WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

где Gr,еf, Н, Y,Х –углы перекоса элементов от радиальногозазора, упругого прогиба шипа, упругихконтактных деформаций элементовсоединения «шип – ролик – стакан», изгиба и скручиванияпроушины вилки, рад (рисунок8).

а – от радиальногозазора; б– отупругого прогиба шипа; в – от упругихконтактных деформаций элементовсоединения «шип – ролик – стакан»; г –от упругого изгиба проушины вилки; д – при«опрокидовании» подшипника; е – при«самоустановке» подшипника

Рисунок 8 – Графическая иллюстрация перекосаэлементов ПУ КШ

Угол перекоса отрадиального зазора Gr в ПУ определяем поформуле

, (23)

где GrСр,Gr1, Gr2 – среднее иначальные значения радиального зазора в ПУКШ, м; R=Н/2–расстояние от торца шипа до центракрестовины Н, м.

Угол перекоса оси шиповкрестовины еf определяем позависимости

, (24)

где Fr–радиальная сила ПУ, Н; L – разность длинышипа и половины длины ролика, м; Е – модуль упругости,МПа; I – момент инерциисечения шипа, м4.

Угол перекоса Носей элементов ПУ от упругих контактныхдеформаций элементов Нсоединения «шип – ролик – стакан» равен

. (25)

Для определенияпрогиба проушины Y карданной вилки,определяющего угол перекоса оси стаканаY, принимаем расчетную схему брусапеременной жесткости, нагруженногорадиальной силой Fr. Тогда уголперекоса Y оси стаканаопределяем по геометрическойформуле

, (26)

где L1,L2 –длина участков проушины вилки с отверстиеми без, м; IZ1, IZ2– осевоймомент инерции сечений проушины, м4.

Угол перекоса Хоси стакана подшипника в результатескручивания проушины вилки, в виде брусапеременной жесткости, определяем поформуле

, (27)

где а – плечо радиальнойсилы, создающей крутящий момент, м; IК1,IК2 –момент инерции кручения сечений проушины,м4; G – модуль сдвига,МПа.

Итоговое выражение угла перекоса, рад, осей шипа иподшипника имеет вид

.(28)

Расчет выполняем напримере КШ VII типоразмера с подшипниками№804707К4С10 для стендового иэксплуатационного режимов нагружения ПУ,расположенных в двух вилках — серийной и опытнойпо RU 2106548.

Наибольшее влияние наобщий угол перекоса элементов ПУ оказываютдеформация кручения проушин вилок ирадиальный зазор в ПУ. Угол перекоса осейПУ опытной вилки по сравнению с серийнойуменьшается в 5,0…7,4 раз.

С учетомгеометрической связи угла перекоса с упругимиконтактными деформациями Нэффективную длину контакта LWэф вПУ определяем как

. (29)

По принятымисходным данным получаем: 1) длясерийной вилки при эксплуатационномрежиме нагружения LWэф=1,39 мм, при стендовом – LWэф=1,81 мм; 2) для опытной вилки приэксплуатационном режиме нагружения – LWэф=10,3 мм, пристендовом –LWэф=9,04 мм.Следовательно, динамическая грузоподъемностьреальных ПУс радиальным зазором зависит от параметраLWэф

. (30)

В этом случаединамическая грузоподъемность опытных ПУв 2,3…17 раз больше серийных ПУ. Доведениевеличины динамической грузоподъемности ПУдо потенциальной возможно при реализацииполного линейного контакта.

Для устраненияперекоса в ПУ путем реализации линейногоконтакта ихэлементов,предложен КШ RU 2106548 (рисунок 9), который содержитвилки 1, 2 икрестовину3; вилки 1 и 2 имеютфланцы 4 и 5, к которым посредством гаек 6 крепятся проушины 7 и8; каждый шип9 крестовины 3 установлен в проушинах 7 и 8посредством подшипника сроликами10 в стакане11. Наличие оси поворота проушин вилкиобеспечивает более равномерное распределениенагрузки в ПУ.

С целью повышенияремонтопригодности предложен КШ RU2075878 (рисунок 10), который содержит вилки 1 и 2, крестовину 6 иигольчатые подшипники 5; проушины 3 и 4 вилок 1 и 2 выполненыразборными,а их полости в сечении плоскостью,перпендикулярной оси отверстий, имеютформу выпуклого правильногомногоугольника с четным числомсторон;наружная поверхность стакана сопряжена с полостямипроушин. Наличие разборных проушинпозволяет повысить долговечность КШ засчет поворота подшипника относительно осишипа на угол, определяемый формой полости проушин,без нарушения приработки ПУ. Это позволяет приопределенной наработкепровести полную заменурабочих поверхностей ПУ путем поворота крестовины в сбореотносительно ее центра на 90° без разборки.

