Конструкции подшипниковых узлов
Подшипниковая опора состоит из вала, корпуса и подшипника. Она может также содержать: крышки, детали крепления внутреннего и наружного колец подшипников на валу и в корпусе, смазочные и уплотняющие устройства.
а) б)
Рис.6.
Фиксирующие опоры
При работе редуктора могут возникать температурные деформации вала, что ведет к значительным осевым давлениям на подшипники. Во избежание заклинивания тел качения применяют различные схемы подшипниковых узлов. Для достаточно длинных валов ( l/d = I2…I5) одна из опор фиксирует положение вала в осевом направлении в обе стороны, а другая опора является плававшей (рис.6, а). Фиксирующий подшипник жестко закрепляют в осевом направлении, как на валу, так и в расточке корпуса. Он способен воспринимать двухстороннюю осевую нагрузку реверсивного характера.
При действии на подшипник радиальной нагрузки в качестве фиксирующей опоры принимают наиболее нагруженную опору. При одновременном действии радиальной и осевой нагрузок в качестве фиксирующего принимают подшипник, воспринимающий меньшую радиальную нагрузку.
Иногда в фиксирующей опоре устанавливают два однорядных подшипника или один сдвоенный (рис.6, б). Внутреннее кольцо плавающего подшипника жестко закреплено на валу, внешнее кольцо в корпусе не закрепляется, это обеспечивает возможность подшипнику перемещаться в осевом направлении на величину тепловой деформации вала. Обеспечивая значительные температурные деформации, эта схема обладает малой осевой жесткостью опор, что отражается на относительном положении связанных с валом деталей.
а) б)
Рис.7. Схемы установки подшипников:
а — враспор; б – врастяжку
Для коротких валов ( l/d = 6…8) применяется установка подшипников «враспор», когда каждая из опор фиксирует вал в осевом направлении, но только в одну сторону (рис.7, а).
Чтобы не происходило защемление вала в опорах, предусматривают осевой зазор «а«, величина которого должна быть больше тепловой деформации подшипников и валов.
Для более длинных валов (l/d=8…10) опорные узлы могут быть установлены «врастяжку» (рис.7, б) В этом случае температурное удлинение вала приводит к увеличению осевого зазора в подшипнике, что уменьшает вероятность защемления подшипников. Для радиальных подшипников схема «врастяжку» не применяется.
Рис.8.
Крепление подшипников на валах
Крепление подшипников на валах
Внутренние кольца подшипников на валах могут крепиться способами, приведенными на рис.8, где;
а — кольцо посажано на вал с гарантированным натягом до упора в буртик;
б — кольцо крепится буртиком вала и упорным стопорным пружинным кольцом;
в — кольцо крепится плоской торцевой шайбой и винтом;
г — кольцо крепится круглой шлицевой гайкой, стопорящейся многолапчатой шайбой;
д — на гладких валах внутреннее кольцо подшипника крепится специальной разрезной втулкой, являющейся частью подшипника.
Крепление подшипников в корпусе
Наиболее распространенные способы крепления подшипников в корпусе приведены на рис.9, где:
а — крепление наружного кольца в одном направлении уступом корпуса или стакана;б — крепление крышкой;
в — крепление наружного кольца крышкой и заплечиком корпуса или стакана;
г — крепление в одном направлении упорным буртом наружного кольца специального подшипника;
д — крепление пружинным запорным кольцом, вставленным в канавку корпуса.
Рис.9.
Крепление подшипников в корпусе
studfiles.net
КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ
В процессе проектирования узла с подшипниками качения конструктору необходимо решить целый ряд технических вопросов в соответствии с назначением механизма, серийностью его производства, требуемой долговечностью, точностью, условиями эксплуатации и многими другими факторами.
В опорных узлах малонагруженных механизмов преимущественно используют стандартные однорядные радиальные шарикоподшипники легкой и особо легкой серии по ГОСТ 8338-75. Основные параметры таких подшипников приведены в гл.7. Эти подшипники кроме радиальной нагрузки воспринимают и осевую. Осевая нагрузка может появиться при работе механизма в результате действия инерционных сил или силы тяжести вращающихся деталей даже в случае отсутствия рабочей осевой нагрузки (как, например, в механизмах с прямозубыми зубчатыми колесами).
В большинстве механизмов применяют подшипники классов точности 0 (нормальный класс точности) и 6 (повышенный класс точности). Точность подшипников регламентирует ГОСТ 520-89. Подшипники различных классов точности отличаются друг от друга точностью обработки и шероховатостью посадочных и опорных поверхностей, и главное — радиальным и осевым биением дорожек качения. Выбор точности подшипников должен быть увязан с точностью зубчатых колес, используемых в механизме. При восьмой и более грубой степени точности зубчатых колес рационально устанавливать их на подшипниках класса точности 0, при седьмой степени точности — на подшипниках класса точности 6.
Существуют различные способы установки вала на паре шарикоподшипников. Отличаются эти способы закреплением внутренних и наружных колец подшипников. В результате возникают различия в передаче осевых сил с вращающихся деталей несущей корпусной системе. Если требования к точности механизма не слишком высоки, то выбор схемы безразличен. При этом должны учитываться особенности компоновки, технологичность конструкции, удобство последующего обслуживания и ремонта механизма.
Подробно о способах осевой фиксации валов, выборе и расчете подшипников и о регулировке зазоров в подшипниках см. [4], [9]. Примеры конструкций подшипниковых узлов приведены на схемах 4.1-4.11.
2. Для нормальной работы подшипников необходимо обеспечить соосность отверстий под них в правой и левой платах. О способах обеспечения соосности см. п. 3 конструкции 4.2.
3. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках достигается путем подбора числа прокладок 1, устанавливаемых под крышками 2 и 3 (допустима установка прокладок только с одной стороны).
4. Прокладки обычно изготавливаются из стальной холоднокатаной ленты ГОСТ 503-81 или из латунной ленты ГОСТ 2208-91 Толщина каждой прокладки 0,05…0,1 мм.
5. В графе «Количество» спецификации сборочного чертежа] число прокладок не указывается, а в графе «Примечание» записывается: «Количество по мере надобности, не более…».
4.2 Установка вала на шарикоподшипниках на двух платах (вариант 2).1. Шарикоподшипники устанавливаются во втулках 1. Это позволяет выбирать толщину плат меньше, чем ширина подшипников, что дает существенный выигрыш в массе всей конструкции сравните с конструкцией 4.1). Рекомендуемые размеры фланцевых втулок приведены в параграфе 7.4.
2. Установка подшипников в таких втулках производится также для удобства сборки или при изготовлении плат и корпусов из недостаточно прочных материалов, например, из пластмассы.
3. Соосность отверстий под подшипники в правой и левой платах обеспечивается одним из следующих способов: а) совместной расточкой, в процессе которой платы жестко соединены между собой в том же положении, какое они будут занимать в механизме; б) обработкой отверстий пары плат в специальном приспособлении, обеспечивающем соосность расточки; в) раздельной обработкой отверстий каждой из плат на точном координатнорасточном станке; г) обработкой каждой из плат в кондукторе, обеспечивающем достаточную точность координат отверстий.
4.3 Установка вала на шарикоподшипниках на двух платах (вариант 3).
1. Шарикоподшипники каждого из валов установлены в ступенчатых отверстиях плат.
2. Конструкция характерна для механизмов со сравнительно длинными валами. При тепловом удлинении валов здесь не происходит защемление шариков, вызывающее увеличение момента трения. Если регламентирована точность механизма, то этот вариант предпочтительнее, чем конструкция 4.4, так как при прочих равных условиях здесь перекос валов, вызванный зазорами в подшипниках, меньше.
4. Наличие упорных буртиков в отверстиях исключает возможность расточки “напроход’’ или совместного развертывания отверстий, что усложняет и удорожает обработку. В конструкции 4.1 обработка отверстий под подшипники более проста.
5. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках осуществляется осевым смещением одной из втулок 1 или 2 перед штифтовкой. Одна из втулок может быть установлена до упора в уступ вала.
6. Резьбовое отверстие в каждой из втулок 1 и 2 необходимо для установки стопорного винта, который позволяет закрепить втулку при регулировке зазоров в подшипниках и в процессе обработки отверстия под штифт.
4.4 Установка вала на шарикоподшипниках на двух платах (вариант 4).1. По компоновке и схеме передачи сил механизм аналогичен показанному в конструкции 4.1.
3. Отсутствие съемных крышек и прокладок уменьшает массу механизма и резко упрощает процесс сборки (сравните с конструкцией 4.1), но накладывает жесткие требования на допуск размера А валов и размера Б между уступами расточек плат. Эти до пуски определяются в результате расчета размерной цепи, в которую входит также и ширина двух шарикоподшипников.
4. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках отсутствует, поэтому мертвый ход механизма при прочих равных условиях больше, чем при установке валов по типу конструкции 4.1.
5. Об обеспечении соосности расточек под подшипники и технологичности см. п. З конструкции 4.2 и п. 4 конструкции 4.3.
