Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

НОВОЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.Е.ГРИЦЕНКО, Н.В.БАБЕНКО, А.С.БЛАГОВЕСТНЫЙ

КОМПОНОВКА ПРИВОДОВ МАШИН И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ РАМ

учебное пособие

 

 

Новочеркасск 1994

 

ББК 34.41

Г 85

УДК 62-34/-38+62.21.001.66(075.8)

Рецензенты: д-р техн.наук В.Т.Логинов

канд . техн.наук Б.Г.Гасанов

 

Гриценко В.Е., Бабец Н.В., Благовестный А.С.

Г.85. Компоновка приводов машин и конструирование сварных рам:

Учеб.пособие. Новочеркасск:Новочерк.гос.техн.ун-т., 1994. 56с

ISBN 5-230-11480-0

 

Рассмотрены основные принципы размещения сборочных единиц приводов машин на раме с учётом их массы и стоимости. Приведены рациональные конструкции сварных рам, методы их сварки и последующей обработки.

Пособие предназначено для студентов механических специальностей всех форм обучения, выполняющих курсовые проекты по основам конструирования и деталям машин. Оно может быть использовано также при выполнении дипломных проектов по строительным, дорожным и подъемно-транспортным машинам

Г Без объявл. УДК 62-34/-38+62.21.001.66(075.8)

 

Владимир Ефимович Гриценко

Николай Васильевич Бабец

Александр Сергеевич Благовестный

 

 

КОМПОНОВКА ПРИВОДОВ МАШИН И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ РАМ

Учебное пособие

 

_________________________________________________________________________

Редактор Н.А.Юшко

Техн.редактор Ж.В.Паршина

_________________________________________________________________________

ЛР № 020417.12.02.93г.Подписано в печать 8.04.94г.

Формат60х84 1/16. Бумага оберточная. Печать плоская ( ротапринт)

Усл.п.л.3.25.Уч.изд.л.3,5. Усл.кр.-отт.3,37. Тираж450. Заказ

С 41.

_________________________________________________________________________

Новочеркасский государственный технический университет

Типография Новочеркасского государственного технического университета

Адрес университета и типографии:

346400, г.Новочеркасск, ул.Просвещения. 132

 

 

ISBN 5-230-11480-0 © Новочеркасский государственный технический университет, 1994

© Гриценко В.Е.,1994

© Бабец Н.В.,1994

© Благовестный А.С., 1994

 

I. КОМПОНОВКА ПРИВОДА

 

Под компоновкой понимают размещение в пространстве сбо­рочных единиц, входящих в проектируемое изделие. От того, нас­колько удачно решены вопросы компоновки, зависят габарита из­делия, удобство его эксплуатации, внешний вид, а зачастую, и его производительность. Задача конструктора - критически оце­нить достоинства и недостатки каждого варианта и выбрать опти­мальный для конкретных условий эксплуатации, уделяя внимание требованиям техники безопасности, удобству работы, обслужива­ния и ремонта, а также требованиям технической эстетики. Наи­более наглядно и быстро компоновка получается при использова­нии макетов входящих в привод сборочных единиц, выполненных в натуральную величину. В последние годы при разработке компо­новки все шире применяется компьютерная техника. В курсовом проекте обычно компоновочный чертеж выполняется с соблюдением правил инженерной графики на чертежной бумаге, в том числе миллиметровой.

Итак, компоновку привода выполняют для выбора положения двигателя, редуктора, дополнительных передач и других сбороч­ных единиц на раме или корпусной детали проектируемого уст­ройства. Одновременно уточняют габариты изделия и проверяют правильность выбора материалов для изготовления отдельных деталей, уточняют массу сборочных единиц.

Необходимо помнить, что при сборке или ремонте отдельных сборочных единиц они должны устанавливаться на предназначен­ные для них места без дополнительных пригоночных операций и без демонтажа окружающих деталей. Вращающиеся части должны быть закрыты кожухами, ограждениями, которые могут затруднить доступ к указателю уровня масла, маслосливным пробкам и другим деталям. При установке двигателя и редуктора на обшей раме и соединении их валов муфтой, желательно, чтобы высота. h1 от плоскости опорной поверхности двигателя до оси вала бы­ла бы равна расстоянию h2 от плоскости опоры редуктора до оси его входного вала (рис.1.1), тогда конструкция рамы получается более простой. Чаще всего на раме устанавливают двигатель и редуктор, остальные элементы размещают на корпусе приводимого устройства

Рис. 1.1

 

При конструировании необходимо стремиться к получению наименьших габаритных размеров и массы сборочных единиц, за исключением тех случаев, когда эти размеры определяются условиями технологического процесса (например, размеры прессов для изготовления крупных кузовных деталей автомобилей) или другими требованиями (необходимостью получения достаточного сцепного веса тепловоза, электровоза, некоторых типов дорож­но-строительных машин и т.п.).

Определение основных размеров проектируемого изделия поз­воляет более объективно оценить правильность выбранных конст­руктивных решений, расход материалов, занимаемую площадь в помещении. В настоящее время для оценки совершенства конструк­ций пользуются удельными показателями, получаемыми делением абсолютной величины выбранного частного показателя на базовый. Например, к таким показателям относится масса или вес изделия, приходящаяся на единицу крутящего момента, отношение расстоя­ния между валами к крутящему моменту на тихоходном валу к др. Так, для транспортных машин чаще всего значение отношения мас­сы редуктора к крутящему моменту лежит в пределах 0,14 - 0,20 кг/Н·м, для редукторов в общем машиностроении при непре­рывном режиме работы этот показатель находится в пределах 0,05...0,2 кг/Н·м. На величину указанного показателя определен­ное влияние оказывает передаточное отношение редуктора и допус­каемые контактные напряжения. Расчеты показывают, что уменьше­ние межосевого расстояния на 20% приводит к снижению массы зуб­чатых колос в два раза, а увеличение межосевого расстояния на 20% по отношению к номинальной величине увеличивает массу зуб­чатых колес более чем в 1,7 раза. Изменения межосевого рассто­яния в нужную сторону добиваются соответствующим выбором мате­риалов дли изготовления зубчатых колес и применением различных видев упрочнения (закалки, азотирования и т.п.). Известно так­же, что увеличение допускаемого контактного напряжения в 1,5 раза приводит к уменьшению межосевого расстояния на 20%, т.е. к снижению массы зубчатых колес более чем в два раза, умень­шение же допускаемых напряжении на 40% по сравнению с номиналь­ным значением приводит к увеличению межосевого расстояния в 1,4 раза и к увеличению массы зубчатых колес примерно в три раза. Учитывая большое влияние указанных параметров на массу и стои­мость изделий обычно проводят несколько вариантов расчетов, до­биваясь получения оптимального результата. Если при выполнении курсового проекта межосевое расстояние каждой ступени получа­ется более 350 мм, рекомендуется изменить вид термической или химико-термической обработки материалов шестерни и зубчатого колеса, либо перейти на использование материалов с более высо­кими механическими свойствами с целью уменьшения габаритов проектируемого устройства.

Рассмотрим несколько примеров компоновки привода. На рис. 1.2 показан вариант привода с использованием соосного редукто­ра, на рис. 1.3 - коническо-цилиндрического редуктора. На рис. 1.4 показана компоновка привода, состоящего из электродвигате­ля, муфты и цилиндрического редуктора. Тихоходный вал редук­тора может выходить либо в сторону двигателя, либо в противопо­ложную сторону. В первом случае обеспечивается удобное обслужи­вание редукторе и достаточно хороший доступ к двигателю. Обычно такой вариант применяют при использовании после редуктора отк­рытой зубчатой или цепной передачи. Для надежной работы допол­нительной зубчатой передачи необходимо обеспечивать жесткую связь между рамой привода и корпусной деталью приводимого устройства. При использовании цепной передачи применяет ро­ликовое натяжные устройства, так как осуществлять натяжные цепи применением рамы привода, либо ведущего вала приводи­мого устройства, оказывается сложно.

 

Рис. 1.4

 

Если между двигателем и редуктором имеется ременная передача, редуктор закрепляют на раме, а двигатель устанавливают на салазки или плиту натяжного устройства ременной передачи. Обеспечивать одинаковую высоту валов двигателя и редуктора над рамой не требуется, так как ременная передача может работать с любыми углами наклона межосевой линии к горизонту. Подобная рекомендация может быть отнесена к приводам, содержа­щим цепные передачи.

