Примеры конструктивного оформления деталей и узлов машин

При детальной разработке элементов конструкции первостепенное значение имеют опыт, накопленный конструктором, и знание различных примеров проектирования аналогичных деталей. В связи с этим целесообразно рассмотреть некоторые типичные случаи конструирования узлов, от долговечности которых может зависеть общий межремонтный период машины.

На рисунке 26 представлены примеры конструктивного оформления узлов трения с устройствами для компенсации износа. В простейшем случае компенсация износа направляющих может быть осуществлена с помощью клина, который по мере износа поверхностей трения перемещают с помощью винтов на необходимую величину, уменьшая зазор (рисунок 26, а). На рисунке 26, б представлен вариант конструкции червячной пары с автоматической компенсацией износа. Опоры детали 1 расположены эксцентрично по отношению к оси червяка 2. Пружина 3 стремится повернуть корпус и уменьшить межцентровое расстояние между червяком и колесом. Пружина 4 служит для устранения осевого зазора в опорах червяка. Компенсация износа вкладышей в подшипнике скольжения может быть осуществлена с помощью гидравлического прижима (рисунок 26, в), конических роликовых подшипников или смещением наружного кольца (рисунок 26, г). Компенсация износа отверстий в кронштейнах, подвесках, рычагах и других подобных деталях производится с помощью клеммного устройства (рисунок 26, д).

а — поверхность износа

Рисунок 26 – Методы компенсации износа

1 - ступица; 2 — диски (штамповка); 3 — обод (отливка)

Рисунок 27 – Конструкция натяжного колеса трактора

Рисунок 28 – Жесткий (а) и шарнирный (б) подшипник головки шатуна

Долговечность конструкции в значительной степени зависит от жесткости ее элементов. В одних случаях повышенная жесткость уменьшает упругие деформации и способствует повышению долговечности узла, в других, наоборот, излишняя жесткость элементов конструкции является вредной.

При конструировании сварных конструкций желательно по возможности избегать приварки многих элементов в одном узле и выполнять этот узел штампо-сварным или сварно-литым (рисунок 27).

Примером отрицательного влияния высокой жесткости на долговечность деталей машины может служить конструкция шатуна, представленного на рисунке 28, а. При таком конструктивном исполнении шатуна сопряжение палец — втулка верхней головки шатуна, как правило, работает с перекосом, так как идеально точную обработку и сборку подобных деталей в массовом производстве осуществить затруднительно. Для обеспечения податливости втулки в конструкции головки шатуна целесообразно предусмотреть шарнир (рисунок 28, б).

Износостойкость узлов трения резко снижается при попадании между трущимися поверхностями абразивных частиц (пыли, песка, глины, порошка окалины и других минеральных частиц), поэтому при проектировании узлов трения необходимо предусмотреть их защиту от попадания пыли. Примеры конструктивного оформления пылезащитных устройств приведены на рисунке 29.

В процессе разработки конструкции быстроизнашивающихся элементов и деталей необходимо предусматривать возможно быструю их замену, т. е. обеспечивать их ремонтопригодность. В практике проектирования часто применяют составные детали. Замена изношенных элементов при ремонте позволяет сохранить для дальнейшего использования основную часть детали. Примерами таких составных деталей могут служить бандажи колесных пар подвижного состава, зубья ковшей экскаваторов, лемеха плугов, различные сменные втулки и направляющие.

1—4 — уплотнения фетровыми кольцами для простых подшипниковых узлов в трансмиссиях, буксах; 5—6 — уплотнения фетровыми кольцами с дополнительным наружным кольцом, повышающим надежность уплотнения; 7—9 — уплотнения фетровым кольцом с маслоотражательным кольцом при использовании минеральных смазочных масел; 10 — уплотнение фетровыми кольцами с лабиринтами или проточками при использовании консистентной смазки; 11 — уплотнение радиальным лабиринтом с гребнем взамен фетровых уплотнений; 12—1З — уплотнения радиальными лабиринтами с гребнем для защиты от попадания воды и мелкоабразивной пыли; 14 — уплотнение лабиринтами, обеспечивающее свободный выход посторонних веществ, попадающих в наружную часть уплотнения; 15 — защитное уплотнение от влаги и пыли; 16 — уплотнение осевыми лабиринтами с зазором для возможности смещения и удержания смазки; 17 — уплотнение типа поршневых колец для ответственных узлов

Рисунок 29 – Типовые конструкции уплотнения для подшипниковых узлов