Проектирование строительных и дорожных машин

кожуха весь механизм в сборе становится доступным для осмотра. Помимо удобства разборки, при такой конструкции облегчается точная обработка отверстий подшипников.

10.3. Последовательность сборки

При последовательной установке нескольких деталей с натягом следует избегать посадки по одному диаметру (рис. 10.4, а, в, д). Необходимость продевать детали через посадочную поверхность усложняет монтаж и демонтаж, а также и вызывает опасность повреждения поверхностей. В таких случаях целесообразно применять ступенчатые валы с диаметром ступеней, последовательно возрастающим в направлении сборки (виды б, г, е).

Рис. 10.4. Сборка по нескольким посадочным поясам

Особенно затруднительна сборка большого числа деталей на длинных валах при посадках с натягом. Это затруднение при монтаже можно преодолеть, нагревая насаживаемые детали до температуры, допускающей свободное надевание их на вал (хотя эта операция усложняет сборку); при демонтаже такой возможности нет.

Правильная конструкция вала в этом случае – ступенчатая. Если ступеней много, то во избежание чрезмерного увеличения диаметра последних ступеней вала приходится отказываться от стандартных диаметров и вводить индивидуальные размеры. Перепад ступе-

220

ней в этом случае доводят до минимальных размеров (порядка нескольких десятков миллиметра), достаточных для свободного надевания деталей.

Лучше, если сборку ведут с двух сторон вала. В этом случае обработка вала и ступиц упрощается; число номинальных диаметров, номенклатура специального режущего (развертки, протяжки)

имерительного инструмента (скобы, пробковые калибры) уменьшаются вдвое.

При монтаже по двум посадочным поясам необходимо соблюдать правильную последовательность введения детали в посадочные отверстия. Если деталь сначала входит в первый (по ходу движения) пояс, а между торцом детали и вторым посадочным поясом остается зазор т (рис. 10.5, а), то вследствие неизбежного перекоса монтаж становится затруднительным, а при посадках с натягом зачастую

иневозможным. Также следует избегать одновременного входа детали в посадочные пояса (виды б). Правильные конструкции показаны на видах в. Деталь должна сначала войти во второй посадочный пояс на расстояние п (практически 2–3 мм), достаточное для ее направления, после чего войти в первый пояс.

Рис. 10.5. Посадка по двум поясам

10.4. Съемные устройства

Съемные устройства обязательны в соединениях деталей с натягом, с применением герметизирующих составов, в соединениях с

221

труднодоступным расположением деталей, а также в соединениях, работающих при циклических нагрузках, когда возможно появление наклепа и фрикционной коррозии.

Простейший способ облегчения разборки – включение в детали элементов, допускающих применение съемников: закраин, реборд, резьбовых поясов, нарезных отверстий и т. д. В некоторых случаях съемники вводят в конструкцию детали.

На рис. 10.6 показана посадка втулки с натягом в корпусную деталь. Конструкция а с трудом поддается разборке. Разборку можно облегчить, увеличив высоту реборды т (вид б), введя кольцевой зазор h (вид в) или выборку q между ребордой и корпусом под демонтажный инструмент (вид г), просверлив резьбовые отверстия s во втулке (вид д) или t в корпусе (вид е) под винты-съемники. Резьбовых отверстий должно быть не меньше трех (под углом 120°) для того, чтобы обеспечить извлечение детали без перекосов.

Рис. 10.6. Съемные устройства

10.5. Сборочные базы

Положение деталей при сборке должно быть однозначно определено сборочными базами. Недопустимы конструктивные неопределенности, при которых сборщик должен вести сборку по своему усмотрению. Нежелательны конструкции, требующие регулировки, под-гонки, установки по месту и т. д. В производстве ошибки сборки могут быть обнаружены контролем. В эксплуатации же, особенно если машина попадает в неумелые руки, гарантии правильной сборки нет.

Всякая неопределенность при сборке требует дополнительного труда и времени со стороны сборщиков и контролеров и снижает производительность сборочных операций. Качество сборки в этом случае во многом зависит от квалификации персонала.

222

Пример неправильной конструкции представлен на рис. 10.7, а. Зубчатое колесо затягивается на валу с обеих сторон кольцевыми гайками 1. В конструкции отсутствует база, определяющая осевое положение зубчатого колеса и вала. При монтаже и переборках узла приходится регулировать положение зубчатого колеса. При этом узел может быть собран неправильно.

Рис. 10.7. Фиксация деталей при сборке

Вконструкции б сделана не совсем удачная попытка зафиксировать положение зубчатого колеса. Фиксирующий подшипник 2 затягивается на выступ вала; зубчатое колесо затягивается с упором на внутреннее кольцо подшипника. Если сначала затягивают фиксирующий подшипник, а затем зубчатое колесо, то положение колеса является вполне определенным, но не исключено, что сначала затянуто колесо через подшипник 3, а затем подшипник 2. При этом зубчатое колесо может быть сдвинуто с номинального положения.

