Проектирование строительных и дорожных машин

ние и хонингование отверстий) позволяют получить размеры с точностью 0,5–1 мкм, достаточной для соединений, собираемых в настоящее время методом селективной сборки. Повышение стоимости механической обработки вполне окупилось бы упрощением и удешевлением сборки.

Особое внимание следует обратить на устранение подгоночных работ, доделки в процессе сборки и установки деталей и узлов по месту с индивидуальной регулировкой их взаимного расположения. Подгонка требует применения расстраивающих ритм сборки слесарных операций или дополнительной станочной обработки, снижает качество сборки и лишает конструкцию взаимозаменяемости. Пригоночные работы, как правило, очень трудоемки. Необходимы предварительная, иногда многократная, сборка узлов, промеры, проверка работы узла и последующая разборка для внесения исправлений. Каждая сборка-разборка связана с операциями промывки деталей.

В правильной конструкции детали должны быть выполнены с точностью, обеспечивающей собираемость и надежность узла при комплектации его любыми деталями, поступающими со склада готовых изделий. Положение деталей в узле, узлов в агрегате и на машине должно быть определено сборочными базами и фиксирующими элементами, выполненными заранее с помощью станочных операций.

При сборке некоторых соединений до сих пор применяют ручные операции. К таким операциям относится, например, притирка деталей в соединениях, где требуется высокая степень герметичности (посадки конических клапанов, пробковых кранов, плоских распределительных золотников, плунжеров и цилиндрических золотников во втулках и т. д.). Притирку применяют также в тяжелонагруженных соединениях на конусах для полного прилегания и предупреждения наклепа и разбивания посадочных поверхностей. Поскольку притирка производится попарно, детали лишаются свойства взаимозаменяемости.

Однако и здесь возможна замена ручных операций механическими не только на предварительных, но и на окончательных стадиях обработки. Так, на передовых предприятиях трудоемкую операцию попарной притирки плоских поверхностей в соединениях металла по металлу заменяют механизированной притиркой каждой из поверхностей по эталонной плите, благодаря чему сопрягающиеся детали становятся взаимозаменяемыми.

210

10.1. Осевая и радиальная сборка

Система сборки оказывает большое влияние на конструкцию узла и на его технологические и эксплуатационные характеристики.

В узлах с продольной и поперечной осями симметрии возможны две основные системы сборки: осевая, при которой части узла соединяются в осевом направлении, и радиальная, при которой части соединяются в поперечном (радиальном) направлении. При осевой сборке плоскости стыка перпендикулярны к продольной оси; при радиальной – проходят через продольную ось.

На рис. 10.1 в качестве простейшего примера изображена сборка вала с насаженным на него зубчатым колесом в корпус. На рис. 10.1, а показана осевая сборка. Корпус и крышка корпуса, а также установленные в них подшипниковые втулки целые. Вал вводят в корпус в осевом направлении и фиксируют крышкой, центрированной относительно корпуса цилиндрическим буртиком.

Рис. 10.1. Схемы сборки

На рис. 10.1, б показана смешанная радиально-осевая сборка. В данном случае корпус разъемный, а крышка – целая.

При радиальной сборке (рис. 10.1, в) корпус и втулки выполнены с разъемом по продольной оси. Вал укладывают в одну из половин корпуса и накрывают другой половиной. Половины корпуса стягивают поперечными болтами и фиксируют одну относительно другой установочными штифтами.

211

Сопоставление систем осевой и радиальной сборки позволяет сделать следующие, общие для многоступенчатых агрегатов выводы.

При осевой сборке отливка корпуса, разделенного на отсеки, проста. Механическая обработка весьма удобна. Обрабатываемые поверхности открыты для обзора, доступны для подвода режущего инструмента и легко промеряются. Так как обработка производится по непрерывным цилиндрическим поверхностям, то при изготовлении отсеков могут быть применены методы скоростной обработки. Конструкции в целом присуща высокая жесткость. Внутренние полости хорошо уплотняются.

Недостатки осевой сборки следующие:

1.Сборка агрегата сложна. Проверка и регулировка осевых зазоров затруднительны. Выдержать правильные зазоры можно или с помощью специальных приспособлений, или повышением точности выполнения осевых размеров элементов конструкции.

2.Осмотр внутренних частей сложен. Для того чтобы открыть ка- кую-нибудь ступень, необходимо демонтировать все предыдущие.

