книги из ГПНТБ / Смирнов, В. И. Строительные машины учебник

Кк — кинематический коэффициент, учитывающий, какое коль­ цо вращается, и равный 1 при вращении внутреннего кольца и 1,1 —1,35 при вращении наружного;

т— коэффициент приведения осевой нагрузки к радиальной,

т=1,5-ч-4,5;

/Сд — динамический коэффициент, учитывающий характер на­ грузки на подшипник, Кл =1-.-3;

КТ— температурный коэффициент, учитывающий температуру нагрева подшипника, КТ= 1,0--1,4.

Сроки службы подшипника 1г задаются в зависимости от назна­

больших оборотах и обладают ограниченной способностью воспри­ нимать ударные и динамические нагрузки.

смазки, а при больших — жидкие минеральные масла. Консистент­ ные смазки закладываются в камеры подшипников на 1/3—2/3 их свободного объема и периодически восполняются. Уровень масла должен быть не выше центра нижнего шарика или ролика.

Подшипники качения должны быть тщательно защищены от попадания в них пыли и грязи. Для этого, а также для предохра­ нения вытекания смазки из камеры корпуса подшипника приме­ няются различные уплотнительные устройства (рис. 3-5). При окружной скорости вала до 10 м/сек наиболее часто применяются манжетные уплотнения, войлочные устанавливаются при окружной скорости вала до 5 м/сек.

Лабиринтные уплотнения являются самыми надежными, осо­ бенно при больших скоростях вращения валов. Для подшипников качения машин, работающих в чистой и сухой воздушной среде,

60

используются щелевые уплотнения. В ответственных соединениях применяются комбинированные уплотнения.

§3-3. Пружины и муфты

Пр у ж и н ы благодаря их упругим свойствам широко приме­ няются в различных машинах и приборах. Они предназначены для обеспечения постоянной силы нажатия и натяжения между дета­

лями (фрикционные передачи и муфты, тормоза и др.), для амор­ тизации ударов (рессоры, буфера, амортизаторы), измерения силы (динамометры) и т. п.

По конструкции различают витые, тарельчатые, плоские спи­ ральные пружины и листовые рессоры (рис. 3-6).

Витые пружины изготовляются из проволоки круглого и иногда прямоугольного сечения. Наибольшее распространение получили цилиндрические витые пружины; конические пружины исполь­ зуются при необходимости получения переменной жесткости. Та­ рельчатые пружины составляются из конусных дисков (тарелок) и применяются при больших нагрузках и относительно малых габа­ ритных размерах.

Плоские спиральные пружины выполняются из тонкой высоко­ качественной углеродистой стальной ленты и используются для аккумулирования энергии завода (часовые механизмы, автомати­ ческое оружие и т. п.). Листовые рессоры собираются из стальных листов различной длины, соединенных между собой центральным болтом и хомутиками. Для уменьшения трения между перемещаю­ щимися листами рессоры их смазывают графитной смазкой.

61

Поверочный расчет витой цилиндрической пружины растяжения млн сжатия из проволоки круглого поперечного сечения произво­ дится по формуле

других вращающихся деталей механизмов и машин. Кроме того, они могут использоваться как предохранительные устройства для защиты деталей от перегрузок, а также как регуляторы скорости вращения.

По назначению н принципу действия муфты подразделяются на постоянные (неуправляемые!, не допускающие разъединения валов в процессе работы машины, соединительные (управляемые), позволяющие соединять и разъединять валы во время их работы, и автоматические, соединяющие и разъединяющие валы автома­ тически при изменении режима работы машины.

По характеру соединения валов муфты бывают жесткие, не допускающие поворота соединяемых деталей относительно друг друга, упругие (эластичные), позволяющие относительный неболь­ шой поворот, и фрикционные, допускающие проскальзывание сопряженных поверхностей трения.

Основные размеры муфты определяются в зависимости от рас­ четного момента, который принимается равным

м рс= к рм,

где /<р — коэффициент режима;

М— номинальный момент, передаваемый между соединяе­ мыми деталями.

