расчете прогиба вала. Если первоначальная сила магнитного при тяжения Т о, то установившийся прогиб вала
т
где k 0 = —---- фиктивная жесткость вала, кг/см2; k — жест-
ео
кость вала.
Установившаяся сила магнитного притяжения
Изгиб вала определяется силой Т6. Полный прогиб вала
1 — е 4" /с + /б см>
где е — эксцентричность вследствие износа подшипников; /0 — прогиб вала под действием веса; /б— прогиб вала под действием силы Ть.
При ударном приложении силы максимальные напряжения . примерно в два раза больше, чем при постепенном росте нагрузки. Поэтому при динамической нагрузке расчетное значение силы удваивается.
В электромагнитной муфте при включении обмотки возбужде ния, а в магнитной при намагничивании может оказаться, что динамический прогиб вала
!ь ^ 2/б•
Начальный эксцентриситет, при котором динамический прогиб вала приведет к касанию полумуфт или полумуфты и экрана
еО max СМ.
В конструкции должно быть обеспечено
е0 0,5ßо тах-
Критическая скорость вращения может быть определена по формуле
300
п« ~ 7 Т '
где / — статический прогиб вала под действием веса и магнит ного притяжения.
Корпус GMM зачастую является и частью магнитопроводамеханизма и выполняется, как правило, цилиндрической формы. Обычно изготовляют корпус сваркой с последующим отжигом.
В табл. III. 8 приведены свойства материалов, используемых при проектировании корпусов, валов и других элементов СММ.
Т а б л и ц а III.8
Свойства металлов, используемых при конструировании СЛШ
Марка
Ст.О
Ст.2
10
40
50
60
40ХН
35XГСА 40ХНМА
80НХС
50Н
27К.Х
ШХ15
Э
ЭА
ЭАА
|
|
Удель |
Удель |
Точка |
|
|
|
|
ГОСТ |
ный |
ное со- |
|
|
Вид узлов |
|
|
против- |
Кюри, |
|
|
|
|
г/см3 |
ление. |
°с |
кгс/мм2 |
|
|
|
|
Ом* мм* |
|
|
|
|
|
|
М а г н и т н ы е м е т а л л ы |
|
|
|
380—60 |
7,85 |
0,1 |
_ |
32 |
_ |
Магнито- |
|
7,85 |
0,1 |
— |
34 |
19 |
проводы, . |
|
|
7,85 |
0,13 |
— |
. 34 |
21 |
корпуса |
|
|
7,85 |
0,16 |
|
54 ' |
28 |
Полумуфты, |
|
|
_ |
магнито- |
|
1050—60 |
7,85 |
0,195 |
60 |
30 |
|
проводы, |
|
|
7,85 |
0,22 |
— |
85—93 |
41 |
|
|
валы |
|
|
|
|
|
|
|
|
ЧМТУ |
7,82 |
0,243 |
— |
170— |
160 |
|
|
5635—56 |
200 |
Быстроход- |
|
7,82 |
0,25 |
— |
150 |
|
4543—61 |
170 |
ные валы, |
|
7,83 |
0,25 |
— |
165 |
150 |
полумуфты, |
|
|
|
10160—62 |
8,50 |
0,62 |
330 |
96 |
92 |
шестерни |
|
8,20 |
0,45 |
500 |
78 |
72 |
|
|
ЧМТУ |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
1446—66 |
7,83 |
|
|
180— |
|
|
|
801—60 |
— |
— |
|
|
|
|
|
1 , |
|
220 |
|
|
|
3836—47 |
7,85 |
_ |
768 |
27 |
_ |
Корпуса, |
|
7,85 |
— |
768 |
27 |
— |
магнито- |
|
|
7,85 |
— |
•768 |
27 |
— |
проводы |
Н е м а г н и т н ы е м е т а л л ы
Х18Н9Т |
5632—61 |
7,90 |
' 0,75 |
_ |
55 |
20 |
Немагнит- |
|
|
|
|
|
|
|
ные про- |
|
|
|
|
|
|
|
ставки, |
|
ЧМТУ |
|
|
|
|
|
экраны |
36НХТЮ |
8,30 |
0,9—1 |
|
125 |
100 |
Экраны |
ЦНИИ 4M |
|
(ЭИ702) |
|
|
|
|
|
|
|
5834—57 |
|
|
|
|
|
|
36НХТЮМ8 |
ЧМТУ |
8,10 |
1,3—1,5 |
|
145 |
120 |
- |
(ЭП-52) |
8,05 |
0,72— |
|
120' |
86 |
Экраны, |
Х12Н20ГЗР |
189—59 |
— |
проставки |
|
|
|
|
|
|
|
(ЭИ696М) |
|
|
0,75 |
|
|
|
|
ВТ-1 |
|
4,50 |
0,68 |
— |
117 |
93 |
Экраны |
ВТЗ-1 |
10160—62 |
4,50 |
1,5 |
174 |
106 |
ВТ-6 |
4,41 |
1,6 |
— |
184 |
170 |
|
|
|
ВТ-10 |
|
4,45 |
• 1,6 |
— |
155 |
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
■В СММ применяются, как правило, подшипники качения, но в особых случаях, возможно использование опор из антифрикцион ных..самосмазывающихся материалов, известныхпод названием АМАНов, гидростатических и гидродинамических подшипников.
