Velenas: konstrukcijos ypatybės, klasifikacija ir gamyba. Velenų ir ašių bendroji informacija ir projektavimo pagrindai

Velenai ir ašys

Planas 1. Paskyrimas. 2. Klasifikacija. 3. Struktūriniai elementai velenai ir ašys. 4. Medžiagos ir terminis apdorojimas. 5. Velenų ir ašių skaičiavimai.

Tikslas

Velenai - dalys, skirtos perduoti sukimo momentą išilgai savo ašies ir palaikyti besisukančių mašinos dalių. Velenas suvokia dalis veikiančias jėgas ir perkelia jas į atramas. Eksploatacijos metu velenas lenkiamas ir sukasi.

kirvius Sukurtos besisukančių dalių palaikymui, jos neperduoda naudingo sukimo momento. Ašys nesusisuka. Ašys gali būti fiksuotos ir besisukančios.

Veleno klasifikacija

Paskyrimu:

a) krumpliaračių velenai, guolių krumpliaračių dalys - movos, krumpliaračiai, skriemuliai, žvaigždutės;

b) pagrindiniai mašinų velenai;

c) kiti specialūs velenai, kuriuose yra mašinų ar įrankių darbiniai korpusai – ratai ar turbinų diskai, alkūniniai svirčiai, įrankiai ir kt.

Pagal dizainą ir formą:

a) tiesios linijos;

b) alkūninis;

c) lankstus.

Tiesūs velenai skirstomi į:

a) lygus cilindrinis;

b) laiptuotas;

c) velenai – krumpliaračiai, velenai – sliekai;

d) flanšinis;

e) kardanas.

Pagal skerspjūvio formą:

a) lygi vientisa dalis;

b) tuščiaviduris (kad tilptų bendraašis velenas, valdymo dalys, alyvos padavimas, aušinimas);

c) plyšinis.

Ašys skirstomos į besisukančias, teikiančias geriausias darbas guoliai ir stacionarūs, kuriems reikia integruoti guolius į besisukančias dalis,

Velenų ir ašių konstrukciniai elementai

Atraminė veleno arba ašies dalis vadinama antgalis. Galinis dangtelis vadinamas erškėtis, ir tarpinis kaklas .

Žiedinis veleno sustorėjimas, kuris yra vienas su juo, vadinamas karoliukas. Vadinamas pereinamasis paviršius iš vienos sekcijos į kitą, skirtas sustabdyti ant veleno sumontuotas dalis pečių.

Siekiant sumažinti koncentraciją ir padidinti stiprumą, perėjimai tose vietose, kur keičiasi veleno ar ašies skersmuo, yra lygūs. Sklandaus perėjimo iš mažesnės sekcijos į didesnę atkarpą išlenktas paviršius vadinamas filė. Filė yra pastovaus ir kintamo kreivumo. Didėja filė kreivio spindulio kintamumas laikomoji galia velenas 10%. Filė su vidiniu pamušalu padidina stebulių ilgį.

Pereinamųjų sekcijų velenų stiprumas taip pat padidinamas pašalinus mažai įtemptą medžiagą: padarant reljefinius griovelius ir išgręžiant skylutes laiptelėse. didelio skersmens. Ši veikla suteikia daugiau vienodas paskirstymas stresą ir sumažinti streso koncentraciją

Veleno formą išilgai lemia apkrovų pasiskirstymas, t.y. lenkimo ir sukimo momento diagramos, surinkimo sąlygos ir gamybos technologija. Veleno perėjimo sekcijos tarp etapų skirtingų skersmenų dažnai atliekama su pusapvaliu grioveliu išėjimui Šlifavimo ratas.

Šachtų, skirtų sukimo momentą perduodančioms detalėms montuoti mašinose, mechanizmuose, įrenginiuose, tūpimo galai yra standartizuoti. GOST nustato dviejų konstrukcijų (ilgų ir trumpų) cilindrinių velenų, kurių skersmuo yra nuo 0,8 iki 630 mm, vardinius matmenis, taip pat rekomenduojamus srieginių velenų galų dydžius. GOST nustato pagrindinius smailėjančių velenų galų matmenis, kurių kūgis yra 1:10, taip pat dviejų versijų (ilgos ir trumpos) ir dviejų tipų (su išorinėmis ir vidinis sriegis) skersmuo nuo 3 iki 630 mm.

„Highlanders velenai, kad palengvintų detalių montavimą, kad nesusiglamžytų ir nepažeistų darbuotojų rankų, yra nusklembti.

Medžiagos ir terminis apdorojimas

Medžiagos pasirinkimas o velenų ir ašių terminis apdorojimas nustatomas pagal jų veikimo kriterijus.

Pagrindinės velenų ir ašių medžiagos yra anglinis ir legiruotasis plienas dėl jų didelio mechaninės charakteristikos, gebėjimas sukietėti ir lengvas gavimas cilindriniai ruošiniai riedantis.

