Выбор стандартных корпусов крышек подшипников

Корпус подшипника служит для размещения подшипника, защиты его от загрязнения, и организации системы смазки. Корпуса могут быть без разъема и с разъемом. Первые проще и им следует отдавать предпочтение. Разъемные корпуса применяют, когда это необходимо по условиям сборки и эксплуатации. Неразъемные корпуса могут воспринимать нагрузки любого направления в плоскости, перпендикулярной оси вращения вала.

Разъемные корпуса предназначены для восприятия нагрузок, действующих в направлении опоры, и горизонтальных.

Выбираем корпус серии ШМ (Ш – широкие серия, М – корпус для средней

Рис №18. Эскиз корпуса и подшибника

Таблица № 3

Номинальный размер корпуса

Для герметизации подшипниковых узлов, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок применяют крышки. Конструкция крышек зависит от способа уплотнения валов (крышки с манжетным уплотнением, крышки глухие), способа крепления подшипника к валу (низкие применяют при закреплении без помощи гаек; средние – при закреплении подшипника на закрепительной втулке, если крышка расположена со стороны не нарезанной части втулки; высокие – при закреплении внутреннего кольца подшипника гайкой).

5.7.10. Выбор подшипника

Рис №19. Подшипник качения.

Эксцентриковый вал вращается в подшипниках качения № 3612 и № 3616 (ГОСТ 5721-75), расположенных попарно на подшипниковых шейках вала.

Смазывание подшипников производится через пресс-масленки один раз в две смены литолом 24 (ГОСТ 1033-79). [8]

Таблица № 4

Номинальный размер подшипника

Размеры даны в миллиметрах

Конец вала рабочего органа можно принять коническим. При этом будут иметь место следующие недостатки:

1) потребуется применить крышку подшипника со стороны конца вала, отличную от поставленной с другой стороны опоры, из-за различия диаметров вала, что увеличит номенклатуру заказываемых крышек;

2) для сохранения статуса неподвижности этой опоры вала закрепить подшипник на нём можно только с помощью пружинного упорного кольца, что потребует применения дополнительной детали в форме кольца, толщина кото­рого подбирается при монтаже. Это удорожает конструкцию. Кроме того, паз под пружинное кольцо ослабляет сечение вала.

Размеры пружинных упорных плоских наружных колец концентрических (ГОСТ 13940-68) и эксцентрических (ГОСТ 13942-68), а также размеры канавок для них выбираются в зависимости от диаметра вала.

5.7.11. Выбор крепежных деталей и манжет

Диаметр болта, с помощью которого прижимаются торцовые крышки к корпусу подшипника, определяется диаметром отверстий в крышках и корпусе (в данном случае – 11 мм), а его длина обусловлена шириной корпуса, толщи­ной фланцев крышек и прокладок между корпусом и крышками, высотой гайки и толщиной шайбы пружинной. В рассматриваемой конструкции опоры применены болты нормальной точности класса прочности 5.8

Болт М 20 х 75. 58 ГОСТ 7798 – 70.

Болт с шестигранной уменьшенной головкой класса точности В, исполнение 1 (ГОСТ 7798-70)

d = 20 мм;

d₁ = 10 мм;

k = 10 мм;

b = 50 мм;

S = 13 мм;

е = 14, 2 мм;

l = 22 мм;

b = 12 мм.

Рис №20. Крепежные детали.

Гайка шестигранная класса точности В, исполнение 1, выполненная по ГОСТ 5915-70

d = 10 мм;

m = 6, 5 мм;

S = 13 мм;

е = 14, 2 мм;

d_a = 10 мм.

Для упрощения процесса замены болта левой опоры вала при случайном повреждении на нём резьбы устанавливаем эти болты со стороны рабочего ор­гана конвейера. В противном случае для замены болта потребовалось бы сни­мать с вала полумуфту, что без разборки всего узла невозможно.

Положение торца резьбовой части болта определяет положение левого торца втулки, а, следовательно, её длины. Чтобы за болт не зацеплялась при вращении вала насаженная на него деталь, торец втулки должен быть левее торца резьбовой части болта.

