Как да свържете 2 вала с различни диаметри. Съединители

Главна информация.Задвижващите съединители са устройства, които свързват валовете на съвместно работещи възли и предават въртящ момент. Необходимостта от свързващи валове се дължи на факта, че повечето машини са сглобени от множество отделни части с входни и изходящи валове. Тези части са двигателят. М, редуктор Ри работеща машина RM(фиг. 23.1).

Основната цел на съединителите е да свързват валове и да предават въртящ момент. Съединителите могат да изпълняват редица важни допълнителни функции. На тази основа се класифицират съединителите.

Има класа постоянен(неразцепващи) съединители, които осигуряват постоянна връзка на валовете по време на цялата работа на машината.

Някои машини използват съединители. съединител на кола,осигуряване на свързване на възли или тяхното разделяне по време на работа на машината. От своя страна, съединителите са разделени на управлявани и самоуправлявани.

Управляваните съединители свързват машинните възли според някаква команда. Самоуправляващите се съединители се включват автоматично, свързвайки или разединявайки валовете, в зависимост от условията на работа на машината и принципа на работа на съединителя.

Основната характеристика на натоварването на съединителя е въртящият момент T.

Обикновено номиналният въртящ момент Tна съединителя приблизително се определя в зависимост от динамичните свойства на машината, характеризиращи се със степента на неравномерно въртене и големината на ускорените маси, т.е. стойността на динамичния компонент на въртящия момент върху съединителя:

T = T n + T d = T n (1+ Tд / T n) = Tн,

където T n - номиналният въртящ момент обикновено се определя приблизително от консумацията на мощност на двигателя и от скоростта;

T e – динамичен момент;

динамичен фактор.

Безшумни съединители.Дългите валове, според условията на производство, монтаж и транспортиране, понякога се правят композитни. В този случай отделните части на вала са свързани чрез глухи съединители. В някои случаи тези съединители се използват и за свързване на строго коаксиални валове на възли. Глухите съединители включват втулкови съединители, които са втулка, поставена с празнина върху краищата на валовете, и фланцови съединители (фиг. 23.2), състоящи се от две еднакви съединителни половини, направени под формата на главина с фланец. Фланците са завинтени заедно.

Компенсиращи съединители.По икономически и технологични причини машините обикновено се изработват от отделни възли, които са свързани чрез съединители. Точният монтаж на валовете на такива агрегати обаче е невъзможен поради производствени и монтажни грешки; монтаж на агрегати върху деформируема основа; а също и поради еластични деформации на валовете при натоварване.

Възможните видове премествания на валовете (аксиални, радиални и ъглови) и произтичащите от това допълнителни натоварвания в краищата на валовете са показани на фиг. 23.3.

За свързване на валове с несъответстващи оси се използват компенсиращи съединители. Благодарение на дизайна си, тези съединители осигуряват производителност на машината дори при взаимно разместване на валовете. В този случай валовете и опорите се натоварват допълнително с аксиални, радиални сили и огъващи моменти в зависимост от големината и вида на несъосността на валовете.

Трябва да се подчертае, че с увеличаване на преместванията на вала, производителността на съединителя намалява.

Компенсиращите съединители включват зъбно колело (фиг. 23.4), верижен гърбичен диск и други съединители.

Зъбният съединител се състои от две втулки 1 и 4 с външни зъби и две скоби 2 и 3 с вътрешни зъби. Щипките са здраво свързани с болтове.

Еластични съединители.Еластичните съединители се отличават с наличието на еластичен елемент и са универсални в смисъл, че имайки известна устойчивост на усукване, тези съединители са и компенсиращи.

1) За смекчаване на ударите и ударите на въртящия момент, причинени от процеса или избора на празнина при стартиране и спиране на машината. В този случай кинетичната енергия на удара се натрупва от съединителя по време на деформацията на еластичния елемент, превръщайки се в потенциална енергия на деформация;

2) Защитете задвижването на машината от вредни торсионни вибрации;

3) Свържете валове с взаимни премествания. В този случай еластичният елемент на съединителя се деформира и съединителят функционира като компенсиращ.

