Слесарное дело — страница 53 из 82

Механизмы преобразования движения служат для превращения одного вида движения в другой, например вращательного в поступательное или наоборот.

Механизмы преобразования движения применяются в винтовых, кривошипно-шатунных, кулисных механизмах, эксцентриках и др. Винтовые механизмы широко распространены в металлорежущих станках и прессах; кривошипно-шатунные — в двигателях внутреннего сгорания и компрессорах; эксцентриковые — в автоматах; кулисные — в станках и системах управления двигателями и др.

К достоинствам винтовых передач относятся возможность получения равномерного поступательного движения с высокой точностью перемещений, большая несущая способность и компактность.

Недостатком является низкий КПД из-за значительных сил трения, возникающих в передаче при работе.

В передачах винт-гайка используют в основном трапецеидальные и прямоугольные резьбы. Грузовые винты имеют упорную резьбу.

Часто применяют передачи винт-гайка, в которых трение скольжения заменено трением качения (рис. 16.1, а). При благоприятных условиях работы КПД шариковых винтовых пар достигает 0,9. Эти передачи также позволяют устранить радиальные и осевые зазоры или значительно их уменьшить, что позволяет повысить точность перемещения исполнительных узлов механизма.

Рис. 16.1. Винтовые передачи:

а — качения: 7 — винт; 2 — гайка; 3 — шарик; 4 — вкладыш; б — гидростатическая: 1 — регуляторы давления; 2 — фильтр; 3 — насос; 4 — сливной клапан

В настоящее время широкое применение находят гидростатические передачи (рис. 16.1, б), обеспечивающие работу винтовой пары практически без трения, что позволяет довести значение КПД передачи до 0,99. Сборка передачи винт-гайка скольжения . Винтовой механизм обычно состоит из двух главных деталей — винта 1 и гайки 2 (рис. 16.2, а), образующих винтовую пару. Вращая винт 1 в ту или другую стороны, достигают прямолинейно-поступательного перемещения гайки 2 вместе с ползуном 3, установленным на направляющих 4.

Рис. 16.2. Передача ходовой винт-гайка:

а — схема передачи; б — ходовой винт; в — гайка ходового винта; г — схема контроля сборки передачи; 1, 20, 22, 30 — винты; 2 — гайка; 3 — ползун; 4 — направляющая; 5 — подшипник; 6 — хвостовик вала коробки подач; 7– муфта; 8, 10, 11 — штифты; 9 — ходовой винт; 12 — крышка; 13 — регулировочный винт; 14 — контргайка; 15 — опорная пята; 16 — упорная шайба; 17 — сферическое кольцо; 18, 19, 24 — втулки; 21 — ползун; 23 — шпонка; 25 — регулировочная гайка; 26 — корпус гайки ходового винта; 27 — контрольное приспособление; 28 — мостик; 29, 31 — индикаторы; А, Б — опоры

Винтовой механизм обеспечивает равномерность и точность перемещений, а также плавность и бесшумность работы.

Для обеспечения качественной сборки к винтовым механизмам предъявляют такие требования, как:

● детали должны быть изготовлены с высокой точностью;

● ось винта должна быть строго параллельна направляющим, что обеспечивается правильной установкой концевого подшипника;

● ось вращаемого винта не должна смещаться и в любом положении гайки должна совпадать с ее осью;

● винт не должен иметь осевых перемещений.

При сборке винтового механизма выполняют следующие работы: устанавливают винт, собирают гайку, регулируют и контролируют собранный механизм.

Одна из конструкций узла винта приведена на рис. 16.2, в. Здесь хвостовик 6 получает вращение от коробки подач. Один конец винта 9 соединяют с этим хвостовиком муфтой 7. Другой конец винта вращается во втулке 18 концевого подшипника. Винт обычно крепят к хвостовику коническими штифтами 8 (рис. 16.2, в). Для этого муфту 7 снимают с хвостовика 6 и напрессовывают на цилиндрическую заточку винта 9. Затем по отверстию в муфте сверлят в винте отверстие под штифт и совместно их развертывают. В отверстие вставляют штифт 8, не запрессовывая. Второй конец винта устанавливают в концевом подшипнике.

Шейку винта пригоняют к втулке 18, а затем собирают упорный узел этого подшипника. На выступающую из втулки 18 выточку конца винта надевают сферическое кольцо 17 и упорную шайбу 16 с радиальной прорезью. В головку 12 запрессовывают штифты 10 и 11 и вводят опорную пяту 15 так (рис. 16.2, в), чтобы ее шлиц на наружной поверхности попал на выступающий конец штифта 11. Головку навинчивают на резьбу корпуса концевого подшипника. При этом конец штифта 10 должен находиться в шлице упорной шайбы 16. Затем в головку завертывают регулирующий винт 13 с контргайкой 14 и регулируют осевое перемещение винта.

Далее собирают узел гайки (рис. 16.2, б). Конструкция этого узла представляет собой две бронзовые втулки 19 и 24 с внутренней резьбой, смонтированные в корпусе 26.