Рисунок 9– Схема КШ RU2106548

Рисунок10 – Схема КШRU 2075878

С целью повышениенадежности КП мероприятиями ТОР предложенспособзаменырабочих поверхностей соединений «шипкрестовины — игольчатый подшипник» (RU 2234008). Способ включает разборку, очистку, промывку изаправкусмазкой ПУ,установку крестовины с поворотом на 90° пооси ее вращения относительно вилок, а также повороткаждого игольчатого подшипника на 180°относительно шипа крестовины. Поворотупомянутых элементов ПУосуществляют при наработке0,8…0,9 от расчетной, перед этим длявосстановления радиального зазора всоединениях КШ выполняют восстановлениеизношенной части рабочихповерхностей ПУдо номинального размера(рисунок 11), любым способомнанесенияслоя металла. Восстановлениетолько изношенной части рабочей поверхности элементовприводит к снижению затраттруда иматериальных ресурсов.

1 – шип крестовины; 2– подшипник;А – зонаизнашивания подшипника; Б – зона изнашиванияшипа; I-I –плоскость действия силы Fr;II-II –плоскость начального зазора

1 – крестовина; 2– шип; 3– втулка; 4–игольчатые ролики; 5 – корпусподшипника; 6, 7 – отверстия; 8 – уплотнение; 9– крышка; 10– винт; 11, 12–вилки

Рисунок11 – Схемаизнашивания ПУ

Рисунок12 – Схема КШRU 2232309

С целью повышенияэффективности мероприятий ТОР предложенКШ (рисунок 12) и способ его ТО (RU 2232309). Втулкашипа крестовины КШ выполнена в видестакана и установлена основанием вверх, при этом в основаниикорпуса подшипника и втулки выполненыцентральные соосные отверстия в видеправильного выпуклогомногоугольника.

Способ ТО КШ включаетчастичную разборку КШ, замену изношенныхповерхностей на неизношенныепроводят дифференцированно для ПУ путемповоротаподшипника и втулки посредством соосныхотверстий в их основаниях.

Выполним обоснование иподбор отклонений размеров и натяговNmin и Nmax в соединении «шипкрестовины —втулка» (рисунок 13) по условию

,. (31)

ТП – момент поворотавтулки на шипе, Н·м; RП – усилие сборкисоединения, Н; p –удельное давление на контактныхповерхностях соединения, Н/м2; l – длина контактаповерхностей соединения, м; d1,dнс, d2 – внутреннийдиаметр шипа, номинальный диаметрсоединения и наружный диаметр втулки, м;D1, D2 – диаметрысрединных поверхностей деталей, м

Рисунок 13 — Схема соединения «шип — втулка»

Величину минимальногодопустимого натяга определяем поформуле

, (32)

где N’min – наименьшийрасчетный натяг, м; Ш – поправка насмятие контактных поверхностей, м; t–температурная поправка, учитывающаяразличие температур деталей и сборки, м;С1, С2–коэффициенты Лямэ; f –коэффициент трения; Е –модуль упругости, МПа; – коэффициентсмятия шероховатости поверхности; RaD,Rad –параметры шероховатости поверхностей, м;t –коэффициент линейного температурногорасширения, град-1; td=td-20°C, tD=tD-20°C– изменениерабочей температуры td шипа и стаканаtD подшипника по сравнению сусловиями сборки, град.

Величину максимальногодопустимого натяга определяем поформуле

,(33)

где N’max – наибольшийрасчетный натяг, м; У1 – предел текучестишипа, МПа.

Необходимое усилие присборке соединения RП, Н, равно

, (34)

где fП=(1,15…1,20)f –коэффициент трения при сборке.

Момент, необходимый дляповорота втулки на шипе, равен

, (35)

где Nmin–минимальный натяг в соединении, м.

Толщина тонкостеннойвтулки определяется из условияпрочности

, (36)

где – толщина стенкивтулки, м; p=pmax – удельноевнутренне давление в соединении, Н/м2; [] – допускаемоенапряжение, МПа.

Изменение наружногодиаметра втулки после посадки 2, м,равно

. (37)

При подборе посадокмаксимальный момент поворота втулки принимаем неболее 50 Н·м,тогда для диаметрасоединения 18,5…20,0 мм максимальный натягдолжен бытьне более 26 мкм.

В результате расчетовна примере КШ с подшипниками № 804704установлено, что для диаметра соединения18,05…20,0 мм при толщине втулки 1,00…1,75 мм инатяге 0…26 мкм усилие напрессовкисоставляет 900…1200 Н, момент поворота втулки– 45…50 Н·м, аувеличение ее диаметра после напрессовки– 0,84…12 мкм.Проверка устойчивости охватываемой иустанавливаемойдеталей показывает, чтопри данныхсоотношениях размеров деталей соединения «шипкрестовины – втулка», максимальный натяг,полученный из условия прочности втулки,принимаем вкачестве окончательного.