Daugumai velenų naudojamas vidutinio anglies ir legiruotas plienas 45, 40X. Kritinių mašinų didelio įtempimo velenams naudojamas legiruotasis plienas 40KhN, 40KhNGMA, 30KhGT, 30KhGSA ir tt Iš šių plienų pagaminti velenai dažniausiai yra tobulinami, grūdinami aukštu grūdinimu arba paviršinis grūdinimas aukšto dažnio kaitinimu ir žemu grūdinimu. .

Forminiams velenams - alkūniniams velenams, su dideliais flanšais ir skylutėmis - ir sunkiųjų velenų gamybai, kartu su plienu, naudojami kaliojo ketaus (su mazginiu grafitu) ir modifikuotu ketaus.

Velenų ir ašių skaičiavimas

Velenai yra veikiami lenkimo ir sukimo įtempių, o ašys – tik lenkimo.

Eksploatacijos metu velenai patiria dideles apkrovas, todėl norint nustatyti optimalius geometrinius matmenis, būtina atlikti skaičiavimų rinkinį, įskaitant nustatymą:

Statinis stiprumas;

nuovargio stiprumas;

Standumas lenkiant ir sukantis.

At dideliu greičiu sukimasis, būtina nustatyti veleno natūraliuosius dažnius, kad nepatektų į rezonansines zonas. Ilgų velenų stabilumas tikrinamas.

Velenai skaičiuojami keliais etapais.

Norint atlikti veleno skaičiavimą, būtina žinoti jos konstrukciją (apkrovos taikymo vietas, atramų vietą ir kt.) Tuo pačiu metu veleno konstrukcijos kūrimas neįmanomas be bent apytikrio jo įvertinimo. skersmuo. Praktikoje paprastai naudojama ši veleno apskaičiavimo procedūra:

1. Iš anksto įvertinkite vidutinis skersmuo remiantis tik sukimu esant sumažintam leistinam įtempimui (lenkimo momentas dar nežinomas, nes nežinoma atramų vieta ir apkrovų taikymo vietos).

Torsioninis stresas

kur Wp yra sekcijos modulis, mm.

Taip pat galite preliminariai įvertinti veleno skersmenį pagal veleno, su kuriuo jis sujungtas, skersmenį (velenai perduoda tą patį momentą T). Pavyzdžiui, jei velenas yra prijungtas prie elektros variklio (ar kitos mašinos) veleno, tada jo įvesties galo skersmuo gali būti lygus arba artimas variklio veleno išėjimo galo skersmeniui.

2.Pagrindinis veleno skaičiavimas.

Įvertinus veleno skersmenį, parengiama jo konstrukcija. Veleno sekcijų ilgį ir, atitinkamai, jėgos taikymo petį, paimame iš išdėstymo. Tarkime, kad turime apskaičiuoti veleno, ant kurio yra sraigtinė pavara, skersmenį. Nubraižykime veleno apkrovų schemą. Šiam velenui, atsižvelgdami į krumpliaračio dantų pokrypį ir momento T kryptį, kairę atramą pakeičiame vyriais tvirtinama, o dešinę – vyrių judamąja. Projektinės apkrovos dažniausiai laikomos koncentruotomis, nors tikrosios apkrovos nėra koncentruotos, jos pasiskirsto per stebulės ilgį, guolio plotį. Mūsų pavyzdyje velenas apkraunamas jėgomis Ft, Fa. Fr, veikiantis susijungimo poliuje ir sukimo momentas T. Ašinė jėga Fa suteikia momentą vertikalioje plokštumoje

Pagrindinis velenų ir ašių skaičiavimas susideda iš lenkimo momentų diagramų braižymo horizontalioje ir vertikalioje plokštumose, gaunamų momentų, sukimo momentų diagramų, lygiaverčių momentų diagramų, pavojingų ruožų nustatymo.

3 skaičiavimo etapas- patikros skaičiavimą sudaro pavojingų ruožų saugos koeficiento nustatymas

- normalių ir šlyties įtempių saugos faktoriai

medžiagų patvarumo ribos.

- efektyvūs streso koncentracijos veiksniai.

- mastelio koeficientas (priklauso nuo veleno skersmens).

- kietėjimo koeficientas. - medžiagos jautrumo koeficientai, priklauso nuo mechaninių savybių.

- kintamų įtempių komponentai.

Velenai ir ašys .

Velenų ir ašių paskirtis, konstrukcija ir medžiagos

Velenas – tai dalis (dažniausiai lygios arba laiptuotos cilindrinės formos), skirta ant jo sumontuotiems skriemulius, krumpliaračius, žvaigždutes, ritinėlius ir kt. palaikyti ir sukimo momentui perduoti.

Eksploatacijos metu velenas lenkiamas ir sukamas, o kai kuriais atvejais, be lenkimo ir sukimo, velenai gali patirti tempimo (gniuždymo) deformaciją.

Kai kurie velenai nepalaiko besisukančių dalių ir veikia tik sukdami.

Velenas 1 (1 pav.) turi atramas 2, vadinami guoliais. Koto dalis, kurią dengia atrama, vadinama griebtuvu. Galiniai kaiščiai vadinami smaigaliais 3, o tarpiniai – kakleliai 4.