КОНСТРУКЦИИ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ. Следующие варианты
4.5 Установка вала на шарикоподшипниках во втулке (вариант 1). 1. Приведенный вариант установки вала во втулке используется только в том случае, когда диаметр вершин зубьев колеса 4 меньше диаметра отверстия в плате 2 (сравните с конструкцией 4.6).
2. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках производится осевым смещением колеса 4 перед штифтовкой.
3. Приведенный вариант установки вала во втулке используется только в том случае, когда диаметр вершин зубьев колеса 4 меньше диаметра отверстия в плате (сравните с конструкцией 4.6).
4. Для доступа к винтам 3 в зубчатом колесе 5 предусмотрены отверстия Б.
5. Посадочная поверхность Г втулки 1 имеет несколько больший диаметр, чем более грубо обработанная поверхность Д. Для коротких втулок допускается бесступенчатая наружная поверхность. Рекомендуемые размеры втулок приведены в параграфе 7.3.
6. Вал 6 в своей средней части (поверхность В) имеет диаметр на 0,3…0,8 мм меньше, чем диаметр посадочных шеек под подшипники. Это позволяет обрабатывать поверхность В со сниженными параметрами точности и шероховатости поверхности.
4.6 Установка вала на шарикоподшипниках во втулке (вариант 2).1. Приведенный вариант установки вала во втулке 1 используется в том случае, если зубчатое колесо 2 не может пройти через отверстие в плате 3 (сравните с конструкцией 4.5).
2. Регулировку зазоров в шарикоподшипниках производят с помощью втулки 4. При ее штифтовке контролируют осевой люфт и статический момент на валу. Колесо 2 окончательно закрепляют после установки втулки на плате 3. О резьбовых отверстиях на закрепляемых на валу деталях см. п.6 конструкции 4.3.
3. Колесо 5 в связи с наличием уступа на левом конце вала может быть закреплено на валу также после установки втулки 1 на плате. Поэтому отверстия в колесе 5 для доступа к винтам 6 не обязательны, но в случае достаточного размера колеса желательны.
4. В связи с тем, что здесь колеса установлены не до упора, на сборочном чертеже необходимо дать размеры, определяющие положения колес в осевом направлении.
5. О форме и размерах втулки 1 см. п.5 конструкции 4.5.
6. О форме вала см. п.6 конструкции 4.5.
4.7 Установка вала на шарикоподшипниках во втулке (вариант 3).
1. Втулка с установленным в ней валом после регулировки зазоров в шарикоподшипниках и контроля осевого люфта и статического момента вставляется в отверстие платы 2 и крепится винтами 3.
2. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках производится осевым смещением втулки 4 перед штифтовкой.
3. О форме и размерах втулки 1 см. п.5 конструкции 4.5.
4. О форме вала см. п.6 конструкции 4.5.
5. В приведенном примере винты 3 проходят через плату и ввинчиваются в резьбовое отверстие фланца втулки 1. В некоторых отраслях приборостроения, где в целях унификации не используются втулки с резьбовыми отверстиями во фланце, винты ввинчиваются в плату справа, и для доступа к ним в ступицах колес 5 и 6 предусматриваются отверстия. Если это невозможно, то установку колес 5 и 6 производят после закрепления втулки 1 на плате.
4.8 Установка вала на шарикоподшипниках во втулке (вариант 4).1. При использовании зубчатых передач с регулируемым межосевым расстоянием необходимо предусмотреть зазор В. Втулка 3 в этом случае крепится к плате 2 винтами 4 и двумя штифтами 5, рекомендуемые размеры втулки см. в параграфе 7.3. Обработку отверстий под эти штифты производят после установки втулки с колесом в необходимое положение относительно других зубчатых колес. Правильность установки определяется статическим моментом и люфтом зубчатой передачи, о чем делается запись в технических требованиях сборочного чертежа. Такой способ установки втулки позволяет снизить точность обработки отверстий в плате по диаметру и координатам.
2. Регулировка зазоров в шарикоподшипниках производится до установки втулки на плату осевым смещением зубчатого колеса 1.
3. Для доступа к винтам 4 и штифтам 5 в колесе 1 необходимы отверстия Б. Если размеры колеса не позволяют разместить отверстия Б, то вводится промежуточная штифтуемая втулка (см. конструкцию 4.6). В этом случае колесо 1 окончательно закрепляется после установки узла на плате.
4. О форме вала см. п.6 конструкции 4.5.
4.9 Установка вала на шарикоподшипниках во втулке с резьбой.
1. Собранный во втулке 1 и отрегулированный узел вставляется в отверстие угольника 2 и затягивается гайкой 3.
2. Фланец втулки 1 имеет прорези, аналогичные прорезям гайки. Эти прорези необходимы для удерживания втулки ключом при завинчивании гайки. Возможны и другие способы для удержания втулки от проворачивания.
3. Втулка с резьбовым креплением имеет существенно меньший размер фланца и используется при недостатке места. Если (места достаточно, то на угольнике 2 можно закрепить втулку с помощью винтов (как, например, в конструкциях 4.5 — 4.8).
4. Угольник 2 установлен на основании 4 и закреплен винтами и двумя штифтами (см. вид А конструкции 4.11).
5. Если необходима регулировка положения геометрической оси вала по высоте, то между угольником 2 и основанием 4 устанавливаются регулировочные прокладки (об их материале см. п.4 конструкции 4.1).
4.10 Установка вала, параллельного плате, на шарикоподшипниках.1. Оба подшипника вала конического колеса установлены в литом или фрезерованном корпусе 1 со ступенчатой расточкой отверстия под шарикоподшипники.
2. Взамен ступенчатой расточки можно сделать сквозную, более технологичную (см. вариант установки подшипников). При том для упора наружных колец подшипников необходимо ввести кольцо 6, закрепляемое тремя установочными винтами.
3. Регулировка зазоров подшипников осуществляется перед штифтовкой одной из деталей 2 или 3. При этом одна из этих деталей может быть установлена до упора в уступ вала.
4. О назначении резьбовых отверстий в деталях 2 и 3 см. п. 6 конструкции 4.3.
5. О форме корпуса 1 см. п.4 конструкции 4.11.
4.11 Установка вала, параллельного плате, с помощью угольников.1. Подшипники вала установлены в угольниках 1, которые закреплены на основании 2 с помощью винтов 3 и штифтов 4.
2. Осевой люфт валов и совпадение осей подшипников в горизонтальной плоскости обеспечивается при установке угольников. Для совпадения осей подшипников по высоте нужно точно выполнить размер Б для угольников. При недостаточной точности под одним из угольников устанавливаются регулировочные прокладки. Об их материале см. п.4 конструкции 4.1.
3. Для обеспечения соосности гнезд под шарикоподшипники возможна также их совместная расточка после установки и закрепления угольников на плате. В этом случае установка вала такая же, как в конструкции 4.4.
4. В угольниках 1 возможно выполнение сквозных бесступенчатых отверстий. При этом используются фланцевые крышки как в конструкции 4.1.
5. Об установке колеса 5 см. п.4 конструкции 4.6.
6. При выполнении заготовки угольника методом литья форма его может быть выбрана по приведенному варианту при обработке резанием такая форма менее технологична.
