Materijali i obrada vratila i osovina. Vratila i osovine. Opće informacije

4.1. Koji se dio naziva vratilom, a koji osovinom?

Osovina – rotirajući dio stroja koji prenosi moment od

jedan detalj do drugog. Rotirajući dijelovi ugrađeni su na osovinu i pričvršćeni na nju. Tijekom rada, osovina doživljava savijanje i torziju, au nekim slučajevima i dodatnu napetost ili kompresiju.

Osovina - dio stroja dizajniran za podupiranje dijelova koji su na njemu ugrađeni. Za razliku od vratila, osovina ne prenosi zakretni moment i stoga ne doživljava torziju.

4.2. Vrste vratila i osovina.

Prema geometrijskom obliku osovine se dijele na:

● Ravne linije 1 i 2.

● Fleksibilan 3.

● Radilica 4.

Po dizajnu, ravne osovine i osovine dijele se na:

● glatko 1.

● 2. korak.

Osi su rotirajuće i fiksne.

4.3. Konstrukcijski elementi vratila i osovina.

●
Zatik - nosivi dio osovine ili osovine.

● Šiljak je klin na kraju vratila ili osovine.

● Vrat je klin u sredini osovine.

● Rame - prstenasta izbočina na vratilu ili osovini.

● Fillet - glatki zaobljeni prijelaz s jedne površine na drugu.

4.4. Glavni kriteriji za izvedbu osovina.

● Snaga .

● Krutost .

● Otpornost na vibracije .

4.5. Tri faze proračuna i projektiranja okna.

● Projektni proračun. Promjer krajnjeg presjeka vratila odredite iz uvjeta torzione čvrstoće. Dobivena vrijednost promjera zaokružuje se na najbližu standardnu ​​veličinu prema GOST "Normalne linearne dimenzije".

● Dizajn osovine. Njegove dimenzije određuju se na temelju konstrukcijskih razmatranja.

● Provjerite izračun. Provjerava se čvrstoća izvedenog vratila: utvrđuju se opterećenja na vratilu, utvrđuje se proračunska shema vratila, određuju se oslonske reakcije vratila i crtaju se krivulje momenata savijanja i momenta, naprezanja u opasnom presjeku. izračunavaju se i provjerava čvrstoća.

5. Nosači vratila i osovina

5.1. Koja su vratila i osovine oslonjene u stroju koji radi?

Osovine i rotirajuće osovine montirane su na nosače koji osiguravaju rotaciju, percipiraju opterećenja i prenose ih na podnožje stroja. Glavni dio oslonaca su ležajevi koji podnose radijalna, radijalno-aksijalna i aksijalna opterećenja.

Prema principu rada razlikuju se:

● Klizni ležajevi.

● Kotrljajući ležajevi.

5.2. Što je klizni ležaj?

Najjednostavniji klizni ležaj je rupa izbušena izravno u tijelu stroja, u koju se obično umetne čahura (kosnica) od antifrikcijskog materijala. Zatik osovine klizi po površini ležaja.

5.3. Prednosti i nedostaci kliznih ležajeva.

Prednosti:

● Male dimenzije u radijalnom smjeru.

● Dobra osjetljivost na udarna i vibracijska opterećenja.

● Može se koristiti pri vrlo velikim brzinama osovine.

● Mogućnost korištenja pri radu u vodi ili agresivnom okruženju.

Mane:

● Velike dimenzije u aksijalnom smjeru.

● Značajan trošak lubrikant te potrebu sustavnog praćenja procesa podmazivanja.

● Potreba za korištenjem skupih i rijetkih materijala protiv trenja za obloge.

5.4. Osnovni zahtjevi za materijale koji se koriste u kliznim ležajevima.

Materijali košuljica upareni s osovinom moraju osigurati:

● Mali koeficijent trenja.

● Visoka otpornost na trošenje.

● Dobra obradivost.

● Otpornost na koroziju.

● Mali koeficijent linearnog širenja.

● Niska cijena.

Nijedan od poznatih materijala ne posjeduje cijeli kompleks ovih svojstava. Stoga se koriste različiti materijali protiv trenja, najbolji način pogodan za specifične radne uvjete.

5.5. Glavni materijali koji se koriste u kliznim ležajevima.

Umetne materijale možemo podijeliti u tri skupine.

