Telg mehhanismis. Üldinfo võllide ja telgede kohta
VÕLLIDE EESMÄRK JA KLASSIFIKATSIOON.VÕLLID JA TELJED
Pöörlevad masinaosad (hammasrattad, rihmarattad, ketirattad jne) asetatakse võllidele ja telgedele. Võllid on ette nähtud pöördemomendi edastamiseks piki oma telge. Pöördemomendi ülekandmisel tekkivad jõud põhjustavad väände- ja paindepingeid ning mõnikord ka tõmbe- või survepingeid.
Teljed ei edasta pöördemomenti; neis mõjuvad jõud tekitavad ainult paindepingeid (hõõrdejõududest tulenevaid väiksemaid pöördemomente ei võeta arvesse). Võllid pöörlevad laagrites. Telg võib olla pöörlev või mitteliikuv.
Eesmärgi järgi eristatakse käiguvõllid ja peavõllid, mis kannavad koormust mitte ainult hammasrataste osadelt, vaid ka masinate tööorganitelt (kettad, freesid, trumlid jne).
Konstruktsiooni järgi võib võllid jagada sirgeks, vändaks ja painduvaks (joonis 4.1). Laialdaselt kasutatavad astmelise disainiga sirgjoonelised võllid. Selline võlli kuju on paigaldamise ajal mugav, kuna võimaldab paigaldada detaili interferentsliidesega külgnevaid sektsioone kahjustamata ja tagada selle aksiaalne fikseerimine. Võlli servad võivad võtta märkimisväärseid aksiaalseid koormusi. Erineva läbimõõduga sektsioonide konjugatsiooni kohtades tekib aga pingete kontsentratsioon, mis vähendab võlli tugevust.
Õõnesvõllid kasutatakse võlli massi vähendamiseks ning õli, jahutusvedeliku või õhu juurdevoolu tagamiseks.
Erirühma kuuluvad painduvad võllid, mida kasutatakse pöördemomendi edastamiseks võllide vahel, mille pöörlemisteljed on ruumis nihkunud.
Põllumajandus-, tõste- ja transpordi- ning muudes masinates kasutatakse sageli jõuülekandevõlle, mille pikkus ulatub mitme meetrini. Need on valmistatud komposiitmaterjalist, ühendades äärikute või haakeseadiste abil.
Võlli jõudluse kriteeriumid.
Võlli konstruktsioon, mõõtmed ja materjal sõltuvad oluliselt selle toimivust määravatest kriteeriumidest. Võllide jõudlust iseloomustab peamiselt nende tugevus ja jäikus ning mõnel juhul vibratsioonikindlus ja kulumiskindlus.
Enamik jõuülekandevõlle ebaõnnestub vähese väsimustugevuse tõttu. Võlli rikked pingekontsentratsiooni tsoonis tekivad muutuvate pingete toimel. Ülekoormustega töötavate väikese kiirusega võllide puhul on peamiseks jõudluse kriteeriumiks staatiline tugevus. Võllite jäikus painde ja väände ajal määratakse läbipainde väärtuste, elastse joone pöördenurkade ja pöördenurkade järgi. Võllide elastsed liikumised mõjutavad negatiivselt hammasrataste ja tiguülekannete, laagrite, haakeseadiste ja muude ajamielementide tööd, vähendades mehhanismide täpsust, suurendades koormuste kontsentratsiooni ja osade kulumist.
Kiirvõllide puhul on ohtlik resonantsi tekkimine – nähtus, kui omavõnkumiste sagedus langeb kokku häirivate jõudude sagedusega või on selle kordne. Resonantsi vältimiseks arvutatakse vibratsioonitakistus. Võllide paigaldamisel liugelaagritele määratakse võlli tangide mõõtmed libiseva toe kulumiskindluse seisukorra järgi.
Riis. 4.1 Võllide ja telgede tüübid:
a - sirge telg; b - astmeline tahke võll; c - astusõõnesvõll; g - väntvõll; d - painduv võll
Võlli projekteerimine toimub etapiviisiliselt.
Esimesel etapil määrata arvutuslikud koormused, töötada välja võlli projekteerimisskeem, joonistada momendi diagrammid. Sellele etapile eelneb mehhanismi eskiisskeem, mille käigus määratakse eelnevalt kindlaks võlli peamised mõõtmed ja koormuste ülekandmisel osalevate osade suhteline asend.
Voolukoormused, mis kanduvad võllile detaili küljelt (rihmaratas, ketiratas, hammasratas jne) või võllilt detailile, hõlmavad järgmist:
Jõud hammasrataste ja tiguülekannete sisselülitamisel;
Koormused rihm- ja kettajamite võllidele;
Sidurite paigaldamisel tekkivad koormused paigalduse ebatäpsuste ja muude vigade tagajärjel.