1 pav. Tiesus velenas:1 - velenas;2 - veleno atramos;3 - smeigtukai;4 - kaklas

Ašis yra dalis, skirta tik ūsams prižiūrėti.detales apie tai.

Skirtingai nuo veleno, ašis neperduoda sukimo momento ir veikia tik lenkiant. Mašinose ašys gali būti nejudančios arba suktis ant jų sėdint dalimis (judančios ašys).

Nereikėtų painioti sąvokų „rato ašis“, tai yra detalė ir „sukimosi ašis“, tai yra geometrinė sukimosi centrų linija.

2 pav. Ašių dizainas:
a - sukimosi ašis;b - fiksuota ašis

Velenų ir ašių formos yra labai įvairios – nuo ​​paprasčiausių cilindrų iki sudėtingų alkūninių konstrukcijų. Yra žinomos lanksčių velenų konstrukcijos, kurias dar 1889 metais pasiūlė švedų inžinierius Carlas de Lavalis.

Veleno formą lemia lenkimo ir sukimo momento pasiskirstymas per jo ilgį. Tinkamai suprojektuotas velenas yra vienodo pasipriešinimo sija. Velenai ir ašys sukasi, todėl patiria kintamą apkrovą, įtempimus ir deformacijas (3 pav.). Todėl velenų ir ašių gedimai yra nuovargio pobūdžio.

Ryžiai. 3. Aširačio ašies lenkimo įtempių svyravimai judant

a - važiuojant mažu greičiu;b - darbiniu greičiu

Velenų ir ašių klasifikacija

Pagal susitarimą velenai skirstomi į krumpliaračių velenus (ant jų sumontuotos krumpliaračių dalys) ir pagrindinius velenus (ant jų papildomai montuojami mašinos darbiniai korpusai).

4 pav. Velenų tipai:a - alkūninis velenas:b - alkūninis velenas;į - lankstus velenas;

G - teleskopinis velenas;d - kardaninis velenas

Velenų ir ašių forma yra įvairi ir priklauso nuo jų atliekamų funkcijų. Kartais velenai gaminami kartu su kitomis dalimis, tokiomis kaip krumpliaračiai, švaistikliai, ekscentrikai.

Pagal geometrinę formą velenai skirstomi į: tiesias linijas (žr. 1 pav.); švaistiklis (4 pav., a); susuktas (4 pav., b); lankstus (4 pav., in); teleskopinis (4 pav., G); kardanas (4 pav., e). Alkūniniai velenai ir alkūniniai velenai naudojami stūmokliniam judėjimui paversti sukamuoju (stūmokliniai varikliai) arba atvirkščiai (kompresoriai); lankstus - sukimo momento perkėlimui tarp mašinos mazgų, kurie keičia savo padėtį darbe (statybiniai mechanizmai, odontologijos mašinos ir kt.); teleskopinis - jei reikia, ašinis vieno veleno judėjimas kito atžvilgiu.

Lankstūs velenai gaminami vyniojant plieninę spyruoklinę vielą ant plono centrinio strypo. Jie išlaiko pakankamą lankstumą tik esant mažam skersmeniui, nes didėjant skersmeniui, sekcijos inercijos momentas, taigi ir standumas, smarkiai padidėja, todėl, esant visoms teigiamoms pavaros savybėms ir patogumui, tokie velenai negali perduoti bet kokią didelę galią ir turi gana siaurą pritaikymą.

Paprastai kirviai gaminami tiesiai. Mechaninėje inžinerijoje plačiausiai naudojami tiesūs velenai ir ašys. Alkūniniai ir alkūniniai velenai yra specialios dalys ir šiame kurse nėra aptariami.

Pagal konstrukcijos ypatybes: lygūs velenai ir ašys (žr. 2 pav.); pakopiniai velenai ir ašys (žr. 1 pav.); krumpliaračių velenai ; sliekiniai velenai .

Ašiniam dalių fiksavimui ant veleno ar ašies naudojamos briaunos , flanšai, kūginės sekcijos, laikantys žiedai, tarpikliai, kurie gali būti montuojami viename komplekte su kitomis dalimis.

Pakopiniai velenai yra patogiausi agregatų surinkimui: atbrailos apsaugo detales nuo ašinio poslinkio ir fiksuoja jų padėtis surinkimo metu, suteikia laisvą detalės judėjimą išilgai veleno iki jos nusileidimo vietos. Pageidautina, kad atbrailų aukštis leistų išardyti mazgą nenuimant raktų nuo veleno. Sėdimų skersmenys turi būti pagaminti pagal GOST 6636-69, nes yra masinės gamybos šių skersmenų kalibrai.

Norint užtikrinti reikiamą dalių sukimąsi kartu su ašimi ar velenu, naudojami raktai, spygliai, kaiščiai, velenų profilinės dalys ir įterptieji jungtys.