Конструкция с радиальной сборкой по достоинствам и недостаткам противоположна конструкции с осевой сборкой. Изготовление корпуса, представляющего собой две массивные отливки, затруднительно. Механическая обработка сложна. Внутренние полости обрабатывают или открытым способом (для каждой половины корпуса в отдельности с последующей подгонкой стыка), или закрытым (при половинах корпуса, собранных на контрольных штифтах по предварительно начисто обработанным поверхностям стыка). И тот

идругой способ требуют специальных инструментов, мерительных приспособлений, а также высокой квалификации исполнителей.

Вследствие асимметрии сечений корпус имеет неодинаковую жесткость: меньшую в плоскости стыка и большую в перпендикулярном к нему направлении. Ослабление конструкции продольным разъемом приходится компенсировать увеличением сечений стенок корпуса. Конструкция поэтому получается тяжелой. Полости корпуса нуждаются в тщательном уплотнении по фигурному плоскому стыку без нарушения цилиндричности внутренних обработанных поверхностей, что обычно достигается притиркой стыковых поверхностей и установкой их на герметизирующих составах.

Зато сборка и разборка очень удобны. При сборке вал укладывают в подшипники нижней половины корпуса. Предоставляется пол-

212

ная возможность проверить и отрегулировать осевые зазоры. Осмотр внутренних полостей агрегата удобен. При снятой верхней половине корпуса обнажается внутренность агрегата и обеспечивается доступ ко всем установленным в корпусе деталям.

Сравнивая недостатки и преимущества осевой и радиальной сборки, видим, что осевую сборку целесообразно применять в тех случаях, когда ради создания прочной и легкой конструкции (транспортное машиностроение) можно пойти на некоторые эксплуатационные неудобства. Если масса конструкции не играет существенной роли и если можно допустить повышенную стоимость изготовления ради удобства сборки и эксплуатации, то применяют радиальную сборку.

На рис. 10.2 показаны схемы сборки одноступенчатого зубчатого редуктора с расположением осей зубчатых колес в горизонтальной плоскости.

Рис. 10.2. Схемы сборки одноступенчатых редукторов

В конструкции с осевой сборкой (вид а) из-за наличия цоколя нельзя разъединить корпус по оси симметрии. Зубчатые колеса редуктора монтируют с одной стороны в стенке корпуса, а с другой – в отъемной крышке 1, зафиксированной на корпусе контрольными

213

штифтами. Конструкция обеспечивает удобную механическую обработку корпуса. В отличие от многоступенчатых агрегатов здесь удобен и монтаж. Для проверки зацепления колес и для осмотра внутренней полости редуктора предусматривают смотровой люк 2.

Вконструкции с радиальной сборкой (вид б) корпус состоит из двух частей с разъемом в плоскости осей зубчатых колес, части корпуса фиксируются одна относительно другой контрольными штифтами. Как и другие системы радиальной сборки, эта конструкция характеризуется сложностью механической обработки. Посадочные отверстия под подшипники валов обрабатывают в сборе при половинах корпуса, соединенных по предварительно обработанным поверхностям стыка, или раздельно в обеих половинах, с последующей чистовой обработкой поверхностей стыка. Последний способ сложнее, чем первый.

Уплотнение стыка связано с некоторыми затруднениями. Упругие прокладки применять нельзя, чтобы не нарушить цилиндричность посадочных гнезд под подшипники; необходима притирка поверхностей стыка и применение герметизирующих составов. Особенно трудно добиться уплотнения одновременно по плоскому стыку и по наружным цилиндрическим поверхностям подшипников (если втулки подшипников выполнены целыми). Во избежание разборки стыка при эксплуатации в корпусе необходимо предусматривать смотровой люк.

Вконструкции со смешанной радиально-осевой сборкой (вид в) валы зубчатых колес оперты в стенках корпуса; корпус снабжен крышкой с плоскостью разъема, расположенной выше гнезд под подшипники валов. Сборку ведут в следующем порядке: заводят в корпус зубчатые колеса (которые в данном случае должны быть насадными), продевают валы через подшипник и через ступицы колес (валы должны быть ступенчатыми) и фиксируют колеса на валах. По простоте механической обработки, по устойчивости фиксации валов в корпусе эта конструкция лучше предыдущих. Однако монтаж ее значительно сложнее.