Eespool käsitletakse rihm- ja kettajamite võllidele mõjuvate jõudude ja koormuste määramist.
Kui see on paigaldatud sisendi otstesse; Sidurite väljundvõllid võtavad arvesse radiaalset konsoolkoormust, mis põhjustab võlli paindumist. See koormus on soovitatav määrata vastavalt standardile GOST 16162-85.
Üheastmeliste spiraal-koonuskäigukastide sisend- ja väljundvõllide ning mis tahes tüüpi käigukastide kiirete võllide puhul saab konsooli koormuse ligikaudselt arvutada valemiga
; (4.1)
kahe- ja kolmeastmeliste käigukastide madalatel pööretel võllidele, samuti tiguülekannetele
; (4.2.)
kus T on võlli pöördemoment, N. m.
Rummu poolt detailile edastatavad jõud ja momendid lihtsalt eeldatakse kontsentreerituna ja rakendatakse selle pikkuse keskel.
Tehes disaini skeem võlli peetakse hingedega talaks. Võlli tugipunkti asukoht sõltub laagri tüübist (joon. 4.2).
Riis. 4.2. Võlli tugipunktid:
A - radiaallaagril; b - radiaal-tõukejõu laagril;
V - kahel laagril ühes toes; G - liuglaagril.
Kahel vastastikku risti asetseval tasapinnal (vertikaalne ja horisontaalne) mõjuvad jõud kanduvad võlli telje punktidesse. Painde- ja pöördemomendi graafikud on üles ehitatud kahele tasapinnale (joonis 4.3).
Moment ringjõust on kujutatud pöördemomentide diagrammil, telgjõust vertikaaltasapinnal - hüppe M′ z kujul paindemomentide diagrammil. Krundid ehitatakse materjalide tugevuse käigus välja toodud metoodika järgi.
Diagrammid määravad mis tahes sektsiooni paindemomendid kokku. Nii et jaotises 1-1 suurim kogumoment
kus М z 1 — paindemoment ohtlikus lõigus ZY tasapinnas ; M x1 - paindemoment ohtlikus lõigus XY tasapinnas; M k1 - paindemoment konsoolkoormuse toimetasandil. Saadud väärtusi võrreldes eristatakse šahti kõige ohtlikumad lõigud.
Teises etapis arendada võlli konstruktsiooni. Esialgselt määrake väljalaskeava läbimõõt vastavalt tingimuslikule lubatud väändepingele [τ], võttes selle väärtuseks 15-25 MPa.
Võlli läbimõõt, mm,
Kui valitakse astmeline võlli konstruktsioon, määratakse selle sektsioonide läbimõõdud ja pikkused arvutusskeemi või eskiisskeemiga (vt ülal)
Riis. 4.3. Võlli laadimise skeemid. Painde- ja pöördemomendi skeemid Soovitatav on täpsustada aktsepteeritud mõõtmed vastavalt standardile GOST 6636-69 *.
Eelistatav on võlli astmeline kuju, kuna see lihtsustab ühendusliidete kokkupanemist interferentsliidesega, hoiab ära suurenenud puhtusega pindadega piirkondade kahjustamise, võlli kuju läheneb võrdse tugevusega talale. Erineva läbimõõduga sektsioonide konjugatsioonipunktides tekib aga pingete kontsentratsioon, mis vähendab võlli tugevust ning varda või sepistamise tooriku kasutamisel muutub valmistamistehnoloogia keerulisemaks ja metallikulu suureneb. . Pingekontsentratsiooni vähendamiseks ja sellest tulenevalt võlli väsimustugevuse suurendamiseks tehakse üleminekulõike kõige sagedamini fileetega (joonis 4.4). Filli raadius r ja õla (eera) kõrgus valitakse sõltuvalt võlli läbimõõdust d, telgjõust, mõõtudest R, c 1 ja paigaldatava detaili kujust (tabel 4.1).
Riis. 4.4. Võlli üleminekulõigud filee kujul
Tabel 4.1 Filee mõõtmed, mm. (Vt joonis 4.4.)
Kui ripp on mõeldud laagri aksiaalseks fikseerimiseks, siis kõrgus h. (Tabel 4.2) peaks olema väiksem kui laagri sisemise rõnga paksus koguse t võrra, millest piisab tõmburi jalgade jaoks demonteerimise ajal.
Väljuvad sooned lihvketas(joon. 4.5) tekitavad suurema pingekontsentratsiooni kui filee. Selliste soontega üleminekud tehakse võlli märkimisväärse ohutusvaruga. Soone mõõtmed on toodud tabelis 4.3.
Teljevahede vältimiseks peaks võlli pesa pikkus olema veidi väiksem kui paigaldatud osa rummu pikkus. Paigaldamise hõlbustamiseks peab võlli osal olema faasid ja faasid (joonis 4.6, a, b, tabel 4.4).
