Проектирование строительных и дорожных машин

Вконструкциях о, п буртик образован зачеканкой кольца из пластичного металла в выточку на валу. Зачеканку производят на рота- ционно-ковочных машинах; после зачеканки кольцо обрабатывают совместно с валом.

Вконструкции р упор создается коническим бронзовым кольцом, посаженным по H7/h6 на гладкий вал. При тангенсе угла кону-

са tg < f (где f – коэффициент трения) конструкция обеспечивает надежную осевую фиксацию насадной детали за счет сил трения, возникающих между кольцом и валом.

Если необходима установка в строго определенном положении, то кольцо упирают в буртик вала, высота которого может быть очень незначительной, так как основной упор по-прежнему создается силами трения (рис. 7.18, с).

Следует отметить, что все посадки упорных колец в канавки ослабляют вал и не рекомендуются для соединений, подверженных высоким циклическим нагрузкам. В отдельных случаях можно ликвидировать ослабление утолщением вала на участке расположения канавки.

7.18. Фаски и галтели

Все внешние углы деталей должны быть снабжены фасками (табл. 7.1), внутренние углы – галтелями (табл. 7.2).

Таблица 7.1

150

151

152

153

154

155

156

Фаски обычно выполняют под углом 45°. Катет с фаски для цилиндрических деталей общего назначения можно определять из со-

отношения c 0,1D , где D – диаметр цилиндра. Значения c, полученные из этого выражения, округляют до стандартных: 0,2; 0,5; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5.

На свободных, не сопрягающихся поверхностях фаски делают размером 0,1–0,2 мм. В отличие от конструктивных фасок их на изображении не показывают, а указывают в технических требованиях чертежа надписью типа: острые кромки притупить R = 0,2 мм. Необходимость притупления острых кромок чаще указывают в общих технических условиях на изготовление изделия, где оговаривают также размеры и допустимые колебания размеров таких фасок.

Галтели перекрывают галтелями большего радиуса, чем галтель охватываемой детали, выточками и (способ наиболее технологичный) фасками.

157

8. Конструирование литых деталей

Литье широко применяют для изготовления фасонных деталей от мелких до самых крупных типа базовых и корпусных. У многих машин (двигатели внутреннего сгорания, турбины, компрессоры, металлорежущие станки и т. д.) масса литых деталей составляет 60–80 % массы машины.

С помощью литья можно получить детали самой сложной конфигурации, невыполнимые другими способами формообразования. Литейный процесс производителен и недорог.

Для литых деталей характерны пониженная прочность, различные механические показатели в разных участках отливки, склонность к образованию дефектов и напряжений. Качество отливки зависит от технологии литья и конструкции детали, поэтому конструктор должен знать основные правила литейной техники и уверенно владеть приемами, обеспечивающими получение качественных отливок при наименьших производственных затратах.

Рассмотрим наиболее распространенный способ – литье в песчанные формы. Многие правила конструирования деталей, отливаемых в песчаные формы, действительны и для других способов литья.

8.1. Толщина стенок и прочность отливок

Стенки литых деталей обладают неодинаковой прочностью в поперечном сечении из-за различия условий кристаллизации. Прочность максимальна в поверхностном слое, где металл вследствие повышенной скорости охлаждения приобретает мелкокристаллическую структуру и где образуются благоприятные для прочности остаточные напряжения сжатия. В поверхностном слое чугунных отливок преобладают перлит и цементит. Сердцевина, застывающая медленнее, имеет крупнокристаллическое строение с преобладанием феррита и графита. В ней нередко образуются дендритные кристаллы и возникают усадочные раковины и рыхлоты.

Чем массивнее стенка, тем резче разница между прочностью сердцевины и корки, поэтому увеличение толщины стенок не сопровождается пропорциональным увеличением прочности отливки.

По этим причинам, а также для уменьшения массы целесообразно выполнять стенки отливок наименьшей толщины, которая до-

158

пускается условиями литья. Необходимую жесткость и прочность обеспечивают оребрением, применением рациональных профилей, приданием детали выпуклых, сводчатых, сферических, конических и тому подобных форм. Такой метод всегда приводит к получению более легких конструкций.

На видах рис. 8.1 показаны примеры нерационального оформления литых деталей в виде массивных отливок (г) и рационального – в виде тонкостенных конструкций (д).

Рис. 8.1. Формы литых деталей

Механическую обработку литых деталей следует сводить к минимуму не только в интересах сокращения стоимости изготовления, но и по соображениям прочности (при механической обработке удаляется наиболее прочный поверхностный слой). Участки, подвергаемые механической обработке, усиливают, утолщая прилегающие стенки.

8.2. Формовка

Конструкция отливки должна обеспечивать простое и удобное изготовление формы. Это условие разделяется на следующие, частные:

модель должна беспрепятственно извлекаться из формы;

стержни должны свободно формоваться в стержневых ящиках;

159