Подбор корпусов и крышек подшипников, выбор уплотнений.

 

После выбора подшипника для него подбирают соответствующий корпус и крышки. Корпуса подшипников приводного вала рекомендуется принимать типа УМ по ГОСТ 13218.3-80 (рис.8 таб.8). Размер корпуса принимается по размеру наружного диаметра подшипника D.

 

Для D = 110 - 150 мм Для D = 80 – 100 мм

А

2 отв. под штифт

 

Б-Б

2 отв. d2 под штифт конич.

 

Рис. 8 Корпуса УМ подшипников качения (из ГОСТ 13218-80)

 

 

Таблица 8. Корпуса типа УМ подшипников качения по ГОСТ 13218.3-80, размеры, мм

 

Обозна-чение кор- пуса	УМ 80	УМ 85	УМ 90	УМ 100	УМ 110	УМ 120	УМ 125	УМ 130	УМ 140	УМ 150
D
D1
d
d1
d2
d3
A
B
B1
L
L1=D2
l
H		120,5	130,5	139,5	157,5	179,5		190,5	199,5
H1
h
r				-
r1			12,5	-

Пример условного обозначения корпуса типа УМ, исполнения 1, D = 90 мм

Корпус УМ 90 ГОСТ 13218.3 – 80

 

Подшипниковые узлы обычно закрываются крышками, в которые встраиваются уплотнения. Для вышеприведенных корпусов, выбранных из ГОСТ 13218.3 – 80, рекомендуется выбирать стандартные крышки по ГОСТ 13219.1-81 - ГОСТ 13219.6–81. Кроме таких корпусов и крышек можно выбрать и другие стандартные корпуса и крышки подшипников (см. [7] т.2) либо сконструировать крышку самостоятельно (см.[3]). Крышки подбираются по тому же диаметру D, по которому подбирался корпус (см. Рис.8). Однако, крышка должна подходить также по диаметру буртика вала d_бп (см. пункт 2. 3.4), а также в нее должно вписываться стандартное манжетное уплотнение

(см. табл.12).

Подобрать стандартную крышку, удовлетворяющую всем этим условиям, не всегда удается. В этом случае конструируется нестандартная крышка, основные размеры которой должны совпадать с размерами стандартной. Для подшипникового узла, расположенного в точке 2 (рис.1), необходимы крышки торцовые с манжетными уплотнениями из ГОСТ 13219.5-81 (рис.9, таб. 9) или ГОСТ 13219.6-81 (рис.10, таб.10). А для подшипникового узла, расположенного в точке 5, одна из крышек принимается такой же, как для узла в точке 2, вторая крышка принимается торцовая глухая из ГОСТ 13219.1-81 или из ГОСТ 13219.2-81 (рис.11, таб.11).

Уплотнения предназначены для защиты подшипников от попадания в них пыли, грязи и влаги, а также для предохранения от вытекания смазки. Эти уплотнения могут быть разных конструкций, однако, наиболее предпочтительными являются стандартные манжеты резиновые армированные для валов по ГОСТ 8752-79 (см. таблицу 12). Манжета состоит из корпуса, выполненного из маслобензостойкой резины. Корпус армирован каркасом, представляющим собою стальное кольцо Г-образного сечения. Браслетная пружина стягивает уплотняющую часть манжеты, вследствие чего она плотно охватывает поверхность вала. Манжеты, предназначенные для работы в засоренной среде, выполняют с дополнительной рабочей кромкой, которая называется пыльником.

Номинальный диаметр вала в местах постановки таких уплотнений должен быть равен внутреннему диаметру уплотнения. Участки вала в этих местах должны быть прошлифованы и отполированы, чтобы избежать интенсивного износа уплотнений.

