обертальних моментів і можуть слугувати запобіжною ланкою в приводі Застосовують як керовані для передачі обертальних моментів Кулачкові Зубчасті Дискові фрикційні Конусні фрикційні   Переваги: зручність управління, можливість регулювання граничного момента і швидкості включання, муфта може слугувати запобіжною ланкою, компенсація осьових, радіальних і кутових зміщень валів, самокомпенсація спрацювання, гасіння крутильних коливань Виконують дисковими зі стисненням дисків за допомогою гідравлічних або пневматичних циліндрів Виконуються зі стисненям дисків за допомогою вмонтованого в муфту електромагніта. Переваги: швидкодія, можливість точного регулювання момента, що передається, відсутність незрівноважених сил Застосовують як керовані у важкому машинобудуванні: у приводах гребного гвинта в екскаваторах та інших машинах Застосовують як керовані для передавання великих обертальних моментів при дистанційному управлінні Застосовують як керовані для швидкохідних приводів при дистанційному й автоматичному управлінні Шино-пневматичні Фрикційні з гідравлічним та пневматичним управлінням Електромагнітні фрикційні   Переваги: виключна швидкодія, можливість досить точного управління моментом, що передається, мала залежність момента від швидкості, висока стуійкість проти спрацювання робочих поверхонь. Недоліки: необхідність періодичної заміни робочої суміші (залізного порошка в маслі), труднощі здійснення ущільнень та спрацювання Конструюються та розраховуються, виходячи з конкретних вимог до привода Конструюються та розраховуються, виходячи з конкретних вимог до привода Регулювання обертального момента, при якому відбувається розмикання муфти, здійснюється відповідним стисканням пружин за допомогою гайок Застосовують як керовані в гальмівних динамометричних пристроях, і слідкуючих приводах, приводах для точних переміщень, у пристроях для розгону та гальмування важких машин згідно з заданим законом Застосовують як самокеровані для автоматичного з'єднання (роз'єднання) валів при досягненні певної кутової швидкості: для розгону машини з великими обертовими масами при малому пусковому моменті двигуна, для підвищення плавності пуску машини Застосовують як самокеровані для передачі обертального момента тільки в одному напрямку у верстатах, транспортних та вантажопідйомних машинах Застосовують як самокеровані для роз’єднування валів привода діаметром 8...48 мм при перевищенні обертального момента деякого наперед заданого при обертальних моментах 4...400 Н-м Електромагнітні порошкові Відцентрові Обгінні Кулачкові запобіжні ГОСТ 15620-77

За принципом дії схожі до кулачкових. При перевантаженнях під дією осьових зусиль, обумовлених формою впадин в одній із півмуфт, кульки зміщуються в осьовому напрямку і відбувається розмикання муфти	Відрізняються від фрикційних керованих відсутністю механізму керування. Муфти замикаються постійним зусиллям стиснутих пружин	Недолік – потреба в заміні зруйнованих елементів	Часто застосовують комбінацію пружніх муфт з запобіжними або керованими
Застосовують як самокеровані для роз’єднування валів привода діаметром 8...48 мм при перевищенні обертального момента деякого заданого значення при обертальних моментах 4...400 Н-м	Застосовують як самокеровані для валів діаметром 8...48 мм при обертальних моментах 6.3...400 Н-м	Застосовують як самокеровані при відносно рідких перевантаженнях привода машини	Застосовуються у випадках, коли жодна з розглянутих вище муфт не задовольняє всім вимогам, що ставляться до з’єднання валів приводного механізму
Кулькові запобіжні ГОСТ 15621-77	Фрикційні запобіжні ГОСТ 15622-77	Запобіжні з руйнованим елементом	Комбіновані