На рис. 1.5 показана компоновка,- обеспечивающая удобный доступ ко всем сборочным единицам, однако длина рамы в этой случае получается большой. Подшипники ведомого вала привода при большом расстоянии между ними размещают в отдельных кор­пусах [19.С.54.-62,233-245] . Неизбежные погрешности изготов­ления и монтажа, а также возможные деформации металлоконст­рукции и самого вала под действием эксплуатационных нагрузок требуют применения в таких условиях самоустанавливаюшихся сферических подшипников. Одну из опор делают фиксирующей, дру­гую - плавающей.

 

 

Рис.1.5

 

При небольшом расстоянии между подшипниками их рекомендуется устанавливать в общем корпусе, размеры которого опре­деляются конструктивно. Правила конструирования такого кор­пуса не отличаются от правил конструирования корпуса редук­тора. При использовании компоновки, показанной на рис. 1.6, длина привода уменьшается, но доступ к редуктору и открытой зубчатой передаче затруднен. Компоновка по рис. 1,7 делает привод компактным, обеспечивается хороший доступ к редуктору к открытой зубчатой передаче, однако возникает необходимость в установке дополнительного вала, муфты и двух подшипников.

Рис 1.7

Если редуктор получается значительно меньшим, чем элек­тродвигатель, то редуктор рекомендуется крепить непосредст­венно к фланцу электродвигателя (рис. 1.8), выбрав соответ­ствующее исполнение последнего. В этом случае необходим расчет на прочность соединений редуктора с фланцем и электродвигателя с рамой. Если размеры редуктора значительно превышают размеры эле­ктродвигателя, или редуктор выполняется встроенным в массив­ный корпус машины, го применяют электродвигатель с фланцем, закрепляя его непосредственно но корпусе машины (рис. 1.9)

Рис 1.8

Рис 1.9

На компоновочной схеме намечают места для установки ог­раждений и кожухов вращающихся деталей, а также проверяют доступность маслоуказателя, маслозаливного отверстия, маслосливной пробки, удобство проведения операций по обслуживанию и ремонту привода, указывают расположение грузозахватных при­способлений для транспортировки и монтажа как отдельных сбо­рочных единиц, так и всего привода в сборе.

Рамы и плиты являются координирующими элементами конст­рукции, они должны обладать жесткостью и обеспечивать точность взаимного расположения устанавливаемых на них сборочных еди­ниц. Рама выполняется сварной, чаще всего из швеллеров, реже из уголков, полос листов. Конфигурация и размеры ромы опре­деляются после выполнения компоновочного чертежа привела [1. С.311-313] . Рекомендации по проектированию приводятся в п.З. Пример конструкции сварной рамы показан на рис. 1.10.

 

Рис.1.10

Плиты изготовляют литыми обычно из серого чугуна. Ли­тые плиты выполняют но основании правил конструирования ли­тых деталей. Основные размеры плиты выбирают по тек же соот­ношениям, что и для сварной рамы [2.С.396-402] .Пример кон­струкции литой рами показан на рис. 1.11,

 

Рис. 1.11

 

2.СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ОБОЗНАЧЕНИЙ СВАРНЫХ ШВОВ НА ЧЕРТЕЖАХ

 

2.1 Выбор сварочных материалов и условий сварки рам

Основные детали рам обычно изготавливают из экономичных прокатных, гнутых или сварных профилей - швеллеров, уголков, двутавров, листов, труб, лент, полос и др. Их материалы долж­ны обладать хорошей свариваемостью. Чаще всего используют стали углеродистые обыкновенного качества, например Ст2, СтЗ, Ст4 или низколегированные [3] . Надежность и технологичность сваркой конструкции зависит от многих факторов и, в первую очередь, от материалов свариваемых деталей, их формы и поло­жения, свойств наплавочных материалов, удобства выполнения и контроля соединений, а также от вида, способа и технологии сварки.

Приближенные рекомендации, позволяющие оценить сваривае­мость углеродистых, низко- и среднелегированных сталей пер­литного класса по эквиваленту углерода Сэ, приводятся в посо­бии [4. С.48-51]. Значения Сэ определяют из выражения

Сэ = С + + +

 

в которое вместо химического символа каждого элемента (соот­ветственно углерода, марганца, никеля, хрома, молибдена, вана­дия, бора) подставляют его процентное содержание в стали [3] .

В соответствии с величиной эквивалента углерода сталь можно отнести к определенной группе свариваемости (табл.2.1). При сборке элементов рам чаще всего применяют ручную ду­говую, полуавтоматическую и автоматическую сварку (в том чис­ле сварку под флюсом и в газовой среде), а также газовую свар­ку. Ручная дуговая сварка широко распространена вследствие своей универсальности, простоты и возможности выполнять про­цесс во всех положениях шва: нижнем, вертикальном и потолоч­ном. Ее основной недостаток - низкая производительность.

таблица 2.1

Группа свариваемости Эквивалент углерода, Сэ % Характеристика свариваемости и термические условия сварки
I II III     IV   V   До 0,27 0,28-0,39 0,4-0,5     0,51-0,66   Более 0,66 Хорошая ( сваривается без затрудения) Удовлетворительная (с подогревом до 100-120ºC) Удовлетворительная (с подогревом до 200-300ºC) . Необходима термообработка (т.о.) для снятия напряжений и улучшения структуры (590-620 ºC) Затруднительн а(с подогревом до 400-500 ºC) Т.о. немедленно после сварки Неудовлетворительная (при сварке необходим нагрев не ниже 500 ºC и предварительный выбор режима) Т.о. немедленно после сварки

 

Важнейшими параметрами, определяющими режим ручной дуго­вой сварки, являются диаметр электрода и сварочный ток. Силу сварочного тока J , А, можно установить по диаметру применя­емого при сварке электрода

dэ: Jcb 40 dэ . В качестве элект­родов используют прутки из сварочной проволоки длиной 150- 450 мм и диаметром dэ =1,6-12мм.Чаще всего dэ =2-6 мм. Диа­метр электрода выбирают в зависимости от толщины сваривае­мых деталей S:

S , мм 1-2, 3-5, 6-12, 12-24 и более

dэ, мм 1-2. 3-4, 4-5, 5-6.

Для листов толщиной S и S1, свариваемых в стык, допускаемая разность толщин листов Δ = S - S1 может быть найдена по
толщине более тонкого листа S1 :

S1, мм 2-3, 4-30, 32-40, 42-50

Δ , мм 1, 2, 4, 6.

Если разность толщин превышает указанные величины, то на более толстом листе делают скос длиной L=5·Δ .

Сварка углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву σb до 500 МПа (Н/мм2) осуществляется при ручной дуговой сварке в соответствии с ГОСТ 9467-76 элект­родами типа Э38, Э46 и Э50, а при повышенных требованиях к пластичности и ударной вязкости - электродами Э42А, Э46А и Э50А. Для сталей с σb от 500 до 600 МПа используют электроды Э55 и Э60. Для сварки конструкционных легированных сталей с σb свыше 600 МПа применяют электроды типа Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150. Тип электрода выбирают так, чтобы обеспечивалась равнопрочность свариваемого металла и шва. Например, для сталей Ст2, СтЗ, Ст4 обычно используют электроды Э42, а также Э42А, если конструкция работает при переменных нагрузках или отрицатель­ных температурах. Следует учитывать, что цифра в обозначении типа электрода (Э38-Э150) соответствует при умножении на 10 значению σb для металла шва, МПа (Н/мм2). Так, при использо­вании электродов Э42 в условиях сварки, соответствующих стан­дартным, металл шва имеет значение σb не ниже 420 МПа. Тип электрода обычно указывается на чертежах сварных соединений (которые оформляют как чертежи сборочных единиц) в таблице швов или технических требованиях, а условное обозначение эле­ктродов приводится в технологической документации. Для ручной дуговой сварки условное обозначение электродов по ГОСТ 9455-75 содержит информацию о типе электрода, марке, диаметре электрода, назначении, виде и толщине покрытия, допускаемом пространственном положении, например:

 

Э46А-УНИИ- 13/45-3,0 -УД2

Е 43 2(5) - 610 (см.ГОСТ 9466-75).