Pagal sekcijos tipą velenai ir ašys yra; kieta (žr. 2 pav., a); tuščiaviduris (žr. 2 pav., b); kombinuotas (4 pav., G). Naudojant tuščiavidurius velenus, žymiai sumažėja svoris ir padidėja tokio pat stiprumo veleno standumas, tačiau tuščiavidurių velenų gamyba yra sudėtingesnė nei kietų. Gaminami tuščiaviduriai velenai ir tais atvejais, kai per veleną praleidžiama kita dalis, tiekiama alyva.

Sklypai 1 ašys ir velenai (5 pav.), su kuriais jie pasikliauti guoliais suvokiant ašines apkrovas, vadinamas kulniukai. Kulnai tarnauja kaip atramos kulnams 2. Velenų ir ašių sėdimieji paviršiai po montuojamų dalių stebulėmis vadinami srieginiais ir yra cilindriniai, kūgiški arba sferiniai (6 pav.). Šiuo atveju tarpinius kaiščius įprasta vadinti kakliukais, galinius – smaigaliais. Cilindriniai griebtuvai plačiai naudojami mechaninėje inžinerijoje; Retai naudojami kūginiai ir rutuliniai kaiščiai.

Ryžiai. 5. Vertikali atramavelenas:1 - kulnas;2 - traukos guolis

Ryžiai. 6. Smeigtukai:cilindrinis -a ; kūginis -b ; kamuolys -in

Pereinamieji pjūviai tarp dviejų skersmenų atliekami: 1) su pastovaus spindulio filė; 2) su kintamo spindulio filė . Ši filė sumažina streso koncentraciją ir padidina patvarumą. Jis naudojamas labai apkrautose velenų ir ašių dalyse.

Konstrukcinės pereinamųjų sekcijų tarp velenų ir ašių laiptelių atmainos: griovelis su apvalinimu šlifavimo disko išėjimui (7 pav., a); filė pastovus spindulys (7 pav., b); filė kintamasis spindulys (7 pav., in).

7 pav. Konstrukcinės veleno pereinamųjų dalių atmainos:a - griovelis;b - filė;

in - kintamo spindulio filė;G - nusklembta

Velenų ir ašių galai pagaminti su nusklembta, y., šiek tiek sumalkite juos gale (žr. 7 pav., Reklama). Velenų ir ašių sėdimieji paviršiai apdorojami tekinimo ir šlifavimo staklėmis.

Velenų ir ašių pečiai neleidžia perjungti tik viena kryptimi. Esant galimam ašiniam poslinkiui priešinga kryptimi, jo pašalinimui naudojamos veržlės, kaiščiai, fiksavimo varžtai ir kt.. Movų, skriemulių ir kitų sukimo momentus perduodančių dalių montavimo velenų galai yra cilindriniai arba kūgiški, o. jų matmenys yra standartizuoti. Norėdami sumontuoti raktus, velenas yra su grioveliu .

Veleno ir ašies medžiagos

Pagrindiniai velenų ir ašių veikimo kriterijai yra standumas, tūrinis stiprumas ir atsparumas dilimui su santykiniais mikroposlinkiais, sukeliančiais koroziją.

Kaip ašių ir velenų medžiaga dažniausiai naudojamas anglinis ir legiruotasis plienas (valcuoti gaminiai, kaltiniai ir rečiau plieno liejiniai), nes jie turi didelį stiprumą, gebėjimą sukietėti paviršiuje ir tūrį, lengvai gaunami cilindriniai ruošiniai valcuojant. ir yra gerai apdirbti, taip pat didelio stiprumo modifikuotas ketus ir spalvotųjų metalų lydiniai (įrangoje). Neatsakingoms mažai apkrautoms velenų ir ašių konstrukcijoms naudojamas anglinis plienas be terminio apdorojimo. Atsakingi stipriai apkrauti velenai gaminami iš legiruoto plieno 40KhNMA, 25KhGT ir tt Be terminio apdorojimo naudojami plienai 35 ir 40, St5, Stb, 40X, 40KhN, ZOKHNZA, termiškai apdorojant - plienai 45, 50 ir kt.

Veleno kakliukai, veikiantys trintį slydimo guoliuose, turėtų būti kietesnio paviršiaus (HRC=50-60), kurį galima pasiekti naudojant TBCh grūdinimą arba karbiuravimą ir grūdinimą.

Esant mažo skersmens krumpliaračiams, velenas ir krumpliaratis yra pagaminti iš vientiso gabalo. Šiuo atveju medžiaga krumpliaračio velenui gaminti parenkama pagal krumpliaračio medžiagai keliamus reikalavimus.

Velenai dažniausiai apdirbami centruose, kurių velenų ruošiniai yra su centrinėmis skylėmis. Norint juos apdoroti tuo pačiu įrankiu, ant vieno veleno pageidautina turėti tokio paties dydžio griovelius, įpjovas, griovelius.

Automobilių ir traktorių pramonėje variklių alkūniniai velenai gaminami iš kaliojo arba kaliojo ketaus.

