Проушины с втулками

Проушины с втулками применяются в двух случаях: при передаче больших сил, когда применение подшипников нерационально, из-за их большого размера, и для уменьшения размеров проушины кронштейнов из алюминиевых и магниевых сплавов.

Втулка (с буртиком или без буртика) устанавливается в тело проушины по прессовой посадке, образуя неподвижное соединение, у которого допустимое напряжение смятия больше, чем у подвижного. Кроме того, повышается давление по поверхности трения “втулка – стальной болт”. В случае разработки отверстия втулка без труда может быть заменена.

Втулки с буртиком применяются в случаях, когда по плоскости контакта проушин происходит перемещение. Для предотвращения заклинивания, материал втулки должен иметь меньший предел прочности по сравнению с материалом болта.

При использовании в шарнирном соединении втулок с точки зрения схем нагружения не имеет значения, какое соединение делать подвижным – относительно внешних или внутренних проушин. В первом случае применяется болт или ось, зафиксированные в средней проушине. Втулки устанавливаются в проушины вилки. Во втором более технологическом случае неподвижность соединения достигается затяжкой болта, втулка при этом устанавливается в проушине уха. Рассмотрим этот случай подробнее.

Диаметр отверстия втулки назначается по диаметру болта , который определяется исходя из условия его среза по двум плоскостям

,

где - число плоскостей среза болта ( );

- расчётное напряжение среза болта.

Высота или толщина проушины берётся, как правило, равной высоте одной или двух стандартных втулок, запрессованных с обеих сторон проушины. Тогда наружный диаметр втулки определится как (в качестве материала втулки принимаем сталь 30ХГСА, для которой )

втулку назначеам исходя из конструктивных соображений, т.к. ,

где - количество плоскостей смятия (для “уха” , вилки )

, - пределы прочности на смятие соответственно материалов втулки и проушины.

При проведении проектировочного расчёта принимаем для алюминиевых и магниевых сплавов , для сталей

По рассчитанным размерам , , из отраслевых стандартов подбирается ближайший типоразмер втулки, и проводится проверка её прочности. Так, в случае установки в проушину двух втулок необходимо выполнение следующих неравенств

В случае, если по расчётам получается, что , то при применении в конструкции кронштейна высокопрочных материалов и при отсутствии ремонта соединения втулку можно не ставить; при малых нагрузках на соединение при необходимости ремонта размеры втулки назначают, исходя из конструктивных соображений.

Рисунок 3 – Проушина со втулкой

Высоту проушины ,

- высота проушины из условия смятия материала болта;

- высота проушины из условия смятия проушины, - диаметр отверстия проушины;

- высота проушины из условия смятия материала по внутренней поверхности.

Ширина проушины и размеры перемычек рассчитываются из условия разрыва проушины в зоне отверстия. В этом случае задаются значением и определяют размер перемычек

Остальные размеры назначают, исходя из конструктивных и технологических соображений.