4 Методыэкспериментальной оценки надежностикарданных передач

Оценку технического состояния КШ проводили по параметрам износа рабочихповерхностей шипов крестовин, подшипников и роликов. Для контроляразмеров шипов крестовинприменяли микрометры МК 0-25 ГОСТ6507-90 и МК 75-100ГОСТ 6507-90, подшипников —приспособление синдикатором часового типа ИЧ МН–10 ГОСТ 577–68для измерениярадиального зазора на эталонномшипе,комплекта роликов применялилабораторные весы ВЛКТ - 500 – М ГОСТ19491-74.

Оптико-поляризационные исследования проводили на прозрачныхмоделях соединения «шипкрестовины — подшипник», при различных вариантахнагружения,в зоне контакта шипа и наиболеенагруженного ролика, на оптической установке VEB-300.В установке размещали нагрузочноеприспособление с моделями, производили нагружение дополучения четкого изображенияинтерференционной картины (линийизохром) и фиксировали интерференционную картину.

Объектом статическихиспытаний с информационным элементомявлялся КШ VII типоразмера с подшипниками №804707К4С10 с серийной и опытной (RU 2106548)вилками. Методика статических испытанийзаключалась в следующем: в промытыеподшипники вкладывали металлическиеполоски по ГОСТ 2284-79 в виде цилиндра,подшипники устанавливали напрошлифованные шипы крестовины и измерялирадиальный зазор в ПУ, собранный шарнирустанавливали в силовой контур стенда инагружали крутящим моментом с временнойвыдержкой, после разгрузки шарнирдемонтировали и извлекали из ПУметаллические полоски с «информацией»—отпечатками. Далее с применениеммикроскопа МПБ-2 определяли средниезначения максимальной длины отпечатковигольчатых роликов в зоне наиболеенагруженного ролика и суммарной длиныотпечатков роликов в каждом ПУ.

Объектом статическихисследований работоспособностисоединения «шип крестовины — втулка» являлся КШIV типоразмера с подшипниками № 804704 икрестовиной с втулками (RU 2232309).Экспериментальное определение усилиянапрессовки втулки на шип крестовины присборке соединения проводили на машинеР–5, а моментаповорота втулки на шипе использовалимашину КМ–50–1. Впроцессе испытаний фиксировали усилиенапрессовки и перемещение втулки, крутящиймомент и угол закручивания, а такжедиаграммы процессов.

На основаниирасчетного иэкспериментально-статистического методовустановлены значения режимов нагруженияКШ VII типоразмера, применяемых в МТ КСК-100А,К-700А+ПРТ-16М, Т-150К, КамАЗ-53212 и др., и IVтипоразмера, применяемых в МТ ГАЗ-53А,МТЗ-82+РОУ-6 и др. Анализ уровней нагруженияКШ позволил принять следующие значениярежимов стендовых испытаний: 1) для VIIтипоразмера —TКШ=2,0 кН·м, n=1000 мин-1, г=10,5±1,5°, в=±1,5°, =1 Гц; 2) для IV типоразмера — TКШ=600Н·м, n=1000мин-1, =9°. Принятые режимынаиболее близки к режимам граничныхиспытаний.

Продолжительностьресурсных стендовых испытаний по критериюконтактной усталости определяем наосновании математической модели (10).

Для проведениястендовых ресурсных испытаний шарниров КПиспользуем модернизированный стенд(рисунок 14), который содержит станину 1,электродвигатель 2, упругую муфту 3,неподвижную опору 4 и вал 5, ведущую вилку-фланец 6, крестовину 7 сигольчатыми подшипниками и ведомую вилку-фланец8, кольцевуюкрестовину 9 с игольчатыми подшипниками,ведущую 10 и ведомую 11 вилки,полый торсионный вал 12, с тензометрическим звеном,рычаги 13 ирезьбовыестяжки 14 супругими элементами,вертикальную 15 и горизонтальную 16 рамкис указателями угла излома, шлицевой вал 17 иопору 18, кривошипно-шатунный механизм 19,редуктор 20 имотор-редуктор 21.

Общий вид стендапредставлен на рисунке 15.

Рисунок 14– Схемастенда

Рисунок 15– Общий видстенда

Дляиспытаний КП разработанстенд (рисунок 16) стехнологическойпередачей ввиде зубчатого редуктора(RU 2134412,RU2205377). Стендсодержит электродвигатель 1, упругую муфту 2, вал3 в опоре 4, коническое колесо 5, жесткозакрепленное на валу 3 и входящее взацепление с коническим колесом 6,нагружающуюмуфту 7, которая соединена с коническим колесом6 и валом 8,испытываемую КП 9, соединенную с зубчатымколесом 5 и валом 8 (рисунок 17).

Рисунок16 – Схема стенда для испытанияКП

Рисунок17 – Общийвид стенда

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»