Сборочный чертеж рабочего органа

Под рабочим органом понимают приводной вал с барабаном или звездочками грузоподъемных и транспортирующих машин.

На сборочном чертеже рабочего органа изображают разрез по приводному валу с присоединительной муфтой. С целью полной ясности чертежа и нанесения необходимых размеров выполняют виды сбоку и сверху на корпус подшипника.

Опоры приводного вала размещают не в одном, а в разных кор­пусах. Корпуса устанавливают на раме привода или конвейера. Не­избежные погрешности изготовления деталей и сборки рабочего ор­гана и рамы, а также упругие деформации их под нагрузкой приво­дят к перекосу и смещению осей посадочных отверстии корпуса подшипника относительно друг друга, как это схематично показано на рисунке 26.

 

Рисунок 26 – Схема установки приводного вала в опорах

 

Это вынуждает применять в таких узлах сферические самоустанав­ливающиеся подшипники, допускающие значительные перекосы колец.

Погрешности и упругие деформации приводят к изменению расчетного расстояния L между центрами подшипников. Во избе­жание больших осевых нагрузок на подшипники от изменения L в одном из корпусов устанавливают плавающий подшипник, то есть дают возможность наружному кольцу подшипника свободно пере­мещаться в корпусе в осевом направлении, для чего по двум его торцам оставляют зазоры 3–4 мм, как на рисунке 27.

При действии на опоры только радиальных нагрузок в качестве пла­вающей выбирают менее нагруженную опору (с целью снижения из­носа корпуса). Опору, расположенную у консольного участка вала, на который устанавливается соединительная муфта (колесо зубча­той, звездочка цепной передачи), следует делать фиксированной.

Подшипники двух опор должны быть нагружены равномерно, поэтому, если опоры нагружены, кроме радиальной, еще и осевой си­лой, то в качестве плавающей выбирают опору, нагруженную боль­шей радиальной силой.

Барабан проектируют чаще всего литым или сварным, как пока­зано на рисунках 28 или 27.

 

Рисунок 28 – Геометрические параметры литого барабана

 

Большая внутренняя полость барабана затрудняет его отливку, поэтому при некоторых типах производства целесообразнее сварная конструкция барабана, которая позволяет снизить толщины элемен­тов (обода дисков, ступиц) и в связи с этим уменьшить расход ме­талла.

По ширине b ленты конвейера определяют ширину В барабана:

 

В = b + (50…100)мм.

Толщина обода чугунного барабана

 

δ = 0,02·(D +2 В).

 

Эта же толщина для стального барабана

 

δ = 0,016 (D +2 В).

 

Толщина дисков

С = (1,2…1,3) · δ.

 

Диаметр ступиц барабана:

– чугунного

d_CT = 1,6 d +10 мм;

 

– стального

d_CT = 1,5 d + 10 мм.

 

Длина ступицы:

L_CT = (I,2...1,5)· d.

Окончательно L_CT принимают с учетом результатов расчета шпо­ночного или шлицевого соединения.

Для снижения массы барабана и удобства транспортировки в его дисках выполняют 4–6 отверстий d₀ возможно большего диа­метра.

Цепной конвейер, в отличие от ленточного, не обладает способ­ностью самопредохранения от перегрузки. Поэтому он нуждается в предохранительном устройстве, которое встраивают в конструкцию рабочего органа. Если по схеме задания приводной вал соединен с редуктором муфтой, то на этом валу устанавливают компенсирую­щую муфту с предохранительным устройством (комбинированную муфту). Если же вал приводит в движение цепная или зубчатая пере­дача, то предохранительное устройство комбинируют с ведомой звездочкой или с зубчатым колесом, как, например, на рисунке 29.

 

Рисунок 29 – Предохранительное устройство от перегрузки

На рисунке 30 показаны конструкции предохранительных (разрушающихся) элементов и их монтаж.

 

 

Рисунок 30 – Конструкции предохранительных устройств

 

Конструкцию ступицы тяговой звездочки цепного конвейера разрабатывают по тем же рекомендациям, что и ступицы барабана. Размеры зубьев звездочки зависят от шага цепи и ее типа: втулочно-роликовой, втулочной или втулочно-катковой. Вычисляют их по формулам, изложенным в литературных источниках по транспорти­рующим машинам.

Следует предусмотреть на приводном валу буртик, до которого напрессовывают барабан. Первая шейка вала под барабан (со сторо­ны напрессовки) должна выполняться меньшего диаметра, чем вто­рая, для удобства сборки. У первой шейки не должно быть шпоночно­го паза. Шейка со шпоночным пазом должна иметь направляющий участок и располагаться ближе к муфте для обеспечения большей крутильной жесткости вала.