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З’єднання та кріплення елементів привода. Взаємне розміщення елементів привода залежить від загального компонування машини. Елементи привода можуть бути розміщені безпосередньо на корпусі чи рамі машини. У ряді випадків привод конструюють як окрему складальну одиницю машини. При цьому двигун та редуктор (коробку передач, мультиплікатор) установлюють на плиті (рис. 5.20) або рамі - зварній опорній конструкції (рис. 5.21), які є базовими елементами привода. Плити та рами повинні забезпечувати достатньо точне базування й стале взаємне розміщення на них двигуна і редуктора (коробки передач або мультиплікатора) у процесі роботи привода. При цьому конструкція самих рам та плит повинна забезпечувати достатньо високу жорсткість та міцність. Площини базування двигуна, редуктора, мультиплікатора або коробки передач на рамах або плитах, а також координати отворів для їх кріплення вибирають з урахуванням форми, розмірів та взаємного розміщення двигуна, муфти, редуктора, мультиплікатора, коробки передач.

Для кріплення елементів привода до рами або плити використовують стандартні кріпильні деталі (болти, гвинти, шпильки, гайки) з урахуванням розмірів отворів у корпусах двигунів, редукторів, мультиплікаторів, коробок передач.

Для відливання плит (рис. 5.20) застосовують сірий чавун марки СЧ 18, СЧ 20. Товщину стінок беруть залежно від габаритних розмірів плити (але не менше ніж 6 мм). Для забезпечення жорсткості передбачають відповідні поздовжні та поперечні ребра, окантовки отворів і т.п. Для кріплення рам та плит до фундаментів або корпусу машини в них виконують отвори.

Для виготовлення рам (рисунки 5.21, 5.22) застосовують сортовий прокат: швелери, кутники, листову сталь та ін. Механічну обробку базових поверхонь рами виконують після їх зварювання, відпалювання та рихтування. Для забезпечення жорсткості рам у їх конструкції передбачають ребра. Найчастіше рами використовують у малосерійному та індивідуальному виробництві.

Півмуфти муфт, що застосовують для з’єднування валів, установлюють на циліндричні або конічні кінці валів. На циліндричних кінцях валів півмуфти розміщують із перехідними посадками (). При насаджуванні півмуфт на конічні кінці валів можна створити значний натяг у з’єднанні і забезпечити точне радіальне та кутове положення півмуфти щодо вала. Тому при значних навантаженнях, роботі привода з поштовхами та ударами і при реверсивній роботі більш доцільно кінці валів, що з’єднуються відповідними муфтами, виконувати конічними. Осьова фіксація півмуфт на циліндричних кінцях валів може здійснюватись (рис. 5.23) за допомогою спеціального гвинта в радіальному напрямку (рис. 5.23, а), гвинта з шайбою та отвору з різьбою в торці вала в осьовому напрямку (рис. 5.23, б), різьби на кінці вала та гайки і шайби (рис. 5.23, в). Контроль радіального і кутового зміщень з’єднуваних валів здійснюють на дисках півмуфт. Контроль радіального і кутового зміщень осей при цьому вимірюють щупом і контрольною лінійкою (рис. 5.24). Щупом вимірюють також зазори C₁ і C₂. Кутове зміщення валів оцінюється за співвідношенням:

∆α = arctg , град.

 

 

 

 

 

Вимірювання потрібно здійснювати у двох взаємно перпендикулярних площинах. Фактичні відхилення від співвісності валів не повинні перевищувати допустимих відхилень для даного типу муфти.

 

 

 

 

 

 

 

 

Обладнання, прилади та інструмент. Для виконання даної лабораторної роботи необхідно мати в складеному вигляді привод певного механізму з електричним двигуном, агрегатом механічних передач (редуктором, коробкою передач або мультиплікатором), однією або двома відкритими механічними передачами та з’єднувальними муфтами. В окремих випадках, у разі відсутності такого привода при виконанні лабораторної роботи його можна замінити повним складальним кресленням привода або механізму. Крім привода для виконання лабораторної роботи необхідні: набір гайкових ключів, викрутка, штангенциркуль, вимірювальна металічна лінійка, щуп для вимірювання радіальних зміщень валів.

