3. Торсіони та гумові амортизатори

Торсіони (пружини кручення) являють собою циліндричні стержні, защемлені кінцями в деталях, які зазнають пружного кутового зміщення. Защемлення виконується, наприклад, за допомогою шліцевого з’єднання.

Стержні виготовляють із пружних сталей. Торсіони часто застосовують для з’єднання двох деталей, що обертаються. Вони компенсують перекоси та неспіввісності.

Типові конструкції торсіонів зображені на рис. 3.14.

Кут закручування циліндричного торсіона (рис. 3.14, а) дорівнює:

,

(3.158)

де – довжина торсіона;

– зовнішній момент;

– полярний момент інерції перерізу прутка, .

Торсіони Рис. 3.14

Враховуючи значення запишемо:

,

(3.159)

або:

(3.160)

Максимальне напруження кручення буде:

.

(3.161)

Момент, який сприймається торсіоном, дорівнює

Підставимо значення із (3.52) в (3.49), тоді отримаємо:

Допустиме напруження кручення в торсіонах, які виготовлені із пружних сталей .

Як видно із виразу (3.53), кут закручування при заданому повністю визначається відношенням .

Торсіони застосовують також як замінювачі пружин стиску та листових ресор для сприймання поперечних навантажень. Для цього один кінець торсіона закріпляють безпосередньо в корпусі, а другий кінець обладнують важелем, який сприймає поперечну силу (рис. 3.14, б).Такі конструкції застосовують, наприклад, для пружної підвіски коліс автомобілів.

Упруге переміщення кінця важіля за напрямом дії робочого зусилля визначається:

.

(3.162)

Гумові амортизатори застосовують для пружної підвіски агрегатів, для сприймання поштовхів і ударів в ходових механізмах транспортних машин (рис. 3.15, а). В транспортному машинобудуванні широко застосовують циліндричні амортизатори, які складаються із гумової втулки, привулканізованої до зовнішньої і внутрішньої металічних обойм. Їх ще називають сайленд-блоками (безшумними блоками) (рис. 3.15, б). Сайленд-блоки встановлюють, наприклад, на осях колісних важелів.

Гумові амортизатори Рис. 3.15

Гума має цінні властивості, як амортизаційний матеріал: велике внутрішнє тертя, яке дозволяє ефективно гасити коливання. Модуль пружності гуми низький 8...10 МПа, що приблизно в раз менше, ніж для сталі. Міцність на розрив в середньому складає 10...20 МПа.

Розширюється застосування пневматичних гумокордних амортизаторів в підвісках автомобіля. Зміною тиску повітря може регулюватися їх жорсткість під час руху в залежності від навантаження і дорожних умов.

4. Натяг однієї вітки каната поліспаста при підніманні номінального вантажу:

,

(1.163)

де – сила тяжіння номінальної маси вантажу, Н;

– кратність поліспаста;

– коефіцієнт корисної дії поліспастової системи;

– коефіцієнт, що враховує тип поліспаста (число ланок, що йдуть на барабан), – для простих поліспастів, – для здвоєних.

Білет 27

1. Торсіони (пружини кручення) являють собою циліндричні стержні, защемлені кінцями в деталях, які зазнають пружного кутового зміщення. Защемлення виконується, наприклад, за допомогою шліцевого з’єднання.

Стержні виготовляють із пружних сталей. Торсіони часто застосовують для з’єднання двох деталей, що обертаються. Вони компенсують перекоси та неспіввісності.

Типові конструкції торсіонів зображені на рис. 3.14.

Кут закручування циліндричного торсіона (рис. 3.14, а) дорівнює:

,

(3.164)

де – довжина торсіона;

– зовнішній момент;

– полярний момент інерції перерізу прутка, .

Торсіони Рис. 3.14

Враховуючи значення запишемо:

,

(3.165)

або:

(3.166)

Максимальне напруження кручення буде:

.

(3.167)

Момент, який сприймається торсіоном, дорівнює

.

(3.168)

Підставимо значення із (3.52) в (3.49), тоді отримаємо:

(3.169)

Допустиме напруження кручення в торсіонах, які виготовлені із пружних сталей .

Як видно із виразу (3.53), кут закручування при заданому повністю визначається відношенням .

Торсіони застосовують також як замінювачі пружин стиску та листових ресор для сприймання поперечних навантажень. Для цього один кінець торсіона закріпляють безпосередньо в корпусі, а другий кінець обладнують важелем, який сприймає поперечну силу (рис. 3.14, б).

Такі конструкції застосовують, наприклад, для пружної підвіски коліс автомобілів.

Упруге переміщення кінця важіля за напрямом дії робочого зусилля визначається:

.

(3.170)

2. Визначимо необхідне осьове зусилля пружини (при найбільшій її деформації):

.

