- •Часть 1. Основы расчета
- •Глава 1
- •§ 1 Общие сведения о деталях и узлах машин и основные требования к ним
- •§ 2. Прочностная надежность деталей машин (методы оценки)
- •§ 3. Износостойкость деталей машин
- •§ 4. Жесткость деталей машин
- •§ 5. Стадии конструирования машин
- •Глава 2
- •§ 1. Машиностроительные материалы
- •§ 2. Точность изготовления деталей
- •Часть 2. Передаточные механизмы
- •Глава 3
- •§ 1. Ремни и шкивы
- •§ 2. Усилия и напряжения в ремне
- •§ 3. Кинематика и геометрия передач
- •§ 4. Тяговая способность и кпд передач
- •§ 5. Расчет и проектирование передач
- •§ 6. Передачи зубчатыми ремнями
- •Глава 4
- •§ 1. Виды механизмов и их назначение
- •§ 2. Кинематика и кпд передач
- •§ 3. Расчет передач
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематика зубчатых передач
- •§ 3. Элементы теории зацепления передач
- •11 Г. Б. Иосилевич и др.
- •§ 5. Геометрический расчет эвольвентных прямозубых передач
- •§ 6. Особенности геометрии косозубых и шевронных колес
- •§ 7. Особенности геометрии конических колес
- •§ 8. Передачи с зацеплением новикова
- •§ 9. Усилия в зацеплении
- •§ 10. Расчетные нагрузки
- •§ 11. Виды повреждений передач
- •§ 12. Расчет зубьев на прочность при изгибе
- •§ 13. Расчет на контактную прочность активных поверхностей зубьев
- •§ 14. Материалы, термообработка и допускаемые напряжения для зубчатых колес
- •§ 15. Особенности расчета и проектирования планетарных передач
- •§ 16. Конструкции зубчатых колес
- •Глава 21 гиперболоидные передачи
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Геометрический расчет передачи
- •§ 3. Кинематика и кпд передачи.
- •§ 4. Расчет на прочность червячных передач
- •§ 5. Материалы, допускаемые напряжения и конструкции деталей передачи
- •Глава 22
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематические характеристики и кпд передачи
- •§ 3. Расчет несущей способности элементов передачи
- •Глава 23
- •§ 1. Цепи и звездочки
- •§ 2. Кинематика и быстроходность передач
- •§ 3. Усилия в передаче
- •§ 4. Расчет цепных передач
- •§ 5. Особенности конструирования и эксплуатации передач
- •Часть 3. Валы, муфты, опоры и корпуса
- •Глава 24
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Конструкции и материалы валов и осей
- •§ 3. Расчет прямых валов на прочность и жесткость
- •§ 4. Подбор гибких валов
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Нерасцепляемые муфты
- •§ 3. Сцепные управляемые
- •Глава 26
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Особенности работы подшипников
- •§ 3. Конструкции и виды повреждений подшипников
- •§ 4. Нагрузочная способность подшипников скольжения
- •Глава 27 подшипники качения
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Кинематика и динамика подшипников
- •1'Нс. 27.4. План скоростей в Рис. 27.5. Контактные напряжения и план скоростей в радиально-упорном подшипнике
- •§ 3. Несущая способность подшипников
- •§ 4. Выбор подшипников
- •§ 5. Конструкции подшипниковых узлов
- •Детали корпусов, уплотнения, смазочные материалы и устройства
- •§ 1. Детали корпусов
- •§ 2. Уплотнения и устройства для уплотнения
- •I'm. 28.2. Конструктивные формы прокладок:
- •§ 3. Смазочные материалы и устройства
- •Часть 4. Соединения деталей (узлов) машин и упругие элементы
- •§ I. Сварные соединения
- •§ 2. Проектирование и расчет соединений при постоянных нагрузках
- •§ 3. Расчет на прочность сварных соединений при переменных нагрузках
- •§ 4. Паяные соединения
- •§ 5. Клеевые соединения
- •Глава 30 заклепочные соединения
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Расчет соединений при симметричном нагружении
- •§ 3. Расчет соединений
- •Глава 31
