§ 69. Предохранительные устройства у бульдозеров нормального типа

В системе привода предохранительное устройство бывает двух типов: со срезающимся стержнем и фрикционное.

Идея конструкции предохранителя со срезающимся стерж­нем заключается в следующем (рис. 153, с). Одна «из шестерен 1 (или маховик) с запрессованной бронзовой втулкой свободно по­сажена на втулке с фланцем 2, закрепленной при помощи шпон­ки на валу. Втулка шестерни 1 и фланец 2 соединены между со­бой стержнем 3, рассчитанным на некоторую предельную на­грузку. При перегрузке стержень срезается, и шестерня 1 начинает свободно вращаться, не передавая крутящего момента. Так как по месту среза может образоваться заусенец, то на «под­лежащей срезу •части стержня вытачивают шейку (рис. 158, б) с такими размерами, чтобы она выдержала необходимое усилие и заусенец, образующийся при срезе, не препятствовал бы уда­лению срезанных частей стержня для замены его новым.

Выточка имеет и другое значение. Вызывая концентрацию напряжений, она приближает предел пропорциональности стерж­ня по месту среза к его пределу прочности. Это необходимо, так как материал стержня испытывает при нормальной (допустимой) нагрузке машины большие напряжения, но стержень при этом не должен пластически деформироваться. Наряду с этим предо­хранитель должен быть достаточно чувствительным, чтобы реа­гировать на усилие, превышающее допустимое. Другими слова­ми, напряжения в стержне предохранителя при нормальной на­грузке машины должны (находиться вблизи предела прочности и вместе с тем быть ниже предела упругости.

Такие предохранители рассчитывают из условия, чтобы они срабатывали (срезались) при возникновении перегрузки на пол­зуне на 20—25% выше допустимого усилия. Однако если «будет систематическая перегрузка «машины, превосходящая допусти­мое усилие меньше чем на 20% (например, на 10%), то материал (обычно сталь 50) предохранительного стержня будет работать на усталость и может разрушиться при нагрузке ползуна, значи­тельно меньшей, чем нормальная для данной машины. Указанное обстоятельство является существенным недостатком предохра­нителей подобного рода и может ввести в заблуждение, посколь­ку заставит предполагать, что при срезе предохранителя была -перегрузка.

После того как предохранители со срезающимся стержнем сработают, для дальнейшей работы требуется произвести смену разрушившейся детали (стержня), на что затрачивается извест­ное время, вызывающее простои машины. В отличие от этих предохранителей фрикционные (рис. 153, в) действуют автома­тически и после того, как сработают при перегрузке, остаются готовыми к действию для дальнейшей работы машины. Сущ-

ность фрикционного предохранителя заключается в том, что свободно посаженная втулка 3 маховика (шестерни) зажата между фланцами 1 и 5. закрепленными жестко на валу.

В условиях нормальной нагрузки машины и передаче махо­виком (шестерней) крутящего момента трение между фланцами

и втулкой достаточно, чтобы удержать их от взаимного проскаль­зывания. Для увеличения коэффициента трения на фланцах ус­танавливают прокладки 4 из феродо. При возникновении пере­грузки фрикционная система начнет проскальзывать*. Сила трения зависит от степени затяжки болтов. Отсюда следует, что

* Расчет фрикционного предохранителя приведен в § 87 гл. XIII.

фрикционный предохранитель может быть налажен так, чтобы он реагировал не при двадцатипроцентной перегрузке, как у сре­зающихся стержней, а немедленно, как только нагрузка на пол­зуне превзойдет величину, допустимую по условию прочности шестерен.

Б современных конструкциях под головками гаек болтов предусматривают установку сильных тарельчатых тарированных пружин 2 (см. рис. 153, в). Болты в этих случаях следует затя­гивать до сжатия пружин «а определенную величину, тогда пружины будут развивать заданную силу, обеспечивающую нор­мальную наладку и работу фрикционного предохранителя.

В старых конструкциях, не имеющих тарированных пружин, болты легко перетянуть и этим омертвить предохранитель, или не дотянуть и тогда он станет проскальзывать, хотя машина по развиваемому усилию будет недогружена. Вследствие частого проскальзывания система сильно нагревается, из-за чего про­кладки феродо быстро изнашиваются, а к. п. д. машины падает, так как часть работы затрачивается на проскальзывание. В этих случаях используют следующий практический прием определе­ния необходимой и достаточной силы затяжки болтов предохра­нителя: затягивают гайки «до отказа», после чего отпускают их примерно на 1/4 оборота; на втулке и фланце проводят риску, отмечающую их взаимное расположение; если при заведомо нор­мальной работе машины в течение смены риски разойдутся на 4-6 мм (т. е. втулка проскользнет на эту величину), то можно считать, что степень затяжки болтов достаточна. Если произой-

дет большее или меньшее проскальзывание, то соответственно следует подтянуть гайки или, наоборот, ослабить степень их за­тяжки.

Предохранители на упорах также бывают двух типов: со сре­зающимися болтами и пружинные. Упоры со срезающимися бол­тами (рис. 154) изготовляют отдельно от станины и притягивают к ней болтами, служащими одновременно и предохранителями; они должны срезаться в случае перегрузки. Так как при дейст­вии этого предохранителя матрица должна также отойти вместе с упорами, то ее прикрепляют не к станине, а к упорам, для чего

на лицевой плоскости последних имеются пазы Т-образные или в виде ласточкина хвоста для заводки головок болтов крепления.

Этот предохранитель нельзя считать надежным. От усилия в процессе гибки возникает опрокидывающий момент, стремящий­ся оторвать упоры от станины. Поэтому болты следует затяги­вать с достаточной силой. Вследствие этого материал болтов ис­пытывает напряжения растяжения. К этим напряжениям, зави­сящим от степени затяжки болтов, добавляются в процессе гибки сдвигающие напряжения, возникающие при нагрузке машины. В результате действует суммарное напряжение, зависящее от степени затяжки болтов. Поскольку степень затяжки может быть различной, то и разрушение предохранительных болтов наступа­ет соответственно при разных усилиях, развиваемых машиной, что и является недостатком талого предохранителя.

Второй тип предохранителя в системе упора—пружинный курковый —показан на рис. 155. Усилие гибки, воспринимаемое свободно установленным матрицедержателем 1, передается на два предохранителя, расположенных у каждого упора и состоя­щих каждый из системы двух звеньев 2 и 4, шарнирно соединен­ных между собой и удерживаемых в рабочем положении пружи­ной, действующей на курок 3. В случае перегрузки курок