Вправильной конструкции в создана жесткая база – буртик п, на которой затягиваются независимо один от другого подшипник и зуб-

223

чатое колесо. Положение колеса и вала вполне зафиксировано и может колебаться только в пределах допусков на механическую обработку.

На виде г консольное зубчатое колесо установлено на подшипниках, затягиваемых в корпусе с обеих сторон кольцевыми гайками. База отсутствует; положение колеса в узле может меняться в пределах хода гаек.

Вправильной конструкции д положение зубчатых колес зафиксировано базой (привертная шайба 4).

10.6.Исключение возможности неправильной сборки

Вряде случаев мелкие на вид и трудно обнаруживаемые ошибки установки деталей могут привести к нарушению работы узла и даже

кавариям. В таких случаях нельзя прибегать к полумерам, например к указанию правильного положения деталей при сборке с помощью меток, рисок, клейм и т. д. Единственное правильное решение состоит в том, чтобы с помощью конструктивных мер обеспечить сборку деталей только в необходимом положении.

Принцип безразличной сборки исключает возможность ошибок и повышает производительность сборочных операций, освобождая сборщика от затраты времени на выбор правильного положения детали. Суть принципа – в придании детали такой формы, чтобы ее положение при сборке становилось безразличным. Метод оправдывает себя, даже если в конструкцию детали приходится вводить дополнительные, неиспользуемые, элементы.

10.7. Подвод монтажного инструмента

Необходимо обеспечивать удобный подвод монтажного инструмента к крепежным деталям. Пример неудовлетворительной конструкции приведен на рис. 10.8, а (узел установки шкива клиноременной передачи с уплотняющим сальником). Подвести ключ к болтам грундбуксы можно, только сняв предварительно шкив с вала. В конструкции б ошибка исправлена – шкив удален на расстояние s, достаточное для заведения накидного ключа на головки болтов.

В конструкции в в диске шкива проделаны отверстия п, допускающие подтяжку болтов грундбуксы торцовым ключом.

224

В конструкции в в диске шкива проделаны отверстия п, допускающие подтяжку болтов грундбуксы торцовым ключом.

Рис. 10.8. Подход монтажного инструмента

На видах г–ж показано крепление цилиндра двигателя воздушного охлаждения. Конструкция г неправильна: зазор h1 между нижним ребром и концами крепежных шпилек, остающийся после надевания цилиндра на шпильки, меньше высоты h крепежных гаек. Собрать узел можно только одним, крайне непроизводительным способом: приподнять цилиндр на шпильках (вид д), наживить, а затем завернуть последовательно все гайки.

Для производительной сборки следует предусмотреть между нижним ребром и концом шпильки зазор h2, превышающий высоту гайки h (вид е), или проделать в нижних ребрах выборки m под гайки (вид ж).

Как правило, рекомендуется обеспечивать возможность завертывания гаек и болтов торцовыми ключами, которые удобнее в работе, повышают производительность сборки, меньше сминают грани гаек

225

и позволяют увеличить силу затяжки. Завертывание гаек с торца является обязательным при механизированной сборке с применением электрических или пневматических гайковертов.

На рис. 10.9 приведены примеры изменения конструкций крепежных узлов с целью перевода на механизированную сборку.

Рис. 10.9. Способы завертывания гаек

При расположении гаек в тесных местах необходимо назначать минимальные зазоры под ключ в соответствии с размерами гайковертов и сменных ключей-головок к ним.

Головки болтов должны быть зафиксированы от провертывания при затяжке, например, упором шестигранника в уступ, лысками, усиками и т. д., для того чтобы устранить необходимость придерживания головки ключом при завертывании гайки.

Не менее важно предупредить при затяжке смещение болтов в осевом направлении и исключить возможность выпадения болтов особенно при сборке в вертикальном положении.

Для облегчения наживления гаек при механизированном завертывании торцы крепежных деталей следует снабжать пологими заходными фасками.

10.8. Такелажирование

226

Следует обеспечить возможность такелажирования тяжелых агрегатов и деталей для внутризаводской транспортировки, а также машины в целом для транспортировки и установки на место.

Если допускает конфигурация машины, то стропы и захваты заводят за лапы, выступы, закраины, отверстия или штанги, вставляемые в отверстия. Если в машине таких элементов нет, то обязательна установка рымов.

Подвешивать машину или крупную деталь в одной точке допустимо только в том случае, если центр ее тяжести расположен низко, а линия центра тяжести проходит через точку крепления, т. е. в случае высоких деталей с небольшим сечением.

