Пружины и резиновые элементы. Общая характеристика. Основы конструирования.

Упругие элементы – детали, жёсткость которых намного меньше, чем у остальных, а

деформации выше. Благодаря этому своему свойству упругие элементы первыми воспринимают удары, вибрации, деформации.

Упругие элементы могут быть металлическими (стальные пружины и рессоры), неметалличе­скими (чаще всего резиновые (прим. шайба Гровера)).

Упругие элементы выполняют следующие функции:

1) создают постоянно дей_­ствующие усилия (моменты), необходимые для силового замыкания кинематических пар (кулачковые механизмы, муфты фрикционные, кулачковые и др.);

2) создают постоянные силы (упругие и разрезные шайбы под гайкой создают постоянную силу трения в витках резьбы, что препятствует самоотвинчиванию);

3) предохраняют механизмы от воздействия чрезмерных нагрузок при ударах и вибрациях (рессоры, пружины, амортизаторы);

4) накапливают энергию в процессе деформации под действием внешней нагрузки и отдают ее для работы механизмов в процессе восстановления исходной формы (часовая пружина в механических часах).

Обычно упругие элементы выполняются в виде пружин различных конструкций. Основное распространение в машинах имеют упругие пружины растяжения, сжатия и кручения.

Основной характеристикой пружины, как и всякого упругого элемента, является жёсткость. Жёсткость K определяется зависимостью упругой силы F от деформации x. Если эту зависимость можно считать линейной, как в законе Гука, то жёсткость находят делением силы на деформацию K = F / x. Если зависимость не линейная жёсткость находят, как производную от силы по деформации K = ∂F/∂x.

Пружины характеризуются следующими основными геометрическими параметрами:

- диаметр проволоки d;

- средний диаметр навивки пружины D₀;

- индекс пружины, характеризующий кривизну ее витка c = D₀/d;

- шаг витков t;

- длина пружины в свободном состоянии Н₀;

- число рабочих витков i = H_P/h, где Н_р длина рабочей части пружины.

 

Смазочные материала. Уплотнительные элементы. Контроль уровня масла. Отдушины.

Смазывание зубчатых и червячных зацеплений и подшипников обеспечивает их работоспособность, уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предо­храняет детали от коррозии.

Для смазывания подшипников применяют пластичные и жидкие нефтяные смазочные материалы. Пластичные смазочные материалы применяют в узлах, когда окружающая среда содержит примеси или температура узла резко изменяется.

В редукторах применяют следующие методы смазывания подшипниковых узлов: 1)Погружение в масляную ванну применяют для горизонтал. валов, когда подшипник изолирован от общей системы смазки. 2)Смазывание с помощью фитилей - для го­ризонтал. и вертикал. валов с малой и средней скоростью вращения. 3)Смазывание разбрызгиванием - когда подшипники установлены в корпусах, не изолированных от общей системы смазки. 4)Смазывание под давлением - для редукторов, работающих продолжительное время без перерывов, для опор высокоскоростных передач, в которых необходимо обеспечить интенсивный отвод теплоты. 5)Смазывание масляным туманом - для высокоскорост­ных легконагруженных подшипников.

В условиях высокого вакуума, интенсивного ионизирующего излучения, высоких и низких температур, газовых и агрессивных сред применяют твердые смазочные материалы: дисульфид молиб­дена, фторопласт, графит; их наносят тонким слоем на трущиеся поверхности.

Для отделения узла от общей сма­зочной системы применяют мазеудерживающие кольца. Кольцо должно быть установлено так, чтобы его торец выходил за стенку корпуса на 1-2 мм.

Для предотвращения вытекания масла из корпуса по валам, и защиты от попадания загрязняющих веществ, применяют уплотняющие устройства,которые разделяют на контактные (манжетные), лабиринтные и щелевые; центробежные и комбинированные.

Манжетные уплотнения разделяют на два основных типа: тип I применяют при скорости скольжения v < 20 м/с; тип II с пыльником при v< 15 м/с. Для извлечения манжет на крышках делают 2-3 отверстия. Ресурс манжет до 5000 ч; они надежно работают как при плас­тичных, так и при жидких смазочных материалах. При работе узла в особо пыльной среде ставят двухкромочные манжеты с пыльником.

Лабиринтные уплотнения применяют при любых скоростях. Зазоры заполня­ют пластичным смазочным материалом, температура каплепадения которого должна быть выше температуры узла.

Уплотнения центробежного типа: масло, попадающее на вращающиеся детали, отбрасывается центробежной силой обратно в подшипник.

Масло, залитое в корпус, требует периодического контроля, который осуществляется с помощью маслоуказателей: жезлового, фонарчатого, трубчатого. В настоящее время наибол. широко используется фонарный маслоуказатель: через нижнее отверстие в стенке корпуса масло проходит в полость с маслоуказателем; через верхнее отверстие маслоуказатель сообщается с воздухом в корпусе редуктора.

Отдушины. При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушины в его верхних точках.