Компоновка привода и проектирование рам

Рис. 12.1. Привод с ременной передачей

Для выполнения компоновки при­вода по этой схеме необходимо иметь размеры электродвигателя, са­лазок, редуктора, муфты тихоходного вала редуктора и завершенный расчет ременной передачи. Салазки под электродвигатель слу­жат для его перемещения с целью натя­жения ремня. Салазки выбирают по болту крепле­ния электродвигателя, при этом размер болта назначают по диаметру отверстий d ₃в лапах (так, чтобы он свободно входил в отверстие).

Положение электродвигателя на са­лазках должно быть таким, чтобы по мере вытяжки ремня в процессе эксп­луатации можно было регулировать его натяжение, перемещая электродвига­тель с помощью упорных винтов сала­зок. Между упором салазок и лапой электродвигателя первоначально долж­но быть расстояние, примерно равное диаметру упорного винта салазки d ₂, чтобы иметь больший запас перемеще­ния при натяжении ремня. Толщину упора также можно принимать равной диаметру резьбы. Внешний размер по лапам электродвигателя равен пример­но сумме размеров межцентрового рас­стояния между отверстиями в лапах электродвигателя и удвоенного рассто­яния от оси отверстия крепления элек­тродвигателя до внешней поверхности лапы (≈ 1,5 d ₃ где d ₃ – диаметр отвер­стия в лапах электродвигателя).

Перед началом выполнения чертежа следует определиться с масштабом изображения, для чего устанавливают примерные габариты привода.

Габарит по длине L (рис. 13.1) равен сумме размеров межосевого рас­стояния ременной передачи а, расстоя­ния от оси вращения электродвигателя до внешнего края салазок и расстояния от оси быстроходного вала редуктора до его крайней точки или до крайней гра­ницы муфты, установленной на тихо­ходном валу редуктора.

В зависимости от типа редуктора га­барит по ширине В диктует соответ­ствующий размер редуктора или элект­родвигателя по длине. Габарит В уточняют после вычерчивания в плане ви­димых участков рамы.

Габарит по высоте Н может быть обусловлен высотой редуктора или раз­мером ведомого шкива, устанавливае­мого на быстроходный вал, с учетом высоты рамы.

Номер профиля швеллера назнача­ют по диаметру отверстия в лапах ре­дуктора, но при этом высота швеллера должна быть не меньше 1/10 длины рамы. Ременная передача позволяет компенсировать разность по высоте осей вращения валов электродвигателя и редуктора, что дает возможность сва­ривать раму из швеллеров одного номе­ра и в одной плоскости с применением платиков.

На листе формата А1 с учетом выб­ранного масштаба и габаритных разме­ров L, Н и В определяют участки под проекции фасада и плана привода. Примерное расположение и оформле­ние проекций приведено на рис. 12.1.

При выполнении фасадной проекции вначале наносят линии основания и верхней плоскости рамы с учетом толщины платиков (≈ 5 мм). Затем, используя расчет­ное межосевое расстояние ременной передачи и высоту салазок, наносят центры вала электродвигателя и быст­роходного вала редуктора. Из получен­ных центров проводят окружности шкивов ременной передачи, вала, сту­пицы и внутренней поверхности обода. При диаметре шкивов D > 350 мм их проектируют со спицами, а при 150 < D ≤ 350 мм диск шкива выполня­ют с отверстиями. Используя данные раз­меров по маркам выбранного электро­двигателя, редуктора, салазок, муфты, вычерчивают контуры и некоторые кон­структивные особенности этих узлов.

На виде сверху (в плане) наносят оси вращения валов электродвигателя и редуктора. Вычерчивают ременную передачу и, используя координаты по­садочных мест окончаний валов отно­сительно двигателя или редуктора, вы­черчивают эти узлы, а также видимые элементы салазок, муфту тихоходного вала.