● Metal. Babiti (legure na bazi kositra ili olova) imaju visoka svojstva protiv trenja, dobro su uhodani, ali su skupi. Dobra antifrikcijska svojstva su bronca, mjed, legure cinka. Pri niskim brzinama koriste se antifrikcijski lijevaci.

● Metal-keramika. Porozni brončano-grafitni ili željezno-grafitni materijali impregniraju se vrućim uljem i koriste kada je nemoguće osigurati tekuće podmazivanje. Ovi materijali mogu dugo raditi bez dovoda maziva.

● Nemetalni. Polimerni samopodmazujući materijali koriste se pri značajnim brzinama klizanja. Fluoroplastika ima nizak koeficijent trenja, ali visok koeficijent linearnog širenja. Ležajevi s gumenim košuljicama koriste se s vodenim podmazivanjem.

5.6. Kriteriji izvedbe za klizne ležajeve.

Glavni kriterij jeotpornost na trošenje trljajući par.

Rad sila trenja u ležaju se pretvara u toplinu pa je drugi kriterijotpornost na toplinu .

5.7. Što je kotrljajući ležaj?

Gotov sklop, koji se sastoji od vanjskog 1 i unutarnjeg 2 prstena s kotrljajućim stazama, kotrljajućih tijela 3 (kuglice ili valjci) i separatora 4, koji odvaja i vodi kotrljajuća tijela.

5.8. Prednosti i nedostaci kotrljajućih ležajeva.

Prednosti:

● Mali gubici trenja.

● Visoka efikasnost.

● Lagano zagrijavanje.

● Visoka nosivost.

● Male ukupne dimenzije u aksijalnom smjeru.

● Visok stupanj zamjenjivosti.

● Jednostavan za rukovanje.

● Mala potrošnja maziva.

Mane:

● Osjetljivost na udarna i vibracijska opterećenja.

● Velike dimenzije u radijalnom smjeru.

● Buka pri velikim brzinama.

5.9. Kako se klasificiraju kotrljajući ležajevi?

● Prema obliku kotrljajućih tijela - kuglasti i valjkasti, te valjkasti: cilindrični, stožasti, bačvasti.

● U smjeru percipiranog opterećenja - radijalno (percipiraju radijalna opterećenja), radijalno-potisno (percipiraju radijalna i aksijalna opterećenja) i potisku (percipiraju aksijalna opterećenja).

● Prema broju redova kotrljajućih tijela - jednoredni, dvoredni i višeredni.

5.10. Glavni razlozi kvara kotrljajućih ležajeva.

● Umorno pucanje nakon dulje upotrebe.

● Trošenje - s nedovoljnom zaštitom od abrazivnih čestica.

● Uništavanje kaveza, tipično za ležajeve velikih brzina, posebno one koji rade s aksijalnim opterećenjem ili neusklađenim prstenovima.

● Rascjep prstenova i kotrljajućih tijela - s neprihvatljivim udarnim opterećenjima i deformacijama prstenova.

● Zaostale deformacije na trkaćim stazama u obliku rupa i udubljenja - za jako opterećene ležajeve male brzine.

5.11. Kako se biraju kotrljajući ležajevi?

Kod projektiranja strojeva kotrljajući ležajevi se ne projektiraju, već se odabiru iz standardnih.

Postoji izbor ležajeva:

● Prema bazistatička nosivost kako bi se spriječila trajna deformacija - pri brzini ne većoj od 10 o / min.

● Prema bazidinamičko opterećenje za sprječavanje kvara uslijed zamora (lomljenje) - pri brzini većoj od 10 o/min.

Vratila i osovine

Plan

Opće informacije.

Materijali i obrada vratila i osovina.

Kriteriji izvedbe i proračun vratila i osovina.

Proračuni vratila i osi.

Opće informacije

Osovine- to su dijelovi koji služe za prijenos okretnog momenta duž svoje osi i držanje ostalih dijelova koji se na njima nalaze (kotači, remenice, lančanici i drugi rotirajući dijelovi strojeva) i percepciju djelujućih sila.

sjekire- to su dijelovi koji samo drže dijelove koji su na njima ugrađeni i percipiraju sile koje djeluju na te dijelove (osovina ne prenosi korisni moment).