Riis. 4.5. Lihvketta väljapääsu sooned:
a, b - võlli silindrilise pinna lihvimiseks;
c - silindrilise pinna ja äärise otsa lihvimiseks
Kui võlli sektsioonil ei ole püsivaid õlgu, on selle läbimõõt soovitatav olla 5% väiksem kui ava läbimõõt (joonis 4.6, c).
Võlli väljundsektsiooni kuju (joonis 4.7) võib olla silindriline (GOST 12080-66 *) või kooniline (GOST 12081-72 *). Võlli kitsenevat otsa on keerulisem teostada. Koonilistel ühendustel on aga suur kandevõime Neid on lihtsam kokku panna ja lahti võtta. Aksiaalne jõud tekib mutri pingutamisel. Selleks on varre otsas kinnitusniit.
Riis. 4.6. Kalded (a), kalded (b) ja üleminekusektsioonid (c)
Riis. 4.7. Võllide väljundsektsioonid: a - silindriline, b - kooniline
Võlli võtmeavade kuju ja mõõtmed sõltuvad võtme tüübist ja lõikeriist. Tehtud sooned sulevõtmetele ketaslõikur, põhjustavad madalamat stressikontsentratsiooni. Võtme fikseerimine on siin aga vähem usaldusväärne ja soon on pikem lõikuri väljapääsu sektsioonide tõttu (joonis 4.8). Kui sulgvõtmete jaoks on sooned, on vaja ette näha astmeliste võllide sektsioonide sellised mõõtmed, et osade demonteerimine toimuks võtmeid eemaldamata, kuna võtmed paigaldatakse soontesse pressliidesega ja nende eemaldamine toimub ebasoovitav.
Seetõttu määratakse naabermaandumiskoha läbimõõt d 2, võttes arvesse kõrgust hvõtmed:
kus t 2 on rummu soone sügavus, mm
Riis. 4.8. Võtmed:
a - valmistatud sõrmelõikuriga; b - ketaslõikur.
Nimetused: l - võtme tööpikkus; b - võtme laius;
lout - lõikuri väljumise sektsiooni pikkus; Dfr - ketaslõikuri läbimõõt
Kui see tingimus ei ole võllide väljundsektsioonidel teostatav, siis freesitakse kiilusoon "käigul". Kui paigaldate võllile mitu võtit, tuleks need asetada samale tasapinnale ja võimaldada neile võimaluse korral sama laiusega sooned, sõltuvalt võtmeühenduste tugevustingimustest. See võimaldab töödelda sooni ilma võlli asendit muutmata ja ühe tööriistaga.
Splinditud sektsioonide hammaste mõõtmed valitakse, võttes arvesse külgnevate võlli istumisosade läbimõõtu. Lõikeriista väljumiseks peab laagrite vahel paikneva splainsektsiooni hammaste siseläbimõõt d olema suurem kui laagri ava läbimõõt. Vastasel juhul lõikuri väljumiseks sektsioon pikkusega l väljund (joonis 4.9, tabel 4.5).
Samal põhimõttel on võllide keermestatud osad ette nähtud ümmarguste piluga mutrite jaoks. Sektsioonides on ette nähtud sooned keermelõikuri väljapääsu jaoks (joonis 4.10, tabel 4.6) ja mitme labaga lukustusseibi keele alla.
Riis. 4.9. Võllide lahasosad
Tabel 4.5. Lõikuri läbimõõt sirgete ohvide jaoks (vt joonis 4.9)
Tabel 4.6. Soone mõõtmed erinevad tüübid, mm (vt joonis 4.11.)
Märge. I tüüpi soontel on kalderaadius r1= 0,5 mm.
Võlli valmistamisel ühes tükis koos hammasrattaga (joon. 4.11) valitakse võlli materjal ja kuumtöötlusviis vastavalt hammasratta hammaste tugevusele.
Võllide valmistamiseks kasutatakse süsinikkonstruktsiooniteraseid 40, 45, 50 ja legeerteraseid 40X kõvadusega. HB≤ 300. Tugevalt koormatud võllide puhul kasutatakse legeerteraseid 40KhN, 30KhGSA, 30KhGT ja muid marke koos järgneva HDTV-karastusega. Ligelaagrites pöörlevad kiired võllid on valmistatud karbureeritud terasest 20Kh, 12KhNZA, 18KhGT või nitreeritud terasest 38Kh2MYUA, et suurendada tihvtide kulumiskindlust. Kui võlli mõõtmed on määratud jäikustingimustega, siis on see võimalik
kasutage terasest St. 5, art. 6. See on lubatud juhul, kui võllil puuduvad kulumispinnad (tangid, splinsid jne), mis nõuavad tugevat kuumtöödeldud terast. Vormitud võllid (näiteks väntvõllid) on valmistatud ülitugevast ja modifitseeritud malmist.
