Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)
Кафедра «Теория механизмов и детали машин»
ОПОРЫ ВАЛОВ ЗУБЧАТЫХ РЕДУКТОРОВ
Тематический реферат
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»
Студент гр.13-В __________ __________ Руководитель – к. т. н., доцент кафедры ТМДМ __________ __________ |
Омск 2016
Реферат
УДК 621.822.6
Реферат содержит 14 страниц, 4 рисунка, 8 источника.
Машиностроение, подшипники качения, осевая нагрузка, опора, редуктор, зазор.
Объектом исследования являются опоры валов зубчатых редукторов.
Цель работы – рассмотреть, что собой представляют опоры валов, их строение, материалы изготовления отдельных элементов, подбор и способы установки.
В процессе работы проводилось изучение соответствующих разделов из книги «Детали машин и основы конструирования», методических указаний к лабораторным работам, стандартов и интернет-ресурсов.
В результате было определено, что опорами валов зубчатых редукторов являются подшипники качения.
Классификация подшипников качения осуществляется по следующим признакам: вид тел качения, число рядов тел качения, тип воспринимаемой нагрузки, способы компенсирования несоосности вала и втулки.
Детали подшипника: наружное и внутреннее кольцо, тела качения и сепаратор, уплотнение.
Для изготовления тел качения и колец используются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали.
Способ установки подшипника зависит от способности фиксирования осевого положения вала.
Регулирование необходимо для создания оптимальных зазоров между кольцами и телами качения.
Реферат выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2010 [4].
Содержание
Введение 4
1 Опоры валов – подшипники качения 5
2 Классификация подшипников 6
5 Установка подшипников качения 9
6 Регулирование подшипников 11
7 Преимущества и недостатки подшипников качения 12
Заключение 13
Список литературы 14
Введение
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства. С его развитием тесно связан прогресс и рост материального состояния.
Для выполнения производственных процессов в большинстве промышленных отраслей, используются машины. Дальнейший прогресс и рост материального благосостояния тесно связаны с развитием машиностроения. Вот почему машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства.
Машина состоит из деталей, механизмов1, узлов, сборочных единиц, агрегатов и элементов, обеспечивающих соединение составных частей в многофункциональное изделие [6].
Целью данного реферата является рассмотреть, что такое опоры валов, разновидность и их предназначение.
1 Опоры валов – подшипники качения
Опорами валов редукторов являются подшипники качения. Они обеспечивают радиальное и осевое фиксирование валов.
Прототипы подшипников качения известны со времен Леонардо да Винчи и Кулибина, применявших в изобретенных ими механизмах в качестве опор шарики или катки (ролики).
В настоящее время на российских заводах налажено производство подшипников с внутренним диаметром от долей миллиметра до 1345 мм и массой от долей грамма до 4 т.
Подшипники качения состоят из следующих деталей:
- наружного и внутреннего колец с дорожками качения; тел качения; сепараторов, разделяющих и направляющих тела качения. уплотнение.
2 Классификация подшипников
Классификация подшипников качения осуществляется на основе следующих признаков:
По виду тел качения:- шариковые, роликовые (игольчатые, если ролики тонкие и длинные);
- радиальные (нагрузка вдоль оси вала не допускается); радиально-упорные, упорно-радиальные (воспринимают нагрузки как вдоль, так и поперек оси вала); упорные (нагрузка поперек оси вала не допускается). Линейные (обеспечивают подвижность вдоль оси, вращение вокруг оси не нормируется или невозможно); шариковые винтовые передачи (обеспечивают сопряжение винт-гайка через тела качения).
- однорядные; двухрядные; многорядные.
- самоустанавливающиеся; несамоустанавливающиеся [8].
3 Материал деталей подшипников качения
Тела качения и кольца изготовляют из специальных шарикоподшипниковых высокоуглеродистых хромистых сталей ШХ15, ШХ15СГ, а также из цементуемых легированных сталей 18ХГТ, 20Х2Н4А.
Кольца имеют твердость 61...66 HRC, тела качения – 63...67 HRC.
Витые ролики выполняют навиванием из стальной полосы.
Сепараторы подшипников в массовом производстве изготовляют из мягкой стали методом штамповки: для высокоскоростных подшипников при меняют массивные сепараторы из антифрикционных бронз, анодированного дюралюминия, порошковых материалов, текстолита, полиамидов; в специальных случаях применяют пластмассовые сепараторы с металлическим каркасом.
В условиях ударных нагрузок и высоких требований к бесшумности работы все шире применяют тела качения из пластмасс. При этом резко снижаются требования к твердости колец, и их можно изготовлять из легких сплавов [5].
4 Подбор подшипников качения
Подшипники качения подбирают в соответствии с действующими стандартами после анализа условий нагружения и режима работы подшипникового узла по следующим критериям работоспособности:
1) по статической грузоподъемности [1].
Соответствие подшипников качения критерию статической грузоподъемности предотвращает появление недопустимых остаточных деформаций на рабочих поверхностях деталей подшипников в виде вмятин, лунок и т. п.;
2) по динамической грузоподъемности [2].
