Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

нимаются плоскостью А втулки / . После притирки цапфы и пло­ скости А между коническими поверхностями цапфы и подшипника образуется некоторый минимальный зазор, обеспечивающий точное центрирование цапфы относительно подшипника. Гайка 2 преду­ смотрена для предохранения от выпадания цапфы из подшипника в перевернутом положении прибора и при перекосах цапфы. Для устранения радиального зазора, появляющегося в результате из­ носа, необходимо притереть цапфу и подшипник сначала по пло­ скости А, а затем по коническим поверхностям.

В конструкции, изображенной на рис. 15.24, осевая нагрузка воспринимается подпятником. Требуемая величина радиального зазора между коническими поверхностями достигается осевым перемещением цапфы, которое ей сообщается при ввинчивании подпятника К-

На рис. 15. 25 изображена конструкция опоры с двумя кони­ ческими поверхностями и подпружиненным подпятником 2. Точное центрирование вала обеспечивается поверхностями а с малой ко­ нусностью. Регулировка зазора между поверхностями цапфы и подшипника достигается вывинчиванием подпятника. Осевая на­ грузка воспринимается большей частью подпятником и частично конусом Ь. Распределение нагрузки между подпятником и кону­ сом b определяется параметрами пружины 1. Большая конусность поверхностей b способствует уменьшению трения.

На рис. 15.26 приведена конструкция подстроечного конден­ сатора с односторонней конической опорой. Осевая нагрузка на цапфу создается пружиной /, при этом выбирается зазор между поверхностями цапфы и подшипника, создается момент трения, препятствующий самопроизвольному повороту ротора 2. Такая опора обеспечивает стабильное положение ротора даже в условиях значительных вибраций. Для вращения ротора при настройке на нем предусмотрен шлиц.

Отличительная особенность конструкции узла шпинделя кон­ трольного приспособления (рис. 15.27) — возможность восприя­ тия двусторонней осевой нагрузки, а также и радиальной. Под­ шипниками служат втулки 2 и 3, причем втулка 2 закреплена жестко, а втулка 3 подпружинена и имеет возможность переме­ щаться поступательно. Зазор между коническими поверхностями выбирается благодаря наличию пружины, сообщающей осевое перемещение втулке 3. Осевая нагрузка, приложенная к шпин­ делю 1 и направленная вправо, воспринимается втулкой 2; осе­ вая нагрузка, направленная влево, не должна превышать усилия пружины.

Опоры на центрах. В таких опорах касание цапфы и подшип­ ника происходит по линии — окружности радиуса гц (рис. 15-28) тип опор — полукинематический. Опоры располагаются на обоих концах вала и могут воспринимать двустороннюю осевую и ра­ диальную нагрузки. Преимущества опор на центрах: а) возможность точного центрирования оси путем регулировки; б) малая чувстви-

тельноеть к перекосам и температурным изменениям; в) малый момент трения. К недостаткам центровых опор можно отнести: а) возможность их применения только при малых скоростях и нагрузках; б) отсутствие у вала свободного конца.

Точное центрирование достигается регулированием величины радиального и осевого зазоров между центрами и опорами. Дл я этого одной из опор при регулировании сообщается осевое пере­ мещение. В ряде конструкций предусматривается возможность перемещения одного из подшипников в направлении, перпенди­ кулярном оси вала. При тщательном исполнении и регулировке точность центрирования можно довести до 1—2 мкм.

Весьма значительное уменьшение момента трения в центровых опорах по сравнению с опорами других видов достигается умень­ шением радиуса цапфы. Диаметр 2гц окружности, по которой про­ исходит касание цапфы и подшипника, не превышает обычно 1,5— 2 мм (табл. 15.3). Радиус вала в нерабочей части задается больше Гц, что способствует повышению жесткости вала.

Для цапф обычно применяются углеродистые инструменталь­ ные стали, закаленные до HRC 50—60. Материалами для подшип­ ников избирают фосфористую бронзу и латунь. В некоторых случаях для -уменьшения момента трения в опорах на центрах по аналогии с цилиндрическими опорами* применяют втулки из минералов.

Перейдем к рассмотрению конструкций опор на центрах. На рис. 15.29 изображены две равноценные в кинематическом отно­ шении схемы опор на центрах. При выборе схемы руководствуются технологическими соображениями. Регулировка зазора между цапфами и подшипниками достигается осевым перемещением пра­ вой опоры (рис. 15.29) при ее ввинчивании или вывинчивании из корпуса; стопорение правой опоры осуществляется с помощью контргайки 1.

В конструкции, изображенной на рис. 15.30, одна из опор под­ пружинена, что позволяет добиться устранения зазора, компен­ сировать температурные деформации.

В оптико-механическом приборостроении опоры на центрах большей частью используются как опоры деталей, совершающих качательное движение. На рис. 15.31 приведена схема установки на центрах трубы / , совершающей качательное движение по от­ ношению к кронштейну 2. Как уже упоминалось, опоры на центрах мало чувствительны к перекосам. Используя эту особенность, в не­ которых случаях регулировка положения оси валика может быть осуществлена поворотом эксцентричной цапфы / (рис. 15.32); цапфа стопорится винтом 2. При такой регулировке ось валика перемещается по поверхности, близкой к конической, вершина которой находится на второй нерегулируемой цапфе. t .

На рис. 15.33 представлена конструкция опоры, подшипник которой для уменьшения момента трения изготовлен из минерала.

а вал центровых опор нагружен радиальной силой Q. В сравни­ тельно редких случаях внешняя нагрузка в указанных опорах может иметь обе составляющие Qoc и Q.

На рис. 15.24, а изображена коническая опора, нагруженная радиальной Q и осевой Q o c силами. Под действием Q вал в под­ шипнике слегка переместится вверх в осевом направлении и пере­ косится по отношению к подшипнику. Вал будет касаться под­ шипника в точках А, В и С, в которых появятся нормальные и касательные составляющие реакций. В целях упрощения решения пренебрежем на первом этапе касательными составляющими реак­ ций и определим нормальные составляющие. Воспользуемся урав­ нениями равновесия вала под действием внешних и реактивных сил, которые запишем в такой форме:

Векторы уравнения (15.46) образуют замкнутый многоуголь­ ник, изображенный на рис. 15.24, б. При выводе уравнения (15.47)

определяющие расстояния точек Л, Б и С от оси вращения вала.