Салазки снабжены упором с винтом только с одной стороны. Их устанавли­вают таким образом, чтобы они были расположены по диагонали. Один винт обеспечивает натяжение ремня, второй препятствует разворачиванию двигате­ля от силы натяжения ремня.

Примерный габарит привода по длине L складывается из габаритов электродвигателя и редуктора. Размер Н определяется по наиболее удаленной от основания рамы точке двигателя или редуктора. Положение ее зависит от га­барита по высоте двигателя или редук­тора, а также от высоты профиля рамы. Чаще всего сварную раму изготовляют из швеллеров, номера которых опреде­ляют в зависимости от диаметра отвер­стия под болт крепления редуктора к раме (см. табл. 12.1). Габарит по ширине В равен сумме размеров половины диаметра корпуса электродвигателя, суммарного межосе­вого расстояния редуктора а_∑ и рассто­яния от оси тихоходного вала до край­ней точки корпуса редуктора.

Выполнение чертежа в тонких линиях начи­нают с фасадной проекции. Наносят ось вращения электродвигателя и быстро­ходного вала редуктора. На оси откла­дывают габарит по длине электродвига­теля. Вычерчивают конец вала электро­двигателя, отложив диаметр вала d ₁ и длину посадочного участка l ₁. Отложив расстояние от буртика вала до отвер­стий крепления двигателя к раме, на­носят их координаты.

Торцевая плоскость конца быстро­ходного вала редуктора должна отсто­ять от вала электродвигателя на рас­стояние, определяемое конструкцией муфты. Поэтому необходимо нанести контур муфты, соблюдая взаимное по­ложение полумуфт и валов двигателя и редуктора.

Зная положение торца быстроходно­го вала редуктора, вычерчивают контур редуктора, обратив внимание на разме­ры выходных концов валов и их удале­ние от отверстий крепления редуктора к раме. При отсутствии размеров от­дельных элементов корпуса редуктора их размеры также определяют методом пропорций.

Компоновка вида сбоку дает воз­можность определить примерный габа­рит привода по длине L и уточнить длину рамы.

При наличии в приводе цепной пе­редачи на выходном валу редуктора вычерчивается звездочка. Конструк­ции звездочек приведены в подразде­ле 4.3.

Пример оформления спецификации к чертежу приведен ниже.

Рис. 12.2. Чертеж привода с редуктором Ц2У

Рамы предназначены для установки и крепления на них узлов и деталей привода – двигателя, редуктора, отрытой передачи и т. д.

Экономически выгодно изготавливать рамы сварными в случае единичного изготовления и литыми при массовом производстве. Для изготовления сварной рамы используют швеллеры, уголки и двутавры. В зависимости от расположения крепления элементов привода по высоте рама может быть плоской или ступенчатой.

На рис. 12.3 представлены примеры выполнения различных конструкций рам: 1 а –плоская рама линейной компоновки; 1 б – длинная плоская рама линейной компоновки с дополнительными диагональными связями для повышения продольной жесткости; 1 в – Г-образная плоская рама, позволяющая рационально использовать пространство и обладающая меньшей металлоемкостью по сравнению с линейной, но требующая дополнительной обработки короткого продольного швеллера, чтобы затем качественно вварить его в поперечный; 1 г – при требовании поднять раму над основанием, ее устанавливают на стойках и обычно усиливают ее жесткость диагональными связями. Также возможно П-образное и Т-образное изготовление рамы.