Порядок виконання роботи

1. Виконати зовнішній огляд привода, звернувши при цьому увагу:

а) з яких елементів складається привод;

б) як вони з’єднані між собою;

в) на чому установлені та як закріплені елементи привода (на якій опорній конструкції);

г) визначити тип, клас, групу, підгрупу, вид складових елементів привода.

2. Зняти кришку з агрегату механічних передач, що входить у привод (редуктора, коробки передач, мультиплікатора, варіатора) та ознайомитись з їх внутрішньою будовою і звернути увагу на те, які механічні передачі входять до його складу, їх тип, клас, група, підгрупа, вид.

3. Накреслити структурну схему привода.

4. Визначити радіальне та кутове зміщення валів і порівняти з допустимим для даного типу муфти:

а) згідно з рис. 5.24 виміряти за допомогою лінійки та щупа радіальне зміщення осей:

∆r = ….. мм;

б) виміряти щупом або штангенциркулем мінімальний та максимальний зазори (див. рис. 5.24) між фланцем півмуфт в осьовому напрямку (у діаметрально протилежних точках):

= …..мм; = …..мм;

в) виміряти діаметр D півмуфти:

D = … мм;

г) визначити кутове зміщення валів, що з’єднує муфта:

∆α = arctg , град.

Радіальне та кутове зміщення валів визначити для кожної муфти привода та порівняти з допустимим (табл. 5.1). Результати визначення радіального та кутового зміщення валів занести в табл. 5.2, форму якої наведено нижче.

5. Скласти агрегат механічних передач (установити зняту кришку).

6. Оформити звіт з лабораторної роботи.

Таблиця 5.2

 

Результати визначення радіального кутового зміщення валів

 

Тип муфти	Результати вимірювань, мм	∆α, град	Допустимі значення
∆r			∆r, мм	∆α, мм

 

Зміст звіту

1. Найменування і мета лабораторної роботи.

2. Опис структури і побудови привода, конструктивних особливостей його елементів та його структурна схема. При описуванні необхідно охарактеризувати:

а) з яких елементів складається привод, указавши при цьому їх тип, клас, групу, підгрупу, вид;

б) навести структурну схему привода;

в) на якій опорній конструкції закріплено елементи привода та за допомогою яких з’єднань (болтового, гвинтового, шпилькового);

г) конструктивні особливості опорної конструкції елементів привода (як виготовлена, як створені площини базування двигуна, редуктора, коробки передач, мультиплікатори або варіатори, як забезпечуються співвісність їх валів, як забезпечується жорсткість опорних конструкцій, наявність місць кріплення опорних конструкцій до фундаменту або рами та конструктивне їх виконання);

д) як забезпечуються натягання пасових та ланцюгових передач;

е) які за конструкцією кінці валів в елементах привода та як здійснюється кутова й осьова фіксація обертових елементів на кінцях валів привода;

ж) як здійснюється ізоляція рухомих (обертових) елементів привода згідно з вимогами техніки безпеки.

3. Результати визначення радіального та кутового зміщень валів, які з’єднуються муфтами (табл. 5.2) та їх порівняння з допустимими значеннями для даного типу муфти (див. табл. 5.1).

4. Висновки.

 

Контрольні запитання

1. У чому полягає мета лабораторної роботи?

2. Який механічний пристрій називається приводом?

3. Які елементи можуть входити до складу привода?

4. Від чого залежить структура привода конкретного механізму?

5. Як класифікують приводи загального призначення за числом та типом двигунів?

6. Які фактори необхідно враховувати при виборі двигуна привода?

7. Яким вимогам повинен відповідати вибраний електродвигун?

8. Які механічні передачі використовуються у приводах машин та від яких факторів це залежить?

9. Які агрегати механічних передач та в яких випадках застосовують у приводах машин?

10. З чим пов’язано застосування муфт у приводах машин та їх класифікація?

11. На яких опорних конструкціях установлюють елементи приводів та яким вимогам вони повинні відповідати?

12. Як виконується кутова та осьова фіксація півмуфт на циліндричних та конічних кінцях валів передач?

13. Як можна здійснити контроль радіального та кутового зміщення валів, що з’єднуються муфтою?

Література