Дата добавления: 2017-11-30; просмотров: 716;
znatock.org
|
Установка шариковых подшипников; фиксация вала крышками с двух сторон. Подшипники могут быть установлены с осевым зазором или натягом (регулируется прокладкой 1). Схема допустима при небольшом расстоянии между опорами в корпусах, выполненных из чугуна или стали. |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией вала кольцевыми стопорами 2, 3. Подшипники могут быть установлены с зазором или натягом (регулируется шайбой 4). Схема применима при тех же условиях, что и предыдущая. |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией правого подшипника стопорным кольцом 5 и крышкой. Второй подшипник «плавает» в корпусе. Схема применима при значительных расстояниях между подшипниками и при любом материале корпуса. Фиксированный подшипник может быть установлен с осевым зазором или плотно (регулируется прокладкой 6). |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией правого подшипника стопорным кольцом и крышкой. Второй подшипник „плавает” на валу. |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией правого подшипника промежуточной гильзой 7 и крышкой. Второй подшипник плавает в корпусе. |
|
|
Установка шариковых подшипников в корпусе из легкого сплава с применением промежуточных гильз. |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией правого подшипника разрезным пружинным кольцом 8, установленным в наружной обойме. Второй подшипник „плавает” в корпусе. |
|
|
Установка шариковых подшипников с маслоотражательными дисками. В остальном конструкция аналогична предыдущей. |
|
|
Установка шариковых подшипников с фиксацией спаренными подшипниками, затянутыми на кольцевой стопор 8. Спаренные подшипники могут быть установлены с предварительным натягом (регулируется шайбой 9). |
|
|
«Плавающая» установка шариковых подшипников. Вал фиксируется в осевом направлении зубьями шевронного колеса. Вал парной шевронной шестерни зафиксирован. |
|
|
Установка шариковых подшипников в разъемном корпусе (радиальная сборка) с фиксацией правого подшипника выточкой в корпусе. Левый подшипник „плавает” в корпусе. |
|
|
Установка шариковых подшипников в разъемном корпусе с фиксацией правого подшипника закладной крышкой и диском масляного уплотнения. Левый подшипник „плавает” в корпусе. |
|
|
Установка сферических двухрядных шариковых подшипников. Правый подшипник зафиксирован крышками, левый „плавает” в корпусе. Схема применяется при установке подшипников в различных корпусах, а также при возможности упругих деформаций вала. |
|
|
Установка роликовых подшипников с фиксацией их крышками с обеих сторон. Схема допустима при небольших расстояниях между опорами и в корпусах, выполненных из чугуна или стали. Во избежание перетяжки подшипников должен быть предусмотрен зазор s. Узел может нести лишь незначительные осевые нагрузки. |
|
|
Установка роликовых подшипников с фиксацией правого подшипника стопорным кольцом 10 и крышкой. Фиксирующий подшипник имеет буртики на наружной и внутренней обоймах. Во втором подшипнике обеспечена свобода осевого перемещения роликов на наружной обойме. Схема применима при небольшом расстоянии между опорами. |
|
|
Установка роликовых подшипников с отъемными буртиками на внутренних обоймах. Правый подшипник зафиксирован кольцевым стопором и крышкой, левый „плавает” наружной обоймой в корпусе. Конструкция обеспечивает больший диапазон осевых перемещений, чем предыдущая. |
|
|
Установка радиально-упорных подшипников с затяжкой наружных обойм с помощью крышки с регулировочной прокладкой 11. Схема допустима при небольших расстояниях между опорами и в чугунных и стальных корпусах. |
|
|
Установка радиально-упорных подшипников с затяжкой внутренних обойм на регулировочную шайбу 12. По характеристикам конструкция аналогична предыдущей. |
|
|
Установка трех радиально-упорных подшипников (при повышенной односторонней осевой нагрузке). Правая сдвоенная опора несет осевую нагрузку; левый подшипник — замыкающий. Схема применима при небольших расстояниях между опорами. |
|
|
Комбинированная установка сдвоенных радиально-упорных подшипников в фиксирующем узле с „плавающим» шариковым подшипником на противоположной стороне. Затяжка радиально-упорных подшипников регулируется шайбой 13. Схема применима при значительных расстояниях между опорами. |
|
|
Установка конических роликовых подшипников с затяжкой наружных обойм через прокладку 14 (схема О). Конструкция допустима при небольших расстояниях между опорами и в чугунных и стальных корпусах. Узел может нести значительные радиальные и осевые нагрузки в обоих направлениях. |
|
|
Установка конических роликовых подшипников с затяжкой внутренних обойм (схема X). Обеспечивается более жесткая установка вала, чем в предыдущей конструкции. Затяжку нужно производить нормированной силой. |
|
|
Комбинированная установка спаренных конических подшипников в фиксирующем узле и плавающего роликового подшипника. Затяжка конических подшипников регулируется шайбой 15. Схема рекомендуется при значительном расстоянии между опорами, больших осевых нагрузках и при необходимости точной осевой фиксации вала. |
|
|
Установка на дуплексных конических роликовых подшипниках. Правая опора фиксирующая, левая — „плавающая”. Узел может нести большие радиальные и осевые нагрузки. |
|
|
Комбинированная установка радиальных шариковых подшипников и упорного шарикового подшипника (при односторонней осевой нагрузке). Затор в упорном подшипнике регулируется прокладкой 16. Радиальные подшипники „плавающие”. |
|
|
Комбинированная установка радиальных шариковых подшипников и двустороннего упорного шарикового подшипника (схема применяется при повышенных осевых нагрузках, действующих в обоих направлениях). Затор в упорном подшипнике регулируется прокладкой 17. Радиальные подшипники „плавающие”. |
|
|
Установка роликовых подшипников. Осевые нагрузки (двусторонние) воспринимаются шариковым подшипником, разгруженным от радиальных сил. |
|
|
Установка игольчатых подшипников. Фиксация вала и восприятие осевых нагрузок — разгруженным радиальным шариковым подшипником. |
|
|
Установка самоустанавливающихся роликовых подшипников. Осевая нагрузка воспринимается упорным шариковым подшипником, установленным на сферической шайбе. Центры сфер ближайшего самоустанавливающегося подшипника и шайбы совпадают. |
|
|
Установка роликовых подшипников широкой серии. Осевые нагрузки воспринимаются упорными роликовыми подшипниками. Схема рассчитана на восприятие больших радиальных и осевых нагрузок при малой частоте вращения. |
|
inzhener-info.ru
4.4.2.4. КОНСТРУКЦИИ ТИПОВЫХ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ
4.4.2.4.1.КРЕПЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ НА ВАЛАХ
Крепление подшипника достаточно надежно осуществляется круглой шлице- | ||||
вой гайкой (ГОСТ 11871–73) (рис. 4.33, 4.35), которая от самопроизвольного отвин- | ||||
чивания стопорится многолапчатой шайбой (ГОСТ 11872–73). Стопорная шайба | ||||
имеет один внутренний выступ и шесть наружных выступов. Внутренний выступ | ||||
шайбы заходит в специально выполненный паз на валу, а один из ее наружных вы- | ||||
ступов отгибается в шлиц гайки. Размеры гаек и стопорных многолапчатых шайб | ||||
приведены в табл. П.125 и П.127. |
|
|
| |
Просто и надежно крепление |
|
|
| |
концевой шайбой (рис. 4.36, 4.37). |
|
|
| |
Шайба от поворота относительно ва- |
|
|
| |
ла фиксируется штифтом (рис. 4.36) |
|
|
| |
или установкой диаметрально распо- |
|
|
| |
ложенных двух болтов ( рис. 4.37 ). |
|
|
| |
Чтобы концевые шайбы при высоких |
|
|
| |
частотах вращения не вызывали дис- | Рис. 4.36 | Рис. 4.37 | Рис. 4.38 | |
баланса, их центрируют по отверстию | ||||
|
|
| ||
подшипника ( рис. 4.36 ) или по валу. Во всех вариантах необходимо предусматри- | ||||
вать стопорение винтов, крепящих шайбу к торцу вала, от самоотвинчивания. | |
Достаточно часто фиксирование внутренних колец подшипников на валах | |
осуществляют разрезными кольцами (рис. 4.38) (табл. П.297). Их монтаж и демон- | |
таж производят с помощью специальных щипцов, которыми кольца разжимают. | |
Боковой опорной поверхностью подшипника на валу является и поверхность | |
упорного буртика (рис. 4.36-4.38). Особенностью конструкции подшипника качения | |
является то, что его внутреннее кольцо является |
|
весьма податливой деталью. Чтобы внутреннее |
|
кольцо было установлено на валу без перекоса, |
|
его необходимо поджимать при монтаже к запле- |
|
чику вала или к торцу детали, установленной на |
|
валу. |
|
Кольцо подшипника должно прилегать к |
|
упорному буртику своей плоской торцовой по- |
|
верхностью. |
|
С одной стороны высота заплечика вала |
|
должна быть больше высоты фаски подшипника, с | Рис. 4.39 |
другой — должна быть выбрана с учетом возмож- | |
ности снятия подшипника с вала (рис. 4.39). |
|
4.4.2.4.2. КРЕПЛЕНИЕ ПОДШИПНИКОВ В КОРПУСЕ
На рис. 4.40-4.42 показаны наиболее распространенные способы крепления подшипников в корпусе.
Широко применяют простой и надежный способ закрепления подшипника в корпусе крышкой:
-приворачиваемой (рис. 4.40),
-закладной (рис. 4.41).
254
studfiles.net
Конструкция подшипниковых узлов.
В большинстве случаев в качестве опор передающих валов при скоростях вращения более 100 об/мин рекомендуется использовать подшипники качения. В этом случае при отсутствии осевых нагрузок, например при использовании прямозубых зубчатых колес эвольвентного зацепления рекомендуется использовать радиальные шарикоподшипники соответствующей несущей способности. Подшипники устанавливаются внутренними кольцами на опорные шейки вала до упора в специальные буртики, а наружными кольцами в отверстия в корпусе. От осевого смещения подшипники фиксируются крышками, устанавливаемыми в корпусе. Во избежание создания осевых усилий за счет зажима наружных колец подшипников крышками, а также для компенсации тепловых расширений деталей узла рекомендуется оставлять осевой зазор в пределах 0.15 мм.
В случае незначительных осевых нагрузок, а также при использовании косозубых передач углом наклона зубьев до 100 в качестве элементов, воспринимающих данную нагрузку допускается использовать радиально — упорные шарикоподшипники, которые устанавливаются также, как и радиальные с упором в буртики вала внутренними кольцами и узкими торцами наружных колец внутрь в сквозной расточке корпуса. Осевой зазор выбирается за счет подбора размера прокладок между крышками и торцами корпуса.