Veikimo kriterijai ir velenų bei ašių skaičiavimas

AT eksploatacijos metu velenai ir ašys patiria pastovias arba kintamas dydžio ir krypties apkrovas. Velenų ir ašių stiprumą lemia įtempių, atsirandančių juose veikiant apkrovoms, dydis ir pobūdis. Pastovios dydžio ir krypties apkrovos sukelia pastovius įtempius nejudančiose ašyse, o besisukančiose ašyse (ir velenuose) – kintamuosius.

Būdingas velenų bruožas yra tai, kad jie veikia esant pavojingiausio simetrinio ciklo cikliniam lenkimui, kuris atsiranda dėl to, kad velenas sukdamasis pasisuka į veikiančias lenkimo apkrovas vienoje ar kitoje pusėje. Projektuojant veleną, reikia labai atidžiai parinkti tinkamą veleno formą, kad būtų išvengta įtempių koncentracijos perėjimo taškuose, kuriuos gali sukelti nuovargio gedimas. Šiuo tikslu venkite:

a) aštrūs sekcijų perėjimai;

b) grioveliai ir nedideli apvalinimo spinduliai;

c) neapvalios skylės;

d) grubus paviršiaus apdorojimas.

Norint įvertinti teisingą veleno geometrinės formos pasirinkimą, naudojama hidraulinė analogija, kuri sako: "Jei detalės kontūras įsivaizduojamas kaip vamzdis, kuriame juda skystis, tada ten, kur srautas yra turbulentinis, atsiras įtempių koncentracija. “.

Velenų ir ašių gedimų priežastis galima atsekti visais jų „gyvenimo“ etapais.

Projektavimo stadijoje – netinkamas formos pasirinkimas, netinkamas įtempių koncentratorių įvertinimas.

Gamybos etape - įpjovimai, įpjovimai, įlenkimai dėl neatsargaus elgesio.

Eksploatacijos etape - neteisingas guolių mazgų sureguliavimas.

Kad velenas arba ašis veiktų, būtina užtikrinti:

Tūrinis stiprumas (gebėjimas atsispirti M išg ir M Saunus);

Paviršiaus stiprumas (ypač sankryžose su kitomis dalimis);

Lenkimo standumas;

Sukimo standumas (ypač ilgiems velenams).

Visi velenai turi būti paskaičiuota dėl tūrio stiprumo.

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, darytina išvada, kad, atsižvelgiant į velenuose ir ašyse atsirandančių įtempių pobūdį, galimi du atvejai, kai juos galima apskaičiuoti pagal stiprumą: pagal statinį stiprumą ir pagal nuovargio stiprumą.

Iš esmės bandomi velenai ir ašys ciklinės įtampos. Iš to išplaukia, kad pagrindinis velenų ir ašių veikimo kriterijus yra nuovargio stiprumas. Statinis gedimas yra labai retas. Tai atsiranda dėl atsitiktinių trumpalaikių perkrovų. Velenams atsparumo nuovargiui skaičiavimas (patobulintas skaičiavimas) laikomas pagrindiniu. Statinio stiprumo skaičiavimas atliekamas kaip patikrinimas.

Įvertinamas velenų ir ašių atsparumas nuovargiui (tvarumas). saugos faktorius.

Fiksuotos ašys, veikiančios pastovias apkrovas, remiasi tik statinis stiprumas.

Tikimasi judamomis greitaeigėmis ašimis ir velenais ištvermė.

Lėto greičio velenai ir ašys, apkrautos kintama apkrova, priklauso nuo statinė jėga ir ištvermė.

Pagrindinė gyvenvietė jėgos veiksniai ašims ir velenams lenkiasi M n ir sukimas M į (tik velenams) momentais.

Tempimo ir gniuždymo jėgų įtaka yra nereikšminga, todėl, kaip taisyklė, skaičiuojant į ją neatsižvelgiama.

Ašių ir velenų stiprumo įvertinimo metodas yra apskaičiuotas įtempių palyginimas su leistinomis tokiomis stiprumo sąlygomis:

kur , - atsirandantys (skaičiuojami) lenkimo ir sukimo įtempiai pavojingoje veleno atkarpoje, ašyje; ir - leistini lenkimo ir sukimo įtempiai.

Velenai ir ašys, skirtos užtikrinti statinį arba nuovargio stiprumą, kartais sugenda dėl standumo trūkumas arba dėl to vibracijos. Be to, mažas standumas sutrikdo normalų krumpliaračių ir guolių darbą. Velenai ir ašys papildomai remiasi standumas ir svyravimai.

Velenų ir ašių standumas įvertinamas pagal deformacijos dydį detalių montavimo vietose arba sekcijų sukimosi kampą; svyravimai – kritinis kampinis greitis.

Norint apskaičiuoti velenų ir ašių stiprumą ir standumą, sudaroma skaičiavimo schema. Atliekant lenkimo analizę, besisukantys velenai ir ašys laikomos sijomis ant šarnyrinių atramų. Projektavimo schemose jėgos ir sukimo momentai sąlyginai laikomi koncentruotais.

