1.13 Сурет - Бір қосиінді екі тіректі баспақтың қосиінді-сырғақты механизмінің модификациясы

Иінді біліктерді буын мойындары арасында бекітілген бұлғақ мойындарымен (1.14, а- сурет), жəне бұлғақ мойындары жуандау болған кезде эксцентрикті біліктер (сурет 1.14, б) тəріздес орындайды. Соңдай ақ, қосиінді біліктер де болады, бұнда бұлғақ мойыны білікті жону арқылы алынады, оның диаметірі тірек мойынының диаметірімен бірдей. Біртіректі баспақтарда қолданылатың бұл біліктердің тіректері бұлғақтың біржағында ғана орналасады (1.14 сурет ). Кейбір суықтай көлемді қалыптауға арналған автоматтардың құрылымдарында мойыны жоқ иінді біліктерді қолданады (1.15 II сурет), бұларда бұлғақ мойынының шеңбері тірек мойынының шеңберін қиып өтеді. (егер біліктің жанынан қарасақ).

Қосиінді машиналардың f(d0) иінді біліктерінің өлшемдері көп жағдайларда қосиінді машиналардың өлшемдерінде анықтайды. Соңдықтан да, машинаның осы элементін құрылымдауға аса көңіл бөлу қажет. Машина жобалаудың негізгі теориясы болып осы машиналардың жəне олардың жеке механизмдеріне құрылымдық талдау жүргізу табылады. Мұндай талдау кезінде сəйкес механизмдерді бір топтаумен ғана шектелмей, ұйымдастырушы түсініктемесін құрастыру міндеттеледі. Түзілімнің, механизмнің, бөлшектің функционалды тағайындалуын жəне олардағы физикалық үрдістерді қарастыру негізінде, механизмді бағалайтын негізгі белгілер анықталады жəне сəйкес кесте құрылады.

Күш бойынша, қосиіннің бұрылу бұрышы бойынша, уақыт бойынша; сырғақ жүрісінің саны, қолданылған жүріс саны;автоматты немесе бірлік жүріс жұмыс; біліктің мойынтірек түрі – сырғанау немесе тербеліс; иінді білік мойынының беріліс арқылы жүргізілетін сырғақтың сыналасу жиілігі.

Бұдан басқа оның ішінде білік немесе ось материалы, оларды термо өңдеу, механикалық өңдеудің ерекшеліктері (беттің кедір-бұдырының көлемі), сонымен қатар эксплуатациялау сипаттамасы: бұйым позициясының саны, позициялар арасындағы ара-қашықтық ,сырғақ осіне қатысты жүктемелі күш көрсетілуі тиіс.

Қосиінді баспақтарда иінді біліктің тіректері, сонымен қатар бұлғақтың шетмойны сырғанау мойынтіректері түрінде жасалады. Сырғанау мойынтіректері диаметрі бойынша үдкенірек тіректер болып табылады. Олар өздерінің шамасына қарай өзгеретін күштерді жəне үлкен соққылы күштерді қабылдай алады (бөлінген үдкен шамалар жəне салыстырмалы үлкен жылдамдықты сырғанау).

1.14 Сурет – Біртұғырлы баспақтың қосиінді білігі

1 – эксцентрикті төлке; 2 – қосиінді білік; 3 – бұлғақ

Сырғанау мойынтіректерінің қатаңдықтары сəйкесінше шайқау мойынтіректердің қатаңдығынан үлкен болады. Баспақ мойынтіректері шектік үйкеліс режимінде жұмыс жасайды, ал сұйық майлағанда жартылай сұйық үйкеліс режимінде жұмыс жасайды. Қосиінді баспақтарда үйкелу кезіндегі жағалымды 1МН күшке дейін азайтуда шайқау мойынтіректерін қолдана бастайды.

1.15 Сурет – Біржақты сынатаспалы жетегі бар (тегершікпен), жақты (I) жəне жақсыз (II) бір қосиінді білік .

Бұлғақтың есептелуі

Қазіргі бұлғақтарды мына болаттардан жасайды40, 45, 45Г2,ал қозғалтқыштары жоғарыларынрz —18ХНМА, 18ХНВАжәне40ХНМАберіктік шегі мен аққыштық шегі жоғары болаттардан жасайды. Бұлғақтың құрылымы әртүрлі. Шатунға жаңа нысан берсекте, таңбасы өзгермелі жүктеме берсек ол аз салмақта болса да беріктігін сақтайды. Көп тараған бұлғақтың суреті 1 – серетте.

Үйкеліс күші азаю үшінголовкағатөлкелерді баспақтайды, алюминді-темірқоладан жасалғанБр. АЖ9-4қаттылықНВ 110немесеқалайы-мырышБр. ОЦ10-2қаттылықНВ 80—90,қолаБр. ОЦС4-4-2.5қаттылықНВ 65—75,қалайы-фосфорлы НВ 90—120 қола қаттылықпен.