При значительных радиальных и осевых нагрузках, например при использовании косозубых передач с углом наклона зубьев более 100, конических и червячных передач, а также цилиндрических передач со скрещивающимися осями, рекомендуется в качестве опор использовать конические роликовые подшипники с установкой по принципу радиально — упорных шарикоподшипников.
Однако наряду с большой несущей способностью конические роликовые подшипники обладают пониженной точностью. Поэтому для более точных узлов приборов ( например шпинделей ), испытывающих значительные осевые усилия, например когда осевой поджим детали к шпинделю осуществляется задней бабкой, в качестве опор шпинделя независимо от используемого вида зубчатых передачи рекомендуется разделить функции восприятия различных нагрузок. Так для компенсации радиальной нагрузки рекомендуется использовать 2 радиальных шарикоподшипника повышенной точности, а для компенсации осевой нагрузки использовать специальный блок, установленный в отдельном корпусе — стакане. В этом случае наружные кольца радиальных шарикоподшипников не фиксируются в осевом направлении при установке в корпусе. На конец вала устанавливается специальная ступенчатая съемная втулка, которая упирается в буртик вала, а с другой стороны крепится гайкой со стопорной шайбой. На выступ втулки с разных сторон устанавливаются упорные шарикоподшипники, зафиксированные крышкой. Зазор в упорных подшипниках выбирается с помощью регулировочных прокладок.
Механизмы деления.
При контроле деталей с повторяющимися элементами таких как зубчатые колеса, шлицевые валы, многозубые металлорежущие инструменты ( цилиндрические фрезы ) одним из контролируемых параметров является шаг между периодическими профилями, причем очень часто данный шаг между различными элементами может быть различной величины. Наиболее рациональным методом контроля таких изделий является относительный метод, который заключается в сравнении фактического расположения элементов детали с их положением на эталонной детали. В качестве подобной эталонной детали часто используются эталонные делительные диски, которые могут иметь две различные формы: с радиальными пазами и торцовыми отверстиями.
Диски изготавливают из стали 40 или 40Х с последующей термообработкой до достижения твердости HRC40…45 и последующей прецезионной обработкой рабочих поверхностей. Максимальный диаметр диска dmax обычно в 3…5 раз превышает диаметр контролируемой детали, что ведет к снижению влияния погрешностей изготовления дисков на точность измерений. Базовое ( посадочное ) отверстие, которым диск устанавливается на шпиндель контрольного приспособления обычно составляет 0.25 dmax. Вид сопряжения диска и базовой поверхности H5 / k…gS5. Часто базовое отверстие выполняется коническим с углом конуса 150 и 80% прилеганием по базовой поверхности шпинделя. В контрольных приспособлениях для универсальности применения обычно используют наборы сменных дисков с различным числом пазов или отверстий. Их крепление производится либо болтами к торцу фланца шпинделя, либо затягиванием гайки по резьбе на шпинделе. Окружного усилия, создаваемого при закреплении, обычно достаточно для точной фиксации диска на шпинделе. Однако для установки его в необходимое положение дополнительно используются призматические шпонки или штифты, установленные на торце фланца. Неперпендикулярность торцев диска посадочному отверстию — не более 0.02 мм в местах контакта с опорным фланцем. В остальных частях неперпендикулярность торцев не более 0.1 мм.
 |
Погрешность окружных шагов делительных пазов или отверстий не более 0.016 мм. Делительные отверстия в большинстве случаев выполняются конусными с углом конуса 150…300. Диаметр цилиндрических отверстий 3…5 мм выполняется по посадку H7 / f7. Пазы выполняются угловыми с такой же точность окружных шагов и с углом 150…300, причем одна — базирующая сторона паза располагается строго радиально по отношению к оси посадочного отверстия. Для возможности шлифования и притирки поверхностей сторон паза в нижней части паза предусмотрена разрядка в виде косого прямоугольного паза или отверстия.
Фиксаторы.
Служат для четкого позиционирования ( линейного или углового ) контролируемых деталей или элементов приспособлений. Фиксирующие устройства должны:
быстро и точно фиксировать подвижную деталь в определенном положении,
останавливать подвижную деталь без толчков и ударов,
просто и быстро освобождать подвижную деталь,
надежно работать.
Различают жесткие фиксаторы с принудительным освобождением задерживающего элемента и фиксаторы с упругой фиксацией.
1. Жесткие фиксаторы. Применяются в основном для фиксации делительных дисков. Состоят: из отдельного корпуса, крепящегося болтами к основному корпусу приспособления, с круглой или прямоугольной направляющей в зависимости от формы задерживающего элемента; фиксирующего устройства соответствующей формы; рукоятки для его отвода и упругого элемента ( в основном цилиндрической пружины ). Фиксирующее устройство выполняется обычно из конструкционной стали типа сталь 40 с последующей закалкой до HRC40…45 и чистовой обработкой. У круглых фиксаторов для повышения износостойкости направляющая выполнена в виде закаленной втулки. Длина направляющей по отношению к диаметру фиксатора принимается из соотношения 2…2.5 / 1. Рекомендуема посадка H6 / g6, для прямоугольных направляющих предусматривается устройство для регулировки бокового зазора. Гарантированное усилие поджатия пружины — не более 2…2.5 кгс. Наиболее точными являются прямоугольные фиксаторы с угловой рабочей частью и конические фиксаторы.
2. Фиксаторы с упругой фиксацией. В данных фиксаторах освобождение подвижной детали осуществляется под действие сдвигающей силы. Конструктивно наиболее часто выполняются в виде качающегося углового фиксирующего элемента с углом фиксирующей части a » 300…450 или фиксирующего элемента сферической формы ( шарика ). Конусное отверстие под шарик должно иметь угол профиля в пределах 900…1200. Глубина отверстия должна обеспечивать опускание шарика в пределах 0.25…0.33 dш. Сдвигающее усилие, необходимое для расфиксации механизма Q
Q = P tg ( a + r ),
где r — угол трения.
Шкалы.
Для определения значений измеряемой величины приборы снабжаются отсчетными устройствами — шкальными приспособлениями. Чаще всего — шкальные приспособления состоят из шкалы и указателя ( стрелки ). ГОСТ определяет шкалу как совокупность отметок, изображающих ряд последовательных чисел, соответствующих значения измеряемой величины.
Основные элементы шкалы.
Цена деления шкалы — значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Интервал деления: расстояние межу осями двух смежных отметок.
Отметка шкалы — соответствует определенному значению измеряемой величины и в большинстве случаев соответствует определенному нормальному ряду значений величин, в которых измеряется контролируемый параметр.
Конец шкалы — отметка, определяемая наименьшим и наибольшим значением измеряемой величины.
Чисть шкалы, в пределах которой погрешности показаний прибора не превышают величин, установленных нормами, называется рабочей.
Шкалы классифицируются:
1. по форме циферблата: плоские, цилиндрические, конические.
2. по конструкции циферблата: подвижные, неподвижные ( что перемещается шкала или указатель ).
3. по начертанию ( выполнению штрихов и отметок ): прямолинейные, дуговые, круговые и винтовые.
4. по длине делений: равномерные шкалы с постоянным интервалом и ценой делений, неравномерные шкалы с переменным интервалом и ценой делений.
5. по расположению нулевой отметки: односторонние, двухсторонние и без нулевые,
6. по количеству строк: однострочные и многострочные.
Основные параметры шкал.
Для удобства отсчета на шкале должно быть не менее 4 отцифрованных отметок. Штрихи, цифры, знаки и надписи на шкалах выполняют отчетливо, с резко очерченными краями в соответствии с требованиями ГОСТ, предъявляемыми к шрифтам и их размерам. Соответствие размера интервала шкалы измеряемой величине производится на основании кинематических расчетов, а в случае возможности тарирования показаний изготавливаемого приспособления по эталонному прибору — на основе результатов тарирования.
Минимальное расстояние между осями штрихов шкалы — не менее 0.7…1 мм. Направление отметок шкалы должно совпадать с осью симметрии указателя.
Возможно изготовление нониусных шкал. Однако при возможности увеличения длины указателя или получения большего значения повышающего передаточного отношения от измеряемой величины к указателю следует стремиться к формированию одноиндексных шкал с непосредственным указанием измеряемой величины с заданной точностью.
Лекция № 7
План лекции:
9. Общие указания по проектированию контрольных приспособлений.
1.1. Рекомендации по выбору и применению средств измерения.
1.2. Требования к основным элементам
1.3. Рекомендации по выбору точности основных элементов приспособления.
1.4. Рекомендации по назначению шероховатости основных элементов приспособления.
1.5. Рекомендации по повышению износоустойчивости основных элементов приспособления.
1.6. Условия стандартизации и нормализации.
2. Типовые узлы контрольных приспособлений:
1.1. Передние бабки – конструкции и размеры.
1.2. Задние бабки – конструкции и размеры.
1.3. Индикаторные стойки – конструкции и размеры.