Для передач от электродвигателя Кр имеет следующие зна­ чения:

62

Среди постоянных муфт (рис. 3-7) на строительных машинах наибольшее распространение получили фланцевые (поперечно-

Зубчатые муфты (рис. 3-7,6) состоят из втулок с наружными зубьями п обоймы; они допускают радиальное смещение до 8 мм, перекос валов до 1° и в зависимости от размера передают крутя­ щий момент от 710 до 200 000 н-м. Для уменьшения износа зубьев муфты в ее обойму заливают масло большой вязкости. Такие муфты находят применение в тяжелых машинах.

Широкое распространение, особенно в приводах с электро­ двигателем, получили втулочно-пальцевые муфты (рис. 3-7, в). Они имеют две полумуфты, установленные на концах соединяемых валов. В одну из полумуфт крепятся пальцы, на свободных концах которых размещаются упругие элементы. Последние устанавли­ ваются в отверстиях полумуфты. В качестве упругих элементов могут использоваться резиновые и кожаные втулки, стальные пру­ жины или пакеты пластин.

Упругие муфты смягчают динамические нагрузки, действующие на валы, допускают компенсацию перекоса валов до 1° и передают крутящие моменты до 8000 н-м. При поверочном расчете упругих

63

муфт определяется прочность пальцев на изгиб:

Ж,М1

0,1^20^ |0цЬ

где /„ — длина пальца; d — диаметр пальца; z — число пальцев;

D — диаметр окружности, на которой расположены оси паль­ цев;

/„ — длина набора упругих элементов.

Рис. 3-8. Управляемые муфты:

а — кулачковая; б — дисковая; в — многодисковая; г — ко­ нусная; д — пневмокамерная

Допускаемое напряжение смятия [зси] принимается равным для кожаных и резиновых втулок 100—200 н/см2, для втулок из твердых сортов резины — до 400 н/см2.

К упругим муфтам относятся муфты с упругой оболочкой (рис. 3-7,г). Они способны компенсировать значительные неточ­ ности установки соединяемых валов и обеспечивают легкость сборки, разборки и замены упругого элемента.

Соединительные (управляемые) муфты подразделяются на кулачковые, зубчатые и фрикционные (рис. 3-8).

64

Кулачковая муфта (рис. 3-8, и) состоит из двух полумуфт 1 и 2, соединяющихся между собой посредством торцовых кулачков. Пер­ вая полумуфта соединена с валом неподвижно, вторая может перемещаться на шпонках или шлицах.

Зубчатая муфта имеет две полумуфты в виде зубчатых колес с внутренними и наружными зубьями, которыми они зацепляются между собой при включении.

Кулачковая и зубчатая муфты применяются при отсутствии требований к плавности включения, при редких включениях и ма­ лой относительной угловой скорости соединяемых валов.

Для устранения ударов и шума, возникающих при включении кулачковых и зубчатых муфт, применяются синхронизаторы, кото­ рые перед соединением полумуфт выравнивают угловые скорости вращения валов с помощью вспомогательных фрикционных муфт. Синхронизаторы устанавливаются при необходимости частого включения и выключения соединяемых деталей (например, короб­ ки передач автомобилей).

Фрикционные муфты (рис. 3-8, б, в, г, д) передают крутящий момент за счет сил трения, создаваемых между рабочими поверх­ ностями их элементов, что обеспечивает плавное сцепление валов. В зависимости от формы рабочих поверхностей фрикционные муфты бывают дисковые, конусные и цилиндрические (колодочные, ленточные и др.).

Широкое распространение в качестве муфт сцепления строи­ тельных машин получили дисковые фрикционные муфты (рис. 3-8,6, г), которые могут быть одно- и многодисковые. Для увеличения сил трения между сцепляющимися дисками исполь­ зуются фрикционные накладки ферадо, приклепываемые или при­ клеиваемые к дискам. Диски прижимаются друг к другу обычно при помощи пружин.

Необходимая осевая сила Q сжатия дисков определяется по формуле

/ — коэффициент трения.

Конусные муфты (рис. 3-8, в) используются в строительных ма­ шинах для включения механизмов или в качестве муфт предель­ ного момента. Для их включения требуется осевая сила Q', мень­ шая, чем у дисковых муфт:

Q' = Q sin <р/2,

где ср — угол у основания конуса.

где z —число штифтов;

d — диаметр штифтов в плоскости их среза; тср — предел прочности на срез для штифтов;

D — диаметр окружности, по которой расположены центры штифтов.