Võllide mehaanilised omadused on toodud tabelis 4.7.
Kolmandas etapis projekteerimine teostada võlli taatlusarvutus, määrates ekvivalentpinge või ohutusvaru kõige ohtlikumates lõikudes.
Lühiajaliste ülekoormuste režiimil töötavate võllide puhul tehakse plastiliste deformatsioonide vältimiseks staatilise tugevuse kontrollarvutus. Samaväärne pinge ohtlikus lõigus, MPa,
; (4.6)
kus d on võlli läbimõõt, mm; M - suurim paindemoment, N. m; T - suurim pöördemoment, N. m.
Lubatud pinge, MPa,
kus σ t on voolavuspiir, MPa; S T - ohutusvaru voolavuspiiri osas: S T \u003d 1,2-1,8.
Telgede taatlusarvutus tehakse valemi (4.6) järgi, kui T = 0.
Pikatoimeliste koormuste puhul tehakse väsimuskindluse kontrollarvutus. Väsimuse ohutustegur
; (4.8)
kus S σ ; Sτ - vastavalt painde- ja väändepingete ohutustegurid; [S] - lubatud ohutustegur: [S] = 2-2,5.
Ohutustegur paindepingete jaoks
; (4.9)
Riis. 4.11. Võlli konstruktsioon - hammasrattad.
Nimetused: da1 - käigu läbimõõt; dB on võlli läbimõõt;
dП - võlli läbimõõt laagri jaoks vastavalt väändepingetele
; (4.10)
kus σ -1, -1 on vastavalt võlli materjali vastupidavuspiirid paindes ja väändes sümmeetrilise märgimuutustsükliga MPa (vt tabel 4.7); K σ D , K D - pinge kontsentratsioonitegurid, võttes arvesse kõigi tegurite mõju väsimuskindlusele; σ a, D - pingetsükli muutuvad komponendid (amplituud), MPa; ψ σ ψ - materjali tundlikkust pingetsükli asümmeetria suhtes iseloomustavad koefitsiendid (vt tabel 4.7); σ m; m - pingemuutuste tsükli konstantsed komponendid, MPa.
Paindepingete muutumise tsükli komponendid:
; (4.11)
kus M Σ on kogu paindemoment, N. m; W o - võlli painde sektsiooni takistusmoment-bu) mm 3; F a - telgjõud. H; A - võlli ristlõikepindala, mm 2: A \u003d 2/4.
VÕLLID JA TELJED
Põhiandmed
Osasid, millele on paigaldatud masinate pöörlevad osad (näiteks rihmarattad, hammasrattad), nimetatakse võllideks ja telgedeks. Eristama võllid ja teljed vastavalt koormustingimustele:
· võllid edastavad pöördemomenti piki oma pöörlemistelge ning kogeda painutus-, surve-, tõmbe- ja väändepingeid;
· teljed ei edasta pöördemomenti ja neid koormavad ainult paindepinged.
Võllid ja teljed on sarnase kujuga ja üks üldine funktsioon- toestada neile paigaldatud osi (võllide klassifikatsioon on toodud tabelis 1.1).
Tabel 1.1
Võlli klassifikatsioonid
Tuleb märkida, et siledad võllid on paremini valmistatavad kui astmelised võllid ning mõnikord tehakse võllid ja teljed õõnsateks nii kaalu vähendamiseks kui ka muude pöörlevate osade paigaldamiseks võlli sisse. õõnesvõll läbimõõdu suhtega sisemine auk võlli välisläbimõõduga 0,75, peaaegu 2 korda kergem kui sama tugevusega vars.
Masstootmises kasutatakse mõnikord piki spiraali keritud teraslindist valmistatud õõneskeevitatud võlli. Samal ajal hoitakse kokku kuni 60% metallist.
Konstruktsiooni järgi on teljed jagatud kahte põhirühma:
1) liigutatavad teljed , pöörlevad tugedes koos neile paigaldatud osadega (joonis 1.1, a);
2) fikseeritud teljed , mis toimivad nende peal pöörlevate osade tugedena (joonis 1.1, b).
Riis. 1.1. Telgede konstruktsioonide näited:
A - liigutatav telg; b - fikseeritud telg
Teljed ja võllid on tavaliselt konstrueeritud varraste kujul, mis koosnevad mitmest erineva läbimõõduga silindrilistest sektsioonidest. Telgedele ja võllidele paigaldatud osad kinnitatakse võtmete või splintidega. Teljesuunas kinnitatakse osad võllide ja telgede suhtes vaherõngaste (või pukside) abil, samuti võllide kraede ja õlgade olemasolu tõttu.