1.4. Типовые детали узлов измерительных приспособлений.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
В заключение необходимо сделать ряд общих указаний, связанных со спецификой проектирования цеховых контрольных приспособлений и приборов.
Эта специфика определяется тем, что в отношении их эксплуатации контрольные приспособления имеют много общего как с лабораторными измерительными приборами, так и со станочными приспособлениями, хотя в то же время и существенно от них отличаются.
С лабораторными приборами их сближают требования стабильного обеспечения высокой точности измерения с возможно меньшими погрешностями.
К станочным приспособлениям их приближает работа в цеховых условиях, связанная с возможностью загрязнения, с быстротой износа при больших количествах проверяемых деталей и с пониженными требованиями к квалификации рабочих, работающих на этих приспособлениях.
Сближают станочные и контрольные приспособления требования, предъявляемые к их производительности. Эти требования должны быть обоснованы экономической целесообразностью повышения стоимости приспособления, так как увеличение производительности, как правило, вызывает усложнение конструкции.
При проектировании контрольных приспособлений необходимо помнить, что само время измерения всегда очень невелико и вспомогательное время в большинстве случаев превышает его. Сокращение вспомогательного времени часто может быть достигнуто не столько введением дополнительных узлов, повышающих производительность, сколько наиболее рациональной компоновкой на приспособлении основных его узлов.
1. Рекомендации по выбору и применению средств измерения.
Конструктивная сложность приспособления может вызываться стремлением уменьшить до минимума возможные погрешности измерения. В этом отношении также необходимо помнить об экономической целесообразности вводимых в конструкцию усложнений.
Последнее обстоятельство особенно важно при выборе измерительного устройства. Повышение точности измерительного устройства всегда вызывает его удорожание. Если есть возможность воспользоваться индикатором часового типа, хотя бы и с удваивающей передачей, то это всегда целесообразнее, чем применение для данного приспособления миниметра.
Индикатор часового типа является наиболее широко применяемым измерительным устройством. Он обладает достаточно высокой точностью и малой ценой деления наряду с широким диапазоном измерения, что позволяет использовать его для большого количества контрольных приспособлений.
При допусках на изготовление деталей по 5-му и частично по 6-му квалитетам точности, а также при разбивке на несколько размерных групп, применяют миниметры, пневматические микромеры, электроиндуктивные приборы и др.
Для заготовительных цехов (кузнечных и литейных) в конструкциях контрольных приспособлений, в основном, применяются рычажные индикаторы с ценой деления 0,2 мм, подвижные ступенчатые измерители и профильные шаблоны.
Применение измерительных устройств высокой точности для контроля величин, ограниченных широкими допусками, может вызвать дополнительные неудобства. Так, применение индикатора часового типа, имеющего сто делений с ценой 0,01 мм, неудобно при измерении допусков, равных 0,5 мм и более. Для того чтобы не ошибиться на половину оборота стрелки индикатора, контролер должен следить одновременно за большой и малой стрелками. Избежать этого можно или применяя более грубое измерительное устройство, или включая в конструкцию приспособления понижающую передачу, которая как бы увеличит цену деления измерителя. Установка измерительных средств на приспособлениях и приборах должна обеспечивать удобство наблюдения за их показаниями. На приспособлении с неудобно установленными измерительными устройствами всегда повышается возможность возникновения грубых ошибок измерения как за счет трудности наблюдения за их шкалами, так и за счет параллакса. Если на приспособлении имеется несколько индикаторов, то их следует располагать возможно ближе друг к другу; при этом их циферблаты должны быть обращены в одну сторону.
Установка и снятие измерительных устройств должны быть легко осуществимы контролером непосредственно в цеховых условиях при одновременной надежности и жесткости их крепления на приспособлении или приборе.
Расположение измерительных устройств должно предохранять их от случайных ударов и повреждений при установке проверяемой детали, в процессе измерения и т. д. В ряде случаев конструктор должен предусматривать для этой цели предохранительные кожухи, крышки и щитки.
Предохранение измерительных устройств от попадания абразивной пыли, эмульсии и иных видов загрязнения также необходимо предусматривать при проектировании. Особенное внимание этому необходимо уделять при проектировании приспособлений, предназначенных для контроля деталей непосредственно на станках в процессе обработки.
Обязательным условием, которому должна отвечать конструкция контрольного приспособления, является удобство пользования им. Работа на приспособлении не должна утомлять контролера или требовать от него больших физических усилий. Все перемещаемые узлы и детали приспособления должны двигаться легко, плавно и без заеданий даже в том случае, если это не оказывает непосредственного влияния на точность измерения.
2. Требования к основным элементам приспособления.
Проверяемая деталь должна легко устанавливаться на приспособление и легко сниматься с него. С этой целью иногда необходимо в конструкцию приспособления включать вспомогательные узлы — съемники, выталкиватели и т. п. Особенно следует обращать внимание на это условие при проверке деталей большого веса, а также при установке деталей, имеющих значительный диаметр базового отверстия, на цилиндрический базирующий палец с небольшим зазором. При этом часто возможны перекосы и заклинивания детали. Точно также приспособления, накладываемые при измерении на проверяемую деталь, должны обладать не только малым весом, но и удобной формой. Они не должны иметь острых углов и ребер, на них должны быть предусмотрены удобные рукоятки.
Зажимы контрольных приспособлений должны быть легкими в управлении; выбор конструкции зажима решается не только его производительностью и надежностью, но одновременно учитывается и легкость управления зажимом. Применять пневматические зажимы можно как для повышения производительности, так и для облегчения работы контролера.
Конструктор должен помнить, что быстрая утомляемость контролера при затрате больших физических усилий неизменно будет вызывать возникновение грубых ошибок измерения.
Точность контрольного приспособления или прибора, малая величина погрешностей измерения должны обеспечиваться конструкцией не только в новом приспособлении, но и в процессе его эксплуатации.
Основными причинами, вызывающими потерю точности, является износ направляющих, шарниров и поверхностей, соприкасающихся с проверяемыми деталями.
Применение узлов, с выбираемыми зазорами или вообще не имеющих зазоров (например, передачи на упругих пластинах), значительно увеличивает долговечность приспособления и повышает его эксплуатационную точность.
Точно также увеличивает срок службы приспособления использование в направляющих элементах трения качения вместо трения скольжения.
С быстрой потерей точности можно бороться, применяя элементы, позволяющие производить подналадку и подгонку узлов в цеховых условиях.
Регулируемые узлы, включение в конструкцию прокладок и компенсаторов не только позволяют обойтись в ряде случаев текущим ремонтом вместо капитального, но и облегчают изготовление новых приспособлений, снижая требования к точности отдельных деталей за счет незначительного усложнения процесса сборки и наладки.
Другим путем увеличения долговечности работы контрольных приспособлений и приборов является широкое применение легко сменяемых деталей. Всевозможные опоры, базовые плитки, измерительные наконечники и другие аналогичные детали следует проектировать с учетом возможности изготовления запасных частей, устанавливаемых на приспособление прямо в цеховых условиях. Наличие запасных сменных деталей служит повышению точности и уменьшению погрешностей измерения в процессе эксплуатации контрольных приспособлений.
Однако регулируемыми узлами и элементами не всегда возможно достигнуть уменьшения вредных зазоров не только по мере износа, но и во вновь изготовляемых приспособлениях. Если, например, в лабораторных приборах направляющие элементы часто выполняют так, что уменьшения зазоров добиваются при помощи юстировки, то в цеховых контрольных приспособлениях это не всегда достижимо. Объясняется это тем, что детали контрольных приспособлений несут большие нагрузки, чем лабораторные измерительные приборы, а следовательно, они требуют более надежных и жестких конструкций узлов.
3. Рекомендации по выбору точности основных элементов приспособления.
В некоторых случаях конструкция приспособления требует применения посадок повышенной точности сравнительно с предусмотренными стандартами. В первую очередь это относится к посадкам h5/h5 и H5/g5, особенно в тех случаях, когда направляемый элемент имеет значительный вылет, чем дополнительно увеличивается поперечная качка, возникающая за счет имеющихся зазоров. Посадка всевозможных шпинделей во втулках также иногда не может быть обеспечена по существующей системе допусков и посадок, когда надо обеспечить легкое, без качки, вращение шпинделя.
Если конструктор задает допуски на втулку и шпиндель по 4…5-му квалитету точности, то при диаметре в интервале 30-50 мм для посадки H5/h5 получится зазор от 0 до 26 мк, а для посадки H5/g5 – от 9 до 35 мк.
Для получения достаточно легкого вращения (при жидкой смазке) и отсутствия качки шпинделя во втулке ни минимальные, ни максимальные зазоры не могут отвечать предъявляемым требованиям. Даже если считать, что будут получены средние зазоры 13…22 мк, то для данного случая они велики. Поэтому в чертежах деталей можно предусматривать взаимную подгонку зазора между валом и отверстием (в данном случае порядка 4—6 мк).