Барабан или звездочки фиксируют на валу от осевых перемеще­ний посредством втулки, как на рисунке 27, или пружинных упорных колец по ГОСТ 13940-68 или ГОСТ 13942-68, или специального ус­тановочного винта, показанного на рисунке 31, заворачиваемого в радиальное отверстие, выполненное в ступице барабана или звездоч­ке и шейке вала при их сборке.

 

Рисунок 31 – Параметры ус­тановочного винта и отверстия

Последний способ фиксации является предпочтительным. Размеры специального установочного винта и отверстия под него даны в

таб­лице 10.

 

Таблица 10 – Размеры установочного винта и отверстия

 

Диаметр винта, d	Размеры конца специального установочного вита и от­верстия
	d 1	l	l 1	h	h 1
М6	4,95	7,0			2,47
М8	6,70	7,5			3,35
М10	8,43	9,0			4,21
M12	10,20	10,5			5,10
M16	13,90	12,0			6,90
М20	17,35	15,0			8,67

 

Диаметр установочного винта выбирают из таблицы 11 в зави­симости от параметра

,

 

где D – наружный диаметр барабана;

d_B – диаметр шейки вала.

 

Таблица 11 – Размеры установочных винтов

 

Диаметр винта	М6	М8	М10	М12	М16	М20
k не более

Резьбовое отверстие под установочный винт выполняют в сту­пице со шпоночным пазом.

 

Сборочный чертеж рамы

 

С целью соблюдения требований точности относительного по­ложения узлов (электродвигателя и редуктора) их монтируют на сварных рамах или литых плитах. При единичном или мелкосерий­ном производстве экономически выгоднее применять рамы, сварен­ные из элементов сортового проката: швеллеров, уголков, полос, листов.

Конструкция и размеры рамы зависят от типа и размеров редук­тора и электродвигателя. Поэтому проектируют ее во взаимной связи с разработкой чертежа общего вида привода, на котором первона­чально вычерчивают контуры выбранной муфты в разрезе. Одну часть муфты соединяют с валом электродвигателя, а другую – с ва­лом редуктора, как показано на рисунке 32.

 

Рисунок 32 – Компоновочный чертеж рамы

Таким образом выявляется значение размера «а » между торцами со­единяемых валов. Затем пририсовывают тонкими линиями контуры электродвигателя и редуктора. При этом устанавливают и наносят на чертеж размеры l _Э, l _lЭ, l _P, l _1P электродвигателя и редуктора, а также размер h ₀ – разность высот опорных поверхностей электродвигателя и редуктора. Под главным видом электродвигателя, муфты и редук­тора на чертеже общего вида привода впоследствии будет располо­жен вид сверху на эти узлы и раму. Но для построения только рамы на этом виде выполняют следующее. Проводят осевые линии вала электродвигателя и соосно расположенного с ним входного вала ре­дуктора. Затем обозначают отверстие в лапах электродвигателя d_Э и в редукторе d_P, а также координаты их расположения С_Э, С _{2 Э} , С_P, С _{2 P} и С _{З P} . После чего устанавливают размеры опорных поверхно­стей b_Э, b _{1 Э} , С _{1 Э} , l _2Ээлектродвигателя и b_P, b _{1 P}, C _{1 Э}, l _{2 Э} редуктора, которые наносят тонкими линиями на виде сверху. Изложенные раз­меры выбирают по каталогу электродвигателей и из сборочного чертежа редуктора. Для создания опорных (базовых) поверхностей под электродвигатель и редуктор на раме размещают платики в виде узких полос 3 и 4 или в виде отдельных прямоугольников 5 и 6 тол­щиной h = 5…6 мм, как на рисунке 33.

 

Рисунок 33 – Сборочный чертеж рамы

Ширину и длину платиков на раме принимают больше ширины и длины соответствующих опорных поверхностей электродвигателя и редуктора на величину 2 С_О.

 

С_О = 0,05 b_Э ·(b_P) + 1.

 

Для определения габаритных размеров В и L рамы на виде сверху принимают значения параметров b_О= b_ОЭ= b_ОP = 8...10 мм. За­тем вычисляют необходимую высоту швеллера Н ₁ из условия требуемой жесткости рамы:

H ₁ = (0,08... 0,1)· L.

 

По таблице 12 выбирают швеллер высотой H ₂кближайшему большему значению H ₁.

Проверяют по таблице возможность сверления в полках выбранно­го швеллера отверстий диаметрами d_Э и d_Р, то есть должны выпол­няться условия

 

D_max > d_Э (d_P).

 

Вычисляют величину высоты H рамы:

 

H = Н ₂ + h ₀ + 5...6 мм.