Рис. 12.3. Конструкции рам

Обычно высота расположения центра двигателя от основания и высота центра быстроходного вала редуктора от основания различны. Конструкция рамы должна осуществлять точное согласование положения двигателя относительно редуктора, обеспечивая соосность валов (использование специально предназначенных для этих целей видов муфт все же довольно ограничено малым возможным диапазоном компенсации). При разнице до 10 мм наваривают разные по толщине платики. Если разница больше, поперечные швеллеры крепления двигателя (или редуктора) смещают на нужную высоту, используя дополнительные швеллеры или гнутые коробы. Примеры выравнивания разности высот осей вращения валов двигателя и быстроходного вала редуктора (приемы выравнивания других составляющих привода аналогичны) приведены на рис. 2: 1 а – выравнивание разности высот до 10 мм достигается навариванием платиков различной высоты; 1 б – выравнивание большей разности высот достигается ввариванием швеллера на нужную высоту; 1 в, 1 г – компенсацияразности высот достигается за счет дополнительного швеллера, перевернутого и положенного корытом вниз или поставленного на полку; 1 д –компенсация разности высот достигается за счет установки гнутого из листовой стали короба.

Рис. 12.4. Выравнивание разности высот осей вращения валов

Номер профиля швеллера и уголка из прокатной стали назначают подиаметру отверстий для болта крепления редуктора к раме. Рекомендации по выбору номера профиля и расположению болтов крепления относительно полки швеллера представлены в табл. 12.1 и лучай,танавливают на стойках и раму над полом, ее устанавливают на стойках и,чаще всего, равнению слинейной 12.2. В местах сверления отверстий под болты крепления двигателя и редуктора приваривают платики, затем их поверхности подвергают фрезерованию, что позволяет достигнуть параллельности привалочных плоскостей двигателя и редуктора.

Таблица 12.1

Размеры профиля и размещение отверстий под заклепки и болты из швеллеров

(МН 1387-60 и ГОСТ 11284-75 *)

Примечания: 1. При использовании заклепок номинальные диаметры отверстий D ₁, отмеченные звездочкой, можно увеличить на 2 мм. 2. Размеры a, a ₁, A, D и D ₁ предусматривают применение болта с шестигранной головкой по ГОСТ 7798-70* и болта с шестигранной головкой для отверстий из - под развертки по ГОСТ 7817-80*, заклепок стальных с полукруглой головкой для плотно прочных швов по ГОСТ 10301-80* и заклепок стальных с потайной головкой для прочных и плотно прочных швов по ГОСТ 10300-80*. 3. Предельные отклонения размеров a, a ₁, A, D и D ₁ назначают индивидуально в зависимости от точности стальных конструкций и условий изготовления последних.

Таблица 12.2

Размеры профиля и размещение отверстий под заклепки и болты из прокатной угловой стали (МН 1387-60 и ГОСТ 11284-75 *)

Примечание: 1.При установке заклепок в два ряда в цепном порядке для всех уголков (кроме уголков с шириной полки 125 и 140 мм) размеры A, a ₁, D и D ₁ допускается принимать такими же, как при шахматном расположении. 2.Пристыковании профилей двух уголков размеры A, a ₁, D и D ₁определяют индивидуально в соответствии с требованиями на изготовление стальных конструкций.

Продольная жесткость рамы считается достаточной, если выполняется соотношение высоты и длины продольных балок H/l ≥ (1/8 –1/10). При наличии в приводе ременной передачи в случае невыполнения рекомендуемого отношения следует увеличить номер профиля, так как рама имеет характерно вытянутую форму.

Крепление рамы к фундаменту производят за нижнюю или за верхнюю полку швеллера, пропуская фундаментный болт через обе полки (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Способы крепления рамы к фундаменту и варианты усиления жесткости швеллера: а – за нижнюю полку с вваренными для жесткости швеллера

отрезками полос; б – усиление жесткости отрезком уголка; в – усиление жесткости отрезком трубы; г – без усиления

Число и диаметр фундаментных болтов выбирают согласно рекомендациям таблицы 12.3.