Соответствие подшипников качения критерию динамической грузоподъемности гарантирует контактную выносливость подшипников качения в течение расчетного ресурса;
3) по предельной частоте вращения [3].
Соответствие подшипников качения критерию предельной частоты вращения обеспечивает их нормальную работоспособность при больших частотах вращения.
5 Установка подшипников качения
По способности фиксировать осевое положение вала различают опоры фиксирующие и плавающие.
В фиксирующих опорах ограничено осевое перемещение вала в одном или обоих направлениях.
В плавающей опоре осевое перемещение вала не ограничено в обоих направлениях.
На рис. 3.1, а, б опоры 1 – фиксирующие, в них подшипники закреплены как на валу, так и в корпусе; опоры 2 – плавающие, внутреннее кольцо подшипников закреплено на валу, а наружное в корпусе не закреплено, что дает возможность подшипнику перемещаться, например, при тепловых деформациях валов. На рис. 3.1, в, г все опоры – фиксирующие, но перемещение валов в них ограничено только в одном направлении.
При установке подшипников по схеме враспор (рис. 3.1, в) удлинение вала вследствие нагрева приводит к уменьшению зазоров в подшипниках. Чтобы не происходило защемления вала в опорах, предусматривают при сборке осевой зазор а, устанавливаемый несколько больше ожидаемой тепловой деформации валов и подшипников.
При установке вала по схеме врастяжку (рис. 3.1, г) тепловые деформации приводят к увеличению зазора в подшипниках. Такая схема обычно применяется для длинных валов. При одних и тех же габаритных размерах узла схемы различаются расстоянием l между опорами.
Опорами валов цилиндрических редукторов часто являются подшипники шариковые радиальные (рис. 3.2, а) или роликовые конические радиально-упорные (рис. 3.2, б), установленные враспор.
В редукторах с шевронной передачей один из валов устанавливается на плавающих опорах. В качестве плавающих опор применяют подшипники радиальные шариковые или роликовые. На рис. 3.3 наружные кольца радиальных роликовых подшипников имеют свободу осевого перемещения на величину зазора z. Между роликами и бортом наружного кольца имеется осевой зазор s, который в процессе работы изменяется в пределах, определяемых точностью изготовления зубчатых колес.
В редукторах с конической передачей для точной фиксации зубчатых колес в осевом направлении валы рекомендуется устанавливать на радиально-упорных конических роликовых подшипниках [6].
6 Регулирование подшипников
Регулирование подшипников заключается в создании оптимальных зазоров между кольцами и телами качения.
Наличие зазоров в подшипниках обеспечивает легкое вращение вала, предотвращает защемление тел качения в результате температурных деформаций, а отсутствие зазоров увеличивает сопротивление вращению, но повышает жесткость опор и точность вращения вала, а также улучшает распределение нагрузки между телами качения, повышая несущую способность подшипника.
Регулирование подшипников осуществляется при монтаже перемещением одного из колец относительно другого в осевом направлении и зависит от схемы установки подшипников и способа крепления колец.
7 Преимущества и недостатки подшипников качения
Основные преимущества подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения:
значительно меньшие потери на трение, а следовательно, более высокий КПД (до 0,995) и меньший нагрев; момент трения при пуске в 10...20 раз меньше, чем в подшипниках скольжения; экономия дефицитных цветных металлов; меньшие габаритные размеры в осевом направлении; простота обслуживания и замены; меньший расход масла; малая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников и относительно малые эксплуатационные расходы, а также взаимозаменяемость подшипников, что упрощает ремонт машин и оборудования.Недостатки:
ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких угловых скоростях; непригодны для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания; большие, чем у подшипников скольжения, габаритные размеры в радиальном направлении [5].Заключение
Таким образом, опорой валов являются подшипники качения, который поддерживают вал с заданной жёсткостью, фиксируют положение в пространстве, обеспечивают качение с наименьшим сопротивлением, воспринимают и передают нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.
Подшипники качения применяются в различных машинах, приборах и технических системах, в которых они работают в широком диапазоне частот вращения при значительных температурах.
Библиографический список
ГОСТ 18854-2013. Подшипники качения. Статическая грузоподъемность. М.: Стандартиформ, 2014. 19 с. ГОСТ 18855-94. Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс (долговечность). М.: Стандартиформ, 2009. 20 с. ГОСТ 20918-75. Подшипники качения. Метод расчета предельной частоты вращения. М.: Издательство стандартов, 1989. 4 с. СТП ОмГУПС – 1.2 – 2005. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления. Омск: Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа, 2005. 27 с. Зубчатые редукторы: метод. указания к лабораторной ра-боте – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 28 с. Детали машин и основы конструирования: учебник для вузов. 2е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 2012. 672 с.: ил. ru. wikipedia. org www. ence-gmbh. ru/rus/reducing_gears. php1 Механизм – система звеньев, преобразующая движение одних звеньев в требуемые движения других.