Бұлғақ сырығы көбінесеқоставрдыңқимасын жасайды,сырғақтың беріктік бетінен бытыра жасайды,қалыптандырады,шыңдалады,жібереді кейде әрлейді.

Бұлғақтың төменгі бастиегін көбінесе ажырамалы етіп жасайды, 3-сурет.

Төменгі жарты бастиекті жоғарғы бұрандамаға немесе тірекке қосады: бір бұлғаққа 2÷4 бұрандама.

Рис. 38. Автотрактор қозғалтқышының бұлғағы

35Х, 40Х, 35ХМА, 37ХНЗА, 45Х, 4ХН. Кернеу жоғары болған кезде мына болаттарды қолданады 18ХНВА, 20ХНЗА, 40ХНМА.

Бұлғақтың төменгі бастиегіне ішпек қолданады, антифрикционды материала жасалған.Қазіргі таңда отандық машиналарда антифрикционды материалдың орнына қорытпа қолданады.

С0С6-6 (5—6% қалайы, 5—6% сурьмы, қалғаны—қорғасын) баббит, АСМ, Бр.СЗ0.

Жүрдекті дизельдеантифрикциондыматериалдың орнынақорғасыды қола қолданадыБр.СЗ0 (30%қорғасын)қаттылығыНВ 30немесеАСМ. Антифрикциондыматериалдың қалыңдық қабаты0,3÷0,7 мм.

Рис. 39. Автотрактор бұлғағының жоғарғы бастиегінің түрлері

Бұлғақтың жоғарғы бастиегінің үзілу күшінің инерциясы P_j = -mRω²(I + λ) және сырғанау күші Р_сж= Р_г + Р_{j пор.гр} = p_zF + [-m_пор.гр Rὠ²(I + +λ)] , (56)

Мұндағы m_пор.гр - піспек тобының массасы (піспек сақиналы және саусақты); R — қосиін радиусы.

Температалық керіліс (мм)

∆= dt^°_ш (ɷ) ∆_t = dt^°_ш = (α_вт – α_ш), (57)

Мұндағы d — бастиек бұлғағының ішкі диаметрі; t^°_ш ≈ 100—120°С — бұлғақ пен төлкенің қызу температурасы; α_вт = 1,8·10^—5— төлке материалының кеңейту сызығының коэффициенті, 1/град; α_ш = 1,0·10^—5 — бұлғақ материалының кеңейту сызығының коэффициенті, 1/град.

Суммарлы керілістен жоғарғы бастиекке дейін қысым пайда болуы (МПа)

Мұндағы D — бастиектің сыртқы диаметрі; µ = 0,3 — Пуассон коэффициенті; d_вт — бұлғақтың ішкі диаметрі; d — бастиектің ішкі диаметрі

Рис.3.Бұлғақтың төменгі бастиегі (созуға)

а — жазықтық ажырату және көлбеу бұрышының горизонталдығы >0°; б — жазық горизонталды ажырату және бұрандаманың бекіту қақпағы; в — әртүрлі жазықтықта бекіту қақпағын ажырату; д — бұлғақтың төменгі бастиектері V-құрылу қозғалтқышы бір осьтік бастиекте орналасуы; е — бұлғақтың төменгі бастиегі V-құрылу қозғалтқышы негізімен және бұлғақтың тіркелуімен

бастиек; Е_вт, Е_ш — төлке мен бұлғақ материалының серпімділік модулі;

E_вт= 1,15 · 10⁵МПа (қола),

E_ш= 2,1 · 10⁵МПа (болат).Кернеу(МПа),сыртқы бастиек беті.

σ^'_п = 2pd² / ( D² – d²), (59)

Ішкі бет бастиегінің кернеуі

σ^'_вп = p( D² + d²) / (( D² – d²), (60)

σ^'_п және σ^'_вп достигают 100 † 150 МПа

Үстіңгі бұлғақ бастиегінің үзілу күшінің инерциясы (сығылуға)

P_j = - mRὠ² (1 + λ) күшті есепке алмай-ак картердегі газ қысымы және цилиндрдегі сұйықтық.

Бұлғақтағы бастиектің радиалды қысымы бірқалыпты үлестірмелі жарты шеңбер қабылдайды

p' = P_{i пор.гр.} / (2r_ср)

мұндағы r_ср = (D_гол + d) / 4

Қисық теңдеу білеу кіші қисықтықты кернеумен есептейді. Принимают, что брус защемлен в местах перехода проушины в стержень, который не деформируется.