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Расчет соединений
- •Глава 32
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Особенности работы резьбовых соединений
- •§ 3. Виды разрушений и основные расчетные случаи
- •§ 4. Особенности расчета групповых (многоболтовых) соединений
- •Глава 33
- •§ 1. Шпоночные соединения
- •§ 2, Шлицевые соединения
- •§ 3. Профильные соединения
- •§ 4. Штифтовые соединения
- •Глава 34
- •§ 2. Расчет витых цилиндрических пружин сжатия и растяжения
- •§ 3. Резиновые упругие элементы
- •Глава 35
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Общие принципы построения систем автоматизированного проектирования
- •§ 3. Структура математической модели
- •§ 4. Цели и методы оптимизации
- •Глава 36
- •§ 1. Расчет вала минимальной массы
- •§ 2. Расчет многоступенчатого редуктора минимальных размеров
§ 2. Уплотнения и устройства для уплотнения
Для обеспечения нормальной работы машин, приборов и аппаратов необходимо часто предотвращать утечки рабочей среды (масла, газов и т. п.) и защищать их от проникновения окружающей среды (воды, газов и т. д.).
С этой целью применяют уплотнения и уплотняющие устройства, которые можно подразделить на уплотнения для неподвижных соединений (деталей) и уплотнения и устройства для подвижных деталей.
Оценку эффективности уплотнения (герметичности) производят визуально, течеискателями и т. д.
Уплотнения неподвижных соединений. К соединениям, подлежащим уплотнению, относятся болтовые соединения корпусов аппаратов высокого и низкого давления, крышек редукторов, двигателей и т. д. Их уплотнение достигается за счет деформации сжатия прокладок, колец и других уплотняющих элементов при затяжке болтов (рис. 28.2). Прокладки и кольца имеют различное поперечное сечение и форму в плане, соответствующую форме стыка. Их изготовляют из листовых материалов (картона, паронита, асбеста, резины, алюминия, меди, стали и др.). Выбор материала для элемента производят в зависимости от напряжения сжатия, исключающего утечку.
В некоторых случаях (при монтаже подшипников и т. д.) прокладки используют одновременно и в качестве регулировочных.
Иногда для повышения герметичности прокладку (стык) предварительно промазывают краской, пастой или герметизирующей мастикой.
Уплотнение подвижных деталей. Наиболее часто на практике возникает необходимость уплотнения выступающих из корпусов вращающихся хвостовиков валов. В узлах, где рабочая жидкость и масло не находятся под давлением, а окружная скорость вала не превышает 5 — 7 м/с, применяют кон-
I'm. 28.2. Конструктивные формы прокладок:
тактные уплотнения в виде пропитанных маслом фетровых колец. При повышенном давлении масла используют манжетные уплотнения, прилегание которых к вращающейся детали обеспечивается винтами или пружиной (рис. 28.3). Манжеты изготовляют из кожи, хлорвинила, резины и других упругих материалов.
Рис. 28.4. Бесконтактные уплотнения
тактные уплотнения в виде пропитанных маслом фетровых колец. При повышенном давлении масла используют манжетные уплотнения, прилегание которых к вращающейся детали обеспечивается винтами или пружиной (рис. 28.3). Манжеты изготовляют из кожи, хлорвинила, резины и других упругих материалов.
Манжетные уплотнения имеют повышенную склонность к задержанию на поверхности контакта абразивных частиц, в результате чего сопряженная поверхность детали сильно изнашивается.
Бесконтактные уплотнения применяют для деталей, вращающихся с большими скоростями. Их принцип действия основан на использовании центробежных сил, отбрасывающих жидкости, либо на газодинамических эффектах. На рис. 28.4, α и б показаны щелевидное и лабиринтное уплотнения, на рис. 28.4, β — двойное лабиринтное уплотнение.