 

После чего вычерчивают внешние контуры рамы, используя значения ее габаритов В, L, Н ₂ и Н.

Полученные внешние контуры рамы и очертания платиков с крепежными отверстиями без контуров опорных поверхностей элек­тродвигателя и редуктора (с размерами b_Э, l_2Э и b_P, l _{2 Р} ) переносят на чертежный лист формата A1, на котором выполняют ее сборочный чертеж с учетом рекомендаций, изложенных ниже.

Раму обычно конструируют из двух продольно расположенных швеллеров 1 и нескольких поперечно расположенных швеллеров 2, приваренных к первым швеллерам, как на рисунке 33. При необхо­димости увеличения жесткости рамы увеличивают ее высоту H, а к поперечным швеллерам 2 добавляют диагонально расположенные балки 7.

Раму при сварке сильно коробит, поэтому обработку платиков (для придания плоскостности и параллельности базовых поверхно­стей под электродвигатель и редуктор) и сверление отверстий вы­полняют после сварки, отжига и рихтовки (правки).

 

Таблица 12 – Параметры швеллера

 

Номер профиля	Полка	Стенка
b	T	a	Dmax	d	Amax	a 1	D 1 max
		7,1			4,5
		7,6			4,8
		7,7			4,9
		8,4			5,0
16а		8,6			5,0
		8,0			5,1
18а		8,8		23,5	5,1
		8,6		23,5	5,2			23,5
20а		9,0		23,5	5,2			23,5
		8,9			5,4
		9,8			5,6
24а		9,7			5,6
		9,6			6,0
		10,3			6,5
		11,3			7,0
		11,5			7,5
		12,7			8,0

 

При конструировании рамы швеллеры, как правило, располага­ют полками наружу. Это удобно для крепления узлов к раме болтами или винтами. В первом случае в полках швеллеров сверлят отверстия для прохода стержня болта. Если обратная поверхность полки косая, то на нее наваривают или накладывают косые шайбы (рисунок 34), выравнивающие опорную поверхность под гайками (головками болтов). Размеры косых шайб по ГОСТ 10906-78 приве­дены в таблице 13.

 

 

Рисунок 34 – Параметры косых шайб

 

Таблица 13 – Размеры косых шайб

 

Болт	М10	М14	М14	М16	М18	М20	М22	М24
d, мм	11,0	13,0	15,0	17,0	19,0	22,0	24,0	26,0
В, мм
Н, мм	6,2	7,3	7,3	7,3	8,4	8,4	8,4	9,5
H1, мм	5,1	5,7	5,7	5,7	6,2	6,2	6,2	6,8

 

Во втором случае в полках рамы выполняют отверстие с резьбой.

Для крепления рамы к фундаменту применяют фундаментные болты, их диаметр и расположение определяют из таблицы 14 при проектировании рамы.

 

Таблица 14 – Диаметр и число фундаментных болтов

 

Длина рамы L, мм	До 700	Св. 700 до 1000	Св. 1000 до 1500
Диаметр болтов, мм	16...18	20…22
Минимальное число болтов

 

По таблице 12 проверяют возможность применения выбранных болтов для крепления проектируемой рамы (возможность сверления отверстий под болты в полках используемого для рамы швеллера).

В противном случае необходимо использовать швеллер большего размера.

В местах расположения фундаментных болтов к обратным (косым) поверхностям нижних полок швеллеров приваривают косые шайбы. Если выступающие над поверхностью рамы гайки не меша­ют установке на ней узлов привода, то фундаментные болты пропус­кают через обе полки и опирают о верхние полки. В этом случае верхние и нижние полки швеллеров в указанных местах связывают ребрами, трубами или уголками, в результате чего рама воспринима­ет внешние нагрузки всей высотой, а не только нижними нежесткими полками.

На рисунке 33 платики 3 и 4, а также 5 и 6 расположены на од­ном уровне (лежат в одной плоскости). При размещении их на раз­ных уровнях конструкция рамы усложняется. Небольшую разность высот h ₀ поверхностей платиков получают привариванием платков толщинами: под установку редуктора 5...6 мм, под установку элек­тродвигателя h ₀ + 5…6 мм, как показано на рисунке 35 а.

 

 

Рисунок 35 – Конструкции рам под разные перепады поверхностейплатиков

Большую разность высот h ₀ получают привариванием швеллеров с вырезами (заплечиками), как на рисунке 35, б, швеллеров, положен­ных на ребра, как на рисунке 35, в, или на полки, как на рисунке 35, г. Чтобы при затяжке болтов не прогибались полки приваренных швеллеров, их усиливают ребрами 1.