Подготавливая соединения к сварке производят разделку кро­мок деталей в соответствии с принятым типом шва (пример раздел­ки приведен на с.47), очищают место сварки от загрязнений, устанавливают между деталями требуемые зазоры (обычно 1-2мм). После сварки для уменьшении опасности образования трещин и уменьшения остаточных напряжений осуществляют, если необходимо, термическую обработку (отжиг, высокий отпуск при 650-700°С , местный нагрев) или естественное старение в течение 30 и более суток. Требования к сварным соединениям, обеспечивающие техно­логичность конструкций, рассмотрены в книге [5. С.220-244] .Ос­новные типы, конструктивные элементы и размеры соединений при ручной дуговой сварке принимают по ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 11535-75, при газовой - по МН 2258-61, при контактной - по ГОСТ 15879-79 и другим стандартам. Термины и определения основных понятий по сварке металлов содержатся в ГОСТ 2601-84.

Далее рассматриваются требования ГОСТа к изображению свар­ных соединений и к условным обозначениям швов на чертежах. При­меры условных обозначений сварных соединений с учетом принято­го способа сварки приводятся в прил. 1-2.

 

2.2. Изображение швов сварных соединений

 

Независимо от способа сварки сварной шов по ГОСТ 2-312-72 условно изображают на чертеже: видимый - сплошной основной линией

(рис. 2.1, а); невидимый - штриховой линией (рис. 2.1. б). От изображения шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. Линию-выноску предпочтительно проводить от изображения, видимого шва. При точечной сварке видимую одиноч­ную сварную точку (рис. 2.1, в) изображают знаком "+" (разме­ром 5-10 мм по вертикали и горизонтали), невидимые одиночные точки не показывают. На изображении сечения многопроходного шва допускается наносить контуры отдельных проходов, при этом необходимо обозначать их прописными буквами русского алфавита (рис. 2.1, г). Границы шва в сечении изображают сплошными ос­новными линиями, а конструктивные элементы кромок в границах шва - сплошными тонкими линиями (рис. 2.1, г, д, е). Для нестан­дартных швов указывают размеры конструктивных элементов, необ­ходимых для выполнения шва по данному чертежу (рис. 2.1, е).

 

 

2.3. Основные типы швов сварных соединений

Основные типы швов сварных соединений и их условные обоз­начения приведены в табл. 2.2.

2.4. Условные обозначения швов сварных соединений

 

На чертежах сварного соединения шов в соответствии с ГОСТ 2.312-72 имеет определенное условное обозначение, которое наносят над или под полкой линии-выноски, проводимой от изобра­жения шва. Условное обозначение лицевого шва наносят над полкой линии-выноски (рис.2.2, а), обозначение шва с оборотной сторо­ны наносят под полкой линии-выноски (рис. 2.2,6). За лицевую сторону одностороннего шва (рис. 2.1,д) принимают ту сторону, с которой производят сварку. Лицевой стороной двустороннего шва с несимметричной подготовкой кромок принимается та сторона, о ко­торой производят сварку основного шва, если подготовка кромок симметричная, то за лицевую принимают любую сторону (рис. 2.1,е)

Рис.2.2

Обозначение шероховатости поверхности механически обработанной поверхности шва наносят на полке линии-выноски (рис.
2.2 в), или под полкой (рис. 2.2 г) после условного обозначения шва, или указывают в таблице швов, или приводят в технических требованиях чертежах, например: "Параметр шероховатости поверхности сварных швов...". Если для шва сварного соединения установлен контрольный комплекс или категория контроля шва, то их обозначение допускается помещать под линией-выноской (рис. 2.2,д). В технических требованиях или таблице швов
на чертеже приводят ссылку на соответствующий нормативно-технический документ. Сварочные материалы указывают на чертеже в
технических требованиях или таблице швов. Допускается сварочные материалы на чертеже не указывать.

При наличии на чертеже одинаковых швов[1] обозначение нано­сят у одного изображения, а от изображений остальных одинаковых швов

проводят линии-выноски с полками. Bсем одинаковым швам при­сваивают одинаковый порядковый номер, который наносят:

а) на линии-выноске, имеющий полку с нанесенным обозначением
шва (рис. 2.3,а);

б) на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва,
не имеющего обозначения, с лицевой стороны (рис. 2.3,б);

в) под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва,
не имеющего обозначения, с оборотной стороны (рис. 2.3,в).

Рис. 2.3


Количество одинаковых швов допускается указывать на линии-выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением (рис. 2.3,а). Структура условного обозначения стандартного шва (рис.2.4,а), а также нестандартного шва или сварной точки (рис. 2.4,6) включает:

1-обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (см. например, прил. 1-2);

2-буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы сварных соединений (см. например, прил. 1-2);

3-условное обозначение способа, сварки по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений (допускается не указывать) ;

4-знак Δ и размер катета согласно стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений;

5-для прерывистого шва - длину провариваемого участка, знак / по табл. 2.3 (шов прерывистый или точечный с цепным расположе­нием) или Z по табл. 2.3 (шов прерывистый или точечный с шах­матным расположением) и размер шага;

- для одиночкой сварной точки - размер расчетного диаметра точки;

- для шива контактной точечной сварки или электрозаклепочно­го - размер расчетного диаметра точки или электрозаклепки, знак / или Z и размер шага;

-для шва контактной шовной сварки размер расчетной ширины шва;

- для прерывистого шва контактной шовной сварки - размер расчетной ширины шва, знак умножения, размер длины проваривае­мого участка, знак/ и размер шага;

6. вспомогательные знаки

7 – вспомогательные знаки

 

Вспомогательные знаки выполняют сплошными тонкими линиями. Они должны быть одинаковой высоты с цифрами, входящими в в обозначение шва. После вспомогательных знаков, если швы обрабатываются, ставят обозначение параметра шероховатости поверхности обрабатываемого шва (рис. 2,2, в, г). Так как условное буквенно-цифровое обозначение стандартного шва предусматривает вполне определенный контур сечение шва, метод подготовки кромок и установление определенных зазоров между деталями перед сваркой (что указывается в соответствующем стандарте), то на чертежах поперечных сечениях швов эти данные не указываются. Их приводят в технологической документации. Примеры условных обозначений швов даны в прил. 1 и 2.

 

2.5. Упрощенные обозначения швов сварных соединений

по ГОСТ 2.312-72

При наличии на чертеже швов, выполняемых по одному и тому же стандарту, обозначение стандарта указывают в технических требованиях чертежа (запись по типу: "Сварные швы ... по...") или в таблице. Допускается не присваивать порядковый номер одинаковым швам, если все швы на чертеже одинаковы и изображе­ны с одной стороны (лицевой или оборотной) При этом швы, не имеющие обозначения, отмечают линиями-выносками без полок (рис. 2.5).

На чертеже симметричного изделия, при наличии на изображении оси симметрии, допускается отмечать линиями-выносками и
обозначать швы только на одной из симметричных частей изображения изделия. На чертеже изделия, в котором имеются одинаковые составные части, привариваемые одинаковыми швами, эти швы
допускается отмечать линиями-выносками и обозначать только у
одного из изображений одинаковых частей (предпочтительно у
изображения, от которого проведена линия-выноска с номером позиции).

Допускается не отмечать на чертеже швы линиями-выносками, а приводить указания по сварке записью в технических требованиях чертежа, если эта запись однозначно определяет места сварки, спо­собы сварки, типы швов сварных соединений и размеры их конструк­тивных элементов в поперечном сечении и расположение швов. Оди­наковые требования, предъявляемые ко всем швам или группе швов, приводят один раз - в технических требованиях или в таблице швов.