Astmeline võll või telje määrab ka soov lähendada nende piirjooni võrdse painutuskindlusega tala kujule. Võrdse paindetakistusega tala nimetatakse talaks, mille kõigis ristlõigetes on suurimad paindepinged ühesugused. Selline ümar tala ristlõige on piki oma telge kuupparaboloidi kujuga.
Kuubiku paraboloidi kujuga latti on aga väga raske valmistada ja see kuju on ebamugav sellega seotud osade võllile kinnitamiseks. Seetõttu koosneb võll (telg) erineva läbimõõduga silindrilistest ja koonilistest osadest (joonis 1.2). Seda tehakse nii, et võlli materjal oleks kogu mahu ulatuses võimalikult ühtlaselt koormatud.
Riis. 1.2. Astmevõlli disaini näide
Telgede ja võllide toestavad fikseeritud laagriosad - laagrid ja tõukejõu laagrid. Nimetatakse telgede ja võllide sektsioone, mis on otseses kontaktis tugedega trellid . Otsatihvte nimetatakse naelutatud ja vahepealsed tihvtid - kaelad . Otsad, mis toetuvad vastu fikseeritud tuge ja takistavad võlli (telje) aksiaalset nihkumist, on nn. kontsad. Need võivad olla lamedad, sfäärilised või koonilised.
Kahe külgneva võlli sektsiooni erinevust nimetatakse samm , Näiteks: üks võlli astmetest- varre läbimõõt d ja läbimõõduga külgnev ala D (vt joonis 1.2). Minimaalne astme suurus on 2...3 mm külje kohta, s.o. raadiuse erinevus. Küll aga läbimõõdud D Ja d peab vastama tavalistele lineaarsetele mõõtmetele vastavalt standardile GOST 6636-69.
Võlli astmete (telgede) otsapindu nimetatakse õlad . Võlli (telje) külgnevate silindriliste sektsioonide läbimõõtude erinevus peaks tagama õlgade piisavad mõõtmed võllile (teljele) paigaldatud pöörlevate osade aksiaalseks fikseerimiseks.
Kahe külgneva võlli etapi (telje) sektsiooni konjugatsioon, nn filee , on soovitav sooritada sujuva kaare ülemineku kaudu võimalikult suure raadiusega. Filee raadius võetakse tavaliselt vahemikus alates 0,05 . d enne 0.10. d (vt joonis 1.2).
Filee vähendab pinge kontsentratsiooni üleminekul ühelt võlli läbimõõdult teisele . See on eriti oluline võlli muutuva koormuse korral.
Riis. 1.3. Filee tüübid võlli astmetel:
A - konstantne raadius; b - kaks raadiust;
V - konstantse raadiusega ja soonega, mis vabastab pingekontsentratsiooni; G - võlli õla sisselõikega
Üleminek ühelt võlli läbimõõdult teisele, mis on tehtud vastavalt joonisele 1.4, A, on irratsionaalne, kuna allalõige on tugev stressi koondaja. Alallõike mõju saab mõnevõrra leevendada, tehes seda vastavalt joonisele fig. 1.4 b.
Riis. 1.4. Võlli sooned: A - ilma fileeta ; b -ümardatud
Võllide ja telgede konstruktsioon määratakse nende töötingimustega. Paljudes põllumajandusmasinates kasutatakse pöördemomendi edastamiseks pikki (kuni 20 m) liitvõlle. Selliseid šahti nimetatakse edasikandumine. Kasutatakse kolbmootorites ja kompressorites väntvõllid, millel on katki pöörlemistelg.
Pöördemomendi edastamiseks sisend- ja väljundvõllide ruumiliselt nihutatud telgedega seadmete vahel kasutatakse painduvaid võlle, millel on töö ajal kõverjooneline geomeetriline telg. Nendel võllidel on kõrge väändejäikus ja madal paindejäikus. Näiteks on hambaravis kasutatava puuri painduv võll.
Loeng 6. Võllid ja teljed.
Õppeküsimused:
1. Võllide ja telgede otstarve, disain ja materjalid.
2. Võllide ja telgede jõudluskriteeriumid ja arvutus.
3. Võllide arvutamine.
4. Võtme- ja spline-ühendused.
5. Paralleelvõtmetega ühenduste tugevuse arvutamine.
6. Pin ühendused.
1. Võllide ja telgede otstarve, disain ja materjalid.
Võll nad nimetavad detaili (tavaliselt sileda või astmelise silindri kujuga), mis on ette nähtud sellele paigaldatud rihmarataste, hammasrataste, ketirataste, rullide jms toetamiseks ja pöördemomendi edastamiseks.
Töötamise ajal kogeb võll paindumist ja väändumist ning mõnel juhul võivad võllid lisaks paindumisele ja väänduda ka tõmbe- (surve)deformatsioone.
Mõned võllid ei toeta pöörlevaid osi ja töötavad ainult väändel.
