книги из ГПНТБ / Хандельсман Ю.М. Камневые опоры

Наиболее распространенными являются цементирующие сред­ ства: термопластичные (которые при повторном нагреве становятся снова пластичными и растворяются некоторыми растворителями), термореактивные (которые ие размягчаются повторным нагревом) и отверждающиеся. В табл. 24 приведены некоторые свойства це­ ментирующих веществ, применяемых в КО.

Кроме цементов на органической основе можно пользоваться неорганическими цементами, например серебряной зубоврачебной амальгамой — отверждающимся .металлическим сплавом пли пере­ кисью цинка, получаемой добавлением 60% раствора хлористого цинка к тонко измельченному свободному от углекислых солей по­ рошку окиси цинка (в результате получается густая, быстро за­ твердевающая паста). Можно пользоваться также пастой из свин­ цового глета и глицерина с добавлением небольшого количества воды.

Достоинством указанных цементов является их способность от­ верждаться. Однако они не обладают высокой адгезией к корунду и другим камневым материалам. Прочность закрепления зависит от прочности механического соединения между частицами цемента и неровностями шероховатой поверхности камня. Однако указанные цементы целесообразно применять в случаях, когда соединяемая по­ верхность камня имеет выемку, в которую заходит цемент.

Закрепление пайкой применяют в тех случаях, когда нежела­ тельно соединение с помощью цементов. В связи с тем, что метал­ лические припои (мягкие и твердые) не омачивают поверхность камня, конструкция опоры должна предусматривать возможность механического закрепления отвердевшим припоем.

При соединении камня припоем выемку в металлической де­ тали предварительно лудят, п пока припой не остыл, камень встав­ ляют в выемку и узел охлаждают. До помещения в выемку ка­ мень нагревают до температуры пайки. При этом способе закрепле­ ния следует остерегаться очень резких изменений температуры камня.

Очень прочное соединение пайкой получают в том случае, ког­ да закрепляемая поверхность камня электролитически покрывается медью пли никелем. Электролитически осажденный слой, прочно связанный с поверхностью камня, 'припаивают к металлической де­ тали обычным способом.

Термическая посадка. Средний коэффициент линейного расши­ рения порядка 6• 10—ѳ l/град и предел прочности иа сжатие 2,06-105 н/см2 позволяют применять для закрепления камней из корундов обычные методы термической посадки. При этом очень важ­ но тщательно обрабатывать посадочное место детали с тем, чтобы неровности поверхности и отклонения от задаиной геометрической формы не вызывали чрезмерных локальных напряжений в камне.

При посадке камней цилиндрической формы диаметром до 3 мм без сквозного отверстия о латунную деталь натяг не должен пре­ вышать 8 мкм. Для камней со сквозным отверстием его следует уменьшить на 30%. При посадке камней с диаметром свыше 3 мм натяг может быть увеличен иа 30—50%. Чем тверже металл, тем меньший следует предусматривать натяг. С целью снижения напря­ жений в камне посадку следует ограничить верхним пояском поса­ дочного отверстия.

Термическую посадку применяют для исключения стружки и заусенцев, которые сопровождают обычные прессовые посадки. По­

садку 'проводят за счет нагревания металлической детали или ох­ лаждения корунда (жидкий азот). Камни, изготовленные из других камиевых материалов, также могут закрепляться методом термиче­ ской посадки.

Прессовая посадка — наиболее распространенная и наиболее дешевая из рассмотренных. Она в наибольшей мере соогветстзует массовому производству и поэтому широко применяется в часовой промышленности. Правильно выполненная прессовая посадка поз­ воляет проводить передвижку камней при регулировке осевого за­ зора в опорах.

При расчете прессовой посадки следует стремиться к тому, что­ бы все изменения контактирующих поверхностей детали лежали в области упругих деформации. Каммевын материал меньше дефор­ мируется, чем материал, в который запрессовывается камень, по­ этому при расчете всю деформацию относят к последнему.

Камень запрессовывают непосредственно в плату прибора или

Непосредственная запрессовка обеспечивает более высокую точ­ ность центрирования камня, но затрудняет его замену. Промежу­ точную деталь применяют в специальных опорах, таких как маслоудержпвающие, противоударные, или в тех случаях, когда необхо­ дима многократная осевая .регулировка и разборка опоры.

Серьезным недостатком этого способа закрепления является то, что при нем не исключено .разрушение камней как в процессе за­ прессовки, так и позже под воздействием остаточных напряжений. Изучение этого явления показало [15], что под воздействием на­ грузки .в камне может сначала образоваться механический двой­ ник, около которого в дальнейшем возможно появление трещин и сколов. В камнях основной формы Ш, У, Д, X часть поверхности отверстия (в направлении, перпеядшсулярном главной оси) может иметь шероховатость несколько большую, чем вся его поверхность. Этим создается предпосылка для образования зародышей разруше­ ния, которые при наличии весьма сложных нагружений камня и анизотропии его свойств прорастают в его толщу, причем этот про­ цесс может развиваться во времени.

овальность цилиндрической поверхности камня неизбежна [32]. Трудно исключить и некруглость посадочного отверстия детали. По данным В. М. Карпович [15], при запрессовке часовых камней ос­ новной формы Д в платину часов (латунь ЛС-63-ЗТ), отверстия которой дополнительно вручную прочищались гладким калибром (что увеличивало некруглость), наблюдалось разрушение камней до

под оптимальными условиями запрессовки камней следует пони­

форма фаски обеспечивают постепенное возрастание усилий при за­ прессовке. Не менее важно обеспечить при запрессовке правильное направление камня в посадочном отверстии. Это особенно трудно

сделать с камнями основной формы Д, в которых усилие запрес­ совки прилагается к сферической поверхности. При запрессовке та­ ких камней применяют пуансоны, контактирующие с краем сфери­ ческой поверхности. Для центрирования камня в центре пуансона имеется подпружиненный конический штифт.

