12. Конструирование валов, осей и их опор в приводах рабочих органов горных машин и оборудования.

Проектирование горных машин включает в себя наряду с решением вопросов отработки оптимальной общей компоновочной схемы изделия также и конструирование составных частей: трансмиссий, движителей, приводов и исполнительных рабочих органов.

1.Движение горных машин по неровной опорной поверхности сопровождается упругими деформациями их рам, что вызывает взаимное перемещение механизмов друг относительно друга. Вследствие этого соединение нескольких механизмов, а также внутренняя их компоновка полностью исключает применение многоопорных валов. Длинные валы следует устанавливать на двух сферических самоустанавливающихся подшипниках,один из которых (со стороны приводной передачи) фиксируется в опоре неподвижно, а второй – с возможностью осевого перемещения в расточке корпуса (плавающая опора). Расчет реакций в опорах вала проводится в этом случае по классической схеме двухопорной статически определимой балки (Рис.5.1).

А

x

R_Ay

R_Ax

R_Bx

Рис.5.1

Применение плавающей опоры обусловлено необходимостью компенсации отклонений вследствие:

• неточности изготовления и монтажа;

• осевого перемещения вала относительно опоры при его упругом изгибе;

• температурное изменение длины вала, которое определяется выражением

,

где  - температурный коэффициент линейного расширения (для стали =(12…17)10^-6, 1/град); l – длина вала между опорами при температуре монтажа; t– перепад температур во время транспортировки, хранения и эксплуатации изделия.

2.Для соединения валов следует применять муфты, обеспечивающие компенсацию некоторой несоосности и углового несовпадения осей вращения валов (зубчатые и цепные муфты).

3.Для обеспечения центрирования валов под опорные лапы корпусов механизмов при независимом их креплении на раме следует предусматривать пластины из тонколистового материала; при фланцевом креплении, например, гидромотора или электродвигателя к редуктору – центрирующие буртики;

13 Особенности расчета, установки и правила эксплуатации кард.Телескопич. Валов

В приводах горных машин для передачи крутящего момента к исполнительным органам и активным движителям широко используются карданные телескопические валы (КТВ). Они представляют собой разновидность соединительных муфт, обеспечивающих кинематическое соединение валов, расположенных на значительном расстоянии друг относительно друга, а также перемещающихся вместе с шарнирно закрепленными составными частями машины или агрегата. КТВ состоит из трех основных частей, т. е. двух одинаковых карданных шарниров, соединенных телескопическим валом. Карданный шарнир, включающий две однотипные вилки, соединенные крестовиной с игольчатыми подшипниками, обладает существенным недостатком – при перекосе осей наблюдается не синхронное вращение ведомых частей относительно ведущих в пределах одного оборота.

Для обеспечения нормальной эксплуатации КТВ в составе машины необходимо на стадии проектирования и сборки соблюдать три условия:

- оси вращения ведущего и ведомого вала должны быть параллельны;

- однотипные вилки двух карданных шарниров должны быть расположены в одной плоскости;

- во время соединения частей телескопического вала необходимо совмещать метки, которые нанесены во время балансировки.

КТВ с компактными вилками (автомобильного типа) допускают перекос оси телескопического вала относительно ведущего и ведомого хвостовиков в рабочем режиме до 7⁰, а кратковременный максимальный угол - до (15…17)⁰. При использовании удлиненных вилок (тракторного типа) - максимальный угол - до 40⁰.

Допустимая нагрузка на игольчатый подшипник карданного шарнира -

, кН

где z_p - число роликов в игольчатом подшипнике; l_pd_p- длина и диаметр ролика, м; n– частота вращения вала, с^-1.

Допустимый крутящий момент для карданного шарнира –

, кН·м

где h – расстояние между цапфами крестовины, м.

Во время работы КТВ происходит осевое перемещение сопряженных частей в телескопическом соединении, которое вызывает дополнительные осевые и радиальные нагрузки на подвижные опоры (подшипники):

- осевая ; - радиальная ,

где d_ср – средний диаметр шлицевого соединения, м; f - коэффициент трения в телескопическом соединении по боковым поверхностям.