Klasifikacija vratila i osovina

Klasa vratila grupira potonje prema nizu karakteristika: prema namjeni, prema obliku poprečnog presjeka, po obliku geometrijske osi, po vanjskom obrisu poprečnog presjeka, po relativnoj brzini vrtnje i po mjesto u čvoru .

Po dogovoru razlikuju:

osovine zupčanika na koje su ugrađeni kotači, remenice, lančanici, spojke, ležajevi i drugi dijelovi zupčanika. Na sl. jedanaest, A prijenosno vratilo prikazano je na sl. jedanaest, b- prijenosno vratilo;

glavne osovine(Sl. 11.2 - vreteno stroja), na kojem su ugrađeni ne samo dijelovi zupčanika, već i radna tijela stroja (šipke, turbinski diskovi itd.).

Oblik poprečnog presjeka je napravljen:

čvrste osovine;

šuplje osovine omogućiti smanjenje težine ili postavljanje unutar drugog dijela. U velikoj proizvodnji koriste se šuplje zavarene osovine od namotane trake.

Prema obliku geometrijske osi proizvode:

ravne osovine:

A) konstantnog promjera(Slika 11.3). Takve su osovine manje naporne za proizvodnju i stvaraju manju koncentraciju naprezanja;

b) zakoračili(Slika 11.4). Na temelju uvjeta čvrstoće, preporučljivo je dizajnirati osovine promjenjivog presjeka, koji se oblikom približavaju tijelima jednakog otpora. Stepenasti oblik prikladan je za proizvodnju i montažu, izbočine mogu apsorbirati velike aksijalne sile;

V) s prirubnicama. Duge osovine su složene, povezane prirubnicama;

G) sa rezanim zupčanicima(vratilo-zupčanik);

koljenaste osovine(Sl. 11.5) u koljenastim prijenosnicima služe za pretvaranje rotacijskog gibanja u povratno ili obrnuto;

savitljive osovine(Sl. 11.6), koje su višenavojne torzijske opruge upletene iz žica, koriste se za prijenos momenta između čvorova stroja koji mijenjaju svoj relativni položaj u radu ( prijenosni alat, tahometar, zubarske bušilice itd.).

Prema vanjskom izgledu poprečnog presjeka, osovine su:

glatko, nesmetano;

utor za ključ;

s prorezima;

profil;

ekscentričan.

Osovine se proizvode prema relativnoj brzini vrtnje i položaju u čvoru (reduktor):

velike brzine I ulaz (vodeći)(poz. 1 riža. 11.7);

srednje brzine I srednji(poz. 2 riža. 11.7);

usporeno I vikend (rob)(poz. 3 riža. 11.7).

Riža. 11.2 Sl. 11.3

Riža. 11.7 Sl. 11.8

K as s i f i k a t i o s e j. Osovine mogu biti fiksne (sl. 11.8) i rotirati zajedno s dijelovima montiranim na njih. Rotacijske osovine osiguravaju Bolji uvjeti rad ležajeva koji su fiksni je jeftiniji, ali zahtijevaju integraciju ležajeva u dijelove koji se okreću na osi.

Konstrukcije vratila i osovina. najčešći stepenasti oblik osovine. Dijelovi su pričvršćeni na osovine najčešće prizmatičnim klinovima (GOST 23360–78, GOST 10748–79), ravnim klinovima (GOST 1139–80) ili evolventnim (GOST 6033–80) ili podelima s zajamčenim smetnjama. Nosivi dijelovi vratila i osovina nazivaju se osovine. Srednje igle nazivaju se vratovi, a krajnje igle nazivaju se šiljci. Potporna područja koja percipiraju aksijalno opterećenje nazivaju se pete. Pete služe kao oslonci za pete.

Na sl. 11.9 prikazuje strukturne elemente osovina, gdje 1 - prizmatični ključ, 2 - utori, 3 - poluga, 4 - potpetica, 5 - cilindrična površina, 6 - stožasta površina 7 - izbočina, 8 - rame, 9 - utor za uskočni prsten, 10 - područje s navojem 11 - file, 12 - utor 13 - skošenje 14 - središnji otvor.

Ručni rukavci vratila i osovina koji rade kod kotrljajućih ležaja gotovo su uvijek cilindrični, a kod kliznih ležajeva su cilindrični, konusni ili sferični (slika 11.10.)

