Файл: Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие.pdf

например, фланца, за базу принимается точка, являющаяся ее цен­ тром.

После определения базы разметки наносят контурные линии детали с помощью циркулей, игольчатых рейсмусов и штангенрейсмусов. Точки на деталях, а также слабо заметные риски и линии обозначают кернером (рис. 141).

Рис. 141. Ударный инструмент для рубки и разметки металла.

а — зубило; б — крейцмейсель; в — кернер.

Для ускорения разметочных операций применяются шаблоны. Для фасонной резки трубы обычно размечаются при помощи гибких шаблонов, а детали — на специальной разметочной плите.

Рубка металла

В тех случаях, когда детали не удается обработать механически, вручную удаляют лишний металл с заготовок, сварные швы, заклепки и неподдающиеся отвинчиванию болты, обрубают кромки, заусенцы, прорубают смазочные канавки, вырубают отверстия и разрубают на части листовой, прутковый и полосовой материал.

Технология рубки металла зависит от сложности операций и вида выполняемых работ. Мелкие детали рубят в тисках, на плите или на наковальне.

Сварочные швы с дефектами вырубают на месте нахождения де­ тали без закрепления в тиски при помощи зубил и крейцмейселей. Листовой материал разрубают также на месте.

Рабочая часть зубила имеет вид клина с углом 10—12° с режущей кромкой на конце. Величина угла режущей кромки зависит от твер­ дости обрабатываемого металла, для твердого — 70°, среднего — 60° и мягкого — 45°. Крейцмейсель отличается от зубила более узким

274

рабочим кондом, большим углом рабочей части и служит для прору­ бания канавок шпоночных пазов, смазочных канавок.

Материал на части разрубается зубилом, которое держится пер­ пендикулярно материалу. При обрубании сварочных швов или зажа­ той в тисках детали зубило держат под углом 30—45° к поверхности обрабатываемой детали.

Смазочные и шпоночные канавки вырубают крейцмейселем. Для этого предварительно намечают ширину канавки и подбирают крейц­ мейсель несколько меньшей ширины. При рубке крейцмейсель не углубляют больше чем на 3—4 мм, а дальше канавку обрабаты­ вают плоским напильником. Канавки на валу вырубают также после разметки и ограничения концов засверливанием на глубину канавки.

Приемы работы крейцмейселем не отличаются от приемов работы зубилом.

Для рубки применяют слесарные молотки весом 200, 400, 500, 600, 800 и 1000 г.

Шпоночные соединения

Наиболее распространенным видом разъемных соединений валов с посаженными на них деталями (шкивы, шестерни) являются шпо­ ночные соединения, которые обеспечивают передачу крутящего момента от вала к детали или от детали к валу. Шпоночные соедине­ ния разделяются на напряженные и ненапряженные.

Напряженные шпоночные соединения осуществляются с помощью клиновых шпонок, которые способны передавать не только крутя­ щий момент, но и осевые усилия. Клиновые шпонки изготовляют врезными, на лыске, фрикционными и тангенциальными. Врезные шпонки имеют прямоугольное сечение и помещаются в общем пазу вала и ступицы детали. Эти шпонки могут передавать большие крутящие моменты.

Шпонки на лыске помещают в паз ступицы. Они также имеют прямоугольное сечение и работают в результате одностороннего клинового защемления.

Фрикционные шпонки устанавливают только в паз втулки. Они прилегают к валу широкой гранью, которая имеет цилиндрическую поверхность по радиусу вала. Для фрикционной шпонки паз на валу не делают, благодаря чему не ослабевается сечение вала. При по­ мощи такой шпонки деталь может ставиться в любом месте вала. Соединения фрикционными шпонками не могут передавать больших крутящих моментов, так как в этом случае происходит проскальзы­ вание вала относительно ступицы.

Все эти шпонки изготавливают с уклоном 1 : 100 по длине одной из широких рабочих граней. Соответствующий уклон устраивают и в соединяемой с валом детали. Шпонки затягивают ударами мо­ лотка через мягкую прокладку, предохраняющую от повреждения головку шпонки.

Тангенциальные (клиновые) шпонки используют при нагружении шпоночного соединения большими знакопеременными нагрузками.

Такие шпонки врезают в вал широкой гранью, направленной по ка­ сательной к поверхности вала и детали. Тангенциальная шпонка состоит из двух односкосных клиньев, составленных так, что рабо­ чие узкие грани шпонки взаимно параллельны. Обычно в таком шпо­ ночном соединении используются две тангенциальные шпонки, устанавливаемые под углом 120—135° одна к другой. Тангенциаль-

Рис. 142. Шпоночные соединения.