 

 

Рис. 9. Крышки торцовые с манжетным уплотнением диаметром до 100 мм, (из ГОСТ 13219.5-81)

 

Таблица 9. Крышки торцовые с манжетным уплотнением диаметром до 100 мм, (из ГОСТ 13219.5-81), мм

 

 

Обозначение крышки	МН 80*45	МН 80*50	МН 90*50	МН100*55	МН100*65
D
dвала
d
D1
D2
d1
d2
B
b				13,6	13,6
H
h
h1
h2
r
r1				12,5	12,5

Пример условного обозначения низкой торцовой крышки с манжетным уплотнением диаметром D = 80 мм, d_вала = 45 мм: Крышка МН 80*45 ГОСТ 13219.5-81

 

Рис. 10. Крышки торцовые с манжетным уплотнением диаметром свыше 100 мм, (из ГОСТ 13219.6-81)

 

 

Таблица 10. Крышки торцовые с манжетным уплотнением диаметром свыше 100 мм, (из ГОСТ 13219.5-81), мм

Обозначение крышки	МН 110*60	МН 110*75	МН 120*65	МН 120*80	МН 130*75	МН 140*80	МН 140*95	МН 150*85	МН 150*100
D
dвала
d
D1
D2
D3
D4
d1
d2
n
b	16,6
H
h
h1
h2
l
s

 

Для D = 110 - 150 мм Для D = 80 – 100 мм

 

Рис. 11. Крышки торцовые глухие низкие (из ГОСТ 13219.1-81 и ГОСТ 13219.2-81)

 

 

Таблица 11. Крышки торцовые глухие низкие (из ГОСТ 13219.1-81 и ГОСТ 13219.2-81), мм

 

Обозна-чение крышки	ГН 80	ГН 85	ГН 90	ГН 100	ГН 110	ГН 120	ГН 125	ГН 130	ГН 140	ГН 150
D
D1
D2
D3	-	-	-	-
B					-	-	-	-	-	-
d
d1
n
H
h
h1
h2
l
s
r					-	-	-	-	-	-
r1					-	-	-	-	-	-

 

Для крепления крышек к корпусу подшипника применяется стандартный крепеж, который состоит из болтов, шайб и гаек (см. ниже).

d	S	D	H	l	lo	d	S	D	H	l	lo
				8 - 90	lo= l при l 20 lo=18 при l 20			23,9		20-300	lo= l при l 30 lo=30 при l 35
		13,1		8 - 100	lo= l при l 25 lo=22 при l 30			26,8		20-300	lo= l при l 30 lo=34 при l 35
		15,3		10-150	lo= l при l 30 lo=26 при l 35			29,6		25-300	lo= l при l 40 lo=38 при l 45
		18,7		14-260	lo= l при l 30 lo=30 при l 35			33,6		30-300	lo= l при l 40 lo=42 при l 45
		21,1		16-260	lo= l при l 30 lo=30 при l 35			35,0		35-300	lo= l при l 50 lo=46 при l 55

Примечание: Размер l (мм) в указанных пределах брать из ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30,

35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 220, 240, 260, 280, 300.

Пример условного обозначения болта диаметром резьбы d = 12 мм, длиной l = 60 мм, с

крупным шагом резьбы, и полем допуска 6g, класса прочности 5.8, с цинковым покрытием толщиной 6 мкм, хроматированным: «Болт М12 – 6g х 60.58.016 ГОСТ 7796 – 70».

 

Гайки шестигранные с уменьшенным размером под ключ.

ГОСТ 15521 – 70, мм.

d					(14)		(18)		(22)
S
D	10,9	13,1	15,3	18,7	21,1	23,9	26,8	29,6	33.6
H		6,5					14,5

 

Пример условного обозначения гайки с диаметром резьбы 12мм, крупным шагом и полем допуска резьбы 6Н, класса прочности 5: «Гайка М12 – 6Н.5 ГОСТ 15521 – 70».

 

 

 

Шайбы пружинные ГОСТ 6402 – 70, мм

 

Номинальный диаметр резьбы болта, мм	d	S = b	Номинальный диаметр резьбы болта, мм	d	S = b
	6,1			14,2
	8,2			16,3	3,5
	10,2			18,5	4,0
	12,2			20,5	4,5

Пример условного обозначения пружинной шайбы для болта с резьбой, диаметра

d = 12мм из стали 65Г: «Шайба 12 65Г ГОСТ 6402 – 70».