Според материала на еластичните елементи тези съединители се делят на съединители с неметални еластични елементи и съединители с метални еластични елементи.

Най-широко използваният в машиностроенето е получил еластичен съединител с щифт (фиг. 23.5). Състои се от две съединителни половини 1 и 5. Съединителна половина 1 има конични отвори, а съединителна половина 5 има цилиндрични отвори. В тези отвори се вкарват щифтове 4, върху които се поставят еластични елементи 3. Завинтвайки гайката 2, пръстите 4 влизат в коничните отвори, в резултат на което съединителните половини 1 и 5 са ​​свързани.Въртящият момент се предава през еластичния елементи 3.

Контролирани съединители.Съединителите свързват и разединяват неподвижни или въртящи се валове по команда за управление. Тези съединители се разделят на съединители с профилно затваряне (гърбица) и фрикционни. Последните се използват широко, когато е необходимо да се промени режимът на работа на машината без спиране на двигателя.

Гърбичните съединители се използват за предаване на големи въртящи моменти с рядко превключване. Те имат значително по-малки габаритни размери и тегло от фрикционните съединители. Те обаче свързват валове, чиито ъглови скорости са еднакви или малко различни. Това изисква прецизно подравняване на половинките на съединителя.

b

На фиг. 23.6 показва съединители с крайни конусни гърбици (фиг. 23.6, а) и с правоъгълни (фиг. 23.6, б). Изборът на формата на гърбиците се определя главно от условията за включване на съединителя.

Фрикционни съединители.Тези съединители позволяват зацепване в движение и предават въртящ момент, дължащ се на силите на триене върху работните повърхности, създадени от плавното натискане на работните повърхности. Чрез промяна на силата на натискане е възможно да се регулира моментът на силите на триене. По време на включването на фрикционния съединител работните повърхности се плъзгат. След включване на съединителя няма приплъзване.

Конструкцията на тези съединители може да бъде изпълнена с един или повече дискове, с цилиндрични или конични триещи се повърхности, с механично, пневматично, хидравлично или електромагнитно управление. Групата съединители със силово затваряне чрез електромеханично свързване се състои от съединители с течна или прахообразна феромагнитна смес, в която при преминаване на електрически ток във възбуждащата намотка възниква магнитен поток, в резултат на което феромагнитната смес запълва празнината между съединителните половини са магнетизирани, което осигурява адхезията на сместа към повърхностите на съединителните половини.

Върху работните повърхности на дисковете се нанася фрикционен слой или се закрепват накладки от фрикционен материал, който увеличава силата на триене.

В зависимост от условията на работа фрикционните съединители се разделят: на съединители без смазване на триещите се повърхности и на съединители със смазване на триещите се повърхности. Последните предават по-малко въртящ момент, но са по-издръжливи, тъй като степента на износване на работните повърхности е по-малка от тази на сухите съединители.

В зависимост от промяната в режима на работа на машината се включват и изключват самоуправляеми или автоматични съединители. Те включват: изпреварващи съединители или свободни колела, които предават въртящ момент само в една посока на въртене на задвижващия полусъединител спрямо задвижвания и се въртят с обратна посока на въртене, центробежни съединители, които се включват и изключват в зависимост от скоростта на въртене на задвижващият полусъединител, съединители за ограничаване на въртящия момент, които изключват машината при опасно увеличаване на въртящия момент.

Предпазни съединители. Предпазният съединител служи за разединяване на валовете или вала от частта, която седи върху него, в случай на претоварване или неприемлива скорост на въртене, т.е. предпазва машината от счупване в случай на нарушение на нормалната работа. Предпазните съединители със сгъваем елемент са малки по размер и висока прецизностзадействане. При претоварване предпазният елемент се срязва и съединителните половини се отварят. За да възстановите работоспособността на машината, тя трябва да бъде спряна и предпазният елемент да бъде заменен.