 

3. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СВАРНЫХ РАМ

3.1. Несущие конструкции рам

Основные нагрузки в рамах воспринимают балки. От их раз­меров в значительной степени зависит масса рамы, для обеспе­чения достаточной жесткости высоту стенок балок h (рис. 3.1, 3.2) находят в зависимости от наибольшей длины рамы L по фор­муле

h ≥ (0,09-0,11)· L

Расчетное значение h у коротких рам невелико и в случаях, ког­да элементы профилей рамы используют для размещения крепежных деталей (болтов, винтов, шпилей), значение h следует увеличи­вать до приемлемых значении, предварительно определив размеры этих деталей в местах крепления рамы к фундаменту или в мес­тах закрепления агрегатов и деталей на раме (пояснения по это­му вопросу будут приведены в п.3.2 и 3.3). На рис.3.1 показаны рамы, изготовленные из швеллеров, имеющих полки с уклонами (рис. 3.1, а,б,в), и неравнополочных уголков (рис.3.1,г).

Применяемые для изготовления рам стандартные прокатные и гнутые профили имеют под нагрузкой, как правило, достаточный запас устойчивости и не требуют усиления. В сварных конструкци­ях, где соотношение размеров элементов может быть неблагопри­ятным с точки зрения жесткости, местную устойчивость балок обеспечивают, устанавливая продольные (рис.3.2,а) или попереч­ные ребра жесткости (рис. 3.2,<5). При необходимости используют оба вида ребер. Продольные ребра применяют сравнительно редко. Их ставят на тонких стенках - δст ≤ hст / ( 125-160) - при действии продольных сжимающих сил. При сжатии верхнего и нижнего сечении устанавливают ребра в обоих частях балки, а если нагружена лишь одна часть, то приваривают лишь одну пару ребер в сжатой части. Продольные ребра выполняют сплош­ными для удобстве сварки или применения сварочных автоматов. Поперечные ребра используют чаще и ставят при действии на балку рамы поперечных сосредоточенных нагрузок (рис. 3.2, б). В поперечных ребрах обязательно делают высечки сх45° в мессах, где, сходятся три взаимно перпендикулярных сварных шва, чтобы уменьшить концентрацию напряжений. Расстояние между соседними поперечными ребрами не должно превышать (2,0-2,5) • hст. Про­дольные и поперечные ребра нельзя располагать на расстоянии друг от друга или соседних элементов (стенок, полок и др.) меньшем, чем 0,8 ·bp , иначе будут затруднены сварочные работы из-за плохого доступа к месту сварки. Сечения продольных и поперечных ребер обычно принимают одинаковыми. Толщина ребер сварных профилей δр ≥ bp / 15 - для углеродистых сталей и δр ≥ bp / 12 - для низколегированных сталей и алюминиевых сплавов. Для прокатных двутавровых балок и швеллеров принима­ют δр bp / (6-12) [6.С.396] .

Рис. 3.1

Рис.3.2

Если у опор рамы действуют значительные сосредоточенные опорные реакции Rоп (рис. 3.3,а), то толщину ребер вблизи опор δоп принимают равной (0,8-1)· δст. Торцовые поверхности ребер при этом проверяют на смятие, предполагая, что они воспринима­ют половину опорной реакции. Допускаемые напряжения смятия [σсм] можно установить по допускаемым напряжениям растяжения [σр], принимая [σсм] 1,5 • [σр]. При распределенных нагруз­ках усиление балок обычно не требуется. Более подробные реко­мендации по размещению ребер приводятся в [7.С.116-120; 8.С.185]

При конструировании сварных узлов катеты швов К назначают в зависимости от толщины свариваемых элементов S. Для угловых, тав­ровых и нахлесточных швов на начальном этапе проектирования ориентировочно принимается к s .

Рис. 3.3

Пособие [9.С.13] рекомен­дует формулу. К =0,4 • S +2мм для S =4-16мм. Если толщина свариваемых деталей неодинакова (рис. 3.4), то принимают K по толщине более тонкого материала S1, т.е. К S1 . Исхо­дя из конструктивных соображений, из размеров кромок деталей или расчетов сварного соединения величину катета умень­шают до требуемого обоснованного значения, учитывая, однако, что Кmin=3 мм при S≥ 3 мм. Валиковые сварные швы треугольного профиля (рис. 3.4) выполняют прямыми, выпуклыми и вогну­тыми. Чаще применяют прямые (нормальные) швы (рис. 3.4,а).При выпуклых швах (рис. 3.4,б) возможен непровар в точках α Та­кие швы создают наибольшую концентрацию напряжений и хуже соп­ротивляются усталости. Для устранения этого недостатка у ответ­ственных швов выпуклость удаляют путем механической обработки. Вогнутые швы (рис. 3.4,в) обеспечивают наибольшую прочность, но их труднее выполнять. Места, необходимые для наложения швов и выполнения сварки в удобном положении, должны быть предусмотрены заранее при выборе размеров деталей.

Рис. 3.4

 

3.2. Подбор крепежных деталей и размещение их на раме

Для укрепления деталей и узлов на раме чаще всего исполь­зуют стандартные детали - болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и другие. Применение нестандартных деталей следует ограничивать, Крепежные детали, даже в малонагруженных рамах, при определен­ных условиях создают значительные местные нагрузки (рис. 3.3, б,в). В конструкции, показанной, на рис. 3.3,а, усилие от затяж­ки болта Fзат не создает существенных деформации изгиба. Усиле­ние рамы поперечными ребрами в этом случае связано с действием значительной местной нагрузки F и сосредоточенной опорной реак­ции Rоп, но не с усилием затяжки Fзат. Расстояние между реб­рами lp здесь выбрано так, чтобы разместились крепежные детали и было обеспечено необходимое место для применении гаечных ключей при сборке в соответствии с принятыми в машиностроении ре­комендациями [6. С.393; 16. С.90] .

Количество крепежных деталей в местах крепления и их диа­метр устанавливают по характеристикам готового изделия (двига­теля, редуктора, салазок, корпусов подшипников, кронштейнов и др.) или расчетным путем при проектировании узлов и агрегатов[2].

Так, диаметр болтов, используемых, например, для закрепления редукторов на раме, находят при проектировании редукторов по эмпирическим формулам в зависимости от межосевых расстояний или крутящих моментов на тихоходном валу [I. С.243; 10. С.305; II. С.6] , а также расчетным путем по действующей внешней наг­рузке [12. С.317-318]. Для других узлов и агрегатов используют рекомендации по расчету резьбовых соединений при различных схемах их нагружения (13. С.35-58] . Допускаемые осевые наг­рузки [Fр] для болтов, винтов и шпилек можно принять по табл. 3.1 [14. С.250] .

Материал

болтов

Допускаемая осевая нагрузка (Fр) на болт Н, при отнулевом цикле нагружения ( учета усилий затяжки)

М10 М12 (М14) М16 (М18) М20 (М22)

М24

(М27)
Сталь Ст3 Сталь35 Сталь 40 1600 2700 3800 2400 3900 5700 3300 5700 8700 5000 8000 12700 6700 10700 16700 9300 16000 23300 12700 21300 30400 15600 26600 37400  

22000

35300

49400

Примечание. Предпочтительнее значения без скобок

                     

Отверстия в раме и скрепляемых деталях следует располагать так, чтобы сборку соединений не затрудняли расположенные рядом элементы конструкции (ребра, стенки, полки и др.) и чтобы бы­ло отведено достаточно места под головки стандартных ключей [б. С.398] , гайки, болты, подкладные и косые шайбы [1.C.313; 6, С.580] и другие детали. Должна быть также обеспечена возмож­ность поворота гаечных ключей на 60° для свободного захвата при сборке гаек и головок болтов в любом положении. Эти требо­вания учтены в рекомендациях по размещению отверстий в швелле­рах и равнополочных уголках, приведенных в табл. 3.2 и на рис. 3.5.

Рис.3.5

таблица 3.2

Швеллер ( рис.3.5, а)

Уголок равнополочный

( рис 3.5, б)

№ профиля

Полка

Стенка

Размер полки b1 , мм

a

dо

a dо Анаиб a1 dо1
5 6,5 8 10 12 14 16 18 20 22 25 27 30 33 36 20 20 25 30 30 35 35 40 45 50 50 60 60 60 70 9,0 9,0 11,0 11,0 17,0 17,0 20,0 20,0 23,5 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 - - - 34 44 56 60 70 80 90 110 130 160 190 210 - - - 33 38 42 50 55 60 65 65 70 70 70 75 - - - 9,0 13,0 15,0 17,0 20,0 23,5 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 26,0 20 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 75 80 90 100 13 15 15 18 20 22 25 30 30 35 40 45 45 50 55 4,5 5,5 6,5 6,5 9,0 11,0 11,0 13,0 13,0 17.0 20,0 21,5 21,5 23.5 23,5

 

Для двутавровых балок и неравнополочных уголков рекомендации можно найти в [6, С.391] . Размеры гнутых и про­катных профилей указаны в [6. С.136-150, 207-209, 392-395; 16. С.32-35] . Краткие сведения о швеллерах равнополочных уголках помещены в прил. 3 и 4.