 

Винты установочные с прямым шлицем классов точности А и В

 

Общие размеры	Рис.1	Рис.2
d	b	h	c	l1	l	d1	l1	l
	0,8	1,8	1,0	-	5 – 25	3,5	2,5	8 – 25
	1,0	2,0	1,0	2,5	6 – 30	4,5	3,0	8 – 35
	1,2	2,5	1,6	3,0	8 – 40	6,0	4,0	10 - 40
	1,6	3,0	1,6	4,0	10 - 50	7,5	4,5	12 –50
	2,0	3,5	1,6	5,0	12 - 50	9,0	6,0	16 - 50

 

Таблица 12 - Манжеты резиновые армированные для валов (ГОСТ 8752-79)

 

Группа резины

Рабочая среда

Темература, оС

Окружная скорость, м/с, не более

Минеральные масла, не содержащие серу

-45...+120

Вода

+4...+100

Минеральные масла с присадками, вызывающими набухание резин группы 1

-30...+120

Масла для гипоидных передач

-30...+100

Вода

+4...+100

Минеральные масла, не содержащие серу

-30...+120

Вода

+4...+100

Минеральные масла всех типов. Дизельное топливо

-45...+150

РАЗМЕРЫ, мм

d

D

h1

h2

d

D

h1

h2

d

D

h1

h2

 

 

Конструирование барабана.

 

 

Конструкция барабанов (см. [3]) подобна конструкции шкивов плоскоре­менных передач. Поэтому для них остаются справедливыми все реко­мендации по соотношению размеров, выбору материалов и прочие изложенные в этой литературе.

Барабан отличается от шкива большей ши­риной (обычно B>D) (см.Рис.12,а), и это вносит некоторые особенности в его конструкцию.

 

Барабан изготовляют с двумя ступицами и двумя дис­ками (рис. 12, а и др.) или с одной удлиненной ступицей (рис. 12, б) Последняя конструкция технологичнее, но целесообразна только при сравнительно нешироких барабанах (В < D).

Размеры толщин стенки, ступиц и обода барабана представлены на рис.14 и определяются по эмпирическим зависимостям:

 

D_ст ≥ 1.6d (5)

где d – диаметр вала под ступицу: D_cn - наружный диаметр ступицы,

 

δ_о =0.02(D_б + В) (6)

где D_б – диаметр барабана,мм; В – ширина барабана,мм.

 

 

 

 

 

 

Рис.14

 

δ ≈ (0.9…0.8) δ_о (7)

 

δ₁ = (D_ст – d)/2 (8)

 

если δ₁ / δ >2 то δ₂ = 1.5 δ, и h ≥ 4(δ₂ - δ) (9)

 

если δ₁ / δ ≤ 2 то δ₂ = δ, (10)

 

и наклонный участок высотой h не делают, а переход оформляется радиусом:

 

R ≈ 0.5δ. (11)

 

Большая внутренняя полость (см. рис. 12, а) затрудняет отливку барабана. Во многих случаях (в зависимости от масштаба и возмож­ностей производства) здесь может оказаться целесообразной сварная конструкция.

Конструкция сварного барабана по рис. 13,а аналогична литому по рис. 12, а. Сварная конструкция позволяет снизить толщины элементов и в связи с этим уменьшить вес и расход металла.

Толщины элементов: δ_о, δ, δ_1, определяются по тем же зависимостям, что и для литого барабана (см. выше),а затем их величина уменьшается умножением на коэффициент К = 0,8. (δ₂ = δ).

Обод сваривают из вальцованного листа или изготовляют из труб. Применение трубы значительно упрощает технологию и целесообраз­но во всех случаях, когда размеры обода согласуются с размерами стан­дартной трубы (см. [7]). При выборе трубы необходимо учесть припуск на обработку обода по наружному диаметру.