§ 3. Смазочные материалы и устройства
Смазочные материалы. Смазывание трущихся деталей машин (болтов, зубчатых колес, подшипников и др.) производят преимущественно жидкими минеральными или синтетическими маслами, пластичными (консистентными) СМЫММИ и твердыми смазками.
В качестве жидких масел используют минеральные ММ Ш (индустриальное, турбинное, трансформаторное, цилиндром· и др.), которые сохраняют свои свойства до температуры 120 °С при длительной работе.
Кальциевые смазочные материалы (солидолы) применяю! при длительной работе деталей до температуры 60 "С. Натриевые смазочные материалы (консталины) более тугоплавки, их допустимо использовать при температурах до 100— 120 °С. Литиевые смазочные материалы могут работать при температурах от -60° до 150-200 °С.
Твердые смазочные материалы (коллоидальный графит, дисульфид молибдена, фтористые соединения и т. п.) используют для деталей, работающих в вакууме, в условиях очень низких температур (ниже —100 °С) или весьма высоких температур (t > 300 °С), при работе в агрессивных средах, не допускающих присутствия какого-либо количества масла или даже паров.
Способы подачи (доставки) смазочных материалов. В зависимости от условий работы применяют различные способы подачи смазочных материалов к деталям и узлам.
Разовое или периодическое закладывание или намазывание применяется для смазывания шарниров, резьбовых соединений, цепей передач, низкооборотных подшипников скольжения, подшипников качения при окружной скорости вала не более 10—15 м/с и т. д. При этом пластичные смазочные материалы закладывают в корпуса подшипников (в объеме 1/з - 1/2 свободного пространства), намазывают при сборке или подают периодически через индивидуальные смазочные устройства (рис. 28.5).
28.5. Индивидуальные смазочные устройства:
a - колпачковая масленка; б - пресс-масленка; в - пресс-масленка с переходным штуцером
Смазывание посредством окунания в масляную ванну. Применяют для смазывания зубчатых передач редукторов, коробок передач, закрытых высокооборотных цепных передач, а также шарикоподшипников до значений параметра dmn < < 0,6 · 106 мм · об/мин.
При этом для уменьшения потерь на перемешивание и разбрызгивание масла тихоходные колеса погружают на 1/з радиуса, а быстроходные - не более чем на одну или две высоты зуба.
Минеральное масло заливают в корпус подшипника (при горизонтальном расположении его оси) до уровня, соответствующего положению центра тела качения, занимающего в подшипнике нижнее положение.
Подачу смазочного материала фитилями или дозирующей масленкой (рис. 28.6) применяют в основном для смазывания высокооборотных малогабаритных подшипников, а также цепных передач.
Подача смазочного материала разбрызгиванием из общей масляной ванны используется для смазывания червячных передач (при нижнем расположении червяка), а также подшипников редукторов, коробок передач станков и автомобилей. Разбрызгивание и «масляный туман» создаются погруженными в масло зубчатыми колесами, маслоразбрызгивающими кольцами.
а — масленка с шариком; б — масленка с крышкой; в- масленка фитильная
Рис. 28.7. Устройство для централизованной принудительной смазки:
1 — фильтр грубой очистки; 2 — насос; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — переливной клапан; 5 — лубрикатор (смазочное устройство)
трения) и подшипников качения мощных высокоскоростных редукторов, высокочастотных электроприводов, центрифуг и др. При этом масло с помощью насоса (шестеренного, плунжерного и др.) по трубопроводам доставляется к деталям и разбрызгивается принудительно с помощью струйных форсунок, капельно и др. Схема устройства для централизованного принудительного смазывания показана на рис. 28.7.
Смазывание приборных устройств производят обычно в процессе сборки, закладывая масло в количествах, часто достаточных для эксплуатации в течение ресурса.