Детали машин и основы конструирования

1. Краткая характеристика пластичных смазочных материалов.

Консистентные (пластичные) смазки — применяемые в тех узлах, в которых конструктивно невозможно применение жидких смазочных материалов.

Пластичные смазки, они же консистентные смазки - это смазочные материалы, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела.

Пластичные смазки состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе пластичных смазок, имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло).

При обычных температурах и малых нагрузках она проявляет свойства твердого тела, т. е. сохраняет первоначальную форму, а под нагрузкой начинает деформироваться и течь подобно жидкости. После снятия нагрузки пластичная смазка вновь застывает. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены пластичных смазок больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах пластичные смазки часто не меняют в течение всего срока их службы.

В зависимости от назначения и области применения различают следующие типы пластичных смазок.

Антифрикционные, снижающие трение скольжения и уменьшающие износ. Их применяют в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др. машин.

Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма.

К уплотнительным пластичным смазкам относятся арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов), резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар), вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).

2. Правила расчета и конструирования шпоночных соединений.

Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют на прочность. Размеры шпонок и пазов в ГОСТах подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений — расчет на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не производят. Соединения призматическими шпонками (рис. 4.5 и 4.1) проверяют по условию прочности на смятие:

Сила, передаваемая шпонкой, = 2 T/d. где Τ — передаваемый момент; d — диаметр вала; — допускаемое напряжение смятия.

3. Правила расчета и конструирования шлицевых соединений.

Основными критериями работоспособности шлицевых соеди­нений являются сопротивления рабочих поверхностей смятию и изнашиванию. Эти соединения, аналогично шпоночным, выби­рают по таблицам стандартов в зависимости от диаметра вала, а затем проверяют расчетом. Условие прочности на смятие рабочих поверхностей зубьев:

где Τ — передаваемый вращающий момент, Η «м; S_F — удель­ный (на единицу длины) суммарный статический момент площа­ди рабочих поверхностей); /_р— рабочая длина зубьев; []_см — допускаемое напряжение смятия

Значения [] при неограниченном числе циклов нагружения принимают в зависимости от вида термообработки и твердости рабочих поверхностей соединяемых деталей. Если расчетное напряжение _см превышает допускаемое бо­лее чем на 5 %, то увеличивают длину ступицы или принимают другую серию, а иногда другой вид соединения и повторяют про­верочный расчет.