Узлы крепления проектируют так, чтобы обеспечивался лег­кий доступ к гайкам, головкам болтов и винтов при сборке. Для этого обычно размещают прокатные профили полками наружу (рис. 3.6,а). В противном случае предусматривают окна соот­ветствующих размеров, позволяющие использовать ключи и другой слесарный инструмент (рис.3.6,б). Эти окна могут использоваться также при транспортировке и монтаже рамы. Если доступ к головкам болтов и гайкам затруднен, невозможен или положение осей от­верстий в конструкции не позволяет разместить каждую из крепеж­ных деталей в соответствии с принятыми в машиностроении нормами то используют винтовые (рис. 3.6,в) или шпилечные соединения (рис. 3.6,г). При этом требуется изготавливать в раме резьбовые отверстия, что делает раму менее технологичной, кроме того винтовые соединения имеют существенный недостаток - при мно­гократных разборках и сборках и недостаточно прочных матери­алах резьбовая часть соединений может изнашиваться и повреж­даться. Шпилечные соединения лишены этого недостатка, так как разбираются редко. Для обоих соединений в раме предусмат­ривают резьбовые отверстия d (рис 3.6 в,г), соответствующие по длине резьбовой части шпилек и необходимой длине свинчива­ния lсв винтов. Для стальных деталей принимают lсв =(1,0-1,25)·d , для чугунных lсв =(1,25-1,5)·d и для деталей из легких сплавов lсв =(1,5-2)·d .Размеры сквозных отверстий d0 , мм, под болты, винты и шпильки указаны в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Диаметры стержней крепёжных деталей d, мм

Диаметры сквозных отверстий, d0, мм

Диаметры стержней крепёжных деталей d, мм

Диаметры сквозных отверстий, d0, мм

1 ряд 2ряд 3 ряд 1 ряд 2 ряд 3ряд
3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 10,0 12,0 14,0 3,2 4,3 5,3 6,4 7,4 8,4 10,5 13,0 15,0 3,4 4,5 5,5 6,6 7,6 9,0 11,0 14,0 16,0 3,6 4,8 5,8 7,0 8,0 10,0 12,0 15,0 17.0 16,0 18,0 20.0 22,0 24,0 27.0 30,0 33,0 36,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 28,0 31,0 34,0 37,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 30,0 33,0 36,0 39,0 19,0 21,0 24,0 26,0 28,0 32,0 35,0 38,0 42,0

Предельные отклонения d0 : для 1-го ряда по Н12; для 2-го и 3-го по Н14

 

 


Рис 3.6

Опорные поверхности крепёжных деталей должны быть перпендикулярны осям отверстий. Поэтому на прокатные профили, имеющие полки с уклонами (рис,3,6.а) устанавливают косые шайбы по ГОСТ 10906-78 (см.прил.5) Обычно их приваривают к профилям прерывистыми или точечными швами.

 

3.3. Закрепление рам на основаниях и фундаментах

Ерпт типа 5


Для закрепления рам па плитах, бетонных основаниях и фундаментах использует фундаментные или анкерные болты[3]. Раз­меры фундаментных болтов можно принять по табл. 3.4 и рис.3.7

Рис. 3.7

Таблица 3.4

d

d1

c

H

d2

U

E

h

K

T

a

Болт типа А

Болт типа Б

L l1 l2 l3 L l1 l2
М12 М16 М20 М24 М27 М30 М36 14 18 22 26 29 32 38 1,8 2,0 2,5 3.0 3,5 4,0 4,5 16 20 25 30 34 35 42 12 16 20 24 27 30 36 90 100 110 130 140 150 160 80 90 100 120 130 140 150 255 300 400 440 485 535 770 50 55 60 70 75 80 85 20 25 25 30 30 35 40 60 65 65 70 70 75 80 250 300 400 450 500 550 800 50 60 70 80 85 90 100 60 80 100 120 135 150 180 15 20 25 30 35 35 40 - 300 400 450 - 550 - - 50 60 70 - 80 - -235 322 362 - 442 -

 

 

[15] или рекомендациям [20. С.620-622]. Число и размеры фундаментных болтов зависят от величин внешних нагрузок (сил и
крутящих моментов), действующих на раму. Если внешние нагрузки
незначительны, то нераскрытие стыка (сохранение контакта) в
месте крепления рамы к фундаменту обеспечивается даже болтами
малого сечения. Болты по диаметру обычно принимает равными
диаметрам наибольших болтов, служащих для закрепления агрегатов на раме, но не менее M12. При необходимости диаметр увеличивают на 20-25%, предусмотрев достаточно места для их размещения на полках или стенках (см.табл.3.2) прокатных, сварных или гнутых профилей и других элементах рамы. При предварительном выборе можно использовать следующие рекомендации [1.С.313] :

длина рамы L , мм до 700 700-1000 1000-1500

диаметр болтов d,мм 16-10 20-22 24
минимальное число болтов 4 6 8

Если действующие на раму нагрузки значительны, то может потребоваться расчет резьбового соединения. При достаточно жесткой раме нагрузку, приходящую на наиболее нагруженный болт, не слож­но определить по методике, изложенной в пособии [12. С.317-318]. Шаг установки болтов принимают в пределах 30-40 диаметров (300-1000 мм), что позволяет избежать опасных вибраций, а также деформаций элементов рамы в процессе работы и монтажа. Расстояния от крайних болтов до концевых частей опорной поверхности рами устанавливают с учетом размеров колодцев и конфигурации Фунда­мента, но не более 200-300 мм. Глубина заделки фундаментных бол­тов в бетон составляет примерно 15-20 диаметров болта. Размеры колодцев должны обеспечивать их свободное размещение. Напряжение смятия на нижней опорной поверхности рамы при бетонном основании принимают в пределах 1,0-1,5 Н/мм2.

3.4. Требования к местам установки узлов и агрегатов, их конструктивное оформление

Точность взаимного положения агрегатов на раме в значитель­ной мере определяется точностью обработки привалочных поверх­ностей, что должно быть отражено в допусках формы и расположе­ния. На чертежах рам обычно указываются требования:

1) 1) к плоскостности базовых поверхностей, предназначенных
для установки узлов (ориентировочно 0,05-0,1 мм на длине 300 мм);

2) к параллельности базовых плоскостей (ориентировочно 0,08-0,15 мм на длине 300 мм);

3) к разности высот Н (рис. 3,1.б, 3,8) опорных поверх­ностей (обычно допускаемые отклонения от +0,2 до +0,4); эти значения уточняют при расчетах размерных цепей [1. С.276-280], учитывая характеристики двигателей, редукторов, муфт и др. узлов.

Требования по п.1 применяют к тем опорным поверхностям ра­мы, которые лежат в одной плоскости и могут быть обработаны на станке с одной установки. Если рама ступенчатая и поверхности не лежат в одной плоскости, то к ним применяют требования по п. 1-3. Аналогичные требования могут предъявляться к тем поверх­ностям плоских рам, которые не удается по технологическим или иным причинам обработать с одной установки и требуется переус­тановка рамы на станке при обработке разных поверхностей. При выборе точности обработки поверхностей не следует выходить за пределы точности универсального оборудования (см. прил.6), что­бы не удорожать изготовление изделия.

