Том 2. Технология (1041447), страница 54
Текст из файла (страница 54)
После выполнения сварочных работ весь барабан снова подвергается термической обработке. Рис. 22.!О. Усиление вертикальных стенок редуктора 0) .7 17 -4~Ш ф 3. Корпуса редукторов Сварные корпуса редукторов представляют собой жесткую коробчатую конструкцию. Такие конструкции получаются значительно легче литых, так как стенки могут быть более тонкими, усиленными элементами жесткости, как показано на рис. 22.10.
Масса литых корпусов почти в два раза больше, чем сварных. При индивидуальном и мелкосерийном производстве сварные корпуса редукторов оказываются экономичнее литых. Корпуса редукторов требуют точного изготовления, поэтомупосле сварки их подвергают отпуску. Механическая обработка производится после отпуска. В СССР выпускают редукторы со сварными корпусами, передающие весьма большие мощности (свыше 292 /Фб Элюра 0 Элю И Рис. 22.11. К примеру расчета корпуса двухступенча- того редуктора 700 кВт). Эти редукторы применяют в прокатных станах металлургических заводов.
При изготовлении используют прокатныеэлементы, гнутые и штампованные профили. Пример расчета. Требуется определить напряжения в корпусе двухступенчатого редуктора иопвностью 0=147 кВт прн п1=540 об/мин и аз=30 об/~мин. Общий вид, размеры и схема расположения шестерен приведены на рис.22.11,а.
Усилие иа зуб в первой паре шестерен при М~=9740й//и, Н и, где Ф— мощность, выраженная в кВт, равно Т1 —— М1/г~=33,2 кН, здесь г1 — — В~/2=8 см. Усилие на зуб шестерни прн направлении вращения, указанном на рисунке, направлено вверх. Усилие иа каждый подшипник вала Л1=Т~/2=16,6 кН. Усилие на зуб колеса на ~валу П ра~вно 33,2 кН и направлено вниз.
Усилие на зуб в каждой из пары шестерен при вращении вала П направлено также вниз. Частота вращения, вала П а~=540/4=135 об/мнн, поэтому при радиусе гз — — 17з/2=10 см Тт — — 53,00 кН. Так как шестерни расположены симметрично, то усилие на подшиваниях вала П составляет Яя=Я1+Тт=69,6 кН. Усилие на подшипник вала П/, обозначенное Яв, направлена вверх и равно 53 к11. От указанных сил Жь Лт, ~Ь по длине корпуса построены эпюры Я и М (~рис. 22.11,б) с учетом того, что редуктор опирается ма основание в точках А и В. Расчетный момент М=13,94 кН м, расчетная сила Я 38,4 кН.
Принимаем, что изгибаемый элемент (рис. 22,11,в) включает боковую стенку и часть днища, симметричную относительно стенки. Определяем его центр тяжести: 35 1,2 17,5 — 30 1,2 0,6 уа — 35.1 2 + 30 1 2 — 9,4 см. Момент инерции сечения заштрихованной площади равен 35т 1,2 ,2 ' +35 1,2 (17,5 — 9,4)в+ 30 1,2' + 12 + ЗО 1,2 (9,4+ 0,6)в= 10642 смв. Момент сопротивления сечения составляет Яг= 10 642/(35 — 9,4) =416 смв. Напряжение о=М/%7=34,7 МПа. Статичеокий момент площади днища относительно центра тяжести сечения 8=30 1,2(9,4+0,6)=360 см'. Касательные напряжения в швах при р=0,7 0,0384 360 1О 10 '10642 2.0,7 8 10 5 4.
Шестерни и шкивы Конструкции сварных шестерен, шкивов и маховиков имеют много общего. Их основными частями являются обод, ступица и соединительные элементы, связывающие обод со ступицей. Соединительными элементами служат спицы или сплошные центры. Рассмотрим конструкции сварных. шестерен и шкивов.
На рис. 22.12,а приведен пример легкого шкива с центром и ободом из уголка, на рис. 22.12,6 — шкива с ободом из швеллера со спицами из полосовой стали, на рис. 22.12,в — зубчатых колес со сплошным центром, а на рис. 22.12,г — зубчатого колеса с обо- 294 дом, сваренным стыковым соединением. Внутренний диаметр ступицы обычно соответствует диаметру вала. В качестве спиц могут быть использованы трубчатые элементы, тавровые, двутавровые и различные штампованные профили. Ободы шестерен большого размера прежде изготовляли литыми или коваными, в настоящее время их в большинстве случаев вальцуют нз толстых листов и Рис. 22.12.
