Описание
Рычажные механизмы, часть 3 Коленчатые и эксцентриковые валы (демоверсия)
Практически во всех рычажных механизмах, а также в большом числе механизмов прерывистого действия ведущим звеном является кривошипный (коленчатый или эксцентриковый) вал, при этом в зависимости от назначения агрегата в который он входит, его конструкция, несмотря на наличие основных элементов, которыми являются опорные и мотылевые шейки, может иметь существенные особенности. Знание приемов выполнения конструктивных элементов кривошипного вала, позволяет решить конкретную задачу на проектирование, учитывающую технические требования и ограничения, предъявляемые к проектируемому техническому объекту и создать надежную и удобную в эксплуатации конструкцию механизма. Поэтому в данном разделе будут рассмотрены примеры конструкций кривошипных валов, позволяющие наиболее эффективно обеспечить выполнение специфических требований к проектируемому механизму.
Рис. 1. Основные типы эксцентриковых и коленчатых валов.
На Рис. 1 показаны основные конструктивные исполнения эксцентриковых и коленчатых валов. Характерной особенностью эксцентрикового вала является то, что его эксцентриковая шейка, как правило, имеет небольшое по отношению к диаметру, смещение в направлении параллельном оси вала, а диаметр и длина эксцентриковой шейки может существенно отличаться от аналогичных размеров опорных шеек вала. Конструкция эксцентрикового вала, показанного на Рис 1а, отличается консольным расположением эксцентриковой шейки относительно его опорных шеек, в результате чего ближняя опорная шейка, воспринимающая большую часть нагрузки, имеет больший диаметр, чем удаленная от эксцентриковой шейки опорная шейка вала. На Рис 1б показана наиболее часто встречающаяся конструкция эксцентрикового вала, у которого эксцентриковая шейка, расположена симметрично относительно опорных шеек и поскольку воспринимает максимальную нагрузку, имеет больший диаметр, чем опорные шейки. На Рис 1в показана конструкция двухэксцентрикового вала, эксцентриковая шейка которого также расположена симметрично между опорными шейками. Такая конструкция эксцентрикового вала имеет место при широком ползуне кривошипно-шатунного или рычажного механизма, приводимом в движение двумя шатунами. На Рис 1г показан коленчатый вал, конструкция которого принципиально отличается от конструкции эксцентрикового вала тем, что смещение его эксцентриковой (мотылевой) шейки, сопряженной с опорными шейками посредством щек, намного больше, чем у эксцентрикового вала, при этом, диаметр и длина мотылевой шейки незначительно отличается от аналогичных размеров опорных шеек вала.
В данном разделе полной версии статьи приведено 11 примеров
конструктивного исполнения коленчатых и эксцентриковых валов
В машинах и особенно в технологическом оборудовании для выполнения своих функций коленчатые и эксцентриковые валы могут оснащаться дополнительными конструктивными элементами, например, устройствами для регулирования величины эксцентриситета мотылевой шейки.
Рис. 17. Конструкция малогабаритного сборного кривошипа с устройством для
регулировки эксцентриситета кривошипного пальца.
На Рис 17 показана конструкция малогабаритного сборного кривошипа с устройством для регулировки эксцентриситета кривошипного пальца. Он содержит ведомый фланец 2 с кривошипным пальцем 9, зубчатым венцом 6 и конусной поверхностью 8, контактирующей с ответной конусной поверхностью 7 крышки 3, которая с помощью болтов 4 прижимает ведомый фланец 2 к ведущему фланцу 1, устанавливаемому на приводной вал кривошипно-шатунного механизма машины. Между ведущим фланцем 1 и крышкой 3 установлена шестерня 5, выполненная за одно целое с валиком, цапфы которого входят в соответствующие расточки фланца 1 и крышки 3, при этом зубья шестерни 5 находятся в постоянном контакте с зубчатым венцом 6 ведомого фланца 2. Фиксация взаимного положения ведущего фланца 1 и ведомого фланца 2 осуществляется затяжкой болтов 4, при которой конусные поверхности фланцев 7 и 8 плотно прижимаются друг к другу.
Для изменения эксцентриситета кривошипного пальца кривошипа сначала ослабляют затяжку болтов 4, а затем вращением шестерни 5, взаимодействующей с зубчатым венцом 6 ведомого фланца 2, поворачивают на требуемый угол ведомый фланец 2, в результате чего изменяется расстояние от оси ведущего фланца 1, установленного на приводном валу, до оси кривошипного пальца 9, т. е меняется эксцентриситет кривошипного пальца относительно оси кривошипа. Затем выполняется за-яжка болтов 4, фиксирующих при этом положение кривошипного пальца 9.
В данном разделе статьи приведено 10 примеров конструктивного исполнения коленчатых и эксцентриковых валов оснащенных
дополнительными устройствами
Для сообщения вращения кривошипному валу, являющемуся ведущим звеном большинства рычажных механизмов, на нем устанавливаются и жестко крепятся приводные шкивы (маховики) или зубчатые колеса, а также зубчатые колеса и звездочки для передачи движения различным вспомогательным механизмам технологического оборудования. Для крепления этих деталей на валах используются шпоночные и шлицевые и оригинальные соединения.
Шпоночные соединения. Подавляющее большинство соединений зубчатых колес, шкивов, рычагов дисков, втулок и прочих деталей, устанавливаемых на валы, выполняется именно с применением шпоночных соединений. Объясняется это простотой и технологичностью изготовления шпонок и шпоночных пазов на валу и в соединяемой детали, а также их сборки. Для крепления деталей на кривошипном валу используются следующие виды шпоночных соединений, ненапряженные:
– призматические шпоночные соединения,
– сегментные шпоночные соединения,
– илиндрические шпоночные соединения,
напряженные:
– клиновые шпоночные соединения,
– тангенциальные шпоночные соединения.
На Рис. 27 показано крепление зубчатого колеса на кривошипном валу посредством призматической шпонки и крепление маховика посредством комплекта клиновых шпонок. Подавляющее большинство соединений зубчатых колес, шкивов, рычагов, дисков, втулок и прочих деталей, устанавливаемых на валы, выполняется именно с применением призматических шпонок (см. Рис. 28).
Рис. 27. Крепление маховика и зубчатого колеса на кривошипном валу
В данном разделе полной версии статьи приведены примеры
конструктивного исполнения основных видов шпоночных
и шлицевых соединений, а также примеры оригинальных
соединений деталей с валами, на которых они установлены
В статье приведен пример назначения требований по точности
к коленчатому валу тяжело нагруженного
высокоскоростного оборудования
Рис 37 Требования по точности, предъявляемые к коленчатому валу
Полная версия статьи содержит 21 страницу текста и 37 рисунков
ЛИТЕРАТУРА
Игнатьев Н. П. Проектирование механизмов. Справочно – методическое пособие Азов 20156г
Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину.
