2.4. Детали и узлы, обслуживающие передачи

Оси и валы – вращающиеся элементы передач. Ось – стержень для поддержки одного или нескольких вращающихся звеньев передачи. Вал – стержень, предназначенный для поддержки деталей и передачи крутящего момента . Оси могут быть: подвижные (вращающиеся вместе с деталями на них); неподвижные (закреплены в корпусе (станине) изделия). Детали соединяют шпонками, шлицами (на первых) и на подшипниках (на вторых).

Различают валы: прямые (машины), коленчатые (ДВС, компрессоры, щековые дробилки) и гибкие (вибраторы, ручные инструменты).

О порные участки вала или оси называют цапфами. Различают концевые (шипы 1 и пяты 3) и промежуточные (шейки 2) цапфы. Шипы передают на корпус машины радиальную, а пяты - осевую нагрузку (Рис.2.10). Для соединения валов используют приводные (нерасцепные) и сцепные муфты.

П

Рис. 2.10. Цапфы валов и осей

риводные: жесткие (втулочные, продольно-свертные, фланцевые), компенсирующие (зубчатые, цепные, шарнирные), упругие ( втулочно-пальцевые, с резино-кордовой оболочкой – торообразной). Сцепные: управляемые и самоуправляемые. Самоуправляемые, включаются и выключаются автоматически (центробежные и предохранительные, свободного хода, обгонные муфты, храповые механизмы). Управляемые: фрикционные (различают дисковые, конические, пневмокамерные муфты); кулачковые; зубчатые.

Опорами для валов и осей служат подшипники. Они воспринимают и передают на корпус (раму) машины радиальные и осевые нагрузки. Разновидностью подшипников являются подпятники (односторонние и двухсторонние). Устанавливаются на пятах валов и осей для передачи лишь осевых нагрузок. По способу передачи нагрузок различают подшипники: скольжения (ПС); качения (ПК).

Корпуса изготавливают из чугуна, реже стальное литье; вкладыши из баббита – сплавы олова и свинца, бронзы – сплавы на основе меди, текстолиты, пластики. Основной элемент ПС – корпус и вкладыш из антифрикционного материала (цельные и разъемные). ПК – состоят из наружного и внутреннего колец, тел качения (шариков или роликов), сепаратора. Различают шариковые и роликовые подшипники (игольчатые). По направлению воспринимаемой нагрузки ПК делят на: радиальные, радиально-упорные и упорные. По нагрузочной способности подшипники бывают следующих серий: сверхлегкая; особо легкая; легкая; легкая широкая; средняя; средняя широкая; тяжелая (седьмая серия).

При постоянном внутреннем диаметре габариты подшипников возрастают в порядке этих серий.

ПК основной вид опор в машинах. По сравнению с ПС более высокий КПД, меньше нагреваются, малый уход, меньше смазки (расход), высокая несущая способность на единицу ширины. Недостаток – большие диаметральные габариты.

Тормоза – для уменьшения скорости или остановки в виде стопорных устройств. Выполняют чаще колодочными, дисковыми, ленточными, а коническими редко.

Колодочный тормоз состоит из станины, двух шарнирно установленных на ней стоек, колодок (футерованы фрикционной лентой), тяги с хомутом, размыкающего устройства.

Ленточный тормоз – шкив огибает стальная лента с фрикционной накладкой, станина, тяга, тормозной рычаг с педалью. Их изготавливают с электромагнитным приводом, гидравлическими и пневматическими толкателями.

Дисковый тормоз – несколько дисков с фрикционными накладками (вращаются вместе с валом), диски с перемещением, пружина, регулировочный винт, корпус, кожух, система рычагов, толкатели.

Редукторы – в качестве отдельных узлов механических передач в строймашинах, смонтированные в едином корпусе закрытые передачи для понижения угловой скорости ведомого вала по сравнению с ведущим валом. Их еще называют ускорители или мультипликаторы. По типу передач различают редукторы: с цилиндрическими, коническими, смешанными, коническими-цилиндрическими, зубчатыми парами, червячными передачами. По числу ступеней передач различают редукторы одно- и многоступенчатые. Они могут быть специальными и универсальными. Технические характеристики: мощность, число оборотов, передаточное число, межосевое расстояние и другие, учитывающие режимы нагружения.

Большее применение сейчас находят редукторы с планетарными передачами (соосные многопоточные – два центральных колеса, три сателлита, ось водило), с малыми габаритами и массой, с высоким КПД по сравнению с зубчатыми передачами.

Контрольные вопросы к главе 2

1. Что такое привод машины? Из чего он состоит? Обоснуйте преимущественное применение строительных машин с автономными двигателями перед машинами, работающими от внешней энергетической сети. Какими основными показателями оценивают эффективность привода строительных машин?

2. Что такое силовая установка машины? Из чего она состоит?