Рабочий орган на валу относительно опоры располагаем с учетом воз­можности постановки этих болтов при сборке подшипникового узла.

Для предотвращения вытекания смазки из подшипникового узла между торцами корпуса и крышками устанавливаются прокладки толщиной около 1 мм, изготавливаемые из картона прокладочного (ГОСТ 9347-74) или паронита (ГОСТ 481-80), а в крышки вставляются резиновые армированные манжеты (ГОСТ 8752-79). В рассматриваемом примере применены манжеты типа 1 (однокромочные) исполнения 1 (с механически обработанной кромкой) для вала диаметром 60 мм с наружным диаметром 65 мм из резины группы 1 (пригодной для работы при скорости скольжения до 10 М/c):

Манжета 1.1- 75x85 - 1 ГОСТ 8752-79

Рис №21. Манжеты.

Таблица № 5

Номинальный размер манжет

Для обеспечения осевой неподвижности подшипника относительно кор­пуса опоры вала между торцами наружного кольца подшипника и крышек ус­танавливаются стальные кольца толщиной, равной зазору между этими поверх­ностями/

5.7.12. Выбор глухих крышек

Крышка ГН 75 ГОСТ 13219.2 – 81

Крышки торцевые глухие низкие (ГОСТ 13219, 1-81 и ГОСТ 13219-81)

Обозначение: Крышка ГН 75 ГОСТ 13219, 2-81. [8]

Таблица № 6

Номинальный размер глухих крышек

Размеры даны в мм

5.7.13. Проектирование шпоночных соединений

Начинают эту работу с определения размеров шпонки для участка вала, через который к валу подводится крутящий момент (конец вала). Делается это одинаково для всех типов приводов конвейеров. На этом участке вала рекомен­дуется использовать высокую призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 ис­полнения 2. [6]

МПа; (36)

где Т - крутящий момент, подводимый к валу рабочего органа, Н * м;

А — диаметр конца вала, мм;

Lpi = 0.5*b рабочая длина шпонки, мм;

Lp1 = 0.5*115 = 57мм (37)

- допускаемое напряжение по смятию, МПа.

(38)

Для шпоночных соединений общего машиностроения рекомендуется принимать допускаемое напряжение по смятию в пределах 60-90 МПа.

При отрицательном результате расчета по смятию следует заменить
короткий конец вала на длинный и подобрать расчётом необходимую длину шпонки

(40)

округлив полученную величину до стандартного значения по таблице 15.

Расчёт шпоночного соединения барабана и тяговой звёздочки с валом для приводов типа I и II выполняется одинаково. По условию технологичности кон­струкции сохраняется принятая для конца вала ширина сечения шпонки b.

Шпоночные соединения предназначены для передачи вращающего момента с вала на втулку, зубчатое колесо и т. д. В некоторых случаях они могут передавать также и осевую нагрузку. Но такие соединения (напряженные) используются редко.

Размеры сечений шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметра вала.

Рис №23. Эскиз шпоночного соединения.

Таблица № 7

Номинальный размер шпонки

где

b – ширина шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм;

t₁ – глубина паза на валу, мм;

t₂ – глубина паза в ступице, мм;

l – длина шпонки.

У стандартных шпонок соотношение h/b выбрано таким образом, что нагрузочная способность шпоночного соединения ограничена напряжением смятия.

Таблица № 8

Ширина, длина и высота шпонки

В скобках размеры b для шпонок по ГОСТ 10748-79.

В шпоночных соединениях применяются следующие виды сопряжении по шпонки и паза: свободное, нормальное и плотное.

Таблица № 9

Допуски паза для шпонки

Допускаются для ширины пазов вала и втулки любые сочетания полей
допусков, указанных в таблице №9.

Назначение фундамента – это передача силы тяжести всего оборудования на грунт. Нагрузка на грунт не должна превышать 250 кПа (2, 5 кг/см²).

Большое значение имеет изоляция от грунтовых вод:

- покрытие поверхности фундамента, гидроизоляционными материалами (рубероид, пленки, слой смол);

- отвод грунтовых вод специальными колодцами и горизонтальными ходами;

- кессон из листовой стали.