а — врезная клиновая

шпонка; б — шпонка на лыске; в — фрикционная шпонка; г — тангенци­ альные шпонки; д —

обыкновенная шпонка; е—направляющая шпон­ ка; ж — сегментная

шпонка.

ные шпонки при постановке их на место затягивают ударами молотка по торцу широкой части одного из клиньев. При затяжке узкие грани шпонки упираются в стенки паза вала и соединяемой детали и создают необходимый распор. Тангенциальные шпонки используются обычно при диаметре вала больше 100 мм.

Ненапряженные шпоночные соединения осуществляются при помощи призматических и сегментных шпонок, которые устанавли­ ваются в пазах вала и детали без зазора по боковым сторонам, явля­ ющимися рабочими гранями. Широкие грани шпонки имеют зазор,

276

поэтому шпонки не расклинивают соединяемые детали и могут пере­ давать только крутящий момент без осевых усилий. Призматические шпонки разделяются на обыкновенные, направляющие и сегментные шпонки.

Обыкновенные шпонки передают крутящий момент при неподвиж­ ном соединении вала и детали.

Направляющие шпонки примепяют для передачи крутящего момента в тех случаях, когда соединяемые с валом детали должны свободно перемещаться вдоль вала (кулачковые муфты, скользящие шестерни). Направляющие шпонки крепятся в пазу вала винтами. Для извлечения шпонки из паза в середине ее делается нарезное отверстие. При ввинчивании в отверстие винт упирается в вал и при­ поднимает шпонку.

Сегментные шпонки передают небольшие крутящие моменты на валах диаметром до 60 мм. Основным их достоинством является про­ стота в изготовлении как самих шпонок, так и шпоночных пазов. Шпонки вытачивают на станке, а пазы на валу фрезеруют дисковой фрезой.

Шпоночные соединения показаны на рис. 142.

При помощи шпоночных соединений осуществляется крепление на валах цепных колес буровых лебедок, шестерней на валах редукторов, шкивов насосов, силовых агрегатов, глиномешалок. Все шпоночные соединения обладают общим недостатком, заклю­ чающимся в ослаблении вала прорезанием в нем паза для шпонки. Кроме этого, пазы детали и шпонки разрабатываются, что приводит к динамическим нагрузкам, разрушающим шпонки. Поэтому для передачи больших и знакопеременных крутящих моментов в боль­ шинстве случаев вместо шпоночных соединений применяют шлицевые.

Шлицевые соединения

Шлицевые соединения служат для передачи крутящих моментов при помощи шлицов — продольных выступов на валу и соответ­ ствующих им впадин на соединяемой детали. Шлицевые соединения различаются на подвижные и неподвижные. В подвижных соедине­ ниях детали могут перемещаться вдоль вала, а при неподвижных соединениях детали плотно сажаются на вал.

По форме профиля шлицы разделяются на прямобочные, эвольвентные, трапецеидальные и треугольные. Наиболее широко распро­ странены прямобочные и эвольвентные шлицы. Треугольные шлицы применяются только на валах небольшого диаметра и при неболь­ ших крутящих моментах. Эвольвентные и прямобочные шлицевые соединения показаны на рис. 143.

Прямобочные шлицевые соединения центрируются по наружному пли внутреннему диаметру, а также по ширине шлицов. В основном применяется центровка шлицов по наружному диаметру. В этом случае центрирующими поверхностями являются поверхности вы­ ступов (зубьев) вала и впадин на соединяемой детали. Эвольвентные

277

шлицевые соединения центрируются по боковым сторонам шлицов или по наружному диаметру.

При шлицевых соединениях напряжение смятия на гранях шли­ цов значительно меньше, чем у шпонок, так как имеется большая поверхность соприкосновения вала и детали.

Подвижные шлицевые соединения собирают вручную без приме­ нения приспособлений. Неподвижные соединения имеют глухую, тугую или плотную посадки и собираются напрессовыванием соеди­ няемой детали на вал. Сборска шлицевых соединений ударами мо­ лотка или кувалды не допускается, так как в этом случае могут произойти перекос насаживаемой детали и задиры шлицов. Непо­ движные шлицевые соединения после сборки проверяют на биение,

Рис. 143. Шлицевые соединения.

а— ирямобочные; б — эвольвентные.

лподвижные — на качку, при этом не должно быть никакого кача­ ния насаженной детали относительно вала.