Velenų ir ašių apkrovos schemos priklauso nuo besisukančių dalių skaičiaus ir montavimo ant jų vietos bei jėgų krypties. Sudėtingam apkrovimui parenkamos dvi statmenos plokštumos (pavyzdžiui, priekinė ir horizontali) ir kiekvienoje plokštumoje nagrinėjama schema. Žinoma, skaičiuojamos ne tikros konstrukcijos, o supaprastinti skaičiavimo modeliai, tai sijos ant šarnyrinių atramų, sijos su įdėjimu ir net statiškai neapibrėžtos problemos.

Sudarant projektavimo schemą, velenai laikomi tiesiais strypais, gulinčiais ant šarnyrinių atramų. Renkantis atramos tipą, daroma prielaida, kad velenų deformacijos yra nedidelės ir, jei guolis leidžia bent šiek tiek pakreipti ar pajudinti gembę, tai laikoma šarnyriniu arba šarnyriniu guoliu. Slydimo arba riedėjimo guoliai, kurie suvokia tiek radialines, tiek ašines jėgas, laikomi pasukamai fiksuotais guoliais, o guoliai, kurie suvokia tik radialines jėgas, laikomi pasukamai judančiais.

Neatsižvelgiama į velenų (ir dalių) gravitacijos įtaką, trinties jėgas atramose.

Paspaudus krumpliaračių veleną, guolių žiedus, įvores ir kitas sujungiamas dalis, ištvermės ribos smarkiai sumažėja 3...6 kartus. Presuojamos dalies krašte atsiranda nuovargio įtrūkimas. Išmontuojant jungiamas dalis galima aptikti korozijos pėdsakų tamsių dėmių pavidalu, taip pat raudonų miltelių, susidedančių iš geležies oksidų. Šis reiškinys mokslinėje literatūroje vadinamas frettinga korozija arba, paprasčiau tariant, trinties korozija.

Staigus patvarumo ribos sumažėjimas, vykstant frettingajai korozijai, yra įtempių koncentracija kontaktinėje briaunoje ir sudėtingi fizikiniai-cheminiai procesai, vykstantys dviejų besijungiančių dalių sandūroje su nedideliu tarpusavio cikliniu slydimu dėl tamprių deformacijų.

Pažymėtina, kad įtrūkimų pažeidimai atsiranda ne tik jungtyse, turinčiose trukdžių, bet ir srieginėse, raktinėse ir kniedytose jungtyse, taip pat vielinių lynų ir lanksčiųjų velenų, frikcinių spaustukų ir lakštinių spyruoklių sąlyčio vietose ir kitose vietose, kur susidaro sąlygos poravimosi detalių tarpusavio judėjimui.

Nustatyta, kad daugiau nei 50 faktorių vaidina tam tikrą vaidmenį džiūvimo procese. Taigi procesas yra labai sudėtingas, nevisiškai suprantamas.

Lygių velenų su prispausta dalimi (8 pav., a) santykis, apibūdinantis nuovargio ribos sumažėjimą dėl įtempių koncentracijos ir mastelio koeficientą, gali būti apskaičiuojamas naudojant šias formules, veikiant lenkimo momentui ir šlyties jėgai.

Ryžiai. 8. Konstruktyvūs velenų atsparumo nuovargiui didinimo metodai.

(2)

kur yra efektyvusis įtempių koncentracijos koeficientas bandinio su ištvermės riba ir d 0 = 7,5 mm;

Mastelio koeficientas, pagal kurį atsižvelgiama į lygaus mėginio su nuovargio riba skerspjūvio dydį, kurio skersmuo iki 300 mm.

adresu d

ties mm;

0,305 + 0,00139 - koeficientas, atsižvelgiant į medžiagos patvarumo ribą;

Koeficientas, atsižvelgiant į tūpimo slėgį - R poravimosi dalyse;

0,65+0,014R esant MPa;

1 esant MPa.

Pažymėtina, kad jei sumontuota dalis neperduoda momento ir jėgos, tada (2) išraiška turi būti padauginta iš pataisos koeficiento K P = 0,85.

Kad būtų sumažintas žalingas frettingo-korozijos poveikis atsparumui nuovargiui, naudojamos konstruktyvios ir technologinės priemonės. Taigi, iškrovimo grioveliai presuojamos dalies gale (8 pav., b) arba diržas (8 pav., c) padidina ištvermės ribą 1,2 ... 1,5 karto, sustorėja po veleno stebulės dalimi (pav. 8, d) - 1,3 ... 1,5 karto.

Veleno iškrovimo įpjovos (8 pav., e), užteptos raišteliu, ištvermės ribą padidina 1,4 karto.

Technologinės priemonės, skirtos padidinti ištvermės ribą – mažinti besiliejančių paviršių mikronelygumus poliruojant ir šlifuojant, apsaugant nuo korozijos ir naudojant paviršiaus cheminius-terminius, mechaninius ir kitus metodus, tokius kaip plazminis purškimas, jonų implantacija, kuri galiausiai padidina 1,5 ... 2 kartų ar daugiau.