Glavna primjena je za cilindrične igle (Sl. 11.10, A, b) kao jednostavnije. Konusni vrhovi s malim konusom (Sl. 11.10, V) koriste se za kontrolu zazora u ležajevima i ponekad za aksijalnu fiksaciju vratila. Sferne igle (Sl. 11.10, G) zbog težine njihove izrade, po potrebi se koriste za kompenzaciju značajnih kutnih pomaka osi osovine.

a B C D

Površine za slijetanje ispod glavčina različitih dijelova (prema GOST 6536–69 iz normalne serije) montiranih na osovinu, a krajnji dijelovi osovina su cilindrični (poz. 5 riža. 11.9, GOST 12080–72) ili konusni (poz. 6 riža. 1.9, GOST 12081–72). Konusne površine koriste se kako bi se osiguralo brzo otpuštanje i unaprijed određena nepropusnost, poboljšala točnost centriranja dijelova.

Za aksijalno pričvršćivanje dijelova i samog vratila, izbočine(poz. 7 riža. 11.9) i ramena osovina (poz. 8 riža. 11.9, GOST 20226–74), konusni dijelovi osovine, pričvrsni prstenovi(poz. 9 riža. 11.9, GOST 13940–86, GOST 13942–86) i navojni dijelovi (poz. 10 riža. 11.9) pod orašasti plodovi(GOST 11871–80).

prijelazna područja s jednog dijela osovine na drugu i krajevi osovine se izvode sa užlijebljeni(poz. 12 riža. 11.9, sl. 11.11, GOST 8820–69), skošena(poz. 13 riža. 11.9, GOST 10948–65) i fileti. Radius R fileti konstantnog radijusa (Sl. 11.11, A) odaberite manji od polumjera zakrivljenosti ili radijalne veličine skošenja montiranih dijelova. Poželjno je da radijus zakrivljenosti kod jako napregnutih osovina bude veći ili jednak 0,1 d. Preporuča se uzeti što veće radijuse fileta kako bi se smanjila koncentracija opterećenja. Kada je radijus ugla jako ograničen radijusom zaobljenja rubova montiranih dijelova, postavljaju se distantni prstenovi. Zavoji posebnog eliptičnog oblika i s udubljenjem ili češće zaobljeni zaobljeni s dva polumjera zakrivljenosti (Sl. 11.11, b), koriste se kada filet prelazi u stepenicu manjeg promjera (omogućuje povećanje polumjera u prijelaznoj zoni).

Primjena utora (Sl. 11.11, V) mogu se preporučiti za nekritične dijelove, jer uzrokuju značajnu koncentraciju naprezanja i smanjuju čvrstoću osovina pod izmjeničnim naprezanjima. Žljebovi se koriste za izlazak brusnih ploča (značajno povećavaju njihovu otpornost tijekom obrade), kao i na krajevima navojnih dijelova za izlazak alata za narezivanje navoja. Žljebovi trebaju imati najveće moguće radijuse zaobljenja.

a B C

Krajevi osovina, kako bi se izbjeglo gužvanje i oštećenje ruku radnika, izrađeni su sa skošenjima kako bi se olakšalo postavljanje dijelova.

Osovine su strojno obrađene u središtima, stoga treba osigurati središnje rupe na krajevima osovina (poz. 14 riža. 11.9, GOST 14034–74).

Duljina osovina obično ne prelazi 3 m, duljina čvrstih osovina, prema uvjetima proizvodnje, transporta i ugradnje, ne smije biti veća od 6 m.

Osovine se često koriste. Pogledajmo što se zove osovina, kako se razlikuje od osovine, od čega se sastoji dio osovine, njegova klasifikacija i materijali koji se koriste u proizvodnji osovina.

Definicija, značajke dizajna

Osovina - dio mehanizma napravljen od, koji ima presjek određenog oblika i prenosi moment na druge elemente, uzrokujući njihovo okretanje.

Osovina se razlikuje od osovine po tome što im služi samo za podupiranje. Ako se osi dijele na pomične i statične, onda se osovine uvijek okreću. Geometrijski oblik osi može biti samo ravan.

Osovina se sastoji od sljedećih dijelova:

1. Referenca.
2. Srednji.
3. Terminal.

Prstenasto zadebljanje naziva se kuglica. Srednji dio između različitih promjera za pričvršćivanje istrošenih dijelova naziva se rame.