Точность изготовления узлов, устанавливаемых на рамах, раз­лична и это учитывается при определении точности изготовления рамы и замыкающего эвена, например муфты, соединяющей валы, до­пуск на высоту валов редукторов Н1 и на высоту оси вала электродвигателя h принимают равным -0,5 мм при размерах Н1 и h до 250 мм и равным -1,0 при размерах от 250 до 630 мм. Особенно высокие требования к соосности валов, и соответственно к опор­ным поверхностям рамы, предъявляются в случае соединения валов неуправляемыми жесткими муфтами (продольно-свертными, втулоч­ными или фланцевыми): радиальные смещения валов Δr≤0,002-0,05 мм, допускаемые угловые смещения Δα- десятые доли градуса. При­менение упругих и компенсирующих муфт позволяет понизить требо­вания к точности изготовления рамы или точности регулировки уз­лов при помощи прокладок или других устройств (табл. 3.5).

Таблица 3.5

Муфта

Допускаемое смещение валов

Радиальное Δ r, мм до Угловое Δα, мм до
Упругая втулочно-пальцевая Упругая с резиновой звёздочкой Упругая с торообразной оболочкой Упругая со змеевидной пружиной Кулачково-дисковая Муфта со скользящим вкладышем Зубчатая Цепная 0,2-0,6 0,2 1,0-6,0 0,5-3,0 0,04·d* 0,01-0,25 (0,01-0,02)·d 0,2-0,6 1º 1º-30´ 2-6º 1º-15´ 30´ 40´ 30´-1º 1º

* d-посадочный диаметр муфты , мм

 

Из-за недостаточно жестких требования к форме и расположе­нию поверхностей сортовых прокатных или гнутых профилей, широ­ко используемых для сварных рам, в также из-за деформации эле­ментов профилей при резке заготовок и особенно из-за коробле­ния и неточной установки их при сварке, опорные поверхности ра­мы после изготовления обычно не пригодны для размещения на них узлов и агрегатов, если не применяется трудоемкая сборка с ис­пользованием прокладок или дополнительная механическая обработ­ка привалочных поверхностей. В последнем случае в опорных точ­ках рамы предварительно приваривают платики (рис. 3.8), представ­ляющие собой пластины прямоугольной формы из листовой, полосовой или ленточной стали, и путем их обработки достигают требуемой плоскостности и требуемого взаимного положения поверхностей. Дли­на платиков должна быть оптимальной, чтобы, с одной стороны, вели­чина удельного давления на опорной поверхности узлов не достигала предельных значений, а с другой, - не увеличивался расход металла, объем механической обработки и сварочных работ. Конструкцию уде­шевляют также применяя, если возможно, платики одинаковых разме­ров. Толщину платиков выбирают с учетом толщины других элементов рамы и припуска на обработку. Минимальная толщина должна быть та­кой, чтобы после обработки платик возвышался над соседними необ­работанными поверхностями не менее чем на 3-5 мм.

Сварка платиков в зависимости от размеров осуществляется с сплошными или прерывистыми швами. Катет шва К при сварке для обрабатываемого платина приникает равным 0,5-0,8 его толщины S, но не менее 3 мм. Для необрабатываемых деталей ( в том числе косынок и платиков) толщиной S≤10 мм принимают k=s , а при разной толщине (S и S1) К= S1, где - S1 толщина более тонкого материала.

Рис. 3.8


6) $


Если у рамы опорные поверхности под узлы и агрегаты рас­полагаются на разных уровнях (рис. 3.8) и разность высот Н не может быть

 

 

компенсирована платиками из-за значительного увеличения их толщины, то на нижнем поясе рамы выполняют над­стройку из швеллеров, уголков и других стандартных профилей( с врезкой, рис. 3,8 г, или без нее, рис. 3,7, а,б,в). Приме­няют также листовые заготовки (рис. 3.8, д,е), в том числе гнутые. Врезку желательно исключить путем подбора сортовых про­филей соответствующего размера или перехода на сварную конст­рукцию из листов, В этом случае, а также при большом перепаде высот Н , надстройки из листовых материалов по металлоемкости и трудоемкости изготовления могут оказаться наиболее эффектив­ными. Использование гнутых профилей сокращает число сварных швов, но требует введения операции гибки. Наиболее технологичны при гибке П - образные и Г - образные сечения. Радиусы гибки R зависят от толщины листовых заготовок S (рис,3,8,д). Для угле­родистых сталей при гибке под углом 90° принимают R≥S; мини­мальный радиус Rmin ≥ (0,3-0,8)·S. При S≥5 мм рекомендуется R≥2·S

Недостаточно жесткие элементы рамы, включая надстройки, в местах механической обработки и действия сосредоточенных сил усиливаются ребрами (рис. 3.8, б,в,д,е), Усиление рам косынка­ми в большинстве случаев не требуется, так как детали рамы обычно имеют нужный запас прочности и жесткости, а сварные швы в местах сопряжений - достаточную протяженность. При использо­вании косынок и ребер в тяжелонагруженных рамах следует учиты­вать характер действующих нагрузок и концентрацию напряжений.

 

3.5. Сопряжения профилей в узлах рамы и их разделка

 

Подготавливая детали к сварке производят резку заготовок и придают им, если необходимо, определенную конфигурацию. На рис. 3.9-3.10 показано несколько вариантов сопряжений однотипных профилей - швеллеров и уголков. Профили деталей, примыкающих к швеллерам, равнополочным уголкам и двутаврам под углом 90° , и их размеры указаны в табл. 3.6 - 3.8, Основные размеры швелле­ров и равнополочных уголков приведены в сокращенном виде в прил. 3 и 4. Более полные сведения можно найти в справочнике [6.С.136-150. 207-209, 392-395] или атласе [16. С.32-35] . Сопряжения разнотипных профилей могут иметь довольно сложную форму. По этой причине выбор оптимального профиля и вида сопряжений позволяет упростить механическую обработку и улучшить условия сварки дета­лей.

 

 

Рис. 3.10

 


 

 

№ профиля l l1 а e c h1 r № профиля b а d c h r № профиля l l1 а e c h1 r
5 6,5 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 38 52 68 87 107 127 147 167 186 206 226 255 33 47 60 80 99 118 136 155 173 192 210 239 28 32 36 42 47 53 59 65 72 78 85 90 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 8 8 4 4 4 4 4 5 5 6 6 7 7 8 6,0 6,0 6,5 6,5 6,5 6.5 6,5 6,5 7,0 7,0 7,0 7,5 1,5 1,5 1,5 1.5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 3,2 3,6 4,0 5,0 6,3 7,5 8 10 12,5 14 16 18 32 36 40 50 63 75 80 100 125 140 160 180 29 33 37 46 57 68 73 91 116 131 150 170 3 3 3 4 6 7 7 10 10 10 12 12 4 4 5 5 7 9 9 12 14 14 16 16 4 4 4 5 7 8 8 11 11 11 13 13 1 1 1 1 1 1,5 1,5 2 2 2 3 3   10 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36 87 107 127 147 167 186 206 225 255 285 312 340 82 101 120 139 158 176 195 213 242 271 298 326 25 30 34 38 43 47 52 55 60 64 66 68 4 4 4 4 4 4,5 4,5 4,5 5,0 5,5 5,5 6,0   4 4 4 5 5 6 6 6 6 7 7 8 6,5 6.5 6,5 6,5 6,5 7,0 7,0 7,5 7,5 7,5 9,0 10.0 1,5 1.5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 3,0


Если детали рамы получают из стандартных сортовых мате­риалов определенных профилей и размеров путем отрезки, а за­тем сваривают и обрабатывают в сборе с другими деталями, то рабочие чертежи на такие детали не разрабатывают. Сведения о размерах этих деталей (с указанием допусков и шероховатости поверхности), а также материалах и условных обозначениях ис­пользуемых профилей, обязательно вносят в спецификацию рамы в раздел "Материалы" в соответствии со стандартами на сорта­мент, например:

В разделе "Примечание" указывают кассу таких деталей в кг. Ко­личество гипоразмеров применяемых профилей стремятся свести к минимуму. При выборе размеров деталей, получаемых отрезков из стандартных профилей, учитывают пропуск на обработку детали после сварки. Так, например, выбирая толщину полосы, используемой для изготовления платиков, следует учитывать тол­щину удаляемого при обработке слоя металла.

Если изделию из стандартного профилированного материала после отрезки придают дополнительно определенную форму путем гибки или механической обработки (сверление отверстий, разделка кромок, обработка поверхностей, пазов к т.п.) и затем сваривают с другими деталями, то на это изделие необходимо оформлять чертеж как на отдельную деталь. Сведения о наименовании обозначении и количестве таких деталей помещают в спецификацию сборочной единицы в раздел "Детали".