Предпазните съединители на гърбицата се държат на място от пружини, докато нарастващият въртящ момент генерира сила, която може да преодолее силата на пружината.

Фрикционните предпазни съединители автоматично възстановяват работата на машината след прекратяване на претоварването, но тяхната точност на работа не е висока поради променливостта на коефициента на триене върху триещите се повърхности на дисковете.

Литература

1. Приложна механика: учеб. надбавка / A.T. Скойбеда, А.А. Миклашевич, Е.Н. Левковски и др.; Под общо изд. А.Т. Скойбеди.- Мн.: Виш. училище, 1997. - 552 с.

2. Феодосиев V.I. Съпротивление на материалите , - М.: Машиностроение, 1979. - 560 с.

3. Любощиц М.И., Ицкович Г.М. Наръчник по якост на материалите.- Мн.: Виш. училище, 1969.- 464 с.

4. Аркуша А.И. Техническа механика: Теоретична механика и съпротивление на материалите: учеб. за машиностроене специалист. Техникумов.- 2-ро изд., доп. - М .: Висше. училище, 1989. - 352 с.

Подобна информация.

Възможните начини за свързване на двигателя и цилиндрични, конусовидни и червячни предавателни кутии са показани на фиг. 2.1, където a, d и - връзки вал към вал, b, e, k - връзки на компенсиращия съединител, c, g, l - връзки на зъбни колела, g, h, m - предавателна връзка с клиновиден ремък.

Връзката „вал към вал” се използва: при стремеж към намаляване на габаритните размери и тегло; ако имате нужда от твърда връзка за получаване на точно позициониране и точна скорост на движение; при стремеж към намаляване на намаления инерционен момент

шофиране. Тази връзка е компактна, но изключително чувствителна към грешки при производството и монтажа на задвижването. С увеличаването на тези грешки се увеличават силите в опорите на свързаните валове на двигателя и скоростната кутия, а също така възниква възможността за нарязване в съединението. Както знаете, фретингът на неподвижни стави

- Това е вид повреда, която възниква, когато две повърхности, които са в контакт и номинално неподвижни една спрямо друга, изпитват локални малки периодични относителни премествания.

При свързване на валовете на двигателя и скоростната кутия с помощта на компенсиращ съединител е възможно да се компенсират доста големи грешки при монтажа на задвижването. Това леко увеличава размера на устройството по дължина. Конзолното радиално натоварване върху свързаните валове е приблизително 0,2 от периферната сила върху съединителя.

Ако валовете на двигателя и скоростната кутия са свързани чрез зъбно колело, тогава общ размерчервячен или конусен мотор-редуктор леко се увеличава по дължина. В този случай мотор-редукторът става съответно спираловиден или спираловидно-скосено-цилиндричен. Свързаните валове са натоварени със сили, действащи върху зъбите на зъбното колело.

Свързването чрез задвижване с клиновиден ремък увеличава общата височина на мотор-редуктора. Натоварването върху валовете, които трябва да бъдат свързани, се определя от конзолната радиална сила на предварително опъване на ремъците.

Сравнителен анализ (фиг. 2.2) на разпространението на различни връзки на валовете на двигателя и

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

на редуктор в редукторни двигатели за обща промишлена употреба на 72 компании от 17 страни показа, че три вида връзки: „вал към вал“ (бял пълнеж), компенсиращ съединител (черен пълнеж), използване на зъбна предавка (сив пълнеж) са доста добри често срещан в съвременните моторни скоростни кутии, произведени както в западните страни, така и в Русия. Ремъчните връзки не са включени в този анализ, тъй като се използват само от някои производители на мотор-редуктори.

