Файл: Быстрова, В. И. Проектирование механизмов и приборов для целлюлозно-бумажных производств учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 102

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

О по р ы на к е р н а х состоят

из керна, выполняющего роль

цапфы, и подпятника. Керн — это

цилиндрическая ось с конусом

на конце, вершина которого имеет сферическую поверхность мало­ го радиуса (рис. 69). Подпятник снабжен вогнутой сферической поверхностью большего радиуса, чем у керна. Отношение v радиу­ сов подпятника и керна колеблется от 3 до 10. Для уменьшения момента трения в опоре следует увеличивать v. Если же требуется повышенная прочность опоры то v надо уменьшать, т. е. увеличи­ вать радиус керна. Ниже приведены ориентировочные значения

радиусов керна гк и отношений v= rn/rK (гп — радиус подпятника)

для различных типов приборов.

 

 

Приборы

гк, мм

V

Л абораторны е.................................................................................

0,005—0,015

10

Технические.....................................................................................

0,025—0,070

7

Вибропрочные.................................................................................

0,080—0,200

3

Опоры на кернах применяются

в точных приборах при верти­

кальном (преимущественно) и горизонтальном (иногда) положе­

ниях осей при малых нагрузках.

Точность

 

центрирования опор невысока. Керны изго­

 

тавливают из инструментальной углероди­

 

стой стали У8—У12 или кобальто-вольфра­

 

мового сплава с последующей закалкой до

 

HRC60. Подпятники изготавливают либо

 

из высококачественной стали, либо

с за-

 

вальцованным на конце камнем

из

агата

 

или корунда. Твердость подпятника долж­

 

на быть выше твердости керна. Чистота

 

рабочих поверхностей достигает

12—13-го

Рис. 69. Опоры на

класса.

 

 

кернах.

При действии осевой нагрузки Q наи­

большее напряжение смятия в опоре определяется по формуле

 

з /

 

 

 

У

0,235

Q,

 

 

 

 

45 К Еп

 

где

и гп— соответственно радиусы сфер

керна и подпятника;

tfmax не должно превосходить допускаемого напряжения смятия

Gmax^ [а]СМ.

Момент трения при осевой нагрузке МТр = -j|- r.fQrc,

109



г д е

зl

Е

rc = 0,881

1 гк

Опоры с трением качения

Опоры с трением качения конструктивно подразделяются на опоры на шариках (или роликах) — шарикоподшипники (или роли­

ковые подшипники) и опоры на призмах — ножевые опоры.

мо­

П р и б о р н ы е ш а р и к о п о д ш и п н и к и

имеют

малый

мент трения, незначительный момент трогания, могут использовать­

ся при очень больших скоростях вращения

(специальные

типы

шарикоподшипников работают при скоростях до 15,7-103

с_ |).

Кро­

ме того, шарикоподшипники нетребовательны к качеству смазки, расходуют мало масла, а также упрощают ремонт узлов прибора

при износе трущихся частей.

 

 

 

Однако в приборостроении шарико­

 

/ \

подшипники используются не так широ-

ко, как в машиностроении (при

малых

У

/ /'1^1

размерах трудно выполнить детали ша-

У

У У J

рикоподшипников с необходимой

точ-

У

У У / т - / г ностью).

Шарикоподшипники

различа-

У-____ У У / У

У1

ются по следующим признакам: диамет-

(

Y У У

УШ ру вала в месте посадки; типу — направ-

\

У ш г

лению воспринимаемой нагрузки с по-

х

У

 

верхности тел

качения (радиальный,

ра-

1

W

 

диально-упорный,

упорный, шариковый,

Рис. 70. Опора на призмах.

Р°ЛИК°ВЫЙ и т.

д.); серии - различию

 

 

 

подшипников

по

наружному

диаметру

 

 

 

и ширине

(сверхлегкая, легкая,

средняя,

бенностям

 

 

тяжелая

и т. д.);

конструктивным

осо­

(со стопорной шайбой, с фетровым уплотнением и пр.);

точности изготовления.

 

 

 

 

 

 

Для шарикоподшипников предусмотрены следующие основные классы точности: нормальный (Н), повышенный (П), высокий (В), особо высокий (А), сверхвысокий (С). Промежуточные классы точ­

ности:

высокий — повышенный (ВП),

особо

высокий — высокий

(АВ),

сверх высокий — особо высокий

(СА)-

Буквы слева указы­

вают

класс точности внутреннего кольца,

справа — наружного

кольца. Посадка внутреннего кольца подшипника осуществляется по системе отверстия, а наружного — по системе вала.