 

 

Библиографический список

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.Г. Конструирование узлов и де­талей машин. М.: Высш. шк., 1985, 416 с.

2. Иванов М.Н., Иванов В.H. Детали машин. Курсовое проек­тирование. М.: Высш. шк., 1975. 551 с.

3. Марочник сталей и сплавов /Под ред. В.Г.Сорокина, М.; Машиностроение, 1989. 640 с.

4. Технологичность конструкций /Под ред. С.Л.Ананьева и В.П.Купровича. М.: Машиностроение, 1969. 423 с.

5. Балабанов А.Н. Технологичность конструкции машин. Н.: Машиностроение, 1987. 336 с.

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроитель. М.: Машиностроение, 1978. T.I, 728 с.

7. Расчет сварных соединений и конструкций. Примеры и задачи. Серенко А.Н., Крумбольдт М.Н», Багрянский К.В. Киев: Вища шк. 1977. 336 с.

8. Огрешко А.И. Инженерные конструкции. М.: Колос, 1968, 455 8. с.

9. Орлов П.И.Основа конструирования /Под ред. П.Н.Учаева М.: Машиностроение, 1988, Т.2. 544 9. с.

10. Проектирование механических передач /С.А.Чернявский, Г.А.Снесарев, Б.С.КЬзинцев и др. М.% Машиностроение, 19S4, 560 с.

11. Гриценко В.Е.,Бабец Н.В., Гриценко СВ. Эскизное проекти­рование редукторов / НПИ. Новочеркасск,'1992. 48 с.

12. Проектирование механических передач /С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, В.А.Киселев и др. М.Машиностроение, 1976, 608 с.

13. Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высш. их,, 1991. 383 с.

14. Гурвич С.Г., Ильященко Г.А., Мочкан И.В. Расчет и конструирование машин для переработки пластических масс. К,; Маши­ностроение, 1970. 296 с.

15. Расчет и проектирование деталей машин /Под ред. Г.Б.Столбина и К.П.Жукова, Я.: Высш. шк., 1978. 247 с.

16. Детали машин: Атлас конструкций /Б.А»Банков, В.Н.Богачев, А.В.Буланже и др. К.: Машиностроеиио, 1992, Ч 1 352 с.

17. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя» М: Машиностроение, 1992, Т.З. 720 с.

18. Перел Л,Я, Филатов A.A. Подшипники качения: Справоч­ник. В.: Машиностроение, 1992. 508 с.

19. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. К.: Машиностроение, 1992. Т.2. 784 с.

20. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение. 1992. T.I. 816 с.

 

 

 

 

Приложения

I. СПОСОБЫ СВАРКИ И ПРИМЕРЫ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С РАСПОЛОЖЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ПОД УГЛОМ 90, 180, 270 и 360°

Рекомендуемые способы сварки имеют следующие условные обозначения:

 

Р - ручная дуговая сварка по ГОСТ 5264-80 для сварных соединений из сталей, а также сплавов из железноникелевой и никелевой основах. выполняемых ручной дуговой сваркой (кроме трубопроводов);

Г- газовая сварка по МН 2258-61 для сварных соединений из сталей;

Кт - контактная точечная сварка по ГОСТ 15878-79 (для сварных соединений из сталей, сплавов на железноникелевой и никелевой основах, титановых, алюминиевых, магниевых и медных сплавов.

Кш - контактная шовная сварка по ГОСТ 15878-79 ( материалы те же, что для контактной точечной сварки) в табл. 1 приводятся в сокращенном виде рекомендации по выбору способов сварки и условных обозначений сварных швов.

 

 

Примеры условных обозначений сварных швов, приведённых в табл.1:

1. Шов стыкового соединения с двумя симметричными скосами кромок, двусторонний, выполняемый ручной дуговой сваркой при монтаже изделия; выпуклость шва снята с обеих сторон шероховатость поверхности с лицевой стороны3,2 , с оборотной - :

 

2. Шов таврового соединения без скоса кромок, двусторонний, прерывистый с шахматным расположением, выполняемый ручной дуговой сваркой по замкнутому контуру; катет шва 5 мм, шаг шва 100мм:

 

3. Шов стыкового соединения без скоса кромок, двусторонний, выполняемый газовой сваркой с последующей обработкой наплывов и неровностей с плавным переходом к основному металлу:

 

4. Шов нахлесточного соединения, выполняемый контактной точечной сваркой с расчётным диаметром ядра точек 5 мм, расположенных в шахматном порядке с шагом 20мм:

5. Шов нахлесточного соединения, выполняемый контактной шовной сваркой; ширина шва 6 мм, длина провариваемого участка 50 мм, шаг 100 мм;

На рис.1.1 в качестве примера приведена разделка кромок под ручную дуговую сварку для соединений типа Т6 (рис.1.1а)и С2(рис.1.1.б)по ГОСТ 5264-80.

 

Примечание. На сборочных чертежах изделий единичного производства допускается указывать данные о подготовке кромок непосредственно на изображении или виде выносного элемента, если эти данные не приведены на чертежах деталей.

 

Рис. 1.1

 

2. СПОСОБЫ СВАРКИ И ПРИМЕРЫ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С РАСПОЛОЖЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ПОД ОСТРЫМ ИЛИ ТУПЫМ УГЛОМ

 

Рекомендуемый способ сварки имеет следующее условное обозначение:

 

Р- ручная дуговая сварка по ГОСТ 11534-75 для соединений из углеродистых и низколегированных сталей, выполняемых во всех пространственных положениях.

В табл.2 приводятся в сокращенном виде рекомендации по выбору условий сварки и условных обозначений сварных швов по ГОСТ 11534-75

 

Пример условного обозначения сварного шва, выбранного по табл. 2:

1. Шов таврового соединения со скосом одной кромки односторонний, прерывистый, выполняемый ручной дуговой сваркой по ГОСТ 11534-75, катет шва 6 мм, длина провариваемого участка 50мм, шаг 100мм:

ГОСТ 11534-75-Т1- -50/100

3. ШВЕЛЛЕРЫ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАННЫЕ С УКЛОНОМ ВНУТРЕННИХ ГРАНЕЙ ПОЛОК. СОРТАМЕНТ ( ГОСТ 8240-89)

 

Обозначения основных параметров и размеры швеллеров приведены на рис.3.1и в табл.3. Уклоны внутренних граней полок не должны быть более 10%.

Т1


h- высота;

b- ширина полки;

s- толщина стенки;

t- толщина полки;

R- радиус внутреннего закругления;

r-радиус закругления полки

таблица 3

№ профиля

h b s t R r

Масса Iм,кг

мм

5 6,5 8 10 12 14 16 16а 18 18а 20 22 24 27 30 33 36 40 50 65 80 100 120 140 160 160 180 180 200 220 240 270 300 330 360 400 32 36 40 46 52 58 64 68 70 74 76 82 90 95 100 105 110 115 4,4 4,4 4,5 4,5 4,8 4,9 5,0 5,0 5,1 5,1 5,2 5,4 5,6 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 7,0 7,2 7,4 7,6 7,8 8,1 8,4 9,0 8,7 9,3 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,7 12,6 13,5 6,0 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 8,5 9,0 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 12,0 13,0 14,0 15.0 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,0 3,5 3,5 3,5 3,5 4,0 4,0 4,0 4,5 5,0 5,0 6,0 6,0 4,84 5,90 7,05 8,59 10,40 12,30 14,20 15,30 16,30 17,40 18,40 21,00 24,00 27,70 31.80 36,50 41,90 48,30

 

 

Пример условного обозначения швеллера горячекатанного с уклоном внутренних граней полок номер 16 по ГОСТ 8240-89, обычной точности ( В), сталь марки Ст3по:

Швеллер

 

Примечание. У швеллеров с параллельными гранями полок по ГОСТ 8240-89 в обозначении номера швеллера дополнительно вводится буква П, например 16П.