Връзката вал към вал се използва от Bockwoldt (Германия) в мотор-редуктор с цилиндрична конична цилиндрична форма. Фирмите Rotor (Холандия), Renold (Великобритания), Innovari (Италия) използват такава връзка в едно-, дву- и тристепенни спирални двигатели. Свързването е типично

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

за мотор-редуктори, произведени от Stöber, Bauer (Германия) и др. Извършва се с помощта на съединител със зъбни колела, съединител със звездичка, MUVP и др. Свързването на зъбни колела е често срещано в Германия (SEW, Bauer, Nord), Великобритания (Renold), САЩ (фирма Baldor Dodge), Италия (фирми Innovari, Rossi) и други страни.

2.1 Връзка вал към вал

AT мотор-редукториизползват се три вида връзки между валовете: 1) валът на двигателя и валът на скоростната кутия са монтирани на две опори, въртящият момент се предава чрез шпонкова връзка; 2) валът на двигателя и валът на скоростната кутия са монтирани на две опори, въртящият момент се предава чрез къси шлици; 3) валът на двигателя е монтиран на две опори, а входният вал на скоростната кутия е на една, въртящият момент се предава от връзката с намеса, създадена чрез затягане на винтовете на клемната връзка.

На фиг. 2.3 показва тези типове връзки във връзка със спираловидно-конусни-спирални редукторни мотори: първият (a) е редукторен мотор от Pujol Muntala (Испания); вторият (b) е мотор-редуктор от ZAE (Германия); третият (c) е мотор-редуктор Bauer (Германия). Първият тип връзка се използва и от фирми

GFC и Bockwoldt (Германия), Renold (UK), Rossi

(Италия), Mozhga-reductor LLC, Reduktor OJSC, Barysh, Reduktor OJSC, Ижевск (Русия) и др. се използва и от KEB (Великобритания) и др.

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

Пример за връзка от трети тип по отношение на планетарен редуктор, произведен от ZF (Германия), е показан на фиг. 2.4 (двигателят не е показан на фигурата).

Както знаете, прът, фиксиран в една опора (фиг. 2.5, а), образува механизъм. За да фиксирате пръта в пространството, достатъчно е да го монтирате на две опори (фиг. 2.5, b). Ако броят на опорите се увеличи, тогава системата става статично неопределена и за да се определят реакциите в опорите, е необходимо, в допълнение към уравненията на равновесието, да се съставят условия за съвместимост на преместванията. Когато валовете са неправилно центрирани или неправилно центрирани, лагерите, разположени близо до съединението, се натоварват със сили, които могат да надхвърлят реакциите в лагерите от работния процес. Четирилагерен вал без шарнир (фиг. 2.5, c) е конструктивна схема за свързване "вал към вал" от първия тип, четирилагерен вал с панта

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

(Фиг. 2.5, d) - проектната схема на връзката "вал към вал" от втори тип, трилагерен вал (фиг. 2.5, d) - проектната схема на връзката "вал към вал" на третия Тип.

Тъй като връзката вал към вал образува статично неопределена конструктивна схема на свързаните валове, грешките при производството и монтажа могат да доведат до значителни сили в опорите. За да се ограничи големината на тези сили, е необходимо да се вземе предвид връзката на реакциите в опорите с грешките на местоположението на повърхностите на частите, твърдостта на огъване на валовете, контактната твърдост на лагерите, радиалните хлабини в лагерите и за определяне на допустимите отклонения на местоположението въз основа на разглежданата статично неопределена система.

В допълнение към увеличаването на реакциите в опорите, което намалява живота на лагерите, във връзката вал към вал може да възникне изтръпване в интерфейса между контактните повърхности на изходящия край на вала на двигателя и отвора в вала на скоростната кутия. За да се изключи появата на фретинг, SEW (Германия) препоръчва да се нанесе NOCO противозадирваща паста върху контактните повърхности по време на сглобяване, италиански компании - паста Klűberpaste-46MR401, твърда

Иванов A.S., Murkin S.V. "Проектиране на съвременни мотор-редуктори"

Валове и оси

Въртящите се машинни части са монтирани на оси или валове. Валовете винаги се въртят с частите и предават въртящ момент; осите, независимо дали се въртят с частите или остават неподвижни, не предават импулс и само поддържат частите. Поради това осите се натоварват само с огъващи сили, а валовете освен тях и с въртящи моменти.