Područje u kojem dolazi do promjene promjera osovine naziva se zaobljenje. Kako bi se povećala čvrstoća, zakrivljenost fileta se glatko mijenja. Postoje 2 vrste zakrivljenosti: konstantna i varijabilna. Povećanje vrijednosti zakrivljenosti ugla i izrada posebnih rupa povećava pouzdanost osovine za jednu desetinu.

Ovisno o raspodjeli veličine opterećenja, koja se odražava u posebnim grafikonima (dijagramima), određuje se duljina i oblik osovine. Također, ovaj parametar ovisi o uvjetima montaže i načinu proizvodnje.

Dimenzije sjedala za okretne elemente smještene na krajevima osovina strogo su standardizirane prema GOST-ovima.

materijala

Ovisno o vanjskim silama kojima je dio izložen tijekom rada, osovina se izvodi za njegovu proizvodnju.

U tu svrhu koriste se s visokim udjelom ugljika, jer imaju poboljšana mehanička svojstva i otpornost na habanje. Ovi dijelovi se dobivaju valjanjem.

Većina osovina izrađena je od 45X legiranog čelika s prosječnim udjelom ugljika. Za osovine izložene velikim naprezanjima koriste se čelici 40KhN, 40KhNGMA, 30KhGT i drugi, koji su podvrgnuti procesu kaljenja s visokim kaljenjem.

Osim toga, za teške koljenaste osovine kao materijal se koristi lijevano željezo visoke čvrstoće, nastalo umetanjem sfernih ugljičnih inkluzija u metalnu rešetku i sadrži Mg, Ca, Se, Y.

Klasifikacija vratila

Po dogovoru:

1. Osovine zupčanika, na kojima se nalaze dijelovi mehanizma zupčanika (zupčanici, kvačila, remenice).
2. Autohtoni, koji nose druge dijelove.

Oblik osi:

1. Direktno.
2. Ručica.
3. Fleksibilno.

Izravni se dijele na:

1. Glatko, nesmetano.
2. Zakoračili.
3. Vrsta crva.
4. Prirubnica.
5. kardan.

Oblik presjeka:

1. Glatko, nesmetano.
2. Šuplje.
3. S prorezima.

Proizvodnja

Postoji nekoliko faza proizvodnje:

1. Izvođenje projektnih i inženjerskih radova i proračuna uz uključivanje posebnog softvera.
2. Izbor i kupnja potreban materijal koji zadovoljava tražene specifikacije. Opremanje dodatnom proizvodnom opremom po potrebi.
3. Kalupljenje.
4. Zavarivanje i brušenje.
5. dinamičko balansiranje.
6. Nanošenje zaštitnog premaza.

Prva faza se obično izvodi u projektnom uredu. Na kraju rada izrađuje se projektna dokumentacija koja sadrži proračune i obrađene podatke, u skladu s kojima će se proizvodnja odvijati. ove vrste pojedinosti.

U drugoj fazi odabire se materijal obratka koji zadovoljava tražene karakteristike izvedbe te ponovno opremanje proizvodnje tehnološkom opremom.

Treći korak se izvodi pomoću oprema za tokarenje gdje je izradak izložen strojna obrada te dobiva svoju geometriju i veličinu. U ovom slučaju, sve površine obratka su podvrgnute promjenama.

Četvrti korak je vezivanje pojedinačni elementi obratke zavarivanjem i izradom potrebnih rupa i utora. Zatim, koristeći modernim metodama mjerenja, brušenje i dovođenje na konačne dimenzije.

U sljedećoj fazi provjerava se balansiranje dijelova podvrgavanjem dinamičkim ispitivanjima, jer o tome ovisi cjelovitost prijenosa rotacijske energije na druge elemente mehanizma. Neuravnoteženost balansiranja može dovesti do poremećaja rada opreme na kojoj će se osovina postaviti.

Posljednja - šesta faza karakterizira nanošenje posebnog sloja na njegovu površinu. Izbor metoda i vrsta premaza ovisi o radnim uvjetima.

Tanak sloj gume na površini osovine štiti od djelovanja reakcijskih medija. Otpornost na koroziju osigurava se elektrolučnim metalnim raspršivanjem ovih dijelova.

Kromiranje se koristi za povećanje otpornosti na habanje i smanjenje trenja ove vrste dijelova.