3. Перечислите виды механических трансмиссий. Какие трансмиссии передают движение с преобразованием энергии в другие формы, отличные от механической? Какие устройства обеспечивают эти преобразования? Приведите классификацию трансмиссий.

4. От чего зависит внешнее сопротивление на рабочем органе? Каков характер этого сопротивления? Какими показателями пользуются для характеристики режимов работы машин и их механизмов? Приведите классификацию режимов.

5. Что такое жесткость механической характеристики привода? Какие характеристики называют жесткими? мягкими? Что такое коэффициент перегрузочной способности привода?

6. Какие типы электрических двигателей применяют в приводах строительных машин? Назовите параметры электрической сети для питания двигателей переменного тока.

7. Что такое трансмиссия? передача? Приведите примеры. Какими параметрами характеризуется передача? Как они связаны между собой? Что такое передаточное отношение, как его определяют при одинаковых формах движения на входном и выходном звеньях передачи? Что такое коэффициент полезного действия, какие сопротивления движению он учитывает?

8. Чем определяется сопротивление на ведомом звене трансмиссии? Какому условию должны удовлетворять активное усилие или момент на ведущем звене трансмиссии для возможности ее функционирования?

9. Перечислите виды механических передач. Какие из них относятся к передачам движения трением? зацеплением? Какие передачи имеют в своем составе гибкие связи?

10. Опишите устройство и принцип работы фрикционной передачи. Что такое упругое проскальзывание, на какие параметры передачи оно влияет? Как определяют передаточное отношение фрикционной передачи? коэффициент полезного действия передачи? При каком условии обеспечивается функционирование фрикционной передачи? Как определяют передаточное отношение конической фрикционной передачи?

11. Опишите устройство и принцип работы ременной передачи. Что такое угол обхвата? Какой функциональной зависимостью связаны между собой усилия в набегающей и сбегающей ветвях ременной передачи? Как определяют передаточное отношение ременной передачи? Чем отличается упругое скольжение от буксования? Какие виды ремней применяют в ременных передачах? Каковы области их применения? Какими преимуществами и недостатками обладают клиновые ремни (в т. ч. многорядные) по сравнению с плоскими? Каково оптимальное значение межосевого расстояния для плоскоременной передачи? Каковы минимальное и максимальное значения межосевого расстояния для клиноременной передачи? Для чего и какими способами осуществляют натяжение ременной передачи? Какими преимуществами и недостатками обладают ременные передачи?

12. Опишите устройство и принцип работы зубчатой передачи. Как называют сопрягаемые колеса зубчатой передачи? Перечислите виды зубчатых колес и охарактеризуйте их устройство и области применения. Что такое передача внутреннего зацепления, чем она отличается от передачи внешнего зацепления? Какими основными факторами предопределено преимущественное применение зубчатых передач в трансмиссиях строительных машин?

13. Как определяют межосевое расстояние в цилиндрической зубчатой передаче? в конической передаче? Что такое делительная окружность? основная окружность? окружность вершин зубьев? окружность впадин? Что такое шаг и модуль зубьев? Как определяют диаметры делительных окружностей зацепляющихся колес в цилиндрической зубчатой паре?

14. Опишите устройство и принцип работы червячной передачи. Как определяют диаметр делительного цилиндра червяка? Назовите виды червяков. Чем они характеризуются? Каковы их преимущества и недостатки? Как определяют передаточное число червячной передачи? Какими достоинствами и недостатками обладают червячные передачи?

15. Опишите устройство и принцип работы цепной передачи. Какие типы приводных цепей применяют в цепных передачах? Как определяют передаточное число цепной передачи? Дайте сравнительную оценку цепных и ременных передач.

16. Для чего предназначены валы и оси? Чем они различаются? Перечислите конструктивные формы валов. Что такое цапфа? Перечислите виды цапф в зависимости от их назначения.

17. Для чего служат подшипники? Что такое подпятник? Перечислите типы подшипников по способу передачи нагрузок. Каковы их функциональные и конструктивные различия?

18. Опишите устройство и принцип работы подшипника скольжения. Из каких материалов изготовляют антифрикционные вкладыши?

19. Как устроен подшипник качения? Приведите классификацию подшипников качения. Чем объясняется большая нагрузочная способность роликовых подшипников по сравнению с шариковыми? В каких случаях применяют игольчатые подшипники?

20. Для чего в трансмиссиях машин применяют муфты? Приведите их классификацию. Какие виды нерасцепляющихся муфт применяют в трансмиссиях строительных машин?

21. Для чего в строительных машинах применяют тормоза? Каковы их основные типы? Как устроены и как работают колодочные, ленточные и дисковые тормоза?

22. Для чего применяют редукторы? Перечислите виды наиболее распространенных схем редукторов. Чем отличаются специальные редукторы от универсальных?