Для того чтобы обеспечить необходимое при ремонте соответствие сопрягаемых деталей стандарту на допуски и посадки, одна из деталей должна изготовляться по допускам, а на чертеже второй — дается указание о пригонке и величинах зазоров, которые должны быть обеспечены в сопряжении обеих деталей.
Допуском на изготовление должен ограничиваться размер вала, так как измерение и изготовление наружной поверхности заданного размера проще и технологичнее.
Пригонка должна указываться на размере отверстия, так как притирка отверстия «по месту» при помощи цилиндрического чугунного притира также является сравнительно несложной операцией.
Величина допустимого зазора может быть ограничена технологическими условиями на общем виде приспособления. Тогда в рабочих чертежах вводится примечание о подгонке, но без указания величин зазоров, взамен чего дается ссылка на общий вид.
4. Рекомендации по назначению шероховатости основных элементов приспособления.
Соответственно с повышенными требованиями к точности сопряжений и к повышению износоустойчивости чистота поверхности деталей контрольных приспособлений должна быть выше, чем у соответствующих деталей станочных приспособлений. Этим уменьшаются погрешности измерения, возникающие в процессе эксплуатации. Чистота поверхности направляющих элементов должна быть порядка Ra 0.32 или Ra 0.16. Опорные базовые поверхности контрольных приспособлений могут иметь чистоту от Ra 1.25 до Ra 0.04, причем Ra 1.25 применяют для опор, контактирующих с необработанными поверхностями проверяемых деталей, а Ra 0.04 применяют при измерении наиболее чисто и точно обработанных деталей, например при разбивке на размерные группы с интервалами до 5 — 8 мк.
Измерительные поверхности всевозможных щупов, наконечников, рычагов и других деталей, имеющих контакт с проверяемыми деталями или с другими деталями контрольного приспособления, изготовляют с шероховатостью Ra 0.63 — Ra 0.16.
Плоскости плит контрольных приспособлений можно обрабатывать по Ra 1.25 — Ra 0.63, а в ответственных случаях или при больших поверхностях этих плит их можно шабрить. Шабренные поверхности при проверке по контрольно-поверочной плите должны иметь от 12 до 16 пятен на квадрат со стороной 25 мм.
Учитывая общие повышенные требования к контрольным приспособлениям, все их нерабочие поверхности также следует обрабатывать несколько чище, чем аналогичные поверхности станочных приспособлений. Для нерабочих поверхностей необходимо применять, в основном, чистоту Ra 5…Ra 2.5 при контроле механически обработанных деталей, и не ниже Ra 10 при контроле заготовок.
5. Рекомендации по повышению износоустойчивости основных элементов приспособления.
Необходимость повышения износоустойчивости требует также высокой твердости трущихся поверхностей контрольных приспособлений. Если учесть, что, как правило, детали контрольных приспособлений не испытывают больших нагрузок, то возможно использование высокоуглеродистых сталей с закалкой до твердости порядка 58…62 HRC.
Повышения износоустойчивости можно также достигнуть при помощи хромирования деталей с толщиной слоя хрома до 0.01 – 0.05 мм.
Увеличение толщины слоя хрома нежелательно, так как может привести к его выкрашиванию и скалыванию. Особенно важно повышение твердости тех элементов приспособлений, которые непосредственно соприкасаются с проверяемой деталью. При этом во избежание ускоренного износа измерительный элемент приспособления должен иметь твердость большую, чем твердость проверяемой детали. Для этой цели можно применять как элементы, изготовленные из легированных сталей ХВГ и ХГ, допускающих закалку до твердости 61 — 63 HRC, так и элементы, оснащенные вставками из твердых сплавов. Вставки должны изготовляться из стандартных пластин, используемых полностью или частично и припаянных медным припоем.
В качестве материала для вставок можно рекомендовать сплав Т5К10, обладающий высокой износоустойчивостью. При наличии ударных нагрузок, которые могут вызвать выкрашивание кромок, может быть использован сплав ВК8, имеющий несколько большую прочность и вязкость при незначительном уменьшении твердости.
Если оснащение твердым сплавом по конструктивным соображениям невозможно, то могут быть применены стали: Х12Ф1, допускающая закалку до твердости 64…66 HRC, или 35ХМЮА, которая после азотирования имеет поверхностный слой твердостью до 67 HRC.
Весьма важно при выборе материала учитывать возможную его деформацию как в процессе термической обработки, так и особенно в процессе эксплуатации контрольного приспособления. Часто потеря точности приспособления в эксплуатации вызывается деформацией как отдельных его деталей, так и всей плиты или корпуса приспособления. В некоторых случаях детали могут деформироваться вследствие того, что они после термической обработки и перед окончательными отделочными операциями прошли чрезмерно «жесткую» правку и рихтовку. Поэтому для деталей сложной конфигурации и требующих большой стабильности формы можно рекомендовать применение улучшаемых сталей 40Х и 40ХН, цементируемых сталей 20Х и 18ХГТ и закаливаемых сталей ХВГ и ХГ.
Для корпусных деталей, оснований и плит следует применять чугуны с невысокими механическими свойствами СЧ 12-28 и СЧ 18-36, которые необходимо после предварительной механической обработки (обдирки) подвергать искусственному старению.
Корпусные детали, изготовленные из алюминия и дуралюмина, обладают значительно меньшей жесткостью и стабильностью и поэтому их можно применять только в малоответственных случаях для накладных контрольных приспособлений малого веса.
Потеря точности и возникновение ошибок и погрешностей измерения могут явиться результатом упругой деформации отдельных деталей приспособления или даже деформации самой проверяемой детали при чрезмерно сильном зажиме или при большом измерительном усилии.
Необходимо учитывать, что величины деформации, которыми пренебрегают при проектировании станочных приспособлений, могут оказаться недопустимыми для контрольных приспособлений. Поэтому особое внимание необходимо обращать на жесткость деталей и прежде всего таких, которые имеют значительный вылет или большое расстояние между опорами.
Плиты и корпуса контрольных приспособлений делают коробчатого сечения, большой высоты, с ребрами жесткости.
6. Условия стандартизации и нормализации.
Конструирование и изготовление контрольных приспособлений могут быть улучшены качественно и удешевлены при широком использовании нормальных узлов и деталей. Нормали крепежных деталей, шпонок, всевозможных рукояток и ряда других деталей общего назначения должны быть общими для контрольных и станочных приспособлений. Но, кроме этих деталей, должны быть широко нормализованы специфические детали и узлы контрольных приспособлений.
Значительная часть из рассмотренных узлов и деталей легко подвергается нормализации. Должны быть оформлены в виде нормалей: прямые передачи, отдельные детали угловых передач, элементы крепления измерительных устройств, центровые бабки с неподвижным и подвижным центрами, универсальные стойки для индикаторов. Могут быть нормализованы целые конструкции контрольных приспособлений, в том числе и плита с центровыми бабками. Эта плита может быть использована не только для универсальных измерений. При установке на плите дополнительных вспомогательных устройств она превращается в специализированное контрольное приспособление, предназначенное для измерения совершенно определенных элементов конкретной детали.
Необходимо предусматривать также инструкционные нормали по расчету различных элементов приспособлений, методов их построения, расчета и назначения допусков на них и т. д. Так, например, необходимо иметь инструкционные нормали на расчет: конических контрольных оправок, шлицевых калибров, приспособлений и калибров для проверки взаимного расположения отверстий и др. Подобные нормали имеют целью не только облегчить и ускорить работу конструктора, но и обеспечивают единый и постоянный подход при проектировании измерительных средств для любой аналогичной детали и любым конструктором.
Наиболее ходовые нормали контрольных приспособлений в инструментальном цехе можно хранить в изготовленном виде.
Затраты на нормализацию деталей и узлов контрольных приспособлений вполне окупаются не только за счет удешевления конструирования и изготовления, но и за счет повышения качества выпускаемых конструкций.
Важным условием правильной работы контрольного приспособления является его правильная сборка, правильность взаимного расположения отдельных деталей и узлов, выполнение условий легкости вращения и перемещения деталей и ряд других специфических условий. Все они обычно ограничиваются жесткими допусками на изготовление, так как оказывают существенное влияние на точность измерения и на возникновение погрешностей измерения.
Конструктор приспособления по окончании разработки общего вида должен указать на нем технические условия на изготовление и приемку готового приспособления. В этих технических условиях предусматриваются в соответствии с конструкцией приспособления:
1) концентричность вращающихся элементов;
2) совпадение осей цилиндрических поверхностей или пересечение их в пространстве;
3) нахождение различных поверхностей или осей в одной плоскости;.
4) взаимная перпендикулярность или отклонение от заданного угла различных поверхностей или осей;
5) взаимная параллельность различных поверхностей или осей;
6) прямолинейность цилиндрических поверхностей, прямолинейность и плоскостность плоских поверхностей;
7) легкость вращения или перемещения отдельных элементов;
8) допустимые зазоры между различными элементами или максимально допустимая их качка.