Detalj - osovina je naširoko korištena u mnogim područjima industrije: automobilskoj industriji, industriji alatnih strojeva, željeznici, tekstilu, drvnoj industriji.

Razmatrajući detaljno gore postavljena pitanja, možemo zaključiti:

1. Osovina se razlikuje od osovine po svojoj funkcionalnosti i geometriji.
2. Osovina se sastoji od 3 dijela (krak, vrat, šiljak).
3. postojati Različite vrste klasifikacija okana po namjeni i obliku.
4. Materijal za dio su legirani čelici razne marke, rjeđe s kuglastim uključcima ugljika.
5. Izrada osovine uključuje nekoliko faza i zahtijeva posebno znanje i značajne troškove energije.
6. Kako bi se povećalo vrijeme rada osovina u fazi proizvodnje, njihova je površina prekrivena posebnim materijalima.
7. Osovina se široko koristi u mnogim mehanizmima u razna polja ljudska aktivnost.

Vrste vratila i osovina stroja

Vrste osovina

sjekire- podupiranje rotirajućih dijelova strojeva. Mogu biti rotirajući i nepokretni.

Osovine- ne samo podrška, već i prijenos rotacije.
Postoje: ravni, koljenasti i koljenasti.
Osovine se oslanjaju na istovremeno djelovanje zakretnog momenta i momenata savijanja.
Sjekire se oslanjaju samo na savijanje.

1. osovina s ravnom osi;
2. koljenasto vratilo;
3. savitljiva osovina;
4. kardansko vratilo.

Vrste sjekira

1. nepomično;
2. mobilni.

Osovine i vratila razlikuju se od ostalih dijelova strojeva po tome što su na njih postavljeni zupčanici, remenice i drugi rotirajući dijelovi. Prema uvjetima rada, osovine i vratila se međusobno razlikuju.

Os je dio koji podržava samo dijelove montirane na njemu. Os ne doživljava torziju, jer opterećenje na njoj dolazi od dijelova koji se nalaze na njoj. Radi na savijanje i ne prenosi moment.

Što se tiče osovine, ona ne samo da podupire dijelove, već i prenosi moment rotacije. Stoga, osovina doživljava i savijanje i torziju, ponekad i kompresiju i napetost. Među osovinama razlikuju se torzijske osovine (ili jednostavno torzijske šipke), koje ne podržavaju rotaciju dijelova i rade isključivo na torziju. Primjeri su kardansko vratilo automobila, spojni valjak valjaonice i mnogi drugi.

Odsječak u osloncu vratila ili osi naziva se osovina ako percipira radijalno opterećenje, ili petina ako se na njemu nosi aksijalno opterećenje. Krajnji zatik koji prima radijalno opterećenje naziva se šiljak, a zatik koji se nalazi na određenoj udaljenosti od kraja osovine naziva se vrat. Pa, onaj dio osovine ili osovine, koji ograničava aksijalno kretanje dijelova, naziva se rame.

Dosjedna površina osovine ili osovine, na koju se, zapravo, montiraju rotirajući dijelovi, često je cilindrična, a rjeđe konusna kako bi se olakšalo postavljanje i uklanjanje teških dijelova kada je to potrebno. visoka točnost centriranje. Površina koja osigurava gladak prijelaz između koraka naziva se filet. Prijelaz se može napraviti pomoću utora koji omogućuje izlaz. brusna ploča. Koncentracija naprezanja može se smanjiti smanjenjem dubine utora i povećanjem zaobljenosti utora i bučica što je više moguće.

Za lakšu ugradnju rotirajućih dijelova na os ili osovinu, kao i za sprječavanje ozljeda ruku, krajevi su izrađeni s skošenjima, odnosno lagano su okrenuti u konus.
Vrste osovina i vratila

Osovina može biti rotirajuća (npr. osovina vagona) ili nerotirajuća (npr. osovina bloka stroja za dizanje tereta).

Pa, osovina može biti ravna, koljenasta ili fleksibilna. Najčešće su ravne osovine. Radilice se koriste u pogonima radilice pumpi i motora. Pretvaraju recipročna kretanja u rotacijska ili obrnuto. Što se tiče savitljivih osovina, to su zapravo višetorzijske uvodne opruge, upletene od žica. Koriste se za prijenos momenta između čvorova stroja ako mijenjaju položaj jedan u odnosu na drugi tijekom rada. I koljenasta i savitljiva vratila klasificiraju se kao posebni dijelovi i poučavaju se na posebnim tečajevima obuke.