Таблица 12.3

Выбор значений диаметров и числа фундаментных болтов

в зависимости от длины рамы, мм

Выполняя крепление рамы к фундаменту, следует иметь в виду:

· диаметр фундаментного болта не должен быть меньше диаметра болта крепления редуктора к раме;

· длина участка заливаемого в бетон болта должна быть равна величине 15…20

диаметров резьбы;

· для компенсации уклона внутренней поверхности полки швеллера при креплении за нижнюю полку приваривают косую шайбу. Ее можно устанавливать на болт как отдельную деталь или приваривать на раму (табл. 12.4);

· в том случае, когда фундаментный болт проходит через обе полки, для того, чтобы избежать при затяжке деформации полок швеллера, между ними вваривают

кусок стальной полосы, уголка или полой трубы (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Шайбы косые (ГОСТ 10906-66) для швеллеров и двухтавровых балок

Таблица 12.4

Наиболее распространены конструкции фундаментных болтов с коническим концом, с дополнительной цанговой втулкой на конце, с навинченной на конец гайкой конической формы, с изогнутым концом. Размерные соотношения для последнего: H = 20 d; L ₁= 8 d; L ₂ = 4 d; b = (6–8) d (12.6).

Способы крепления рамы к фундаменту, электродвигателя и редуктора к раме должны быть показаны на сборочном чертеже привода сечениями в масштабе: М 1:1. Варианты выносных сечений крепления рамы к фундаменту показаны на рис. 12.7: а – крепление за верхнюю полку, б – крепление за нижнюю полку. Варианты крепления редуктора и двигателя к раме, электродвигателя к салазкам показаны на рис. 12.8.

Рис. 12.6. Конструкции фундаментных болтов: а – с утолщением на конце

в виде обратного конуса; б – с самозаклинивающейся цангой; в – с конусной гайкой; г – болт с изогнутым окончанием

Рис. 12.7. Варианты выносных сечений крепления рамы к фундаменту:

а – сквозное крепление за верхнюю полку; б – крепление за нижнюю полку

Рис. 12.8. Варианты крепления: а – лапы двигателя к салазкам;

б – редуктора (двигателя) к раме болтом; в – тоже винтом

Чертеж рамы выполняют после сборочного чертежа привода, когда известны ее конструкция и основные размеры. Чертеж рамы для типа привода по рис. 12.2 изображен на рис. 12.9. Пояснения к его выполнению и спецификация рамы приведены ниже.

Рис. 12.9. Чертеж рамы

Приведенная рама, предназначенная для установки двигателя с двухступен­чатым редуктором, сварена из швелле­ров № 14. Номер профиля выбран из табл. 12.1 по диаметру отверстия 17 мм под фундаментный болт. Ось враще­ния вала редуктора выше, чем у двига­теля, поэтому опорная плоскость при­легания двигателя смещена за счет поперечных швеллеров 2 (см. рис. 12.9) относительно продольных 1 на необ­ходимую высоту. Использование при сварке рамы швеллера одного номера делает перечень номенклатуры применяемого проката минимальным. Чтобы обеспечить парал­лельность плоскостей А прилегания двигателя и Б редуктора, приварены платики 3 из полосы, поверхности ко­торых затем фрезеруют, обеспечивая соосность валов двигателя и редуктора по высоте.

Жесткость рамы достигается выбо­ром номера швеллера, а также выполнением попе­речных связей 2и 4. Габариты рамы оптимальны: длина обусловлена компоновкой двигателя, соединительной муфты, редуктора и размещением фундаментных болтов и ширина рамы минимальна – продоль­ный швеллер использован для уста­новки болтов крепления редуктора; высота рамы зависит от выбранного номера швеллера и разности размеров осей валов двигателя и редуктора по высоте.

Крепление рамы к фундаменту пре­дусматривается шестью болтами диа­метром 16 мм за нижнюю полку швел­лера. Для выравнивания внутренней поверхности полок приварены косые шайбы 5. Оси отверстий крайних бол­тов располагают на расстоянии (1,5…2) диаметров отверстия от краев рамы. Средние отверстия под фундаментные болты находятся по центру рамы. Диа­метр и число отверстий под фундамен­тные болты назначены по табл. 12.3. Положение отверстий относительно полки швеллера указано в табл. 12.1.