Расчет устойчивости против разрушения производят по формуле

М_раз / М_пр ≤ т (41)

где Мраз - момент разрушающих сил относительно оси, проходящей через переднее нижнее ребро подошвы фундамента машины;

Мпр - предельный момент, равный моменту удерживающих сил относительно той же оси;

т - коэффициент условий работы.

К разрушающим силам следует относить силы активного давления грунта на заднюю поверхность машины, а к удерживающим - все остальные силы.

При определении М_раз момента разрушающей силы или ее составляющей, не совпадающей с направлением разрушения, учитывают со знаком минус; аналогично учитывают при определении М_пр момента удерживающей силы или ее составляющей, совпадающей с направлением разрушения.

Коэффициент условий работы т по формуле (15) принимают равным 0, 7 при нескальном грунте и 0, 8 при скальном грунте.

.

Рис.№24 Приложение нагрузки.

∑ М_А = ∑ М_пр - ∑ М_раз (42)

М_пр ≥ 0, 7М_раз

Для определения предельного момента запишем формулу:

М_пр = G*a (43)

где G – вес машины в кг; a – расстояние от центра масс до начала фундамента.

Для определения разрушающего момена, запишем формулу:

М_раз = P*l (44)

где P – разрушающая сила в Н; l – расстояние от станины до места приложения нагрузки в м.

G*a=P*l (45)

P = 230, 5 Н

М_пр = 790*1, 2 = 948 Н*м

М_раз= 0, 79*230, 5*0, 5 = 92 Н*м

Из полученных значений моментов по ГОСТ24379.1-80 выбираем анкерные болты Тип А.

Таблица №10

Номинальный размер анкерных креплений

Для приготовления бетона нужно использовать песок с частицами от 1, 2 мм до 3, 5 мм. Более мелкий песок непригоден. В идеале песок должен быть чистым, то есть не должен содержать частиц глины или ила. Допускается содержание илистых и глинистых частиц до 5%, большее количество значительно сказывается на прочности бетона. Проверить наличие загрязнений в песке можно так: насыпать песок в бутылку, налить туда воды и взболтать. Если вода остается прозрачной или чуть-чуть мутной, значит песок чистый. Если вода становится сильно мутной, окрашивается в цвет глины, а когда отстоится, сверху песка оседает глиняный осадок, значит песок содержит слишком много глины и его нельзя использовать для приготовления бетонной смеси для фундамента.

Гравий также должен быть чистым, по крайней мере, не должен содержать большого количества глины. Размеры частиц гравия могут быть от 1 до 8 см. Так же вместо гравия может использоваться щебень тех же размеров.

Существует несколько видов цемента: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их быстротвердеющие варианты. Все они имеют одну природу, но имеют некоторые особенности. Портландцемент – это наиболее распространенный цемент, который может использоваться для строительства любых сооружений, в том числе и для заложения монолитного фундамента. Шлакоподрландцемент в отличие от него имеет большую влагостойкость и меньшую морозостойкость; медленнее набирает прочность. Пуццолановый портландцемент предназначен для использования в условиях большой влажности, то есть для строительства подводных и подземных конструкций; на воздухе дает большую усадку

Каждый вид цемента имеет различные марки: 200, 300, 400 и т.д. Марка цемента означает, какой предел прочности на сжатие в кг/см2 у бетонного кубика с ребром 20 см после созревания в течение 28 дней. Марка бетона принимается в 1, 5-2 раза меньше марки цемента.

Пропорции для приготовления бетона

Количество песка, гравия и воды, необходимых для приготовления бетона, измеряется в частях от цемента. Соотношение цемента, песка и гравия 1: 3: 5 – на 10 кг цемента нужно 30 кг песка и 50 кг гравия. Соотношение воды и цемента – водоцементное соотношение – показывает, сколько литров воды на килограмм цемента необходимо для приготовления бетона для фундамента. В зависимости от того, какая нужна марка бетона, можно выбирать разное водоцементное соотношение и из одной и той же марки цемента получать различные марки бетона.

В таблице приведены значения водоцементного соотношения для использования портландцемента.

