Базовая конструкция любой машины состоит из двух групп основных элементов:
-металлоконструкций (рамы, станины, башни, кузова и т.п.)
-механизмов (подъёма, поворота, передвижения, и т.п.) [1]
В данной статье мы будем рассматривають вопросы проектирования и конструирования механических приводов. Конструкции гидравлических приводов , тормозных устройств , промежуточных передач , в основном тяговых цепей , гусеничных и колёсных движителей и т.п. , а также рабочих органов машин – ковшей , лент , грузозахватывающих устройств , кузовов и т.п. , являются предметом изучения в специальных курсах (подъёмно – транспортные , автомобили и тракторы , землеройные машины , строительные машины и др.). Механический привод является энергосиловой установкой всей машины. Он состоит из источника механической энергии (двигателя) и её потребителя (исполнительного органа). Между ними устанавливаются механические передачи, которые не только передают энергию, но и изменяют скоростные и силовые параметры движения. Связь между элементами передач осуществляется соединительными муфтами, которые зачастую выполняют также и предохранительные функции, предотвращают поломки дорогостоящих деталей из-за возможных перегрузок. Все перечисленные элементы, либо устанавливаются на индивидуальной сварной раме или литой станине, которые закрепляются на строительном фундаменте анкерными болтами, либо устанавливаются на основную металлоконструкцию самой машины. Иногда все элементы или их часть размещаются, непосредственно, на металлоконструкциях машины без промежуточных рамных элементов [2].
Источниками энергии служат либо двигатели, в которых электрическая (электродвигатели) или тепловая (двигатели внутреннего сгорания) энергия превращается в механическую энергию вращения вала (ротора) двигателя, либо люди, чья мускульная сила также превращается в механическую энергию движения органов ручных механизмов (лебёдок, подъёмников, талей и др.).
Исполнительными органами являются приводные валы с установленными на них барабанами для лент и канатов, звездочками для тяговых цепей, канатоведущими шкивами, приводными колёсами механизмов передвижения, поворотными платформами опорно – поворотных устройств и др [3].
В качестве механических передач используются либо открытые зубчатые, ремённые и цепные передачи, либо закрытые в виде червячных, зубчатых или комбинированных редукторов. Входные и выходные валы этих устройств соединяются между собой, чаще всего, либо упругими, либо кулачковыми, зубчатыми или фрикционными муфтами. Наиболее распространены муфты упругие втулочно – пальцевые (МУВП), которые просты по конструкции, дёшевы в изготовлении и надёжны в эксплуатации, и могут выполнять предохранительные функции при кратковременных перегрузках, а также компенсировать осевые, радиальные и угловые смещения концов валов, возникающие вследствие неточности изготовления и монтажа передач, а также не равномерности их нагружения по технологическим и эксплуатационным причинам [4].
Приводы могут быть скоростными (ускоряющими) когда исполнительный орган движется быстрее вала двигателя, например: приводы шпинделей высокооборотных металлообрабатывающих станков, и силовыми (замедляющими), когда исполнительный орган движется медленней вала двигателя. Силовой тип приводов широко используется в строительных и транспортных машинах, а также в заводском технологическом оборудовании по производству строительных материалов и изделий. В силовых приводах усилия на исполнительном органе (тяговые усилия) во много раз превышают таковые на валу двигателей. У таких приводов, говоря сленговым языком, “ двигатели быстрые, но слабые ”, а исполнительные органы “ медленные, но сильные ”. Во сколько раз эти характеристики отличаются друг от друга показывает общее передаточное число приводов Uобщ. Необходимость применение приводов в машинах объясняется следующими причинами:
- Требуемые скорости и усилия на исполнительных органах привода и рабочих
органах машины не совпадают со скоростями и усилиями на валах двигателей.
Например при частоте вращения коленчатого вала двигателя автомобиля равной
3000 мин.(-1) ведущее ходовое колесо при включенной передаче будет делать
всего около 75 мин.(-1), но вращающий момент на колесе (а следовательно и
тяговое усилие на нём) будет приблизительно (без учёта к.п.д. трансмиссии) в
40 раз больше чем на коленчатом валу.
