ТМех ЛК - Синотин (20.02.2013) / 16. Направляю

9

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И

ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Лекция 16

НАПРАВЛЯЮЩИЕ В НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ

А.М. СИНОТИН

Кафедра технологии и автоматизации производства

Рощ. с 210

НАПРАВЛЯЮЩИЕ В НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ

Направляющими называют детали или устройства, обеспечивающие заданное относительное движение деталей механизма. Они обеспечивают с определённой точностью прямолинейное движение одной детали относительно другой. Перемещающаяся деталь называется ползуном.

В НК РЭА чаще всего применяются направляющие для прямолинейного движения. Например, блок 1 из стойки 2 выдвигается с помощью телескопических направляющих 3, а ячейка 4 – с помощью направляющих 5 (рис.1).

Овс. р. 5.11

Рис. 1 Стойка

По виду трения направляющие подразделяют на направляющие с трением скольжения и трением качения, а по форме рабочих поверхностей – цилиндрические и призматические Цилиндрические направляющие изготовляют без предохранения от проворачивания (рис.2) и с предохранением.

Р ис. 2 Конструктивные схемы цилиндрических направляющих без предохранения от проворачивания (а) и с предохранением от проворачивания с помощью плоской опоры (б) . штифта (в), и второго стержня

Для предохранения от проворачивания используют два направляющих стержня (рис. 2б, г) и штифт (рис.2 в). Для цилиндрических направляющих при достаточно высоких требованиях к точности взаимного перемещения рекомендуют посадки с зазором H6/f6, H7/e8, H8/e8, H8/e9(аналогичные посадки можно применять и в системе вала). В призматических направляющих форма призмы может быть прямоугольной, трапециидальной и треугольной.

Материалом для направляющих служат сталь 30, 40 У8А, а также чугун, бронза, латунь. Детали изготовляют по 6-8 - му квалитету, шероховатость рабочих поверхностей – 7- му или 8- му классу; для точных направляющих применяют притирку.

Для снижения трения и увеличения долговечности используют направляющие с трением качения. При конструировании направляющих следует исключать возможность их заклинивания вследствие перекоса, Для схемы изображённой на рис. 3 при нагружении направляющей силой F, составляющей угол  с осью, отсутствие заклинивания от перекоса определяется неравенством F_ > F_тр, или

F_д > F_тр т.е. F cos  > (R₁ + R₂) f,

где R_1, R₂ - реакции в опорах; f - коэффициент трения скольжения.

F_о = F cos; F_r = F sin .

Составим сумму моментов:

Относительно точки А = 0; F_n (L + h) + R₁ L = 0. (1)

Относительно точки В = 0; R₂ L + F sin  = 0. (2)

Из условия равновесия реакций в получим

R₁ = - F sin  ; R₂ опорах = - F sin  .

Рис. 3 Схема для расчёта условия движения по направляющей

Обозначим L / h = k , а с учётом выражений 1, 2 получим, что для обеспечения движения необходимо, чтобы

tq  < .

Минимальный температурный зазор в напрaвляющей

_t = D (1  t) – D₁ (1  ₁t),

где t = t – t₁ – разность температур окружающей среды t и t_0, при которой были изготовлены направляющие (плюс при t > t₀ и минус при t < t₀ ); D - наименьший размер охватывающей детали, D₁ – наибольший размер охватываемой детали;  и ₁ – ТК линейного расширения материала сопрягаемых деталей.

Расчёт направляющих на износ заключается в определении удельного давления Р в месте соприкосновения и сравнения его с допускаемым [H]:

Р =  [ p ] ,

где F - сила нормального давления в месте сопротивления;

S – площадь поверхности в месте соприкосновения.

Допускаемое удельное давление [ p ] принимают в зависимости от скорости скольжения и материала.

В приборных передачах направляющие должны удовлетворять следующим требованиям:

- иметь минимальные величины силы трения и износа;

- обладать минимальными зазорами обеспечивающими наибольшую точность перемещения;

- быть надёжными в работе в широком интервале температур;

- иметь плавный ход.

Точность перемещения зависит от величины зазора и качества изготовления направляющих, а также от деформаций при работе.

Преимущества направляющих с трением качения по сравнению с трением скольжения:

- обеспечивают высокую чувствительность точных перемещений и равномерность медленных движений:

- имеют значительно меньшее трение, практически не зависящее от скорости движения;

- имеют высокую долговечность и мало чувствительны к колебаниям температуры.

Недостатки:

- высокая стоимость и повышенные требования к точности изготовления и сборки.

Недостатком направляющих с трением скольжения является их чувствительность к температурным колебаниям.

Смазка направляющих уменьшает их износ в среднем на 50%.