В системах с большими зазорами и малыми скоростями могут использоваться шарикоподшипники классов Н и П. В высоко скоростных системах и системах с малыми зазорами применяются обычно радиальные и радиально-упорные подшипники классов В, А и С. Правила установки тихоходных подшипников обычные: внутренние кольца на' вращающихся валах устанавливаются
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
плотно, |
внешние — подвижно. Один |
из подшипников фиксирует |
|
|
|
|
|
|
вал |
от |
осевого |
перемещения. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а III.9 |
Смазка полугустая. При выборе |
|
|
|
|
подшипников |
принимается, что |
|
|
|
|
|
|
|
Рекомендуемый расход масла [33] |
осевая |
сила |
воспринимается |
|
|
|
|
|
|
подшипником, |
|
фиксирующим |
|
Радиальная нагрузка, кгс |
а, л/мин |
вал в осевом направлении. Для |
|
смазываемых шарикоподшипни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ков долговечность подшипников |
|
Менее 100 |
1 |
h = |
(Ю-ч-20) |
ІО3 |
ч. |
Следует |
|
От |
100 до |
500 |
1,5 |
заметить, что |
при |
сдваивании |
|
» |
500 |
» |
1500 |
2 |
подшипников |
коэффициент |
ра |
|
Более |
1500 |
2,5 |
ботоспособности |
принимается |
|
равным |
1,7С, |
где С — коэффи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
циент |
работоспособности |
оди |
|
|
|
|
|
|
ночного подшипника. |
|
Для скоростных СММ необходимо предусматривать возмож ность регулировочных операций для компенсации износа подшип ников при эксплуатации. Желатёльно не применять на вращаю щихся частях резьбовых соединений, так как они нарушают ба лансировку. Балансировку вращающихся частей следует произ водить в сборе.
Для шарикоподшипников скоростных машин используется жидкая смазка-или смазка воздушно-масляным туманом [38]. Жидкая смазка для тяжелонагруженных подшипников подается струей через форсунки. Используется турбинное или веретенное масло № 20. Оптимальный расход масла (л/мин) может быть опре делен по формуле
Ѵ0 — а + 1,9 • I0'adn,
где d — диаметр отверстия подшипника; п — скорость вращения,
об/мин; |
а — параметр, зависящий от величины радиальной на |
грузки, |
л/мин (табл. II 1.9). |
В ряде случаев применяется водяное охлаждение подшипни |
ковых |
узлов. |
При смазке масляным туманом расход масла (г/ч) на один шарикоподшипник определяется формулой
g = 0,4 + 0,2d.
Давление воздуха на входе принимается не более 3 кгс/см2, давление масляного тумана на выходе имеет величину порядка 1,10—0,7 кгс/см2.
При работе механизмов в условиях высокой или низкой тем пературы, в вакууме, в составе машин пищевой, фармацевтиче ской промышленности или других машин смазка подшипников маслом или масляным туманом невозможна. В этом случае исполь зуются подшипники с сепараторами из самосмазывающегося мате риала (фторопласта-4 или 10, маслянитов В-1 или В-2, АМАН-4 или АМАН-10 и др.) или подшипники с твердыми смазками, нане сенными на дорожки качения и сепараторы (например, с дисуль фидом молибдена). Некоторые рекомендации по работе подшип ников без смазки приведены в табл. ШЛО.
