ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Увеличение жесткости и прочности консольных конструкРациональное расположение опор из "Основы конструирования. Кн.1 " Если применение консольной установки продиктовано необходимостью, то следует принимать все меры к устранеш1ю присущих ей недостатков. Необходимо всемерно уменьшать вылет консоли, увеличивать жесткость и прочность консольной части конструкции. [c.222] На рис. 106 приведены нецелесообразная (а) и улучшенная (б) конструкции консольного вала, в которой длина I консоли уменьшена до предела, допускаемого конструкцией момент инерции и момент сопротивления консоли на наиболее нагруженных участках увеличены. Передний подшипник, воспринимающий повышенную нагрузку, усилен. [c.223] Распространенным случаем консоли в машиностроении являются опорные буртики цилиндрических деталей. В нерациональной конструкции (рис. 106, в) буртик имеет чрезмерный вылет. Если вылет уменьшить, например, в 3 раза (рис. 106, г), то во столько же раз уменьшаются напряжения изгиба в опасном сечении максимальная деформация снижается в 27 раз. [c.223] В планетарной передаче (рис. 106, д) консольные пальцы 1 сателлитов подвергаются изгибу центробежной силой сателлитов Ецб и окружными силами привода Рокр- Соединение пальцев дисками 2 (рис. 106, с) устраняет консольный изгиб только от сил цб- Окружные силы по-прежнему консольно изгибают пальцы. [c.223] В рациональной конструкции (рис. 106, ж) несущий диск 3 привернут к лапам т диска сателлитодержателя, которые воспринимают окружные силы, полностью разгружая пальцы от изгиба. [c.223] На рис. 109, а даны безразмерные отношения Ni/P и Nj/P в функции L/1. Как видно, нагрузки на опоры резко возрастают с уменьшением расстояния между опорами. С увеличением отношения L/1 нагрузки падают, причем Ni асимптотически стремится к величине Р, а Nj — к нулю. При Ljl 2 ч- 2,5 нагрузки становятся практически постоянными, а при Ljl 1 резко возрастают. Таким образом, целесообразный диапазон отношений Ljl заключен в пределах 1,5 —2,5 (заштрихованная область). [c.224] В качестве общего правила можно принять, что расстояние между опорами должно быть равно удвоенной величине консоли. При этом нагрузка на переднюю опору JV = 1,5Р. Разумеется за большими отношениями L/1 остается преимущество более точной фиксации вала. [c.224] На том же графике изображено отношение нагрузок на переднюю и заднюю опоры / 1 = 1 + Ц1, которым можно руководствоваться при выборе подшипников в тек сяучаяк когда желательно получить их равную долговечность. Для рекомендуемого Значения Ь/1 = 2 величина N N2 = 3. Из основной формулы расчета подшипников качения N = СДнЛ) вытекает, что для соблюдения равной долговечности Л коэффициенты работоспособности переднего и заднего подшипников должны находиться в отношении С1/С2 = 3. [c.225] Максимальные значения и N2 в области обратной консоли равма действующей силе Р (отношения NJP и N2IP равны 1). Нагрузки и N2 имеют одинаковое и минимальное значение 0,5Р при i4/L —0 5, когда плоскость действия силы Р находится посредине пролета между опорами. [c.225] Применение консолей часто обеспечивает более простые, компактные, технологические и удобные для сборки конструкции, чем двухопорные установки. В качестве примера на рис. 110 показана конструкция центробежного насоса с двухопорной (а) и консольной (б) установкой вала крыльчатки. В консольном варианте упрощается сборка облегчается подход к крыльчатке и гидравлической полости насоса, улучшается вход рабочей жидкости на крыльчатку, устраняется одно уплотнение, улучшается центрирование вала. Опоры вала расположены в одной корпусной детали, посадочные отверстия под опоры можно точно обработать с одной установки. [c.226] В двухопорном варианте опоры центрируются одна относительно другой через стык корпусных деталей, которые по конструкции узла можно зафиксировать один относительно другого только контрольными шрифтами совместная обработка посадочных отверстий затруднительна. [c.226] В целом агрегат в консольном исполнении сильно выигрывает по простоте, точности изготовления, надежности и удобству эксплуатации. [c.226] Заделка консолей. Жесткость и прочность консолей в большой степени зависит от условий заделки консоли в корпусе. Усиление консоли, как таковой, бесполезно, если узел заделки недостаточно жесток (рис. 111, й). [c.226] В наиболее жесткой системе радиально-осевой заделки консоль крепят одновременно на фланце и на хвостовике, который сажают в бобышке на посадке с натягом или затягивают гайкой (рис. 111, г и д). [c.227] Так как прогиб двухопорной балки пропорционален третьей степени пролета, то сближение опор является весьма эффективным средством повышения жесткости. На рис. 112, а показана двухопорная установка зубчатого колеса. При дйаметре вала 40 мм, длине 200 мм и нагрузке 1000 кгс прогиб вала в конструкции а достигает относительно большой-величины ( 0,1 мм), не безразличной для работы зубьев колес. [c.227] Если- расстояние между опорами сократить, например, в 3 раза (рис. 112, б), то максимальные изгибающий момеет и напряжения в вале уменьшаются также в 3 раза, а максимальный прогиб — в 27 раз. В связи с уменьшением пролета, а также увеличением момента инерции работающего участка вала прогиб становится пренебрегаемо малым. [c.227] Изгиб резко уменьшается при увеличении длины верхней несущей поверхности шатуна (конструкции в, г). На участках h палец работает на сжатие. Так как деформации при сжатии ничтожно малы по сравнению с деформадиями изгиба, то практически вся нагрузка воспринимается сжатием пальца. [c.228] В конструкциях, предназначенных для восприятия нагрузки в обоих направлениях с большой амплитудой колебательного движения, упрочнения достигают увеличением числа опор и уменьшением пролетов, подвергающихся изгибу. В конструкции д вследствие сокращения вдвое плеча Г действия сил напряжения изгиба уменьшаются в 2 раза, а деформации — в 8 раз по сравнению с исходной конструкцией а. С увеличением числа опор (конструкция е) схема нагружения приближается к чистому срезу. [c.228] Переход- на срез и увеличение числа сечений, работающих на срез, звачи-тельно увеличивают прочность и жесткость рла. [c.229] Вернуться к основной статье