июші момент (H· м)және орташа күш(Н)сәйкесінше

М₁ = М₀ + N₀r_cp(1 – cosφ) – 0,5Р _{j пор.гр.}r_ср (1 – cosφ)

N₁ = N₀ cosφ + 0,5Р _{j пор.гр.} (1 – cosφ)

φ = 90^° бітеп тастау бұрышына дейін φ_зад , максималды мағына ≈ 130^°

М_{φ зад} = М₀ + N₀r_cp(1 – cosφ _зад) – 0,5Р _{j пор.гр.} (sinφ _зад – cosφ _зад)

N_{φ зад} = N₀ cosφ _зад) + 0,5Р _{j пор.гр.} (sinφ _зад – cosφ _зад)

момент және күш сәйкесінше

М₀ = Р _{j пор.гр}r_ср (0,00033 φ _зад – 0,0297)

N₀ = Р _{j пор.гр} (0,572 – 0,0008 φ _зад)

Бұл жердеφ _задградусқа салады.

Момент пен орташа күшті анықтап алғаннан кейін бұлғақты бастиек қимасының кернеуін сыртқы қабат созуға жібереді

Ішкі қабат:

мұндағы а_ш — бұлғақ бастиегінің ұзындығы; h — бастиек қабырғасының қалыңдығы; К — коэффициент:

К = Е_ш F_ш / (Е_ш F_ш + Е_вт F_вт)

Мұндағы Е_ш ,Е_вт,— бұлғақ пен бастиек материалының серпімділік модулі;

F_вт, F_ш — бұлғақтың бастиегі мен төлкенің қима алаңы.

Максималды кернеудің сырқы қабаттың бітеліп қалған жерінде болады. Кему кернеуі φ _зад 90° артық қабылдамайды, мұнда

σ_п = σ_вп = КР _{j пор.гр.} / (2a_шh)

Бұлғақ бастиегінің жоғарғы сығу күшінің кернеуін анықтаған кезде, тарату күші төменгі жағындағы бастиектің косинусиойдалығына әсер етеді. (Н):

P^' = 2P_rcosα / (π r_ср)

Июші момент және орташа күш сыртқы бөлімге сәйкесінші:

N₀ және М₀ мағынасын 4 суреттен білуге болады.

Кернеу көбінесе сығу күші болғанда, бастиектен сырыққа өткенде болады. Минималды беріктік қорының сыртқы қабаты көбінесе бастиектен сырыққа өткенде пайда болады.

Максималды және минималды кернеу циклы:

σ_max = σ^'_п + σ_pм ; σ_min = σ_сж.п

Беріктік қоры

мұндағы s_-1p — созу кезіндегі симметриялық циклдың төзімділік шегі; көміртекті болаттар үшін s_-1p =180÷250 МПа, легірленген болаттар үшін s_-1p = 340÷380 МПа; s_p.н — сыртқы қабаттың созу күшінің кернеуі σ^'_п — баспақпен төлке керілгендегі бұлғақты бастиектің сыртқы бетінің кернеуі; s_сж.н — сыртқы қабат сығуының кернеуі; εⁿ_σ = 0,7÷1,0 — шекті қажу өңдеуінің таза әсер ететін коэффициенті; εⁿ_σ = 1 сәйкестік әрлеудің устіңгі қабатын есептеген кезде εⁿ_σ = 0,9 таза өңделген механикалық бөлшек; a_s = 0,2 — тәуелді коэффициент материалының сипаттамасы.

Поршенді бастиектің беріктік қоры n_s = = 2,5÷5,0.

Бұлғақ сырығы жұмыс кезінде инерция күшімен керіледі және газ қысымының сығылу күшімен.

Күш (Н), бұлғақ сырығының сығуы,

P_г = p_zF_пор + P_j

мұндағы F_пор — піспек ауданы; р_z — цилиндрдегі максималды газ қысымы.

Инерция күші (Н), бұлғақ сырығының сығуы,

М₀ және N₀

P_j = - (m_пор.гр + m_ш)Rὠ²(I + λ)

мұндағы m_{пор гр}. — піспек массасы, саусақ, саусақ жиынтығы, кг; т_ш — бұлғықтың масса бөлімі, есептік қима үшін, кг.

Есептегенде шартты кернеуді анықтап алады, жазықтық шайқалу Ренкин формуласы бойынша:

жазықтыққа, перпендикулярлы жазықтық шайқалуға,

мұндағы s_в — бұлғақтық төзімділік материалы; l_ш , l₁ — бұлғақты элементтің ұзындығы (рис. 38); J_x, J_У — қима сырығының есептің инерция моменті х и у осьімен; f_ш.ср — бұлғақты есептік қиманың ауданы.

мағына σ_сж / (π²E_ш) = 0,0002 † 0,0005

Кернеу s_x және s_y жетеді 160÷400 МПа; бұлғақ үшін, легірленген болаттардан жасалған, — 200÷400 МПа.