Pateikus velenų standumo ir tūrio stiprumo reikalavimus, galima naudoti plieną St4, St5 arba 40 arba 45.

už velenus sudėtinga forma, pavyzdžiui, alkūniniai velenai ir planetinių pavarų laikikliai, gali būti tikslinga naudoti didelio stiprumo ketaus markės VCh 70 - 3, VCh 80 - 3 ir kt.

Statinio stiprumo ašių skaičiavimas

Kaip minėta aukščiau, ašys neturi sukimosi, todėl jos skaičiuojamos tik lenkimui.

Projektavimo skaičiavimo seka.

Pagal mazgo konstrukciją (9 pav., a) sudaryti skaičiavimo schemą (9 pav., b) nustatyti ašį veikiančias jėgas, sudaryti lenkimo momentų diagramas; ašies skersmuo nustatomas pagal formulę

(3)

kur M ir- didžiausias lenkimo momentas; - leistinas lenkimo įtempis.

dokumentas

Guoliai. Tikslas guoliai - nuolat sukasi velenai ir kirvius erdvėje... mažiau reikalavimų medžiaga ir terminiam apdorojimui velenai. Trūkumai ... 6 skaitmenys dešinėje rodo santykį dizaino guolis iš pagrindinio tipo. ...

Modulinio mokymosi technologija grįstos disciplinos „Mašinų dalys ir projektavimo pagrindai“ darbo programa

Darbo programa

Numatomos apkrovos. Projektavimo ir patikros skaičiavimai velenai. Tikslas dizaino ir medžiagų kirvius ir velenai. 5. Guoliai Riedėjimo guoliai (apvalūs... gniuždymui ir susidėvėjimui. Spyruoklės: paskyrimas, dizainas, medžiagų, taikymo sritis. Sraigto skaičiavimas...

Seminaras apie discipliną „Medžiagotyra ir statybinių medžiagų technologija“ specialybėms 2701202. 65 „Pramoninė ir civilinė statyba“

dokumentas

Susuktas velenas, kumštelis velenas, variklio švaistikliai, velenai ir pavarų dėžės krumpliaračiai ir galinės ašys, kirvius... gamybos metu struktūros atsakingas Kelionės tikslas nerūdijančio plieno ir kai kurių kitų medžiagų. Ypatingomis progomis...

Taikomosios mechanikos disciplinos edukacinis ir metodinis kompleksas (pavadinimas)

Mokymo ir metodologijos kompleksas

Privalumai, trūkumai ir taikymo sritis. Konstrukcijos ir medžiagų. Sėdi, veikia diržine pavara ir... rieda. Gryno valcavimo būklė. Velenai ir kirvius. Tikslas, dizaino, apytikslis skaičiavimas velenai. UŽDUOTIS. Sukurkite skersinės...

„Taikomoji mechanika“ disciplinos darbo programa

Darbo programa

Mašinos ir inžinerija struktūros. Mokymosi procese... Velenai ir kirvius. Velenas. Ašis. Juos paskyrimas. Veislės velenai ir kirvius(įjungta geometrines charakteristikas kirvius velenas arba kirvius ir pagal paskyrimas). medžiagų velenai ir kirvius. Veiklos kriterijai velenai ...

Prieš išsiaiškindami, kuo velenas ir ašis skiriasi viena nuo kitos, turėtumėte aiškiai suprasti, kas iš tikrųjų yra šios dalys, kam ir kur jos naudojamos ir kokias funkcijas atlieka. Taigi, kaip žinote, velenai ir ašys yra suprojektuoti taip, kad ant jų būtų laikomos besisukančios dalys.

Apibrėžimas

Velenas- tai yra strypo formos mechanizmo dalis, skirta sukimo momentui perkelti į kitas šio mechanizmo dalis, taip sukuriant bendrą visų ant jo (ant veleno) esančių dalių sukimąsi: skriemulius, ekscentrikus, ratus. ir kt.

Ašis- tai yra mechanizmo dalis, skirta sujungti ir pritvirtinti šio mechanizmo dalis. Ašis paima tik skersines apkrovas (lenkimo įtempis). Ašys yra fiksuotos ir sukasi.

Ašis

Palyginimas

Pagrindinis skirtumas tarp ašies ir veleno yra tas, kad ašis neperduoda sukimo momento kitoms dalims. Jį veikia tik skersinės apkrovos ir nepatiria sukimo jėgų.

Velenas, skirtingai nei ašis, perduoda naudingą sukimo momentą prie jo pritvirtintoms dalims. Be to, ašys yra ir besisukančios, ir fiksuotos. Velenas visada sukasi. Daugumą velenų galima suskirstyti į geometrine forma ašys yra tiesios, alkūninės (ekscentrinės) ir lanksčios. Taip pat yra alkūninių arba netiesioginių velenų, kurie paverčia grįžtamuosius judesius į sukamuosius. Ašys savo geometrine forma yra tik tiesios linijos.