Võll 1 (joonis 8.1, lk 204 Markhel) on toed 2 nimetatakse laagriteks. Toega kaetud võlli osa nimetatakse nn trunnion . Otsa tihvte nimetatakse naelu 3 , ja vahepealsed - kaelad 4 .
Võllide ja telgede klassifikatsioon.
Kokkuleppel võllid jagunevad:
Hammasrataste võllid (neile on paigaldatud hammasrattaosad);
Peavõllid (nendele on lisaks paigaldatud masina töökehad).
Geomeetrilise kuju järgi võllid jagunevad:
Sirged jooned (vt joon. 8.1);
Vändad (joonis 8.3, A);
Väntvõll (joonis 8.3, b);
Paindlik (joonis 8.3, V);
Teleskoop (joonis 8.3, G);
Kardaan (joonis 8.3, d).
Väntvõlli ja väntvõlli kasutatakse edasi-tagasi liikumise muutmiseks pöörlevaks (kolbmootorid) või vastupidi (kompressorid); paindlik - pöördemomendi ülekandmiseks masinasõlmede vahel, mis muudavad oma asukohta töös (ehitusmehhanismid, hambaravimasinad jne); teleskoop - vajadusel ühe võlli aksiaalne liikumine teise suhtes.
Vastavalt disainifunktsioonidele: siledad võllid ja teljed (joon. 8.2); astmelised võllid ja teljed (vt joon. 8.1); hammasratta võllid (vt joon. 3.36; 3.46, V); tiguvõllid (vt joonis 5.1, pos. 1 ).
Sektsiooni tüübi järgi võllid ja teljed on:
Tahke (vt joonis 8.2, a);
Õõnes (vt joon. 8.2, b);
Kombineeritud (joonis 8.3, d).
Krundid 1 teljed ja võllid (joon. 8.4), millega nad tugineda laagritele telgkoormuste tajumisel, nn kontsad . Konts on kandadele toeks 2 . Paigaldatud osade rummude võllide ja telgede istumispinnad on silindrilised, koonilised või sfäärilised. Silindrilisi karkassi kasutatakse laialdaselt masinaehituses; koonilised ja kuultihvtid; koonus- ja kuultihvte kasutatakse harva.
küsimus : Mis on joonisel fig. 8,5?
- joonisel fig. 8,5, a - silindriline tihvt;
- joonisel fig. 8,5, b - kooniline;
- joonisel 8.5, c - sfääriline.
Pingekontsentratsiooni vähendamiseks ja vastupidavuse suurendamiseks tehakse võllide ja telgede astmete vahelisi üleminekulõike (fileed). Võllide ja telgede otsad on valmistatud faasitud, st. lihvige neid lõpus veidi. Võllide ja telgede istmepinnad töödeldakse trei- ja lihvimispinkidel.
- küsimus : Mida nimetatakse fileeks?
- Filee - sujuva ülemineku pind väiksemast lõigust (teljelt) suuremale.
Materjalid võllide ja telgede jaoks .
Telgede ja võllide materjalina kasutatakse kõige sagedamini süsinik- ja legeerteraseid (valtstooted, sepised ja harvem terasvalu), samuti ülitugevat modifitseeritud malmi ja värviliste metallide sulameid (instrumentides). Võlli ja telgede vastutustundetute madala koormusega konstruktsioonide jaoks kasutatakse kuumtöötluseta süsinikteraseid. Vastutustundlikud tugevalt koormatud võllid on valmistatud legeeritud terasest 40KhNMA, 25KhGT jne Ilma kuumtöötlemiseta kasutatakse teraseid 35 ja 40, St5, St6, 40X, 40XN, 30XH3A, kuumtöötlusega - teraseid 45, 50 jne.
Auto- ja traktoritööstuses valmistatakse mootori väntvõllid tempermalmist või kõrgtugevast malmist.
küsimus : Märkige võllide ja telgede valmistamisel kõige levinumad teraseklassid.
- Võllide ja telgede valmistamisel kasutatakse terase marke St3, St4, St5, 35, 40, 45, 45, 50, 40X, 40XH.
võll - masina osa jaoks pöördemomendi ülekanne piki selle keskjoont. Enamasti toetavad võllid nendega koos pöörlevaid osi (hammasrattad, rihmarattad, ketirattad jne). Mõned võllid (nt painduv, kardaan, torsioon) ei toeta pöörlevaid osi. Masinate võllid, mis lisaks hammasrataste osadele kannavad masina töökehasid, on nn. põlisrahvad. Tööpinkide peavõlli koos tööriista või toote pöörleva liikumisega nimetatakse spindel. Võlli jaotamine mehaaniline energiaüksikute töömasinate jaoks nimetatakse edasikandumine. Mõnel juhul valmistatakse võllid ühes tükis silindrilise või koonusrattaga (hammasratas) või tiguga (tiguvõll).