Т а б л и ц а III.10
|
Рекомендации по применению радиальных подшипников без смазки |
|
Предельная |
скорость вра |
• Допустимые |
радиальные . |
|
щения при |
d0 = 25 мм |
нагрузки, |
|
Материал сепаратора |
|
|
при |
|
более 100 ч |
менее 100 ч |
обилие |
|
dB == 25 мм |
|
Н а в о з д у х е |
|
|
Фторопласт-4 |
3000 |
8 500 |
0,2 |
300 |
Фторопласт-40 с брон- |
8500 |
16 000 |
Каталожные |
500 |
ЗОЙ |
|
|
|
|
Маслянит |
8500 |
16 000 |
» |
500 |
В в а к у у м_е д о |
1• 10_6 мм |
рт. ст. |
|
Фторопласт-4 |
— |
3 000 |
0,1 |
300 |
Фторопласт-40 с броп- |
3000 |
8 500 |
Каталожные |
500 . |
ЗОЙ |
|
|
|
|
Маслянит |
3000 |
8 500 |
» |
500 |
Для работы без смазки в вакууме можно использовать также подшипники скольжения. Наиболее широко распространены под шипникискольжения на основе пластмасс. Промышленностью выпускается антифрикционный материал на базе фторопласта-4 марки С-1 и серия АМАНов. Последние работоспособны при на грузках до 10 кгс/см2 и скорости скольжения до 4 м/с.
Особое значение для работоспособности скоростных подшипни ков имеет качество изготовления и точность сборки механизма. Так, неточность изготовления посадочных мест дает в 2,5 раза больший перекос подшипника, чем неточности подшипника самого высокого класса. Посадка скоростных подшипников с большим натягом противопоказана. Подшипники класса С устанавливаются по внутренним кодьцам с натягом до нескольких микрон, наруж
но/
ные кольца — с зазором до 10 мкм, т. е. для внутренних колец используются посадки Л 1п, для наружных — С1п.
В ряде случаев удачным' оказывается упругое закрепление наружных колец, а также использование пружин для создания предварительной осевой нагрузки и выбора люфтов шариковых подшипников (как начальных, так и образовавшихся в результате износа). Подпружинивание наружного кольца позволяет компен сировать изменение зазоров в подшипниках при тепловых изме нениях размеров.
Магниты, используемые в СММ, выполняются обычно из спла вов, имеющих наибольшую магнитную энергию. Свойства магни тов приведены в табл. III. 11 [3, 5, 10, 29]. Следует учитывать, что механические свойства магнитов низки и в расчетах на прочность высокоскоростных СММ при установке магнитов во вращающиеся элементы их следует рассматривать как тяжелую жидкость. Дан ные гистерезисных материалов, используемых в магнитно-гисте резисных системах, приведены в табл. III. 12.
Марка
ЮНДК-15 ЮНДК-18 ЮНДК35Т5 ЮНДК24Т2 ЮНДК24Б ЮНДК24 ЮНДК25А ЮНДК25БА ЮНДК35Т5БА (4) ПЛК-78 1БИ
2БА
ЗБА
Свойства магнитных материалов
индукция
|
|
|
sCQ |
индук
|
магнитногополя
|
|
5 |
|
Q.n |
|
|
|
|
СУЕ |
|
|
|
о |
|
"S’ |
|
|
|
|
|
Ч |
|
|
|
к |
|
Rn |
|
|
Остаточная вг,Т
|
га |
|
га1 |
Оптимальная
|
тва,ция
|
|
|
so |
|
а |
|
л — |
|
|
|
|
Ч-к |
|
|
|
ж< |
гат1 |
|
|
|
2 І |
|
|
|
S* |
<j *’ |
|
|
|
га |
» |
гаК |
|
|
|
О |
и |
|
|
0,75 |
48 |
12,0 |
0,43 |
0,9 |
55 |
19,4 |
0,57 |
0,8 |
87 |
28,0 |
0,5 |
1,1 |
58 |
29,6 |
0,77 |
1,2 |
51 |
32,0 |
0,85 |
1,23 |
44 |
' 32,0 |
0,95 |
1,33 |
54 |
52,8 |
1,14 |
1,28 |
62 |
52,8 |
1,05 |
1,12 |
125 |
96,0 |
0,88 |
0,7 |
320 |
35,0 |
|
— |
0,12— |
127—143 |
6,36— |
|
— |
0,22 |
|
|
8,76 |
|
|
Т а б л и ц а
Оптимальная напря женность магнитного поля Ң ^ , кА/м
|
размагничива
|
Коэффициентформы кривой ния у
|
28 |
0,335 |
34 |
0,392 |
56 |
0,402 |
38 |
0,459 |
37 |
0,51 |
34 |
0,598 |
46 |
0,73 |
50 |
0,66 |
108,8 |
— |
— |
0,31 |
— |
0,25 |
0,3—0,35 |
183—230 |
15,9— |
— ■ — 0,28 |
|
|
13,1 |
|
За0,375 |
Sä264 |
23,1— |
|
|
|
25,5 |
|
ІИ .11
Коэффициент возврата рЮв, Гн/м
8,5
5,9
3,0
3,5
3,7
2,5
1,5
1,65
—
0,6
1,5
1,3
1,3