Najčešće osovina ili osovina imaju kružni puni presjek, ali mogu imati i prstenasti poprečni presjek, što omogućuje smanjenje Totalna tezina dizajne. Dijelovi nekih dijelova osovine mogu imati utor za klin ili klinove i mogu biti profilirani.

Kod profilnog spoja, dijelovi su međusobno pričvršćeni kontaktom duž okrugle, a ne glatke površine, te osim zakretnog momenta mogu prenositi i aksijalno opterećenje. Unatoč pouzdanosti spoja profila, ne može se nazvati tehnološkim, pa je njihova uporaba ograničena. Klinasta veza klasificira se prema obliku profila zuba - može biti ravnostrana, evolventna ili trokutasta.

Vratila i osovine. Opće informacije

Osmišljen strojni dioza prijenos momentauz njegovu središnju liniju. U većini slučajeva, osovine podupiru dijelove koji se okreću s njima (zupčanici, remenice, lančanici itd.). Neka vratila (npr. fleksibilna, kardanska, torzijska) ne podržavaju rotirajuće dijelove. Vratila strojeva, koja osim dijelova zupčanika nose i radna tijela stroja, nazivaju se glavnim vratilima. Glavna osovina strojeva s rotacijskim kretanjem alata ili proizvoda naziva se vreteno. Razdjelna osovina mehanička energija za pojedine radne strojeve, naziva se prijenos. U nekim slučajevima, osovine su izrađene kao jedan komad sa čeonim ili konusnim zupčanikom (pinion osovina) ili s puž (puž osovine).

Prema obliku geometrijske osi osovine suravno, koljenasto i fleksibilan (s promjenjivim oblikom osi). Najjednostavnije ravne osovine su u obliku okretnih tijela. Slika prikazuje glatka (a) i stepenasta (b) ravne osovine. Stepenaste osovine su najčešće. Da bi se smanjila težina ili da bi se uklopili u druge dijelove, osovine se ponekad izrađuju s kanalom duž osi; za razliku od punih osovina, takve se osovine nazivajušuplje.

Os - dio strojeva i mehanizama koji služi za oslonac rotirajućih dijelova, aline prenosi koristan moment. Osi su rotacijske (a) i fiksne (b). Rotirajuća osovina je postavljena u ležajeve. Primjer rotirajućih osovina su osovine željezničkih vozila, primjer nerotirajućih osovina su osovine prednjih kotača automobila.

Iz definicija je vidljivo da se osovine tijekom rada uvijek okreću i doživljavaju torzione ili savijanje i torzione deformacije, a osi samo savijanje (vlačne i tlačne deformacije koje se javljaju u pojedinim slučajevima najčešće se zanemaruju).

Strukturni elementi vratila i osovina

Potporni dio vratila ili osovine naziva se rog. Krajnji klin naziva se šiljak, a srednji klin naziva se vrat. Krajnji zatik, dizajniran za nošenje pretežnog aksijalnog opterećenja, naziva se peti. Šiljci i vratovi osovine poduprti su ležajevima, nosivi dio za petu je potisni ležaj. Oblik roglja može biti cilindričan, stožast, sferičan i ravan (peta).

Prstenasto zadebljanje osovine, koje je jedno s njim, naziva se ovratnik. Prijelazna površina s jednog dijela na drugi, koja služi za zaustavljanje dijelova montiranih na osovini, naziva se rame.

Kako bi se smanjila koncentracija naprezanja i povećala čvrstoća, prijelazi na mjestima gdje se mijenja promjer osovine ili osi su glatki. Zakrivljena površina glatkog prijelaza iz manjeg dijela u veći naziva se zaokruženjem. Zavoji su konstantne i promjenljive zakrivljenosti. Zavoj trupa, produbljen izvan ravnog dijela ramena, naziva se podrez.

Oblik osovine po duljini određen je raspodjelom opterećenja, odnosno dijagramima savijanja i momenta, uvjetima montaže i tehnologijom izrade. Prijelazni dijelovi osovina između susjednih koraka različitih promjera često se izrađuju s polukružnim utorom za izlaz brusnog kotača.