 

4. УГОЛКИ СТАЛЬНЫЕ ГОРЯЧЕКАТАННЫЕ РАВНОПОЛОЧНЫЕ . СОРТАМЕНТ( ГОСТ 8509-86)

Основные параметры уголков приведены на рис. 4.1и в табл.4

таблица 4

№ профиля

b d R r

мм

3,2 3,5 4 4,5 5 5,6 6* 6,3 6,5 7 7,5 8 9 10 11 12* 12,5 14 15* 16 18 20 32 35 40 45 50 56 60 63 65 70 75 80 90 100 110 120 125 140 150 160 180 200 3; 4 3; 4; 5 3; 4; 5; 6* 3; 4; 5; 6* 3; 4; 5; 6; 7* 8* 4; 5 4; 5; 6; 8; 10 4; 5; 6 6 4,5; 5; 6; 7; 8; 10* 5; 6; 7; 8; 9 5,5; 6; 7; 8; 10*; 12* 6; 7; 8; 9; 10* 12* 6,5; 7; 8; 10; 12;14; 15* 16* 7; 8 8; 10; 12; 15 8; 9; 10; 12; 14; 16 9; 10; 12 10; 12; 15; 18 10; 11; 12; 14; 16; 18; 20 11; 12; 15*; 18*; 20* 12; 13; 14; 16; 18*; 20; 24*; 25; 30 4,5 4,5 5.0 5,0 5,5 6,0 7,0 7,0 7,0 8,0 9,0 9,0 10,0 12,0 12,0 12,0 14,0 14,0 14,0 16,0 16,0 18,0 1,5 1,5 1,7 1,7 1,8 2,0 2,3 2,3 2,3 2,7 3,0 3,0 3,3 4,0 4,0 4,0 4,6 4,6 4,6 5,3 5,3 6,0

Примечания: 1) таблица приводится в сокращенном виде, размеры уголков указаны только для профилей№3, 2 20

2) уголки, отмеченные звёздочкой, изготовляют по требованию потребителя

Рис. 4.1


b- ширина полки;

t- толщина полки;

R- радиус внутреннего закругления;

r-радиус закругления полки

Пример условного обозначения уголка горячекатанного равнополочного размером 50х3мм обычной точности проката (В) по ГОСТ 8509-86, из стали марки Ст3по:

Уголок

 

5. ШАЙБЫ КОСЫЕ ( ГОСТ 1096-78)

Размеры косых шайб указаны в табл. 5 и на рис.5.1

Рис 5.1

таблица 5

Диаметр резьбы крепёжной детали, мм

d b S S1

Масса 1000шт, кг

мм

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 6,6 9,0 11,0 13,0 15,0 17,0 19,0 22,0 24,0 26,0 30,0 16 16 20 30 30 30 40 40 40 50 50 5,8 5,8 6,2 7,3 7,3 7,3 8,4 8,4 8.4 9,5 9,5 4,9 4,9 5,1 5,7 5,7 5.7 6,2 6,2 6,2 6,8 6,8 8,5 7,4 12,2 34,3 32,1 29,9 64,1 59,4 55,9 104,4 95,7

 

 

Пример условного обозначения косой шайбы для крепёжной детали с даметром резьбы М16 из стали марки Ст3, без покрытия:

Шайба 16, Ст3 ГОСТ 10906-78

6. ОТКЛОНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕЙ СТАНКАХ

Нормы точности станков и изготавливаемых на них изделий устанавливаются соответствующих стандартами. Так для станков , которые могут быть использованы при обработке рам и плит, действуют следующие стандарты на нормы точности:

продольно - строгальные станки ГОСТ 35-85

продольно-фрезерные ГОСТ 18110-85

фрезерные консольные ГОСТ 17734-88

горизонтально-расточные ГОСТ 2110-85

вертикально-сверлильные ГОСТ Р 50184-92

радиально-сверлильные ГОСТ 98-83

координатно-расточные и

координатно-шлифовальные ГОСТ 18098-87

Эти нормы используются при разработке технологической документации и проектировании изделий. В табл. 6 приводятся в сокращенном виде достижимые нормы точности для изделий. обрабатываемых на продольно-строгальных и продольно-фрезерных станках, а в табл. 7- на горизонтально-расточных.

Таблица 6

Длина измерения, мм

Допуск, мкм для станков класса точности

Длина измерения, мм

Допуск, мкм для станков класса точности

Н П Н П

Прямолинейность поверхности изделия при обработке на продольно-строгальном станке

До 400 Св 400-630 630-1000 1000-1600 12 16 16 25 8 10 12 16 Св 1600 до 2500 2500-4000 4000-6300 6300-8000 30 40 50 60 20 25 30 40

Параллельность обработанной поверхности основанию при обработке на продольно-строгальном станке

До 400 Св 400-630 630-1000 1000-1600 16 20 25 30 10 12 16 20 Св 1600 до 2500 2500-4000 4000-6300 6300-8000 30 40 40 50 25 25 30 40

Прямолинейность поверхности изделия при обработке на продольно-фрезерном станке

До160 Св160-250 250-400 400-630 630-1000 6 8 10 12 16 4 5 6 8 10 Св 1000 до 1600 1600 - 2500 2500-4000 4000-6300 6300-8000 20 25 30 30 40 12 16 20 25 30

Параллельность верхней обработанной поверхности основанию ;

параллельность боковых поверхностей изделия при обработке на продольно-фрезерном станке

До160 Св160-250 250-400 400-630 630-1000 8 10 12 16 25 5 6 8 10 16 Св 1000 до 1600 1600 - 2500 2500-4000 4000-6300 6300-8000 30 40 50 60 70 20 25 30 40 50

Примечание. На рабочих чертежах изделий указанные значения следует в 1,5-2 ряда увеличивать, т.к. приведённые в таблице данные достижимы на нвых станках при чистовых режимах.

 

Таблица 7

Отклонения геометрической формы изделия при обработке на горизонтально-расточном станке

Ширина рабочей поверхности, мм

Длина измерения, мм

Допуск, мкм для станков класса точности

Стол* Плита** Н П
Плоскостность обрабатываемой поверхности До 2500 от 2500 - 20 12
Перпендикулярность плоскостей изделия До 2500 от 2500 100 20 12
Точность формы отверстий До 1250 - - 8 5

Цилиндричность внутренних поверхностей

До 1250 - 300 10 6
Св 1250 до 2500 До 3150 300 16 10
- Св 3150 300 16 10
Соосность обработанных поверхностей До 2500 от 2500 - 25 16

Примечание * обрабабываемая деталь перемещается вместе со столом станка

** станок перемещается по направляющим при обработке детали,

закреплённой на неподвижной плите

 

ОГЛАВЛЕНИЕ стр.

1. Компоновка приводов 3

2.Сварочные материалы и обозначения сварных швов

на чертежах 10

2.1 Выбор сварочных материалов и условий сварки рам 10

2.2 Изображение швов сварных соединений 13

2.3 Основные типы швов сварных соединений 14

2.4 Условные обозначения швов сварных соединений 15

2.5 Упрощенные обозначения швов сварных соединений по ГОСТ 2.312-72 19

3.Общие рекомендации по проектированию сварных рам 20

3.1 Несущие конструкции рам 20

3.2 Подбор крепежных деталей и размещение их на раме 24

3.3 Закрепление рам на основаниях и фундаментах 28

3.4 Требования к местам установки узлов и агрегатов, их конструктивное оформление 30

3.5 Сопряжение профилей в узлах рамы и их разделка 34

Библиографический список 38

Приложения 40

 

 

 

[1] Швы считают одинаковыми, если одинаковы их типы и размеры конструктивных элементов в поперечном сечении и если к ним предъявляют одни и те же технические требования.

[2] При проектировании приводов часто используются приводимые в справочной и учебной литературе характеристики таких готовых изделий как электродвигатели [ 1.С.377-379;17 С,689-718],редукторы и мотор-редукторы [ 17. С633-670]салазки и подмоторные плиты [12. C .576; 15. С238-239] корпуса подшипников качения и скольжения [18 C.298-308; 19. С54-62, 233-245]

[3] Анкеровка-закрепление машины иди механизма на фундаменте анкерными болтами с применением анкерных плит. Анкерная чугунная или стальная плита закладывается в гнёзда машинного фундамента под нижнюю головку фундаментного болта и служит для распределе­ния давления на большую площадь [6. С.525]