(3.171)

Знаючи деформацію пружини, яка дорівнює висоті кулачка , та задавшись попереднім її натягом, можна визначити жорсткість пружини. Середнє зусилля пружини повинно створити таке прискорення ведучої півмуфти, яке забезпечить входження кулачків у повне зачеплення за час, що відповідає; повороту ведучої півмуфти на кут .

Приймемо зусилля попереднього натягу пружини:

.

(3.172)

Середнє зусилля пружини:

.

(3.173)

Визначимо прискорення ведучої півмуфти, яке створює пружина:

,

(3.174)

де – маса ведучої півмуфти.

Визначимо необхідний час , для входу кулачків в повне зачеплення під дією сили пружини:

.

(3.175)

Визначимо час , за який ведуча півмуфта повернеться на кут входу кулачків в повне зачеплення:

Якщо , то зусилля пружини достатнє для того, щоб забезпечити повне замикання півмуфт до моменту контакту бокових поверхонь кулачків.

Якщо , то зусилля пружини не достатнє для забезпечення повного замикання півмуфт і тоді необхідно змінити значення (в межах рекомендованих) деяких геометричних параметрів півмуфт: кутів профілю кулачків і западин, числа кулачків та їх висоти, кута нахилу бокових поверхонь кулачків і ін.

Оскільки розрахунки викладаються з деякими спрощеннями, то для точної установки максимального крутного моменту для затяжки гайки в конструкції гайковерта потрібно передбачити можливість регулювання сили попереднього натягу пружини.

Ведучий конвеєр а) б) а – над автомобілем; б – під автомобілем Рис. 2.3

3. Ведучі (тягнучі) конвеєри (рис. 2.2) мають нескінченний (замкнутий) ланцюг, розміщений вздовж потокової лінії обслуговування над автомобілем (рис. 2.3, а) або під автомобілем (рис. 2.3, б).

Автомобіль приєднується до тягового ланцюга буксирним захватом за передній буксирний крюк і рухається на своїх колесах. В кінці лінії обслуговування захват автоматично від’єднується (розчіплюється) від автомобіля. Цей тип конвеєрів являється одноколійним з поздовжнім напрямом руху автомобіля.

Ведучі конвеєри мають обмежене застосування із-за додаткової затрати ручної праці на перенос захватів на початок лінії і приєднання (зчеплення) автомобіля. При верхньому розміщенні конвеєра перенос захватів не потрібний.

Підвісні конвеєри з верхнім розміщенням тягового ланцюга забезпечують більше переваг при обслуговуванні автомобіля і можуть встановлюватися на міжповерхових перекриттях або над підвалом.

4. Діаметр барабана по середній лінії навитого каната визначається згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.176)

де – коефіцієнт вибору діаметра барабана, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці і залежить від групи класифікації механізму (режиму роботи).

Білет 28

1. Розрахунок канатів зводиться до визначення розривного зусилля, за яким вибирають тип і розміри каната з основними його параметрами, згідно стандартів.

Розрахункове розривне зусилля в канаті визначається згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.177)

де – робоче зусилля в канаті (біля барабана) поліспастової системи (натяг однієї вітки каната);

– мінімально допустимий коефіцієнт використання каната (мінімальний коефіцієнт запасу міцності каната), який вибирається в залежності від групи класифікації механізмів (режимів роботи) згідно норм Держнаглядохоронпраці.

Натяг однієї вітки каната поліспаста при підніманні номінального вантажу:

,

(1.178)

де – сила тяжіння номінальної маси вантажу, Н;

– кратність поліспаста;

– коефіцієнт корисної дії поліспастової системи;

– коефіцієнт, що враховує тип поліспаста (число ланок, що йдуть на барабан), – для простих поліспастів, – для здвоєних.

Вантажні ланцюги в підйомних механізмах застосовують рідше, ніж канати, внаслідок меншої надійності.

За конструкцією ланцюги поділяються на зварні (рис. 1.5, а) і пластинчасті (рис. 1.5, б). Зварні ланцюги застосовуються в талях, підйомних механізмах малої вантажопідйомності та з ручним приводом .

Вантажні ланцюги а) б) а – зварний; б – пластинчастий Рис. 1.5

Пластинчасті ланцюги складаються з окремих пластин, з’єднаних між собою валиками. Їх застосовують в талях та підйомних механізмах при і .

Вибирають ланцюги за розривним зусиллям.

2. До транспортного обладнання відносяться гаражні ланцюгові конвеєри: несучі, штовхаючі і ведучі – підвісні та підлогові. Це обладнання застосовується для транспортування автомобілів та їх агрегатів при ТО і ремонті. Конвеєри забезпечують сталу та потрібну швидкість руху автомобілів і їх агрегатів та зменшують забруднення повітря робочої зони. Завантаження і розвантаження конвеєра відбуваються без зупинки при безперервному русі робочого органу.