Размеры, указываемые на чертеже рамы, делятся по назначению на:

габаритные – для оценки размеров изделия;

установочные – отверстия и их ко­ординаты для фундаментных болтов, болтов крепления электродвигателя и редуктора;

технологические – для непосред­ственного изготовления (сварки) рамы.

Технологические размеры дают ин­формацию о длинах заготовок продоль­ных швеллеров 1 (размер 720 мм) – он же является габаритом по длине; попе­речных 2 (размер 515 мм минус ширина полки швеллера № 14 в = 58 мм). Поло­жение швеллеров 2 относительно 1 оп­ределено размерами на плане 530; 94 мм. Габарит по высоте (размер 210 мм) с учетом толщины платиков определяет положение поперечных швеллеров 2, предназначенных для установки дви­гателя. Перечисленные размеры дают возможность сварить раму с платиками.

Дальнейшее проставление размеров неразрывно связано с технологией из­готовления и последовательностью раз­метки рамы. Фрезерованием поверх­ностей платиков добиваются парал­лельности привалочных плоскостей двигателя и редуктора, выдержав раз­мер 60 мм для обеспечения соосности по вертикали. После этой операции следует разметка координат отверстий крепления двигателя и редуктора. Диаметры и координаты отверстий крепле­ния должны точно соответствовать дан­ным объектам.

Чтобы обеспечить соосность валов двигателя и редуктора, их установоч­ные размеры должны быть взаимно увязаны. Вначале наносят координаты отверстий крепления редуктора (на виде сверху). За базу принята наружная поверхность полки швеллера – размер 23 мм. Затем на платиках, предназна­ченных для установки двигателя, нано­сят размер 66 мм. На такое расстояние смещены отверстия крепления элект­родвигателя по отношению к аналогич­ным отверстиям редуктора. Взаимное расположение редуктора, двигателя на раме в продольном направлении обус­ловлено цепочкой размеров 105; 140; 250 и 140мм.

Диаметр отверстий в раме под все болты крепления на 1...2 мм больше, чем диаметр болтов. Наличие зазоров дает возможность корректировать соос­ность валов при монтаже. В вертикаль­ном направлении для этой цели можно применять стальные прокладки.

Для проставляемых размеров не тре­буется высокая точность изготовления, поэтому в технических требованиях оговаривают предельные отклонения раз­меров записью: «Предельные отклоне­ния размеров отверстий Н 14; валов h 14; остальных ± IT 14/2».

Раму сваривают, как правило, руч­ной электродуговой сваркой по

ГОСТ 5264–85. Сварные швы непрерывные по контуру прилегания деталей. Обо­значают и изображают сварные швы по ГОСТ 2.312-72*. Швы одного типа обозначают упрощенно. На одном из них приводят полную информацию с указанием количества, присвоенного номера и необходимых параметров, а для остальных на полке линии вынос­ки – только номер шва. Так, например, на рис. 14.12 стыковые швы попереч­ных швеллеров обозначены «С2 4 № 3». Такая запись означает: С – шов стыко­вой, типа 2 – без предварительной раз­делки кромок, число швов – 4, № 3 – присвоенный номер. На всех осталь­ных швах этого типа приводят только № 3. Согласно требованиям ЕСКД об­щие указания для всех швов можно выносить текстом в технические требова­ния, например:

1) варить по контуру прилегания де­талей сплошным непрерывным швом;

2) сварные швы выполнять по ГОСТ 5264-85.

При проектировании рамы следует избегать следующих оши­бок при проектировании рамы: распо­ложения отверстий под болты крепле­ния вблизи сварных швов; установки болтов крепления в поперечных швел­лерах над продольными, что может за­труднить установку или даже сделать ее невозможной; установки швеллеров полками вовнутрь рамы, что исключает доступ гаечного ключа при монтаже к болтам и гайкам.