Geomeetrilise telje kuju järgi on võllid sirge, vändaga Ja paindlik(muutuva telje kujuga). Lihtsamad sirged võllid on pöördekehade kujul. Joonis 12.1 näitab sile (a) Ja astus (b) sirged võllid. Kõige tavalisemad on astmelised võllid. Kaalu vähendamiseks või muude osade sisse mahtumiseks tehakse mõnikord võllid kanaliga piki telge; erinevalt tahketest võllidest nimetatakse selliseid võlli õõnes. Väntvõll on näidatud joonisel fig. (12.1, V).
Riis. 12.1.
Telg- masinate ja mehhanismide osa, mis toetab pöörlevaid osi, kuid ei edasta kasulikku pöördemomenti. Kirved on pöörlev(Joonis 12.2, A) Ja liikumatuks(b). Pöörlev telg on paigaldatud laagritesse. Pöörlevate telgede näide on raudteeveeremi teljed.
Riis. 12.2.
Definitsioonidest on näha, et võllid pöörlevad töötamise ajal alati ja kogevad väände või paindumist ja väändedeformatsioone, telgedel aga ainult paindedeformatsioon.
Võllide ja telgede konstruktsioonielemendid (joon. 12.3). Võlli või telje tugiosa nimetatakse trunnion. Otsakorki nimetatakse okas, ja vahepealne kaela. Otsatihvti, mis on ette nähtud valdava aksiaalse koormuse kandmiseks, nimetatakse viies. Varre naelu ja kaelasid toetavad laagrid, kanna tugiosa on tõukejõu laager. Toru kuju võib olla silindriline, kooniline, sfääriline ja lame. Sellega ühtse võlli rõngakujulist paksenemist nimetatakse õlg.
Nimetatakse üleminekupinda ühest sektsioonist teise, mis on ette nähtud võllile paigaldatud osade peatamiseks õlg(vt joonis 12.1, b). Pingekontsentratsiooni vähendamiseks ja tugevuse suurendamiseks muudetakse üleminekud kohtades, kus võlli või telje läbimõõt muutub, sujuvaks. Väiksemast sektsioonist suuremale sujuva ülemineku kõverat pinda nimetatakse filee(vt joonis 12.1, b). Fileed on püsiva ja muutuva kõverusega. Varre filee, mis on süvenenud õla lamedast osast kaugemale, nimetatakse alla lõigatud.
Riis. 12.3.
Võlli kuju piki pikkust määrab koormuste jaotus, st. painde- ja pöördemomendi diagrammid, monteerimistingimused ja tootmistehnoloogia. Erineva läbimõõduga külgnevate astmete vahelised võllide üleminekusektsioonid tehakse sageli poolringikujulise soonega lihvketta väljundiks.
Masinatesse, mehhanismidesse ja seadmetesse pöördemomenti edastavate osade paigaldamiseks mõeldud võllide maandumisotsad on standardiseeritud.
Võllide ja telgede materjalid. Võllite ja telgede jõudlusnõuetele vastavad kõige paremini süsinik- ja legeerterased ning mõnel juhul ka ülitugevad malmid. Materjali, termilise ja keemilis-termotöötluse valiku määrab võlli ja tugede konstruktsioon, spetsifikatsioonid toode ja selle töötingimused.
Enamiku võllide puhul kasutatakse kuumtöödeldud teraseid 45 ja 40X ning kriitiliste konstruktsioonide puhul teraseid 40XN, ZOHGT jne. Nendest terastest valmistatud võllid läbitakse kõrgsagedusvooludega täiustamisel või pinnakarastamisel.
Liugelaagrites pöörlevad kiired võllid nõuavad võllide kõrget kõvadust, seetõttu on need valmistatud karbureeritud terasest 20X, 12X2H4A, 18XGT või nitreeritud terasest nagu 38X2MYUA jne. Kroomitud võllidel on kõrgeim kulumiskindlus.
Tavaliselt toimub võllide treimine, millele järgneb istmepindade ja võllide lihvimine. Mõnikord poleeritakse või karastatakse istumispindu ja filee pinnatöötlusega (kuulikeste või rullidega töötlemine).
Pöörlevad masinaosad on paigaldatud võllidele või telgedele, mis tagavad nende osade pöörlemistelje püsiva asendi.
Võllid on osad, mis on ette nähtud pöördemomendi edastamiseks piki oma telge ja pöörlevate masinaosade toetamiseks.
Võllid vastavalt nende otstarbele võib jagada hammasrataste võllid, hammasrataste laagriosad - hammasrattad, rihmarattad, ketirattad, haakeseadised (joon. A ja b) ja edasi põhivõllid masinad ja muud spetsiaalsed võllid, mis lisaks hammasrataste osadele kannavad mootorite või seadmete töökehasid – rattaid või turbiinikettaid, vänte, kinnituspadruneid jne (joon., V Ja d)
Geomeetrilise telje kuju järgi jagatakse võllid sirgeks ja vändaks.
teljed- osad, mis on ette nähtud pöörlevate osade toetamiseks ja ei edasta kasulikku pöördemomenti.