Созулы кернеуі

σ_сж = Р_j / £ _ш.ср

Мына мағына s_x , s_y и s_ср айнымалы мөлшеріне және таңбасына, амплитуда және орташа кернеу циклы былай болады

Кернеу анықталғандаs_а жәнеs_сркернеуs_рминус таңбасымен қойылады.

Бұлғақтағы сырықтың беріктік қорып_х жәнеп_у осы формуламен анықтайды

n = σ_-1p/( σ_a/εⁿ + α_σσ_cp)

Автомобиль қозғалтқышы бұлғағының беріктік қоры n = 2÷2,5, тракторлар үшін n = 2,5÷3,0.

Қысқа бұлғақты зерттеу бойынша, бойлық иілуде кернеу аз, сондықтан кернеу күші сығу бұлғағына түседі,

σ_сж = Р_г / £_ср

Бұл жағдайда суммарлымен салыстырғанда 10—15% аз, (75) және (76) есептегенге қарағанда.

Бұлғақты бастиектің төменгі есептелуі, сол үшін ажырамалы қылады, сводится к расчету нижней отъемной крышки и болтов.

Инерция күшінің әсерінен төменгі қақпақ иіледі

Р^'_j = -[(m_{пор.гр +} m_ш) (I + λ) + (m_{ш.вр +} m_кр)] Rὠ²

мұндағы m_пор.гр — піспек тобының массасы; т_ш — бұлғақтың бір бөлігінің массасы, ілгері кейінді қозғалыс жасайды; т_ш.вр — бұлғақтың бір бөлігінің массасы, айналу қозғалысын береді; R — қосиін радиусы; ω — иінді біліктің бұрыштық жылдамдығы.

Күштің әсерінен болатын қысым P^'_j косинусойдалық заңға бағынады

Р^' = 4 Р^'_j cosα / (πc)

Қақпақ материалының кернеуін анықтайтын формула

Қазіргі заманғы машиналардың қозғалтқышында ішпек бұлғағының мойынтірегі жұқа болады J_вк /J_кр

σ = Р^'_j (0,023c/W_σ+0,4 F^'_kp )

Мұндағы J_вк — ішпектің момент инерциясы; J_кр — қақпақтың момент инерциясы; с — бұлғақ бұрандамасының осьімен ара қашықтығы; W_σ — қақпақтың иілу кедергісінің моменті: W_σ=bh²/6 (b — мойынтіректік ұзындығы; h — қақпақ мойынтірегінің қалыңдығы); F'_кр — қақпақ қимасының аумағы; F^'_kp = F_kp + F_вк. F_вк — ішпек қимасының аумағы.

Бұлғақ қақпағының шекті кернеуі σ = 100÷300 МПа.

Тығыздық түйіні қамтамасыз етеді P_пр > Р^'_j, мұндағы Р_пр—алғашқы күш; Р^'_j = P_j/z — инерция күші, бір бұрандамағы келеді; z — бұрандама саны.

Есептелу күші,

Р_рас = Р_пр + ХР^'_j

мұндағы Р_пр = 2÷3 Р^'_j — тәжірибедегі алғашқы күш; χ=0,15÷0,25— инерция күшінің салмақ коэффициенті:

Х = К_ш / (К_б + К_ш)

К_ш — бұлғақ икемділігі

К_ш = I / (E_шF_ш)

К_б — бұлғақты бұрандаманың икемділігі:

К_б = I / (E_бF_{б min})

l — бұрандаманың бірқалыпты ұзындығы; Е_ш, Е_б— бұлғақтың және бұрандама материалының серпімділік модулі; F_{б min,} F_ш — бұранданың қимасы.

Бұранданың ішкі диаметрі

n = σ_r / [σ_a(K_σ/ε_σ) + α_σσ_cp]

мұндағы σ_a = (σ_max - σ_min)/2 — кернеу амплитудасы; σ_cp = (σ_max + σ_min)/2

— кернеудің орташа мәні; К_σ — кернеудің шоғырлану коэффициенті; метрикалық бұранда бұрандама үшін, мына болаттардан жасалады 20, 30, қабылдайды К_σ =3÷4; бұрандама үшін, жетілдірілген болаттардан 38Х, 40Х, 40ХН және т.б., К_σ = 5÷6; e_σ= 0,9— коэффициенті, технологиялық факторлар үшін; a_σ = 0,2 — коэффициенті, материалдың сипаттамасына байланысты.

Бұрандаманы минималды және максималды кернеуі:

σ_min = P_пp / F_{б min} ; σ_max = P_pас / F_{б min}

Бұлғақты бұрандаманың беріктік қоры екіден кем болмауы тиіс.