Собирать такую гайку начинают с пригонки шипа к пазу ползуна 21. Шип должен плотно входить в паз, не качаясь. Далее в корпус 26 запрессовывают и закрепляют винтами 20 резьбовую втулку 19. Втулку 24 со вставленной в ее паз шпонкой 23 монтируют с другой стороны корпуса 26. Втулку 24 сажают так, чтобы ее можно было без качки смещать вдоль оси. Это достигают хорошей пригонкой шпонки 23 к пазу. Если необходимо, шпонку 23 пришабривают по краске. На резьбовую часть втулки 24 навинчивают круглую гайку 25. После этого снимают винт 9 (рис. 16.2, в) и навинчивают на него собранную гайку и затем запрессовывают штифт 8. В таком виде гайку устанавливают на место, при этом шип (рис. 16.2, б) корпуса 26 вводят в паз ползуна 21 и корпус окончательно закрепляют винтами. Концевой подшипник 5 (рис. 16.2, а) в целях соблюдения параллельности оси винта направляющим 4 перед окончательной установкой регулируют. В данном примере концевой подшипник предварительно крепят к станине струбциной. Затем на направляющие станины помещают приспособление 27 (рис. 16.2, г), пользуясь которым устанавливают винт на требуемом по чертежу расстоянии Н от направляющих. Универсальное приспособление в виде мостика 28 с индикаторами 29 и 31 позволяет отрегулировать не только расстояние винта 30 по отношению к направляющим станины и параллельность оси винта направляющим, но и положение оси винта в горизонтальной плоскости. Правильно смонтированный винт должен вращаться без осевого перемещения. Торец конца винта, нагруженного осевой силой, при правом и левом вращении не должен смещаться более чем на 0,01–0,03 мм. Это можно проверить, если отвернуть регулирующий винт 13 (рис. 16.2, в) и в отверстие вставить ножку индикатора, укрепленного на штативе, до касания центра торца винта. Проверив регулирующий винт 13, его затягивают до отказа, а затем отвинчивают на 1/4 оборота, чтобы в упорном подшипнике был необходимый зазор. В таком положении винт стопорят контргайкой 14 (рис. 16.2, в).

Из-за наличия зазоров в сопряжении винта и гайки винтовые механизмы имеют так называемый мертвый ход, т. е. при повороте винта на некоторый угол гайка, а следовательно, и связанный с ней ползун не перемещаются. Учитывая, что в большинстве винтовых передач желательно иметь минимальный мертвый ход, в гайках часто предусматривают специальные устройства для его регулирования (сведения к минимуму).

В конструкции узла гайки (рис. 16.2, б) мертвый ход, например, регулируют, подтягивая гайку 25. Благодаря этому уменьшаются зазоры в сопряжении винта и втулок 19 и 24.

У многих винтовых механизмов после сборки проверяют расположение осей подшипников винта относительно направляющих в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для этого на направляющих устанавливают мостики с индикаторами. Последние крепят так, чтобы их измерительные стержни касались наружной поверхности винта 30 по верхней и боковой образующим (рис. 16.2, г).

Замеры производят у переднего подшипника, располагая приспособление с индикатором в положении А, и у заднего подшипника 5, когда приспособление находится в положении Б (рис. 16.2, а). Погрешность определяют как алгебраическую разность показаний А — Б индикаторов в обоих замерах. Допускаемая погрешность — 0,1–0,2 мм. Кроме того, проверяют совпадение оси гайки 2 с осями переднего и заднего 5 подшипников и винта 1 (рис 16.2, а). В этом случае ползун 3 с включенной гайкой 2 устанавливают так, чтобы последняя находилась примерно на одинаковом расстоянии от переднего и заднего подшипников. Замеры производят у гайки 2 и у подшипников винта А и Б.

Сборка передачи винт-гайка качения . Эта передача обеспечивает повышенную осевую жесткость и более равномерное движение ведомого звена. Винт 1 (см. рис. 16.1) и гайка 2 передачи имеют резьбу специального профиля. Шарики 3, находящиеся между ними, перекатываются при движении винта, передают движение гайке.

Для обеспечения движения шариков в пределах одного витка резьбы две соседние впадины гайки соединяют специальным каналом в виде вкладыша 4.

Зазоры в таких передачах регулируют поворотом одной полугайки относительно другой.

При сборке винтовой пары качения (рис. 16.3) выполняют следующие операции:

● на винте устанавливают полугайку 4;

● между винтом и полугайкой 4 помещают шарики, вводя их через окно гайки, служащее для установки вкладыша;

● вставляют вкладыш с каналом перебега;

● полугайку 4 перемещают вдоль винта, вводя ее в корпус;

● устанавливают крышку 7 с уплотнением;

● полугайку 4 и крышку 7 закрепляют винтами 6;

● на винте устанавливают полугайку 3;

● между полугайкой 3 и винтом помещают шарики таким же образом, как между винтом и полугайкой 4;

● в полугайку 3 вставляют вкладыш с каналом перебега;

● полугайку 3 с шариками вводят в корпус, перемещая ее вдоль винта;

● устанавливают зубчатый сектор 7 и закрепляют его винтами;

● устанавливают зубчатый сегмент 5;

● устанавливают крышку 8 с уплотнениями и закрепляют ее винтами 2;

● затем регулируют зазор в передаче, поворачивая полугайку 3 сегментом 5.

Рис. 16.3. Конструкция передачи винт-гайка качения: 1,8 — крышки; 2, 6 — винты; 3, 4 — полугайки; 5 — сегмент; 7 — зубчатый сектор

16.2. Сборка эксцентрикового механизма