Riis. 12.1 Peamised võllide ja telgede tüübid:
a - sujuv ülekandevõll; b - astmeline võll;
c - masina spindel; g - auruturbiini võll; d - väntvõll;
e - pöörleva vaguni telg; g - mittepöörleva käru telg.
Võlllide ja telgede laagriosad on nn trellid. Vahetihvte nimetatakse kaelad, lõpp - naelutatud.
Sirged võllid vormi jagatud konstantse läbimõõduga võllideks (ülekande- ja laeva mitmeavalised võllid, joon. A, samuti võllid, mis edastavad ainult pöördemomenti); astmelised võllid (enamik šahtisid, joon. b-d); äärikutega võllid piki piki ühendamiseks, samuti lõigatud hammasrataste või ussidega võllid. Sektsiooni kuju järgi jaotatakse võllid siledateks, splindideks, teatud pikkuses hammastatud (splaasitud) ühendusprofiiliga ja profileeritud.
Varre kuju pikisuunas määrab koormuste jaotus piki pikkust.
Momentide joonised piki võlli pikkust on reeglina oluliselt ebaühtlased. Pöördemomenti ei edastata tavaliselt kogu võlli pikkuses. Paindemomentide graafikud lähevad tavaliselt nulli otstes tugedes või võllide otstes. Seetõttu on vastavalt tugevustingimustele lubatud ja otstarbekas projekteerida muutuva ristlõikega võllid, mis lähenevad võrdse takistusega kehadele. Praktikas teostan võlli astmeliselt. See vorm on valmistamisel ja kokkupanemisel mugav; võlli õlad võivad neelata suuri teljesuunalisi jõude.
Astme läbimõõdu erinevuse määravad: rummude ja laagrite istmepindade standardsed läbimõõdud, piisav toetuspind telgjõudude neelamiseks antud faasiraadiuste ja faaside suuruste juures ning lõpuks montaažitingimused.
trellid liugelaagrites töötavate võllide (kaelad) on: a) silindrilised; b) kooniline; c) sfääriline (joon.). Peamine rakendus on silindrilised tangid. Otsapoldid, mis hõlbustavad võlli kokkupanekut ja fikseerimist aksiaalsuunas, on tavaliselt veidi väiksema läbimõõduga kui võlli külgnev osa (joonis).
Veerelaagrite võlli rattaid (joon.) iseloomustab lühem pikkus kui liugelaagritel.
Veerelaagrite karbid on sageli valmistatud keermete või muude rõngaste kinnitamise vahenditega.
Riis. 12.4 Vastupidavuse suurendamise struktuursed vahendid
šahtid maandumiskohtades: a - võlli alamrummu osa paksenemine;
b - rummu servade ümardamine; c - rummu hõrenemine; g - mahalaadimine
sooned; e - puksid või rummu täidised madala mooduliga materjalist
elastsus.
Võlli vastupidavus määravad suhteliselt väikesed metallimahud olulise pingekontsentratsiooniga piirkondades. Seetõttu on eriti tõhusad spetsiaalsed disaini- ja tehnoloogilised meetmed võllide vastupidavuse suurendamiseks.
Joonisel fig. .
Rummu osi pindkarastusega (rullikute või kuulidega sissejooksmisel) on võimalik tõsta võllide vastupidavuspiiri 80–100% ja see efekt laieneb kuni 500–600 mm läbimõõduga võllidele. .
Võllide tugevust võtmega, hammasrataste (kild) ja muude rummuga lahtivõetavate ühenduste kohtades saab suurendada: kasutades spiraalühendusi; spline-ühendused, mille siseläbimõõt on võrdne võlli läbimõõduga külgnevates sektsioonides või millel on lahtrite sujuv väljumine pinnale, tagades minimaalse pingekontsentratsiooni; ketaslõikuriga valmistatud võtmeavad, millel on sile väljapääs pinnale; võtmeta ühendused.
Aksiaalsed koormused ja võllidel neile paigaldatud osadest edastatakse järgmistel viisidel. (riis.)
1) suured koormused - võlli servades olevate osade rõhutamine, osade või reguleerimisrõngaste sobitamine interferentsi sobivusega (joonis , A Ja b)
2) keskmised koormused - mutrite, tihvtide otse või läbi reguleerimisrõngaste, klemmiühenduste (joonis ,c) - e);
3) kerged koormused ja kaitse juhuslike jõududega liikumise eest - lukustuskruvid otse või läbi seadistusrõngaste, klemmiühenduste, vedrurõngaste (joon. e - g).