Вотечественной часовой промышленности при запрессовке при­ меняют натяги порядка 1,0—1,5% от диаметра камня. Некруглость посадочного отверстия специально не оговаривается, но, как пра­ вило, она составляет не более половины поля допуска на посадоч­ ный диаметр.

Впрецизионных КО, а также в часовых противоударных камневых опорах максимальные натяги те превышают 0,3% от диа­ метра камня. При таких натягах (запрессовка в латунную оправу)

исключается покол камней как в процессе запрессовки, так и при хранении. Натяг определяется по средним истинным размерам кам­ ня и посадочного отверстия. С целью повышения прочности закреп­ ления, особенно если опоры работают в условиях вибрации, при­ меняют дополнительную завальцовку. Швейцарская камневая фир­ ма Зайтц рекомендует прессовые посадки, приведенные в табл. 25.

Завальцовка (закатка) применяется как самостоятельная опе­ рация закрепления, так и в сочетании с прессовой. Ее главное пре­ имущество состоит в отсутствии остаточных напряжений в камне после закрепления. Высота посадочного отверстия при завальцовкс должна быть равна или несколько больше высоты камня. На рас­ стоянии 0,1—0,2 мм от края посадочного отверстия делается бур­ тик, который при закатке закрепляет камень (стр. 105).

Кромка буртика не должна быть острой, иначе она порвется. Очень толстая кромка затрудняет закатку. В зависимости от меха­ нических свойств металла, формы я размера наружной фаски кам­ ня толщина буртика колеблется от 0,05 до 2,5 мм. Если закатка применяется как самостоятельная операция закрепления, то камень

впосадочное отверстие вставляется с гарантированным зазором. Чтобы предотвратить его выпадение перед закаткой под камень

вглухое отверстие следует ввести каплю масла, которая за счет

лапласовского дефекта давления будет его надежно удерживать в расточке. Закатку латуни обычно делают конусом, изготовленным из нейзильбера или пластмассы.

Таблица 26

Однако такой способ ме гарантирует отсутствие остаточных напря­

жений в камне.

Швейцарская фирма Зайтц под закатку и аналогичные методы закрепления рекомендует посадки, приведенные в табл. 26.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ТИПОВ КАМНЕВЫХ ОПОР

1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КАМНЕВЫХ ОПОР С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЦАПФОЙ

Цилиндрические опоры по сравнению с д-ругим,и типами КО получили наиболее широкое распространение. Они превосходят все остальные КО по количеству основных форм и типоразмеров при­ меняемых камней.

Цилиндрические опоры кинематического типа (рис. 39) имеют наиболее высокую точность центрирования (до десятых долей мик­ рометра), которая определяется достигнутой точностью изготовле­ ния цилиндрических цапф. Точность центрирования мало зависит от диаметра цапфы и при износе опор практически не снижается. Смещение оси при износе компенсируется регулировкой (см. рис. 39). Причем регулировка осуществляется перемещением только подшип­ ника, что является достоинством таких опор.

В опорах кинематического типа применяют камин основной формы П и М (рис. 39, а). Натяг замыкающей пружины при гори­ зонтальном расположении оси обычно составляет 0,5—0,8 силытя­ жести подвижной системы. При негоризонтальном расположении

Рис. 40. Цилиндрические опоры нормального типа открытые

оси натяг пружины увеличивается настолько, на сколько уменьша­

рирования входит некруглость и эксцентричность отверстий камней формы Ш.

Цилиндрические опоры открытого типа (открытые) применяют при малых скоростях вращения и значительных радиальных на­ грузках. Наиболее распространенные конструкции таких опор пока­ заны на рис. 40. Камень основной формы Ш используют в опорах,

тирует сохранение работоспособности опор (с пониженными характернстшсами) при поломке цапф.

Несущая способность открытых опор с цилиндрическим отвер­ стием камня чувствительно снижается при перекосах оси. Высокая твердость камиевых материалов исключает ее повышение за счет приработки отверстия подшипника. При невозможности исключения опасных перекосов несущая способность существенно повышается применением самоустанавливающихся опор (рис. 41, а).

J

В)

Рис. 41. Особые конструкции цилиндрических открытых опор

К камневым опорам с цилиндрической цапфой может быть от­ несена опора, изображенная на рис. 41, б. Камни формы Ниж за­ прессованы в металлические .вкладыши, которые, в свою очередь, посажены на прессовой посадке во втулку. Такие опоры применяют при больших диаметрах цапфы, когда невозможно изготовить со­ ответствующий сквозной камень.

В опорах с разгрузкой магнитным«, упругими и другими сила­ ми, а также в случаях, когда исключена осевая нагрузка, приме­ няют опоры на струне (рис. 41, в). Неподвижная тонкая проволока, выполняющая роль цапфы, может быть закреплена жестко или упруго. Особенно в .последнем случае опора хорошо работает в ус­ ловиях ударных нагрузок. В микроэлектромашинах опоры, спроек­ тированные по такой схеме, позволяют обеспечить большой .ресурс работы за счет резервной подпитки зоны трения маслом, посту­ пающим с фитиля, расположенного в трубке между сквозными

камнями.

Цилиндрические опоры закрытого типа (закрытые) применяют

опор от открытых состоит в том, что осевая нагрузка в них вос­ принимается пятой цапфы, а не заплечиком, что исключает неопре­ деленность контакта и неустойчивость трения при вертикальном по­ ложении оси. Момент трения в закрытых опорах при действии только силы тяжести подвижной системы изменяется с изменением