Radinių svetainė

1. Ašis neša besisukančias mechanizmo dalis, neperduodant joms jokio sukimo momento. Velenas perduoda naudingą sukimo momentą, vadinamąją sukimosi jėgą, kitoms mechanizmo dalims.
2. Ašis gali būti besisukanti arba stacionari. Velenas tik sukasi.
3. Ašyje yra tik tiesi linija. Veleno forma gali būti tiesi, netiesioginė (alkūninis velenas), ekscentrinė ir lanksti.

Mašinos velenų ir ašių tipai

Velenų tipai

kirvius- remti besisukančias mašinų dalis. Jie gali būti besisukantys ir nejudantys.

Velenai- ne tik palaiko, bet ir perduoda sukimąsi.
Yra: tiesūs, alkūniniai ir alkūniniai.
Velenai priklauso nuo tuo pačiu metu veikiančio sukimo momento ir lenkimo momentų.
Kirviai remiasi tik lenkimu.

1. velenas su tiesia ašimi;
2. alkūninis velenas;
3. lankstus velenas;
4. kardaninis velenas.

Ašių tipai

1. nejudantis;
2. mobilusis.

Ašys ir velenai nuo kitų mašinos dalių skiriasi tuo, kad ant jų sumontuotos krumpliaračiai, skriemuliai ir kitos besisukančios dalys. Pagal eksploatavimo sąlygas ašys ir velenai skiriasi vienas nuo kito.

Ašis yra dalis, kuri palaiko tik ant jos pritvirtintas dalis. Ašis nesusisuka, nes ją apkrauna joje esančios dalys. Jis veikia lenkiant ir neperduoda sukimo momento.

Kalbant apie veleną, jis ne tik palaiko dalis, bet ir perduoda sukimosi momentą. Todėl velenas patiria ir lenkimą, ir sukimąsi, kartais ir suspaudimą, ir įtempimą. Tarp velenų išskiriami torsioniniai velenai (arba tiesiog sukimo strypai), kurie nepalaiko dalių sukimosi ir dirba tik sukdami. Pavyzdžiai yra automobilio kardaninis velenas, valcavimo staklyno jungiamasis ritinys ir daugelis kitų.

Veleno ar ašies atramoje esanti atkarpa vadinama griebtuvu, jei ji suvokia radialinę apkrovą, arba penktadaliu, jei ant jo tenka ašinė apkrova. Galinis kaištis, kuris gauna radialinę apkrovą, vadinamas smaigaliu, o kaištis, esantis tam tikru atstumu nuo veleno galo, vadinamas kaklu. Na, o ta veleno arba ašies dalis, kuri riboja ašinį dalių judėjimą, vadinama pečiu.

Ašies arba veleno, ant kurio iš tikrųjų montuojamos besisukančios dalys, sėdimojo paviršiaus paviršius dažnai yra cilindrinis ir rečiau kūgio formos, kad prireikus būtų lengviau sumontuoti ir išimti sunkias dalis. didelis tikslumas centravimas. Paviršius, užtikrinantis sklandų perėjimą tarp žingsnių, vadinamas filė. Perėjimas gali būti atliekamas naudojant griovelį, leidžiantį išlipti šlifavimo diską. Streso koncentraciją galima sumažinti sumažinus griovelių gylį ir kiek įmanoma padidinus griovelių ir hantelių apvalumą.

Kad būtų lengviau sumontuoti besisukančias dalis ant ašies ar veleno, taip pat išvengti rankų traumų, galai daromi su nuožulniais, tai yra šiek tiek paverčiami kūgiu.
Ašių ir velenų tipai

Ašis gali būti besisukanti (pavyzdžiui, vagono ašis) arba nesisukanti (pavyzdžiui, krovinių kėlimo mašinos bloko ašis).

Na, o velenas gali būti tiesus, alkūninis arba lankstus. Tiesūs velenai yra labiausiai paplitę. Alkūniniai velenai naudojami siurblių ir variklių alkūninėse pavarose. Jie paverčia atgalinius judesius į sukamuosius arba atvirkščiai. Kalbant apie lanksčius velenus, tai iš tikrųjų yra kelių sukimo įvadų spyruoklės, susuktos iš vielų. Jie naudojami sukimo momentui perduoti tarp mašinos mazgų, jei veikimo metu jie keičia padėtį vienas kito atžvilgiu. Tiek suktas, tiek lankstūs velenai priskiriami specialiosioms dalims ir mokėsi specialiuose mokymo kursuose.

Dažniausiai ašis arba velenas turi apskritą vientisą sekciją, tačiau gali turėti ir žiedinę skersinis pjūvis, kuri leidžia sumažinti Bendras svoris dizaino. Kai kurių veleno sekcijų dalis gali turėti įpjovą arba įdubas ir gali būti profiliuota.

Naudojant profilio jungtį, detalės sujungiamos sąlyčio būdu išilgai apvalaus, nelygaus paviršiaus ir, be sukimo momento, gali perduoti ir ašinę apkrovą. Nepaisant profilio jungties patikimumo, jo negalima pavadinti technologiniu, todėl jų naudojimas yra ribotas. Spline jungtis klasifikuojama pagal danties profilio formą – ji gali būti tiesioji, evoliucinė arba trikampė.