Вопрос 2

Принцип самоустанавливаемости

В подвижных соединениях, где возможны перекосы и смещение деталей, необходимо предусматривать свободу самоустанавливаемости, обеспечивающую правильную работу деталей при всех возможных неточностях изготовления и монтажа.

В подпятнике с жесткой установкой опорной шайбы в корпусе (рис. 312,1) пята работает по шайбе краями вследствие неизбежных в систе­ме перекосов. В конструкции 2 шайба установлена на сферической опоре, что обеспечи­вает контакт по всей поверхности трения. Кроме того, шарнирная установка допускает образование клинового зазора, обеспечиваю­щего гидродинамическую смазку.

Принцип самоустанавливаемости широко применяют в конструкции опор валов, подвер­женных изгибу и перекосам. Самоустанавливаемость особенно необходима в случае под­шипников скольжения с большим отношением длины к диаметру. При жесткой установке 3 изгиб и перекос вала вызывают повышенные кромочные давления, резко ухудшающие усло­вия работы подшипника. Для придания само­устанавливаемости подшипники устанавли­вают на сферических опорах 4 и 5.

В шариковых радиальных подшипниках 6 изгиб вала вызывает перекос подшипника и одностороннюю нагрузку шариков, иногда намного превышающую номинальную нагруз­ку. Это устранимо заключением подшипника в сферическую обойму 7 или применением двухрядных сферических подшипников 8.

Сферические двухрядные подшипники обла­дают пониженной нагружаемостью по сравнению с однорядными радиальными подшипни­ками вследствие неблагоприятной для кон­тактной прочности формы наружных беговых дорожек и не приспособлены для восприятия значительных осевых сил. Поэтому в узлах, воспринимающих повышенную осевую нагруз­ку, предпочтительнее применять однорядные подшипники 9 на сферических опорах или двухрядные самоустанавливающие подшипни­ки 10 с бочкообразными роликами. Несущую способность упорных подшипников 11 повы­шают установкой их на сферических шайбах. Высокой нагружаемостью отличаются само­устанавливающиеся сфероконические подшип­ники 12 с бочкообразными роликами.

Другой пример — двухступенчатый поршень воздушного компрессора 13. Поршень m перемещается в цилиндре низкого давления, скалка n скользит в цилиндре высокого давления (воздушные коммуникации на рисунке не пока­заны). Недостаток конструкции состоит в том, что поршень и скалка выполнены как одно це­лое. Требуется соблюдение точной соосности рабочих поверхностей: во-первых, поршня и скалки, во-вторых, отверстий цилиндров высо­кого и низкого давлений. Так как зазор между скалкой и стенками цилиндра высокого давле­ния гораздо меньше, чем зазор между порш­нем и стенками цилиндра низкого давления, поперечные силы привода воспринимаются преимущественно скалкой, которая в этой конструкции подвергается усиленному изно­су.

В целесообразной конструкции 14 скалка может несколько перекашиваться и смещаться относительно оси поршня. Нагрузку привода воспринимает поршень - скалка разгружена от поперечных сил. Требование строгой соосно­сти отверстий цилиндров низкого и высокого давлений отпадает.

Конструкция 15 тарельчатого клапана, в ко­торой тарелка жестко закреплена на хвостови­ке шпинделя, не обеспечивает беззазорной по­садки клапана на седло вследствие неизбежно­го отклонения от перпендикулярности поса­дочной плоскости относительно оси шпинделя. Другая ошибка заключается в том, что тарел­ка при посадке вращается вместе со шпинде­лем относительно седла. Последняя ошибка исправлена в конструкции 16, где тарелка за­фиксирована на хвостовике шпинделя двумя поперечными штифтами q. При закрытии кла­пана шпиндель проворачивается относительно тарелки. Однако беззазорная посадка клапана не обеспечена.

В наиболее целесообразной конструкции 17 торец шпинделя выполнен по сфере, благодаря чему тарелка клапана свободно самоуста­навливается и плотно садится на седло при всех возможных неточностях изготовления. Для обеспечения самоустановки фиксирующие штифты посажены с зазором s относительно заплечика хвостовика шпинделя.