Валовете са прави, коляновидни и гъвкави (Фигура 3.8). Когато диаметърът на червяка или зъбното колело е близък до диаметъра на вала, те се изработват като едно цяло, например вал с червяк, вал със зъбно колело.

Валове

а - прави линии; б - колянов; c - гъвкав.

Фигура 3.8.

Валовете и въртящите се оси са монтирани чрез опори (цапфи) в лагери. Накрайниците, които възприемат аксиалното натоварване, се наричат ​​пети.

Лагери

Валовете и въртящите се около тях части се поддържат на лагери. Разграничаване на плъзгащи и търкалящи лагери.

Плъзгащи лагери(Фигура 3.9). В зависимост от големината и посоката на натоварванията, които възникват върху валовете, поддържани от плъзгащи лагери, има радиални лагери, които могат да поемат радиални натоварвания, и аксиални лагери, които могат да поемат както аксиални, така и радиални сили.

Повърхността на цапфата в радиалните лагери се плъзга спрямо вътрешната й повърхност. Намаляването на силите на триене между триещите се повърхности се създава от слой смазка. По време на работа цапфата заема ексцентрично положение в лагера и следователно смазката между повърхностите на лагера и цапфата приема формата на клин. Маслен слой, разделящ шийката и лагера, също се създава, ако маслото се подава към междината с помощта на маслена помпа.

Плъзгащите лагери се монтират за тежки валове, когато е необходимо разглобяване на лагера или когато последният работи в агресивна среда или при силно замърсяване.

Ръкавен лагер с разделен корпус

1 - капак; 2 - болтове; 3 - облицовки; 4 - тяло; 5 - масленка на капачката.

Фигура 3.9.

Фрикционен лагер(Фигура 3.10) се състои от външни и вътрешни пръстени с канали. Между пръстените в пистите има топки или ролки, които се търкалят по пистите. За да могат ролките или сачмите да са на еднакво разстояние една от друга, лагерите са снабдени със сепаратори, които представляват щамповани пръстени с отвори за ролките или сачмите.

Основни видове търкалящи лагери

Фигура 3.10.

Ролковите лагери са широко разпространени (при малък диаметър на ролката се наричат ​​иглени лагери).

Търкалящите лагери могат да бъдат разделени на три вида: радиални, възприемащи радиални натоварвания и позволяващи малки аксиални натоварвания; радиална тяга, възприемаща както радиални, така и аксиални натоварвания, но стойността на последното не трябва да надвишава 0,7 от разликата между допустимите и ефективните радиални натоварвания; устойчиви, възприемащи само аксиални натоварвания.

Съединители

Съединителите се използват за свързване на валове, които са продължение един на друг или разположени под ъгъл, както и за предаване на въртящ момент между вала и частите, разположени върху него.

Според предназначението си се делят на постоянни съединители (неуправляеми) и съединителни съединители (управляеми).

Съединители, свързващи твърдо валовете, разграничете следните видове:

- Съединители с ръкавипрост дизайн, малък размер (Фигура 3.11). Недостатъкът им е, че за да се свържат валовете, последните трябва да се раздалечат. Съединителите се използват за диаметри на вала не по-големи от 120 mm.

Съединители с ръкави:

а - с призматични ключове; b - със сегментни ключове; в - с щифтове; g - със слотове.

Фигура 3.11.