Сварные шестерни и шкивы сваривают встык. Центр и ребра изготовляют из низкоуглеродистой стали. Для ободов применяют повышенные сорта кованой и вальцованной стали, например сталь ЗОХГС, а также углеродистые стали 35, 45 и др. Швы, приваривающие центр к ступице и к ободу, целесообразно выполнять с подготовкой кромок илн с глубоким проплавлениа) б) Рис, 22.13. Сварные соединения дисков со ступицами; а — с подготовкой кромок; б — бев подготовки кромок 295 20в ем (рис.
22.13,а). При этом концентрация напряжений в соединениях оказывается меньше, а следовагельно, прочность при переменных нагрузках больше, чем в конструкции с угловыми швами (рис. 22.13,б) . Центр представляет собой весьма ответственную часть конструкции шестерни. При недостаточной его жесткости во время эксплуатации возникают вид) й б) брации, которые могу г т расстроить зубчатое за- цепление. Поэтому центры иногда конструируют двустенчатыми (см. рис. 22.1).
Между стенками полезно ставить диафрагмы жесткости. Жесткость двустенчатой шестерни значительно выше, чем одностенчатой. После сварки шестерни подвергают те мической об а- 11ИННИНН1И1НИННПШНННННШИНННН11 а=Муш /1, (22.17) где 1 — момент инерции поперечного сечения спицы относительно оси х (рис.
22.14,г). Следует определить касательные напряжения в швах спицы, соединяющих ее пояс со стенкой. Если швы угловые с катетом К, то напряжения в них от поперечной силы у„ ,' к р Р ;-Ж ботке (отпуску) в печи для снятия остаточных напряжений. После отпуи ска производят механическую обработку и нарезРис. 22.14, К расчету сварных соединений ку зубьев. шкива со спицами: Подобным же образом а — шкив; б, е — впгоры сиды Я и момента вт покОНструктИВНО ОфОрМЛя длияе спйц; ° — соединение спицы со ступицей ют шкивы и маховики.
Они не требуют столь большой точности изготовления и стабильности размеров, как шестерни. Поэтому, как правило, после сварки эти конструкции не подвергают отпуску. Расчет прочности сварного шкива производят по касательному усилию, приложенному к ободу, Усилие Т передается на обод, а с обода на ступицу (или на вал) через спицы или центр. Если число спиц менее четырех, то считают, что усиЛие Т воспринимается полностью одной спицей.
Таким образом, в спице возникают поперечная сила Я=Т и изгибающий момент М=Т1 (рис. 22.14). Напряжение от изгиба в спице определяется по формуле Касательные напряжения т, определяемые по формуле (22.18), обычно незначительны. В месте соединения спицы со ступицейследует определить напряжения в угловых швах от момента: тм= М7с) (И -*+К), (22.19) где 7с — момент инерции периметра шва относительно вертикальной оси. Напряжение от поперечной силы проверяется только с учетом швов, приваривающих стенку профиля: %~ — — а/Рс, (22.20) где Р,=21фК. Напряжения в соединениях спиц со бывают малы.
Прочность в основном ст момента. Е ц гт>4, б) М=4Т1(п; (22.21) Я=.4Т/и. (22.22) В конструкциях сварных шестерен (рис. 22.15,а) с центрами вместо спиц наиболее нагруженными являются швы, соединяющие центр со ступицей. Они воспринимают усилие Т и крутящий момент М=ТЯ. (22.23) ступицей от силы Я обычно определяется напряжением ТЧООКИ Ю Рис. 22.15. К расчету сварных соединений шестбрен со сплошным центром: а — шестерня; б — соединение центра со ступицей и ободом с подготовкой кромок; е— то же, беа подготовки кромок Напряжение в соединении ступицы с центром определяется в предположении, что касательные напряжения распределены равномерно по длине шва; на участке длиной, равной единице, усилие в шве с подготовкой кромок (рнс.
22.15,6) создает момент (22.24) (22.25) Iп:мизтг, Полный момент М=2т угг=2пгйзт. Напряжение в шве с подготовкой кромок т=М1'(2утгйз) . (22.26) Напряжения в угловых швах (рис. 22.15,в) с катетом К т=М/(4лгдрК), (22.27) Пример расчета. Касательное усилие на зубе Т=100 кН, радиус шестерни Я=375 мм, радиус ступицы г=75 мм. Определить на~пряжения в соединении центра (к=12 мм) со ступицей (рис. 22,15,а). По формуле (22.23), М= =37,5 кН м. В швах, соединяющих центр со ступицей, сваренных с подготовкой кромок, касательные напряжения определяются по формуле (22.26): 297 т=ЯЯ~(2фК) .
(22.! 8) 0,0375 2.3,14 0,075а 0,012 5 5. Сварные рамы Р амы входят в состав различных машин и конструкций — станков, вагонов, крановых тележек, фундаментов, кузнечно-прессовых и прокатных машин, автомобилей, тракторов, в металлические конструкции зданий. Рамы и станины служат для связи в одно целое отдельных частей меха- а) низма или станка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