Обод из листа имеет один или два продольных шва (см. рис. 13,а). Внутреннюю поверхность обода не обрабаты­вают (см. рис. 13, а и б) или протачивают в местах установки дисков (см. рис. 13, в). Проточка устраняет некруглость или другие дефекты обода, сваренного из листа. Операция проточки сравнительно сложна и трудоемка. Ее можно избежать, если выполнить окружность свар­ного обода достаточно точной, а диски поставить с зазором (около З - 5 мм), который потом заваривают. На сборочном чертеже зазор можно не показывать, его учитывают в рабочих чертежах. Для обода из труб проточка не требуется, а зазор по дискам может быть не более 1-2 мм. Последовательность операций сварки барабана может быть, например, такой. К ступицам барабана по рис. 14.9, а приваривают диски и ребра; закрепляют ступицы на валу; надевают завальцованный обод, стягивают его на дисках и заваривают продольные швы; сваривают обод с дисками (возможен только один наружный шов) и ребра­ми; устанавливают барабан на станок по центрам вала и обрабатывают наружную поверхность барабана.

На основе изложенного не трудно установить последовательность операций для барабанов по рис. 13, б и в. Барабан по рис. 13,б не имеет ступиц, шпоночных соединений и пр. Эту простую конструк­цию можно считать предпочтительной, однако менее ремонтопригодной. Кроме того при сварке такого барабана возможно коробление вала. Поэтому вал подается на сварку с при­пусками на последующую обработку шеек. Шейки обрабатывают сов­местно с наружной поверхностью обода.

Барабан по рис. 13 в, не имеет целого вала. Здесь преследуют цель еще большей экономии материала. Однако изготовление барабана усложняется; трудно точно установить концы валов перед сваркой, возможен значительный увод концов после сварки. С этих позиций здесь целесообразна проточка концов барабана под посадку дисков и увеличенные припуски на обработку шеек вала. Расстояние между дисками рекомендуют принимать (0,6-0,5) В. При этом получают более равномерное распределение нагрузки от ленты по длине барабана. Для удобства сварки или литья иногда допускают отклонения от этой рекомендации и устанавливают диски ближе к краям барабана.

Для фиксирования положения ленты на концах барабана иногда образуют небольшую конусность (см. рис.14). Так как транспортеры имеют малую скорость, а лента дополнительно направ­ляется поддерживающими роликами, выполнение конусов на барабане не обязательно.

В конструкции барабанов с двумя ступицами (см. рис. 12 и 13, а) на валу устанавливают только одну шпонку на ступицу со стороны подвода крутящего момента. В случае установки второй шпонки она будет воспринимать незначительную часть на­грузки, поэтому ее установка считается не целесообразной.

В Приложении показан пример конструкция сварного барабана.

Выбор муфт.

Муфты сужат для соединения валов и перелачи крутящего момента с одного вала на другой. Существует большое количество механических муфт. Однако в нашем случае соединения выходного конца вала редуктора и приводного вала конвейера применяются компенсирующие муфты с жесткими элементами,

а именно цепная или зубчатая (см. [2,3]).

Зубчатая муфта способна компенсировать любые по­грешности в соосности валов в достаточ­но большом диапазоне и обладает большой нагрузочной способностью. Благодаря зубчатому соединению зазоры между зубьями, а значит и люфт не велики, поэтому такую муфту применяют в высоконагруженных реверсивных механизмах. Цепная муфта является упрощенной конструкцией зубчатой муфты. Цепная муфта допускает большие, чем зубчатая погрешности монтажа валов, более проста в эксплуатации и обслуживании. Однако обладает большими зазорами в соединении полумуфт и применяется, как правило, в нереверсивных механизмах.

Выбор стандартных муфтпроизводится по двум основным параметрам:

1. Расчетному крутящему моменту на валу – Т_р, Нм.

2. Диаметрам концов соединяемых валов – d_к, мм.

Сначала определям Т_р по формуле

Т_р = k_p Т

где k_р — расчетный коэффициент, учитывающий динамические нагрузки в условиях эксплуата­ции; средние значения k_р приведены в табл. 13.

Т – номинальный крутящий момент,Нм.(см. МУ п.1, завис.(5)).

 

 

далее обращаемся к ГОСТу на выбранный тип муфты (Рис.15 или Рис.16).

 

Таблица 13. Значения коэффициента k_р учитывающего