В приборах нашли применение малогабаритные шарикопод­ шипники, которые благодаря небольшому диаметру линии каса­ ния и малому количеству шариков создают малый момент трения.

ПО


Наряду со стандартными шарикоподшипниками, в приборо­ строении часто применяются насыпные шарикоподшипники. Коли­ чество шариков в них колеблется от 3 до 13. Шарики как для стандартных, так и для насыпных шарикоподшипников изготав­ ливают из стали ШХ6 и ШХ9, а также Х18 и др. Для колец шари­

коподшипников

применяют

сталь У8, У10, ШХ15

и др.

Шарики

и кольца подвергают закалке до твердости ЯДС55-60.

70) при­

Оп о р ы на

п р и з м а х

( н о ж е в ы е о п о р ы )

(рис.

меняются при колебательном движении подвижной системы при­ бора с небольшими углами отклонения. Угол отклонения призмы 1 (ножа) от вертикали должен быть меньше угла трения (8—10°). Моменты трения ножевых опор весьма малы. Призмы и подушки 2 изготавливают из стали УВ—У10. Твердость призм составляет ЯДС60-62, подушек — HRC63-65.

Расчет опор на призмах ведется по местным напряжениям смя­

тия по следующей формуле

 

 

атах

О

 

<

см?

где / — длина рабочей части ножа

(призмы); г— радиус закругле­

ния конца ножа; Еа, Ея — соответственно модули упругости мате­ риала подушки и ножа.

Опоры с трением упругости

В высокочувствительных измерительных приборах при колеба­ тельном движении подвижных систем широко применяются опоры с трением упругости (упругие опоры). Они представляют собой тонкие нити или ленты, соединяющие своими концами подвижную систему с неподвижной частью прибора. Опоры работают при не­ больших углах поворота подвижных си­ стем. Величина трения упругости весьма мала, поэтому опоры практически рабо­ тают без трения, что обеспечивает высо­ кую чувствительность к малым переме­ щениям.

Упругие опоры характеризуются про­

стотой конструкции,

отсутствием

износа

и мертвого

хода,

не

требуют

смазки.

Недостатком

их является

ограниченная

величина перемещения

и

возможность

перекоса при

наличии

перекашивающих

усилий, а также непостоянство нулевого

 

положения (например, вследствие не­

 

стабильности температуры).

Рис. 71. Упругие опоры.

111


По виду деформации упругие опоры делятся на крутильные и изгибаемые. Материалы, применяемые для упругих опор, долж­ ны обладать высокой механической прочностью, высоким модулем упругости, антимагнитностью, антикоррозийностью. Кроме того, если упругий подвес (опора) выполняет роль токоподвода к под­ вижной системе, то материал не должен изменять своих упругих свойств при прохождении тока. Для упругих опор применяются бронзы марок Бр ОЦ4—3, Бр Б2 и др., сплав К40НХМВ, кварц.

Форма сечения упругих подвесов и растяжек может быть круг­ лой (с диаметром поперечного сечения 0,001—0,1 мм) и прямо­ угольной (с толщиной 0,005—0,05 мм и соотношением между ши­ риной и толщиной, равным 8—20). Основные типы упругих опор даны на рис. 71.

ГЛАВА 9. УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Упругие элементы — это детали, деформирующиеся под дейст­ вием сосредоточенной силы (стержневые упругие элементы), рас­ пределенного давления (манометрические) или при изменении тем­ пературы (биметаллические пружины).

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вприборах и автоматических устройствах применение упругих элементов следующее:

— в качестве аккумуляторов энергии (пружины заводных ме­ ханизмов, перемещения каретки счетно-решающих устройств, амор­ тизационные) ;

— в качестве чувствительных элементов (трубки Бурдона, сильфоны, мембраны и т. д.);

— в системах

с постоянной собственной частотой

колебаний

(в вибрографах,

акселерографах, часовых регуляторах

и др.);

для соединения деталей под некоторым натяжением;

в качестве токоподводов.

При деформации упругого элемента имеют место следующие

явления.

 

проявляется в несовпадении упругой

У п р у г и й г и с т е р е з и с

характеристики,

полученной

при нагружении

(прямой ход), с ха­

рактеристикой,

полученной

при разгружении

упругого элемента

(обратный ход). Кривые прямого и обратного хода образуют замк­ нутую фигуру, называемую гистерезисной петлей. Для упругих элементов величина гистерезиса является одной из важнейших, поскольку она полностью входит в погрешность показаний-прибора при прямом и обратном ходе стрелки.

У п р у г о е п о с л е д е й с т в и е проявляется в запаздывании изменения деформации при быстром изменении нагрузки, действую­ щей на упругий элемент. При возрастании нагрузки до некоторого

112