Вбольшинстве случаев возможно несколько вариантов сборки, из которых конструктор должен выбрать вариант, наиболее подходящий к данным условиям работы.

Втабл. 10.1 приведены способы радиальной и осевой сборки типового машиностроительного узла – зубчатого редуктора.

214

Таблица 10.1

Радиальная сборка

Плоскость разъема корпуса проходит Верхняя половина корпуса зафиксировачерез ось блока. Предварительно собранна относительно нижней наружными ный блок укладывают подшипниками обоймами подшипников. Правый подна посадочные поверхности нижнего коршипник «плавает» на валу. Недостаток пуса и накрывают верхней половиной конструкции: невозможность обработки корпуса, фиксируемой относительно нижпосадочных поверхностей под подшипней контрольными штифтами. Левый ники напроход подшипник фиксируют крышкой а, правый подшипник – «плавающий»

Половины корпуса зафиксированы одна Половины корпуса зафиксированы одна относительно другой наружными обойотносительно другой обоймами подшипмами подшипников и кольцами б. Праников и крышками в. Конструкция привый подшипник «плавает» на валу. Возменима при не слишком большом расможна обработка посадочных поверхностоянии между подшипниками стей под подшипники напроход

215

Продолжение табл. 10.1

Осевая сборка

Отъемная стенка г зафиксирована относительно корпуса контрольными штифтами. При монтаже блок устанавливают правым подшипником в корпус и накрывают отъемной стенкой (стопорное кольцо д подшипника должно быть предварительно снято), после чего фиксируют крышкой е. Недостатки конструкции: уменьшение жесткости корпуса; расположение уплотнительной прокладки ниже уровня масла

Блок фиксируется в осевом направлении Вариант конструкции (подвесной корпус) подшипником, расположенным в корпусе

216

Продолжение табл. 10.1

В корпусе (эск. 8) проделано отверстие диаметром, превышающим диаметр большего колеса. Блок устанавливают в крышке ж и вводят в корпус (эск. 9). Центрирующие поверхности в корпусе обрабатывают с одного установа. Диаметр крышки ограничивает расположение смежных (расположенных вне плоскости чертежа) колес перебора

Блок фиксируется подшипником, расположенным в корпусе. В крышке предусмотрено отверстие для обработки посадочных поверхностей напроход

Большое зубчатое колесо вводят через верхнее отверстие корпуса (экс. 12) и продевают через него вал с установленным на нем малым колесом, после чего затягивают гайки з и фиксируют блок крышкой и (эск. 13)

217

Окончание табл. 10.1

Если диаметр малого зубчатого колеса превышает диаметр посадочного отверстия подшипника, то оба колеса заводят в корпус сверху (эск. 14). Монтаж с продеванием вала через зубчатые колеса широко применяют при установке их на подшипниках скольжения (эск. 15)

Вал в сборе с зубчатыми колесами заводят в наклонном положении через верхнее отверстие корпуса (эск. 16), разворачивают, после чего устанавливают подшипники и фиксируют блок крышкой (эск. 17)

Блок можно собрать тем же способом в сборе с подшипниками (эск. 15), если установить подшипники на промежуточных втулках к (эск. 19) и несколько расширить верхнее отверстие

218

10.2. Независимая разборка

При выборе системы сборки следует учитывать удобство осмотра, проверки и регулирования узлов. Демонтаж одной детали или узла не должен нарушать целостности других узлов, подлежащих проверке.

Рис. 10.3. Системы сборки

Установка зубчатого колеса по рис. 10.3, а неудачна. Колесо зафиксировано гайкой 1, служащей также для крепления оси в корпусе. Чтобы снять колесо, необходимо демонтировать весь узел. В улучшенной конструкции (вид б) ось и колесо укреплены отдельно, поэтому снимать колесо можно без демонтажа оси.

В узле крепления подшипника (вид в) крышка и корпус стянуты сквозными болтами. При снятии крышки подшипник распадается. В конструкции г демонтаж крышки и корпуса раздельный.

На виде д представлен узел конической зубчатой передачи к кулачковому валику. Корпуса подшипников выполнены как одно целое со станиной, крышки – заодно с кожухом станины. При снятии кожуха валик остается в нижних вкладышах: проверить работу узла невозможно.

Целесообразно сделать кожух станины несущим, а крышки к корпусам подшипников крепить каждую отдельно (вид е). При снятии

219