При помощи шлицевых соединений осуществляется крепление подвижной части кулачковой муфты гидротормоза, буровых лебедок,

карданных валов с полумуфтами и др.

Прессовые соединения

Прессовые соединения применяются для деталей с цилиндри­ ческой поверхностью, при этом наружный диаметр охватываемой детали должен быть больше отверстия охватывающей детали с целью создания натяга.

Прессовые соединения выполняются ударным способом, давле­ нием прессами или специальными приспособлениями, горячей по­ садкой и посадкой с охлаждением. При ударном способе при помощи молотков или кувалд запрессовывают небольшие детали типа штиф­ тов. Для облегчения запрессовки с торца штифта снимают фаску, а поверхности смазывают маслом. Величина натяга зависит от ка­ чества обработки сопрягаемых поверхностей.

Запрессовка деталей давлением является более производительной и осуществляется при помощи винтовых, гидравлических и эксцен­ триковых прессов. Типы прессов и величина развиваемого ими предельного давления выбираются в соответствии с конструкциями и размерами запрессовываемых деталей.

278

Горячая посадка деталей применяется главным образом при больших диаметрах и незначительной длине запрессовки. Процесс горячей посадки заключается в нагреве охватывающей детали до такой температуры, при которой она за счет теплового расширения увеличивается в диаметре до размера возможной ее посадки на охватываемую деталь. При остывании деталь уменьшается в размере и создает необходимый натяг.

Способ посадки с охлаждением заключается во временном умень­ шении размеров запрессовываемой детали путем ее охлаждения до температуры минус 80° и ниже. Вследствие этого деталь сжимается и свободно входит в отверстие охватывающей детали. При постепен­ ном естественном нагревании до температуры окружающего воздуха деталь расширяется в размере и создает натяг. Этот способ приме­ няется в тех случаях, когда охватывающая деталь (корпус) имеет большие размеры и нагревать ее нецелесообразно, а охватываемая деталь имеет небольшие размеры.

При запрессовке деталей горячей посадкой или посадкой с охла­ ждением создаются большие натяги, поэтому получаются более прочные соединения, чем при ударном или прессовом способе. Это происходит потому, что все неровности поверхностей деталей остаются несглаженными и способствуют сцеплению друг с другом.

Муфтовые соединения

Муфты предназначены для соединения вращающихся валов, рас­ положенных на одной оси, и для разобщения их как на ходу, так и во время остановок.

По характеру работы муфты различаются на соединительные и сцепные. Соединительные муфты применяются в тех случаях, когда в процессе работы валы не разъединяются. Для разобщения валов при работе с целью отключения трансмиссии или исполнительного механизма применяются сцепные муфты.

свертными и продольно-свертными. Плоскость соединения поперечносвертпых муфт расположена перпендикулярно оси валов, а про- дольно-свертных — совпадает с осью валов.

Наиболее широко применяются поперечно-свертные муфты. Они состоят из двух полумуфт дискообразной формы, каждая из которых насаживается на конец соединяемых валов с гарантированным натягом и крепится на них призматическими шпонками. В жестких муфтах соединение полумуфт между собой осуществляется болтами, а в упругих муфтах между болтами и одной из полумуфт устанавли­ ваются резиновые прокладки в виде втулок, набранных из колец. Центровка полумуфт производится при помощи имеющихся на них буртика и проточки.

Жесткие муфты могут выполняться в виде двух цепных колес, соединенных двухрядной цепью.

279-

В некоторых конструкциях эластичных муфт в качестве элемента мягкого сцепления применяют пластины из толстого прорезиненного материала с двумя отверстиями под пальцы ведомой и ведущей полумуфт. Такими муфтами соединяет коленчатый вал двигателя силовых агрегатов буровых установок с валом редуктора. В качестве

одной из полумуфт в этом

и дисковые. Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт с кулач­ ками, которыми производится их сцепление. Каждая полумуфта насаживается на концы соединяемых валов. Одна полумуфта наса­ живается с гарантированным натягом, а вторая имеет подвижное соединение с валом и перемещается вдоль вала для соединения с пер­ вой полумуфтой. Крепят полумуфты к валам при помощи шпонок или шлицевых соединений. Подвижная полумуфта на ступице имеет выточку для рычага, которым производится включение муфты. Кулачковыми муфтами соединяются барабанный вал лебедки с гидро­ тормозом и цепные колеса лебедок.

Фрикционные муфты в отличие от кулачковых имеют плавное включение, и сцепление их производится за счет сил трения.

Конусные фрикционные муфты применяются в основном в маши­

280