Подвешивание в одной точке деталей значительной ширины может вызвать перекос и опрокидывание детали. Детали такой формы следует крепить по крайней мере в двух точках. Для низких деталей большой ширины и длины крепление в одной и двух точках недопустимо. В общем случае детали следует подвешивать в трех, а лучше в четырех точках.

Цилиндрические детали типа валов подвешивают за рым-болты, ввертываемые в нарезные отверстия, обычно объединенные с центровыми отверстиями (ГОСТ 14034–74).

Чаще всего применяют кольцевые рым-болты. Размеры рымов из ряда нормальных выбирают на основании нагрузок, действующих на рымы.

При проектировании нестандартных рымов нужно быть очень осторожным, т. к. неправильная конструкция может быть причиной срыва машины с талей, поломки машины и человеческих жертв. Рымы должны быть рассчитаны с большими запасами прочности. Применения литых рымов надо избегать. Участки соприкосновения рымов со стропами должны быть плавно закруглены.

11. Обеспечение удобства технической эксплуатации

При проектировании узлов, агрегатов и машин необходимо обеспечить удобство обслуживания, управления, разборки, сборки и регулирования, доступность агрегатов для осмотра; предупредить возможность повреждений и поломок в результате неумелого или небрежного обращения с машиной; облегчить очистку машины.

227

Необходимо придать машине красивый внешний вид. Рассмотрим несколько примеров облегчения сборки и разборки

соединений, часто разбираемых в эксплуатации (рис. 11.1).

Рис. 11.1. Способы облегчения монтажа

Затруднительное надевание мягкого рукава на трубу в конструкции а облегчено в конструкции б введением направляющего участка с закругленными входными кромками.

Вуплотнениях с разрезными пружинными кольцами (вид в) для упрощения сборки корпус должен быть снабжен пологой заходной фаской диаметра D, превышающего диаметр d колец в свободном состоянии (вид г).

Втруднодоступных соединениях, особенно когда сборка производится «вслепую», детали, вводимые в отверстие (вид д), целесообразно снабжать конусами-искателями, а в отверстиях предусматривать конусы-ловители (вид е).

При конструировании масляных систем нередко забывают о необходимости периодической очистки внутренних полостей и каналов от скоплений грязи и продуктов теплового разложения масла. Масляные каналы предпочтительно закрывать не наглухо, а пробками.

Часто демонтируемые и монтируемые в эксплуатации соединения следует делать быстросъемными.

Для удобства разборки и сборки целесообразно снабжать отъемные крышки корпусных деталей вафельными ребрами, образующи-

228

ми отсеки для раскладки снимаемых при разборке крепежных деталей – по каждому размеру и типу – в свой отсек.

Рукоятки, маховички, ручные гайки и т. д. должны иметь удобную форму.

Для ускорения и упрощения монтажа часто разбираемых соединений целесообразно применять «нетеряющиеся» гайки, фиксированные в притягиваемой детали, например, с помощью кольцевых стопоров. В соединениях с несколькими гайками осевой зазор т должен несколько превышать длину п резьбы болтов. В противном случае завертывать и отвертывать гайки становится трудно (во избежание перекоса и защемления детали приходится последовательно и каждый раз на малую величину завертывать поочередно все гайки).

Конструкция ручных гаек, маховичков и т. д. должна обеспечивать удобный подход и надежный захват их всей кистью руки. Диаметр маховичков должен быть не меньше 80–100 мм. Минимальный зазор, необходимый для удобного захвата рукой маховичка, равен 20–25 мм. Для машин, работающих на открытом воздухе, его следует делать не менее 35–40 мм, учитывая работу в рукавицах.

Маховички и рукоятки, предназначенные для быстрого вращения (например, рукоятки перестановочных передач металлообрабатывающих станков, маховички поворотных червячных передач и т. д.), должны обладать повышенной маховой массой, облегчающей преодоление неравномерности крутящего момента привода. Приводные рукоятки необходимо снабжать противовесами или выполнять их в виде маховичков с массивными ободьями.

Детали ручного манипулирования во избежание повреждения рук, для улучшения внешнего вида и предупреждения коррозии следует полировать.

Часто отвертываемые в эксплуатации гайки и болты целесообразно выполнять с увеличенной высотой шестигранника Н = (1,0–1,4)d вместо обычных значений H = (0,7–0,8)d и придавать им повышеенную твердость (HRC 35-45) во избежание смятия граней.

Во всех случаях, когда допускает конструкция, целесообразно предусматривать завертывание торцовыми ключами.

Как правило, следует стремиться к всемерной унификации размеров шестигранников для уменьшения номенклатуры ключей. Однако при стопорении болтов контргайками рекомендуется применять различные инструменты для болта и для контргайки. При одинаковых

229