Кроме того, в ряде специальных случаев в технических условиях можно предусматривать и всевозможные другие пункты, как, например, герметичность приспособлений, максимальный момент вращающихся элементов, усилие продольного перемещения, усилия элементов, нагруженных пружинами, и т. д. На общем виде должны быть проставлены размеры с допусками, которые обеспечиваются сборкой, причем конструктор должен четко представлять себе возможность и метод измерения этих размеров, так как в процессе эксплуатации приспособление необходимо периодически проверять.
При наличии различных пространственных размеров по возможности должны быть предусмотрены вспомогательные отверстия, позволяющие производить измерение приспособлений при помощи стандартного универсального инструмента. Если для измерения приспособления в процессе эксплуатации требуются вспомогательные оправки, установочные детали и т. д., то они должны быть предусмотрены конструктором, а метод пользования ими должен быть указан в технических условиях на общем виде приспособления.
Высокое качество внешней отделки, как и красивое конструктивное оформление контрольного приспособления наряду с глубокой продуманностью и точностью его конструкции, способствуют повышению общей технической культуры средств измерения, внимательному и бережному отношению к ним как со стороны работников производства, так и самих контролеров.
Контрольные приспособления должны по своей отделке приближаться к лабораторным измерительным приборам. Должны широко применяться декоративные и антикоррозионные покрытия многих деталей, хромирование, оксидирование, фосфатирование и т. д. Литые необработанные поверхности должны быть хорошо зачищены, и их рекомендуется окрашивать в черный цвет лаком «Мороз» или «Муар».
Хорошая внешняя отделка приспособления является гарантией бережного с ним обращения в цехе и, следовательно, меньшей вероятности возникновения погрешностей измерения, вызванных износом и повреждениями.
Типовые узлы контрольных приспособлений
Рассмотренные ранее детали и схемы механизмов реализуются как узлы в различных контрольных приспособлениях. Для примера можно рассмотреть наиболее часто применяемую конструкцию центрового приспособления для контроля расположения поверхностей валов и втулок на оправках (рис.1).
Приспособление состоит из следующих основных узлов: основания 1, передней бабки 2, задней бабки 3, каретки с индикаторной стойкой 4.
Основание представляет собой чугунную плиту коробчатого сечения с плоской рабочей поверхностью; боковыми угловыми фасками для соосного базирования исполнительных узлов и Т – образного паза для их крепления.
Передняя и задняя бабки и каретка имеют сложную опорную поверхность в виде плоскости и двух заплечиков, опирающихся на угловые фаски основания. Совместный контакт основания и узлов по трем плоскостям достигается притиркой данных поверхностей. Положение осей центров узлов жестко размерно завязано с положением базовых поверхностей, что обеспечивает при перемещении узлов вдоль основания иметь минимальные погрешности положения оси центров.
Для фиксации бабок и каретки используется эксцентриковый механизм, состоящий из эксцентрикового вала 6 с рукояткой 5, специального болта 7, гайки 8 и пружины. Гайка выполнена с небольшим выступом, которым она центрируется по центральной части паза, что предохраняет ее от раскручивания. Величина эксцентриситета вала обычно не превышает 1мм. Для компенсации неточности нарезания резьбы дополнительно на болт устанавливается шайба. При повороте рукоятки вала вниз эксцентрик поднимает болт и гайка упирается в выступы Т- образного паза. При повороте рукоятки вверх болт освобождается и пружина отжимает гайку вниз – узлы раскрепляются.
Стойка в каретке устанавливается также по Т – образному пазу, позволяющему перемещать ее при настройке. Крепление производится гайкой 25, находящейся в пазу, за счет завинчивания ручной гайки 26. Элементы 19, 20, 21 и 22 предназначены для крепления и установки индикатора.
infopedia.su
5.1. Конструкции шпиндельных узлов на подшипниках качения
Конструкция шпиндельного узла зависит от типа и размера станка, класса его точности, предельных параметров процесса обработки (максимальной частоты вращения nmax, эффективной мощности привода).
Конфигурацию переднего конца шпинделя выбирают в зависимости от способа крепления инструмента или заготовки. Так как для их крепления применяют стандартные приспособления, то передние концы шпинделей для большинства типов станков назначаются в соответствии с ГОСТ (см. табл. 5.1). В зависимости от требований к процессу смены инструмента или приспособлений центрование осуществляется конусом Морзе, конусами с конусностью 7/24 или 1/3.
Конфигурация внутренних поверхностей определяется наличием отверстия для пруткового материала и конструкцией зажимного устройства, встраиваемого в шпиндель.
Таблица 5.1
Основные типы концов шпинделей
Конструктивное исполнение | Применение в станках |
| Токарных, токарно-револьверных, токарных многорезцовых, шлифовальных и др. |
| Фрезерных |
Сверлильных и расточных | |
| Шлифовальных |
Тип приводного элемента зависит в первую очередь от частоты вращения, величины передаваемой силы, требований к плавностивращения, а также от общей компоновки привода. Зубчатые передачи наиболее просты и компактны, передают большие крутящие моменты, однако из-за погрешностей и передачи возмущений на шпиндель их обычно не применяют в прецизионных станках, а также при высоких частотах вращения. При использовании ременной передачи конструкция усложняется, увеличиваются ее размеры, особенно если шкив устанавливают на самостоятельные опоры для разгрузки шпинделя. Однако при этом существенно повышается плавность вращения, уменьшаются динамические нагрузки в приводе станков с прерывистым характером процесса резания. Приводные шестерни и шкивы должны иметь посадки без зазора (предпочтительно на конические поверхности) и быть расположены ближе к опорам.
Для привода скоростных шпинделей, например, шлифовальных станков, часто применяют высокочастотные асинхронные электрошпиндели с короткозамкнутым ротором, несущие шлифовальный круг.
Тип опор шпинделя, определяющий форму посадочных мест, выбирают на основании требований по точности обработки и быстроходности, которая определяется скоростным параметром. Эти значения для разных типов опор приведены в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Точность и быстроходность шпиндельных узлов на разных опорах
Тип опор | Радиальное и осевое биение шпинделя, мкм | Отклонение от круглости обработанного изделия, мкм | Скоростной параметр , мм · мин-1 |
Качения | 1,00 | 1,0 | 0-10 |
Гидродинамические | 0,50 | 0,5 | 1-10 |
Гидростатические | 0,05 | 0,2 | 0-15 |
Аэростатические | 0,10 | 0,5 | 5-40 |
Учитывая эти параметры, а также то, что подшипники качения имеют меньшую стоимость при централизованном изготовлении и просты в эксплуатации, в настоящее время более 95% станков изготавливают со шпиндельными узлами на подшипниках качения.
В шпинделях станков для обеспечения высокой грузоподъемности, точности вращения, повышенной жесткости и минимальных выделений теплоты, как правило, применяют подшипники качения специальных конструкций. Для восприятия радиальных нагрузок широко используют двухрядные подшипники 3182100 с цилиндрическими роликами. Два ряда точных роликов, расположенных в шахматном порядке, обеспечивают грузоподъемность и жесткость подшипника при высокой точности вращения.
Для шпинделей также практически применяют все основные типы подшипников качения: шариковые радиальные и радиально-упорные, роликовые с коническими и цилиндрическими роликами и др. В качестве характеристики работоспособности шпиндельных опор качения можно принять следующие показатели:
; ;
;
,
где N – мощность привода; nmax – наибольшая частота вращения шпинделя; D – максимальный диаметр обрабатываемой детали; dк – диаметр шпинделя в передней опоре.
Здесь показатели К1 и К3 характеризуют среднюю нагруженность шпиндельных узлов станка, а К2 и К4 – их быстроходность. Развитие конструкций шпиндельных узлов характеризуется возрастанием указанных показателей. Это связано с применением специальных типов подшипников качения, основные из которых показаны на рис. 5.1. Шарикоподшипник упорно-радиальный двухрядный с углом контакта 60° (рис. 5.1, а) предназначен для восприятия осевой нагрузки.
Рис. 5.1. Подшипники качения шпиндельных узлов
Его устанавливают рядом с двухрядным роликоподшипником с короткими цилиндрическими роликами. Параметр быстроходности мм · мин-1, что в 2-2,5 раза больше, чем у обычных упорных шарикоподшипников. Роликоподшипники конические однорядные и двухрядные с буртом на наружном кольце (рис. 5.1, б, д) предназначены для восприятия радиальной и осевой нагрузок. Их устанавливают, как правило, в передней опоре шпинделя; мм · мин-1. Роликоподшипник конический однорядный с широким наружным кольцом (рис. 5.1, в) устанавливают в заднюю опору шпинделя. Параметр быстроходности имеет то же значение, что у подшипников, показанных на рис. 5.1, б, д.
Особо быстроходный радиально-упорный шарикоподшипник в универсальном исполнении (рис. 5.1, г) предназначен для восприятия радиальной и осевой нагрузок. Подшипники собирают в комплекты (два, три или четыре подшипника). Для обеспечения высокой точности вращения шпиндели устанавливают в подшипниках повышенных классов точности; высокий (5 кл.), прецизионный (4 кл.), сверхпрецизионный (2 кл.) [9].