Таблица №11

Марки цемента

При плавке чугуна для обеспечения заданного химического состава и качества выплавляемого металла необходимо правильно рассчитать шихту, т. е. подобрать, чугуна оборотного, чугунного и стального лома и ферросплавов. Расчет шихты осуществляется на основании данных о химическом составе и качестве имеющихся на шихтовом складе материалов.

Угар элементов при чугунной шихте для индукционной плавки следующий: -20% кремния, -10% марганца, -5% углерода, 0%фосфора, -5% серы.
Химический состав СЧ20 следующий: 3.3—3, 5% углерода(средний для расчета шихты3, 4); 1, 4—2, 4% кремния (средний для расчета шихты1, 8); 0, 7—1, 0% марганца(средний для расчета шихты 0, 85); до 0, 2%фосфора, до0, 15% серы.

Химический состав шихтовых материалов приведен в табл. №12.

Таблица №12

Химический состав шихтовых материалов

Расчет ведем для индукционной печи с кислой футеровкой на 100 кг.

Задаемся составом шихты по количеству в кг:
Чугун ЛК1 15
Чугун ЛК2 21
Возвратный 47
Лом чугуна 7
Лом стали 10
Всего 100
Проверяем расчетом содержание элементов в процентах по отношению ко всей завалке.
Углерода вносят (в кг):
Чугун Лк1 0, 15X3, 75=0, 56 кг
Чугун Лк2 0, 21X3, 85=0, 80 кг
Возвратный 0, 47X3, 4=1, 59 кг
Лом чугуна 0, 07X3, 3=0, 36 кг
Лом стали 0, 10X0, 3=0, 021 кг
Всего 3, 36кг
Угар -5% 0.16 кг
Остается 3, 19 кг
Углерода не хватает:
Добавляем графитовый бой 0, 2+3, 19=3, 4кг

Фосфора в шихте будет меньше заданного.
Серы вносят (в кг):
Чугун Лк1 0, 15X0, 02=0, 003 кг
Чугун Лк2 0, 21X0, 02=0.0042 кг
Оборотный 0, 47X0, 15=0, 07кг
Лом чугуна 0, 10X0.15=0, 015 кг
Лом стали 0, 07X0, 04=0, 0028 кг
Всего 0, 09 кг
Угар -5 0, 0048 кг

Остается 0, 091 кг
Серы в шихте будет меньше заданного.

1. Методические указания к курсовому проектированию по технологии литейной формы. Сост.Гарибян Г.С. и Гурдин В.И.– Омск, 1988г.

2. ГОСТ 26645-85г. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров. Массы и припуски на механическую обработку

3. Методические указания к курсовому проектированию по технологии литейной формы. Сост.2ч – Омск, 1983г.

4. Расчеты литниковых систем: методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Сост 2ч – Омск, 1982г.

5. Проектирование модельно – опочной оснастки в литейном производстве: методические указания. Сост. Микшта М.С., Микшта В.И. 2ч – Омск, 1979г.

6. Справочник по литейной оснастке. Сост.Чернов Ю.И. и Кизилов А.И. М.: 1961. 407 с.

7. АнурьевВ.И. Справочник конструктора- машиностроителя.- В 1т.-М.: Машиностроение, 1992.

8. АнурьевВ.И. Справочник конструктора- машиностроителя.- В 2т.-М.: Машиностроение, 1992.

9. АнурьевВ.И. Справочник конструктора- машиностроителя.- В 3т.-М.: Машиностроение, 1992.

10. Добровольский В.П. Приводы конвейеров с гибким тяговым элементом: учеб. пособие, Омск: ОмГТУ, 2009.

11. Стихоновский Б.В. Прикладная механика. Методические указания по курсовой работе. Омск: ОмГТУ, 1997.

12. ГОСТ 2.401-68г ЕСКД Правила выполнения черчения пружин.

13. ГОСТ 23409.0-78 Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые.

14. Конструирование узлов и деталей машин: Сост.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Учеб пособие для техн. спец. вузов – 6-е изд., исп. –М.: Высш. шк. 2000- 447 с

15. http//: www.gor-portal.ru/netcat_files/File/47600.rtf