Dolazni krajevi osovina, dizajnirani za ugradnju dijelova koji prenose moment u strojevima, mehanizmima i uređajima, standardizirani su. GOST 1208066* utvrđuje nazivne dimenzije cilindričnih krajeva osovina dva dizajna (duga i kratka) promjera od 0,8 do 630 mm, kao i preporučene veličine krajeva osovine s navojem. GOST 1208172 * utvrđuje glavne dimenzije suženih krajeva osovina sa konusom od 1:10, također dvije verzije (duge i kratke) i dvije vrste (s vanjskim i unutarnjim navojem) promjera od 3 do 630 mm.

Materijali vratila i osovina.Ugljični i legirani čelici, au nekim slučajevima i lijevano željezo visoke čvrstoće, najbolje ispunjavaju zahtjeve za učinkom vratila i osovina. Izbor materijala, toplinske i kemijsko-toplinske obrade određen je izvedbom osovine i nosača, tehnički podaci proizvod i njegove radne uvjete.

Za većinu osovina koriste se toplinski obrađeni čelici 45 i 40X, a za kritične konstrukcije čelik 40XN, ZOHGT i dr. Osovine izrađene od ovih čelika podvrgavaju se poboljšanju ili površinskom kaljenju visokofrekventnom strujom.

Osovine velike brzine koje se okreću u kliznim ležajevima zahtijevaju visoku tvrdoću klinova, tako da su izrađene od karburiziranih čelika 20Kh, 12Kh2N4A, 18KhGT ili nitriranih čelika kao što je 38Kh2MYuA, itd. Kromirane osovine imaju najveću otpornost na habanje.

Tipično, osovine se podvrgavaju tokarenju, nakon čega slijedi brušenje dosjednih površina i osovina. Ponekad se sjedeće plohe i rubovi poliraju ili kale površinskim kaljenjem (obrada kuglicama ili valjcima).

Proračun vratila i osovina

Tijekom rada, osovine i rotirajuće osi, čak i uz konstantno vanjsko opterećenje, doživljavaju izmjenična naprezanja savijanja simetričnog ciklusa, stoga je moguće otkazivanje zamora osovina i rotirajućih osi. Pretjerana deformacija vratila može ometati normalan rad zupčanika i ležajeva, stoga,Glavni kriteriji izvedbe za vratila i osovine su otpornost materijala na zamor i krutost.Praksa pokazuje da se uništavanje osovina strojeva za velike brzine obično događa kao posljedica zamora materijala.

Za konačan proračun okna potrebno je poznavati njegovu konstrukciju, vrstu i položaj oslonaca te mjesta djelovanja vanjskih opterećenja. Međutim, izbor ležajeva može se izvršiti samo kada je poznat promjer osovine. Zatoproračun vratila izvodi se u dvije faze: prethodna(dizajn) i završni (verifikacija) (nećemo razmatrati drugu fazu).

Preliminarni proračun osovina.Izrađuje se projektni proračunsamo za uvijanještoviše, za kompenzaciju naprezanja savijanja i drugih faktora koji se ne uzimaju u obzir, uzimaju se značajno smanjene vrijednosti dopuštenih torzijskih naprezanja, na primjer, za izlazne dijelove osovina mjenjača = (0,025 ... 0,03), gdje je privremeni otpor materijal osovine. Zatim se iz uvjeta čvrstoće određuje promjer osovine

gdje

Dobivena vrijednost promjera zaokružuje se na najbližu standardna veličina prema GOST 663669 * "Normalne linearne dimenzije", koje uspostavljaju četiri reda osnovnih i red dodatne veličine; potonji se može koristiti samo u opravdanim slučajevima.

Pri projektiranju mjenjača promjer izlaznog kraja pogonskog vratila može se uzeti jednak promjeru vratila motora, s kojim će se vratilo mjenjača spojiti spojkom.

Nakon utvrđivanja promjera izlaznog kraja vratila, zadaju se promjeri klinova vratila (malo veći od promjera izlaznog kraja) i biraju ležajevi. Uzima se promjer dosjednih površina osovina za glavčine montiranih dijelova radi lakše montaže više promjera susjedne parcele. Kao rezultat, stepenasta osovina je po obliku bliska šipki jednakog otpora.