Методы смазывания во многом определяют надежность работы шпиндельного узла. Для подшипников качения применяют жидкий либо твердый смазочный материал. Примерные границы применимости различных методов смазывания по параметру (dn)max указаны в табл. 5.3.
Таблица 5.3
studfiles.net
1. Конструкции подшипников качения
Лабораторная работа 4
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
Цель работы: изучить основные типы подшипников качения и ознакомиться с их условными обозначениями. Научиться определять типы подшипников по внешнему виду, по маркировке и по отдельным деталям. Ознакомиться с материалами, применяемыми для изготовления подшипников качения, и с основными конструктивными особенностями исполнения различных типов подшипников.
Подшипники качения — это опоры вращающихся или качающихся деталей, в которых элементами качения служат шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживаемые на определённом расстоянии друг от друга обоймой, называемой сепаратором. В процессе работы одно из колец подшипника как правило неподвижно. В некоторых типах подшипников одно или оба кольца могут отсутствовать (в них тела качения опираются непосредственно на поверхность вала или корпуса). Ряд подшипников качения выпускается с уплотнениями. В некоторых подшипниках качения может отсутствовать сепаратор. Посадочные поверхности внутреннего и наружного кольца как правило гладкие цилиндрические, но имеются разновидности колец с буртиками, с канавками, с цилиндрическими или сферическими выемками, с отверстиями для подвода смазки, с конической расточкой, с эксцентриситетом посадочной поверхности и поверхности беговой дорожки, с внутренним кольцом на разжимной втулке и т. п. Типы и конструктивные особенности подшипников качения приведены в ГОСТ 3395-89, а также в нормалях подшипниковых заводов. Небольшая выборка из каталога подшипников качения приведена в табл. 1 и 2 и в приложении.
2. Классификация подшипников качения
Подшипники качения классифицируют по следующим основным признакам.
По форме тел качения : шариковые и роликовые, причём последние могут быть цилиндрическими, коническими, игольчатыми, бочкообразными и витыми.
Рис.1 Форма тел качения подшипников
По направлению воспринимаемой нагрузки: радиальные, радильно-упорные, упорно-радиальные и упорные.
По числу рядов тел качения: однорядные, двухрядные, трёхрядные, четырёхрядные и многорядные.
Таблица 1
Основные типы радиальных и радиально-упорных подшипников
По способности самоустанавливаться: несамоустанавливающиеся и самоустанавливающиеся (сферические, допускающие угол перекоса внутреннего и наружного колец до 2-30 ).
По габаритным размерам: на серии (для каждого подшипника при одном и том же внутреннем диаметре имеются различные серии, отличающиеся несущей способностью подшипника, т. е. размерами колец и тел качения). В зависимости от размера наружного диаметра подшипника, серии подразделяются на сверхлёгкие, лёгкие, средние и тяжёлые. В зависимости от ширины подшипника серии бывают особо узкие, узкие, нормальные, широкие и особо широкие.
Таблица 2
Основные типы упорных и упорно-радиальных подшипников
3. Система условных обозначений
Система условных обозначений установлена ГОСТ 3189-75 по следующим признакам: внутренний диаметр подшипника; серия диаметров или серия ширин; тип подшипника; конструктивная разновидность.
Порядок расположения условных обозначений приведен на схемах 1 и 2 Порядок отсчёта цифр в условном обозначении принят справа налево. Нули, стоящие левее последней значащей цифры, в обозначении не указывают.
Подшипники с внутренним диаметром до 10мм, исключая диаметры 0,6; 1,5; 2,5мм. обозначают по схеме 1.
Схема 1
х | хх | х | х | х | х |
Внутренний диаметр пошипника (соответствует обозначению) | |||||
Серия диаметров | |||||
Цифра 0 | |||||
Тип подшипника | |||||
Конструктивная разновидность | |||||
Серия ширин | |||||
Подшипники с внутренним диаметром от 10мм и более, исключая подшипники с внутренними диаметрами 22; 28; 32 и 500мм обозначаются по схеме 2.
Схема 2
Х | ХХ | Х | Х | Х | |
Внутренний диаметр подшипника | |||||
Серия диаметров | |||||
Тип подшипника | |||||
Конструктивная разновидность | |||||
Серия ширин | |||||
Схему 2 для более удобного прочтения можно представить в виде таблицы 3.
Таблица 3
Значения цифр в условном обозначении подшипников качения
Цифра в условном обозначении (отсчёт справа). | Значения цифр |
1-я и 2-я | Внутренний диаметр подшипника |
3-я и 7-я | Серия диаметров (3) и серия ширин (7) |
4-я | Тип подшипника |
5-я и 6-я | Конструктивная разновидность подшипника |
Условное обозначение подшипников по внутреннему диаметру :
Для схемы 1.
Первая цифра равна значению внутреннего диаметра.
Внутренние диаметры подшипников, равные 0,6; 1,5; 2,5 мм следует отде лять от цифр, обозначающих серию диаметров, косой чертой » / » .
Внутренний диаметр подшипника, выраженный дробью (кроме значений 0,6; 1,5; 2,5 мм) обозначается приближённым значением внутреннего диаметра, округлённым до целой единицы. В условном обозначении таких подшипников на втором месте ставится цифра 9 (нестандартные внутренние диаметры).
Для схемы 2.
Первые две цифры определяют внутренний диаметр подшипника.
Обозначение внутренних диаметров подшипников от 10мм до 20мм должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.
Таблица 4
Внутренний диаметр подшипника
Обозначение
10
00
12
01
15
02
17
03
Внутренние диаметры подшипников, не указанные в табл. 4, должны иметь обозначение по ближайшему из указанных диаметров. В условном обозначении таких подшипников на третьем месте ставится цифра 9 (ненормальные внутренние диаметры).
Внутренние диаметры подшипников от 20мм до 495мм включительно обозначают частным от деления этого диаметра на 5.
Внутренние диаметры подшипников, равные 22, 28, 32, 500мм и более обозначают соответствующими цифрами и отделяют от цифр, обозначающих серию диаметров, косой чертой » / «.
Внутренние диаметры подшипников, выраженные дробью или целым числом не кратным цифре 5 , обозначают целым приближённым частным от деления диаметра на 5. В условное обозначение таких подшипников на третьем месте входит цифра 9.
Условное обозначение серий подшипников
Подшипник одного внутреннего диаметра обычно изготавливают нескольких размерных серий, т. е. его наружный диаметр и ширина (высота) различны в зависимости от грузоподъёмности и предельной быстроходности.
Вторая цифра в схеме 1 и третья цифра в схеме 2 обозначают серию диаметров. Седьмая цифра в обеих схемах совместно со второй цифрой в схеме 1 или с третьей цифрой в схеме 2 определяют размерную серию подшипника. Установленные серии подшипников приведены в таблице 5.
Таблица 5
Третья цифра в схеме 2 или вторая цифра в схеме 1 | Седьмая цифра в схеме 2 или вторая цифра в схеме 1 | Серия подшипника |
1 | 8 или 9 | Сверхлёгкая |
1 | 7 | Особо лёгкая |
2 | Лёгкая | |
2 | 5 | Лёгкая широкая |
3 | Средняя | |
3 | 6 | Средняя широкая |
4 | Тяжёлая | |
9 | 0 | Серия ненормальных внутренних диаметров |
7 или 8 в схеме 2 | Серия не стандартных наружных диаметров |
Подшипники не стандартные по внутреннему диаметру или ширине (неопределённая серия), на втором месте обозначают цифрой 6 или 7 (схема 1).
Условное обозначение типа подшипников
Четвёртая цифра справа в обозначении подшипника определяет его тип. Типы подшипников в зависимости от воспринимаемой нагрузки приведены в табл. 6.
Таблица 6
Тип подшипника | Обозначение |
Шариковый радиальный | 0 |
Шариковый радиальный сферический | 1 |
Роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами | 2 |
Роликовый радиальный со сферическими роликами | 3 |
Роликовый радиальный с длинными или игольчатыми роликами | 4 |
Роликовый радиальный с витыми роликами | 5 |
Шариковый радиально-упорный | 6 |
Роликовый конический радиально-упорный | 7 |
Шариковый упорный, шариковый упорно-радиальный | 8 |
Роликовый упорный, роликовый упорно-радиальный | 9 |
Условное обозначение подшипников по конструктивным разновидностям Пятая и шестая цифры в условном обозначении подшипника определяют его конструктивную разновидность и состоят из двух цифр от 00 до 99. Конструктивных разновидностей подшипников очень много и наиболее распространённые из них приведены в ГОСТ 3395-89.
Внимание! Если в обозначении подшипника должна присутствовать цифра 0 и после неё слева не требуются дополнительные обозначения (дополнительные цифры), то цифра 0 в обозначении не проставляется.
studfiles.net