66

Фрикционные предохранительные муфты применяются при частых кратковременных перегрузках и в особенности при пере­ грузках ударного действия. Преимущественное распространение имеют многодисковые муфты (рис. 3-9,6), диски 3 которых, сжи­ маемые пружиной 2, в случае перегрузки механизма пробуксовы­ вают относительно друг друга.

В качестве обгонных муфт получили наибольшее распростране­ ние роликовые муфты (рис. 3-9, е ). Если ведущей деталью служит наружная обойма 5, то сцепление валов происходит только при вращении ее против часовой стрелки. При этом каждый ролик б под действием пружины 2 закатывается в суживающую часть внут­ ренней обоймы 4 и заклинивается между обоймами.

Глава 4

ТОРМОЗА И ОСТАНОВЫ

Тормоза

Большинство строительных машин снабжаются тормозами, ко­ торые с помощью сил трения уменьшают скорость движения и останавливают соответствующие узлы и механизмы.

В зависимости от назначения тормоза делятся на стопорные, обеспечивающие остановку и удержание механизма (машины) в неподвижном состоянии в течение длительного времени, и спуск­ ные, которые помимо остановки и удержания механизма, могут регулировать его скорость.

По характеру работы тормоза бывают открытые (разомкну­ тые) и закрытые (замкнутые). Открытые (например, тормоза ходо­ вой части строительных машин) замыкаются только тогда, когда нужно остановить механизм, закрытые (например, тормоза меха­ низмов башенного крана) постоянно замкнуты усилием пружины или весом груза и размыкаются только на тот период, когда меха­ низм работает.

По конструкции различают ленточные, колодочные, дисковые и конические тормоза с механическим, гидравлическим, пневма­ тическим, электромагнитным или автоматическим управлением. Тормоз обычно устанавливается на валу между двигателем и ре­ дуктором, где имеет место наименьший в передаче крутящий мо­ мент. Это позволяет уменьшить размеры тормоза. Если между двигателем и рабочим органом стоит фрикционная муфта, тормоз должен быть установлен за муфтой. В ответственных конструкциях (лифтах, шахтных подъемниках, кранах для разрядных грузов) на валу привода рабочего органа в дополнении к основному тормозу ставится аварийный тормоз.

Применение самотормозящихся червячных передач в механиз­ мах не исключает установки тормозного устройства, так как по мере износа червячная пара теряет самотормозящие свойства.

Тип и габариты тормоза определяются величиной тормозного момента. Так, для механизмов подъема тормозной момент должен обеспечивать удержание груза в статическом состоянии на весу с определенным коэффициентом запаса торможения Кт (табл. 4-1):

торой прикреплена фрикционная накладка. Торможение осущест­ вляется затягиванием тормозной ленты под действием замыкаю­ щего груза, пружины или нажатием на рычаг 3. Угол обхвата а тормозного шкива лентой принимается, как правило, 180—270°, а величина отхода ленты от шкивов при растормаживании состав­ ляет 1—3 мм. Различают (рис. 4-1) простые, дифференциальные

исуммирующие ленточные тормоза.

Впростом ленточном тормозе набегающий конец ленты кре­ пится к неподвижной станине, а сбегающий — к тормозному ры­ чагу; в дифференциальном оба конца ленты крепятся к рычагу по разные стороны от оси его вращения, в суммирующем оба конца

ленты прикреплены так, что они затягиваются одновременно при повороте рычага.

Тормозной момент, создаваемый тормозом, определяется по формуле

Сила F зависит от степени натяжения концов ленты 5! и S2: f = s , - s 2.

68

Так как на основании теории трения гибкой нити (формула Эйлера)

S j = S2ef*

то

F = S2(e/a- 1 ) .

Наибольшего значения тормозной момент -При прочих равных условиях достигает в дифференциальном тормозе. Однако такой тормоз дает слишком резкое торможение и поэтому применяется в механизмах с ручным приводом. Во избежание самозатягивания отношение плеч u2/«i должно быть не менее 2,5—3,0.

мозных моментов при малых габаритах тормоза (строительные лебедки, экскаваторы и др.).

К о л о д о ч н ы е т о р м о з а (рис. 4-2) имеют в качестве ра­

69