101. Сущность проектирования рам и плит для привода

Неотъемлемой частью любого привода или механизма является рама. Рама - это тот элемент, на котором устанавливаются все комплектующие привода или механизма. С помощью рамы эти комплектующие жестко связываются между собой, а рама, в свою очередь, закрепляется с помощью фундаментных болтов или других элементов к фундаменту и перекрытию.  Основное назначение рамы - это размещение на ней агрегатов и обеспечение их неизменного взаимного расположения. Рама должна обеспечивать точность базирования и присоединения элементов привода или механизма и иметь достаточную жесткость, обеспечивающую долговременное взаимодействие установленных элементов. Рама воспринимает статические и динамические нагрузки, возникающие в процессе работы механизмов, и она должна воспринимать их, сохраняя размеры между элементами механизмов и собственные размеры.

 

 Масса рам (часто) соразмерна с массой установленного оборудования, что позволяет частично гасить вибрацию и динамические процессы. Конечно, нужно стремиться к уменьшению массы рам при сохранении прочности и жесткости за счет конструктивных решений. Здесь уместен принцип необходимой достаточности. Габариты рам нужно оптимизировать в разумных пределах. Рассмотрим часто встречающийся вариант рамы - сварную.  При компоновке механизмов и приводов на раме необходимо предусмотреть легкость доступа к местам сварки элементов рамы, к местам закрепления комплектующих и возможность обслуживания, осмотра устройств. Первым шагом проектирования рамы является определение ее очертаний, ориентировочных габаритов и прочерчивание необходимого количества проекций. Для определения очертаний рамы прочертим габариты и взаимное расположение элементов привода или механизма в требуемых проекциях. Прочертим оси и их привязки. Проставим габаритные, установочные и присоединительные размеры рис.1, рис.2.

 

 Рассмотрим простой пример привода, состоящего из двигателя и редуктора. Если Вы поймете основы и методику подхода к решению этой задачи, то сможете проектировать рамы любой сложности. Имеем электродвигатель и редуктор такого вида и с такими размерами. Н - чаще всего задается техническим заданием или конструктивными решениями.  Для закрепления небольших электродвигателей на рамах используется (часто) сплошная плита рис.3 .

 Если электродвигатель большой, то используются "местные" элементы, привариваемые к раме рис.4. Также устанавливаются и редукторы, так как они (часто) имеют картер ниже уровня опорной поверхности.  Элементы стыковки и усиления рам рис.5...рис.12

 Вариантов много. Главный принцип - не ослаблять несущие элементы рамы.                                                               Так делать не нужно рис.16...рис.17.

 В рамах из уголка или швеллера такие соединения не жесткие, так как рама сварена на "перьях" стоек.  Нужно делать, так как на рис.18, рис.19.

 Для изготовления рам используют стали, которые хорошо свариваются. Применяют большую гамму профилей, исходя из условий конкретной задачи. Это могут быть: швеллеры, двутавры, уголки, трубы, гнутые профили, лист, круг и другие. В отдельных случаях, когда требуется конструкция, которую нельзя выполнить из стандартного профиля, обеспечив нужные размеры, прочность и жесткость, могут быть изготовлены элементы рам типа швеллер, двутавр или коробчатое сечение из листового материала рис.20, рис.21.

 Если высота элемента рамы больше 50S, то необходимо дополнительно вваривать ребра жесткости рис.22. Расстояние между ребрами равно 50S.  При больших свесах листовых плит необходимо применять ребра жесткости рис.23.  Для нашего случая рама будет выглядеть так рис.24 

 

  Мы рассмотрели принцип проектирования рам. Нужно делать укрытия для муфт и элементы их крепления, чтобы предотвратить травмирование людей вращающимися деталями, но на этой конструкции они не показаны.  

 Для крепления рам используются фундаментные болты. Иногда рамы привариваются к закладным элементам. Диаметр фундаментных болтов выбирается больше на 25% наибольшего диаметра болтов крепления механизмов на раме. Шаг болтов принимают 300...1000мм. Шаг принимают в зависимости от конструкции рамы и массы оборудования. Для закрепления рам, изготовленных из швеллера или двутавра, на фундаментных болтах используют косые шайбы, которые выравнивают поверхности затяжки гаек рис.26. Для транспортировки рам могут использоваться отверстия для фундаментных болтов или специально приваренные элементы. 

 Опорные плиты и местные листовые опорные поверхности дают возможность производить механическую обработку рам после сварки, так как сварка вызывает коробление элементов рамы. Толщина листовых плит и опорных листовых элементов берется (0,5...1)δ. δ - толщина опорной поверхности, устанавливаемого механизма. Рекомендуется приваривать к рамам, в местах крепления к фундаментным болтам, листовые опорные косынки. Поверхность пола и низа рамы неровная. 

 Нет необходимости требовать от этих поверхностей особой точности. Достаточно обеспечить требуемое качество полу и опорной поверхности рамы только в местах опоры, подгоняя поверхность пола. Можно обработать опорную поверхность рамы, а если необходимо, то подложить тонколистовые металлические прокладки. Ширину опорных поверхностей под оборудование делают на 10...20мм больше самой опорной поверхности механизма. Опорную листовую косынку рамы делают на 15...20мм больше того элемента рамы, под которым она установлена. Но это некритично. В каждом случае нужно исходить из конструктивных соображений. Диаметр отверстий для крепления рам и механизмов на рамах делают на 1...2мм больше диаметра болтов.

 Вид рамы в плане определяется расположением элементов привода и их осей симметрии. Вид рамы на фронтальных и боковых проекциях определяется соотношением высот элементов механизма или привода, а также планом. Взаимно рассматривая проекции механизма, уточняют и корректируют конструкцию рамы пока не получат оптимальный вид. Конструкция рамы должна быть такой, чтобы было удобно обслуживать узлы крепления и элементы механизмов. Конструкция рамы должна позволять закручивать и откручивать резьбовые соединения. Ключи должны иметь возможность поворота на 60 градусов.