- Фланцови съединители(фигура 3.12) обикновено се състоят от две съединителни половини и се предлагат в два вида. При един тип съединители болтовете се монтират без хлабина, докато болтовете работят на срязване. При друг тип съединители болтовете се монтират с празнина. В този случай въртящият момент се предава под действието на фрикционния момент, създаден чрез затягане на болтовете.

Наричат ​​се съединители, свързващи валовете с известно взаимно изместване или несъосност в резултат на неточности в производството, монтажа или деформация по време на работа компенсаторна.

Има няколко вида компенсиращи съединители:

Най-простият съединител се състои от две полусъединители, същите като при твърдите съединители, само болтът в един от полусъединителите лежи върху гумени уплътнения, което позволява да се компенсират неточностите в положението на валовете.

- Кръстосани съединителисе използват за свързване на валове, когато може да има големи несъосности на осите. Те се състоят от две съединителни половини, в краищата на които има жлебове. Между съединителните половини е поставен диск, в краищата на който има издатини, разположени перпендикулярно един на друг. Недостатъкът на тези съединители е високото износване на жлебовете, тъй като по време на работа средният диск се движи спрямо половините на съединителя. Между диска и съединителните половини възникват сили на триене, което води до радиални сили, които се предават на вала.

- Шарнирни съединители(Фигура 3.13) се използва за прехвърляне на движение между валове, разположени под ъгъл. Възможността за предаване на въртене под ъгъл до 45° се осигурява от факта, че съединителят има два шарнира, разположени взаимно перпендикулярно.

Съединители за свързване на два вала. Глупав съединител.

Съединител на кола. Кутия съединител. Фрикционен съединител. Съединител с напречен гърбичен диск (съединител "Oldtema").

Свързване на два валаможе би глухикогато дълъг вал, в съответствие с условията на производство и работа на машината, е съставен и композитният вал трябва да работи като цяло. Такава връзка е показана на фиг. 234. Това е втулка, снабдена с намеса в краищата на свързаните валове. Втулката е монтирана на валовете и предава въртящия момент посредством шпонки с перо, сегментни шпонки или конусни щифтове.

Ориз. 234 : 1 - съединител, 2 - ключ, 3 - вал

съединителипредназначени за свързване и разединяване на валове. Те включват гърбични и фрикционни съединители.

кучешки съединител(фиг. 235) се състои от две части, монтирани върху свързаните краища на валовете. Едната половина на съединителя е монтирана плътно, втората може да се движи по протежение на вала по дължината на водещия ключ с помощта на специален лост. При движение гърбиците се блокират, което осигурява предаването на въртящия момент.

Ориз. 235. Кутия съединител

Фрикционни съединители(фиг. 236) осигуряват повече плавен старт(поради приплъзване) на задвижвания вал. Моментът се предава благодарение на силата на триене между задвижващите и задвижваните части на съединителя. Фрикционните съединители са разделени на дискови, конични, барабанни (с подложки, разширяващи се пръстени, стегнати ленти или пружини).

Ориз. 236 фрикционен съединител

Видовете подвижни съединители са гъвкави съединители. Тези съединители се използват за компенсиране на грешки в относителното положение на свързаните валове: централно изместване, взаимен наклон на осите, аксиално изместване. Възможността за компенсиране на един или друг вид грешка зависи от конструкцията на съединителите. Например съединителят за разширение на гърбицата компенсира само аксиалното движение, което възниква например в резултат на термична деформация.

За компенсиране на изместването на осите на валовете в посока, перпендикулярна на оста, както и малки аксиални измествания, се използва напречен съединител (съединител Oldhem) (фиг. 237). Състои се от два полусъединителя с жлеб на крайната повърхност и среден диск с две взаимно перпендикулярни издатини, включени в жлебовете на полусъединителите. При въртене на валове, свързани чрез съединител, чиито оси са изместени, но успоредни, издатините на средния диск се плъзгат по вдлъбнатините на половините на съединителя. Средният диск, в допълнение към въртенето, се движи в равнина, перпендикулярна на оста („плува“).