2. Двигатели выполняются для создания вращательного движения, в то время как
рабочих органов машины может быть поступательным, качательным, с другими
траекториями движения, например движение крюка крана по траектории
пространственного характера, ковша экскаватора с прямой лопатой, цепи со
сложным качанием дробилке и др.
- Нередко от одного двигателя приводится в действие несколько приводов
различных механизмов. Например, у автомобильного крана от двигателя
внутреннего сгорания базовой машины могут работать в различных сочетаниях
приводы механизмов подъёма груза, изменения вылета и длины стрелы,
поворота и передвижения крана.
При проектировании и конструировании механических приводов разработчиками используются следующие основные группы параметров: геометрические, кинематические (скоростные), энергетические (силовые) и экономические. Ниже приводятся основные параметры в каждой группе, которые обязательно учитываются на ранних стадиях технологических и конструкторских расчетов.
- Основные геометрические параметры (линейные размеры)
- габариты размеры привода в сборе
- габаритные размеры каждой сборочной единицы (двигателя, редуктора,
открытой передач исполнительного органа, соединительной муфты)
- межосевые расстояния между сборочными единицами привода и между
отдельными передачами в каждой сборочной единице
- размеры, определяющие положение в пространстве осей вращении приводного
вала и других валов привода [5,.6]
- расчетные диаметры окружностей деталей вращения (делительные окружности
зубчатых и червячных колес, тяговых и приводных звездочек, диаметры
шкивов и барабанов ходовых колес и т.п.)
- установочные размеры, определяющие положение сборочных единиц привода
на раме, станине и др. металлоконструкциях.
- присоединительные размеры, определяющие взаимное положение отдельных
сборочных единиц относительно друг друга [7]
- монтажные размеры определяющие характер соединений между отдельными
деталями в узлах конструкций сборочных единиц
линейные размеры проставляются в миллиметрах на чертежах общего вида
привода и рабочих чертежах отдельных деталей
некоторые линейные размеры необходимые в расчётах указываются на
кинематических схемах приводов и механизмов
Библиографический список
- Сёмов, И.Н. Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров дискового высевающего аппарата с подпружиненным выталкивателем семян сахарной свеклы [текст]: дисс. … канд. техн. наук: 05.20.01: защищена 15.06.2007 утв. 02.11.2007 / Сёмов Иван Николаевич. – Пенза, 2007 – 130 с.
- Оптимизация устройства агрегации микрометрических тел с встречновращающимися лентами Мёбиуса: монография / А.В. Яшин, В.С. Парфенов, В.Н. Стригин, И.Н. Сёмов.– Пенза: ПГУАС, 2014 – 164 с.
- Кухарев, О.Н. Результаты исследований барабанного дражиратора / О.Н Кухарев, И.Н. Сёмов, А.М. Чирков // Нива Поволжья . – 2010. – №1 – С. 54-57.
- Кухарев, О.Н. Эффективность применения барабанного дражиратора с вращающимся дном / О.Н Кухарев, И.Н. Сёмов, А.М. Чирков // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. –№ 9. – С. 34-36.
- Кухарев, О.Н. Лабораторные исследования дискового шлифовального устройства [текст] / О.Н. Кухарев, Г.Е. Гришин, И.Н. Сёмов, И.А. Старостин // Нива Поволжья. 2014. – № 3. – С. 67-72.
- Проблемы и перспективы развития агропромышленного производства: монография [текст] / Под общ. ред. Л.Б. Винничек, А.А. Галиуллина .– Пенза: РИО ПГСХА, 2014. – 220с.
- Сёмов, И. Н. Высевающий аппарат для семян сахарной свеклы / И.Н. Сёмов, Н.П. Ларюшин // «Сахарная свекла». – №8. – 2006. – С. 32-33.