В перекидной заслонке 18, закрывающей по­переменно два взаимно перпендикулярные трубопровода, обеспечить плотное прилегание заслонки к седлам практически невозможно, особенно ввиду того, что трубопроводы уста­новлены на мягких прокладках и их положе­ние при переборках может значительно изме­няться. В правильной конструкции 19 заслонка установлена на сферическом шарнире t, зафик­сирована на рычаге в продольном направле­нии поперечными штифтами u и застрахована от вращения вокруг оси стержня фиксирующи­ми штифтами в лунках стержня.

В многопоточных конических передачах 20 очень трудно обеспечить равномерную на­грузку зубьев, так как регулировка одной па­ры зубчатых колес вызывает разрегулировку остальных пар. В тяжелонагруженных пере­дачах вводят упругие элементы, обеспечиваю­щие приблизительно одинаковую нагрузку на зубья, независимо от неточностей изготовле­ния и монтажа шестерен.

В конструкции 21 колеса соединены с ва­лами шлицевыми венцами с увеличенными радиальными и окружными зазорами и оперты на плавающие сферические шайбы v. Перемещение колес в радиальном направлении и их поворот вокруг центров сфер обеспечивают выравнивание нагрузок на зубья. Для сохране­ния правильности зацепления необходимо, чтобы поверхность сфер на участке располо­жения зубьев приблизительно следовала фор­ме начального конуса шестерен

В зажимном приспособлении 22 силу зажима воспринимает практически одна точка рифленой поверхности. Резьба зажимного бол­та подвергается изгибу

Конструкция 23 освобождена во всех звень­ях от перекосов. Изгиб болта предотвращен затяжкой гайки на сферическую шайбу. Уста­новка болта на шарнире придает механизму дополнительное преимущество быстроты действия. Для удобства манипулирования введена пружина, предупреждающая спадание шайбы при откидывании болта.

Приспособление 24 предназначено для за¬жима пакета заготовок с помощью рычага w приводимого штоком x гидравлического ци¬линдра. Вследствие колебаний размеров заго¬товок неизбежен зажим в одной точке при за¬жиме нижним краем упорной поверхности рычага (увеличенные осевые размеры пакета) возможно выворачивание заготовок. Установка упорного элемента на шарнире обеспечивает правильный зажим (конструкция 25).

На рис. 313 показан пример клиновой за движки (шибера), перекрывающей соосные трубопроводы. При жестком креплении задвижки к приводному штоку 1 (рис. 313 а) плотное прилегание задвижки одновременно к обоим седлам практически недостижимо; самоустановка задвижки возможна только счет упругих деформаций и зазоров в системе. Введение цилиндрических или сферических шарниров установленных с зазорами, исклю¬чает влияние неточности расположения штока относительно седел (рис 313,6 и в) Ошибки же изготовления наклонных поверхностей за¬движки и седел несоосность, перекос и пово¬рот одного трубопровода относительно друго¬го могут быть компенсированы только путем разделения задвижки на две независимые заслонки.

В конструкции г заслонки соединены со штоком и между собой осью с зазорами, позволяющими каждой заслонке самоустанавливаться относительно своего седла. В наиболее совершенной конструкции д заслонки стянуты пружинами на сферическом шарнире 2 штока и могут поворачиваться в любом направлении в пределах зазоров в ограничителях 3 и 4 Свобода поперечного смещения заслонок относительно штока обеспечивается шарниром.

В планетарной передаче (рис 314 а) корон­ное зубчатое колесо 1 свободно установлено на сателлитах 2 Оно имеет шлицевое соедине­ние с корпусом передачи Зубчатое колесо 3 также установлено свободно на шлицах приводного вала. Оба колеса могут перемещаться (в пределах зазоров в шлицевых соединениях) в радиальных направлениях, что способствует выравниванию нагрузки на сателлиты

В конструкции б самоустанавливаемость достигнута посадкой с зазором водила 4 на шлицах выходного вала, а в конструкции в — приданием упругости ободам зубчатых колес 5 и 6.

Конструкцию б с плавающим водилом при­меняют при малой частоте вращения водила. В противном случае возможно смещение водила в радиальном направлении под действием центробежных сил.

Самоустанавливаемость в многопоточных передачах можно обеспечить установкой про­межуточных переборов 7 в клетке 8, зафикси­рованной от вращения шлицами на корпусе, посадкой ведущего 9 (рис. 314, г и д) и ведомо­го 10 зубчатых колес на свободных шлицах соединением ведущего колеса 11 с приводным валом упругой втулкой 12 из эластомера и ведомого колеса 13 с конечным валом — шли­цами (рис, 314 е).

БИЛЕТ №6