В зависимости от характера трения при перемещении подвижного узла относительно неподвижного различают направляющие скольжения, качения и гидростатические.
В зависимости от назначения машины направляющие могут иметь самую разнообразную форму (профиль). В современном машиностроении чаще всего применяются следующие формы направляющих: плоские или прямоугольного профиля; призматические; V-образные; в виде ласточкина хвоста или трапециевидного профиля и круглые. Все эти формы направляющих используются для поступательного перемещения подвижных частей в горизонтальном, вертикальном или наклонном направлениях. Обычно ставится не менее двух направляющих того или иного профиля.
Плоские направляющие по сравнению с другими наиболее просты в изготовлении, но плохо удерживают смазку и легко загрязняются, что значительно ограничивает их применение.
С целью упрощения конструкции узлов поступательного движения используют комбинированные направляющие, например сочетание плоских и треугольных направляющих (рис. 16.7, а).
В некоторых случаях применяют круглые направляющие, которые относительно просты в изготовлении и эксплуатации.
В последние годы все более широкое применение в металлорежущих станках находят направляющие качения (рис. 16.7, б). При качении шариков или роликов по замкнутым направляющим возникает трение качения, сила которого примерно в 20 раз ниже силы трения скольжения, в связи с чем их износ значительно меньше по сравнению с износом направляющих скольжения. Кроме того, обеспечивается более плавное движение, так как отсутствует эффект прилипания, характерный для направляющих скольжения.
Гидростатические направляющие (рис. 16.7, в) применяют в случаях, когда необходима очень высокая точность перемещения подвижных узлов, например в прецизионных станках и станках с программным управлением.Рис. 16.7. Направляющие скольжения (а), качения (б) и схема гидростатических незамкнутых направляющих (в): 1 — насос; 2 — дроссель; 3 — канал
Благодаря наличию между сопрягаемыми деталями масляного слоя толщиной в несколько микрометров они работают почти без трения, в связи с чем КПД практически равен 1.
Подвижный узел перемещается как бы на масляной подушке, которая создается за счет подачи масла под давлением от насоса 1 в зазор между подвижным и неподвижным узлами через дроссель 2 и канал 3, выполненный в неподвижном узле.
Применение гидростатических направляющих ограничено их высокой стоимостью.
Для обеспечения нормальной работы механизма с поступательно движущимися частями необходимо соблюдение следующих технических требований к направляющим:
● они должны быть прямолинейными и без задиров на поверхности;
● на направляющих должны иметься смазочные канавки, содержащиеся в нормальном состоянии;
● отклонения направляющих от прямолинейности должно составлять 0,01–0,05 мм на 1000 мм их длины, от параллельности — 0,01–0,05 мм, от перпендикулярности — 0,01–0,02 мм;
● шероховатость поверхности направляющих после их окончательной обработки должна составлять: для направляющих общего назначения Ra = 1,25–0,63 мкм; для направляющих прецизионного оборудования Ra = 0,04 мкм.
Направляющие могут быть выполнены за одно целое со станиной или накладными (съемными). Накладные направляющие изготовляют отдельно от станины в виде пластин из стали или из высококачественного чугуна с последующей термообработкой. Длинные пластины делают составными из отдельных пластин, короткие — из целого куска и крепят их к предварительно обработанным местам. После установки на станину направляющие пластины окончательно отделывают: шлифуют, шабрят, или притирают.
Пригонка направляющих и сопряженных с ними подвижных частей с требуемой точностью — операция трудоемкая. Поэтому для облегчения пригонки и регулирования зазора между трущимися поверхностями как при сборке машины, так и во время ее работы узлы с поступательно-движущимися деталями должны иметь регулирующие устройства — компенсаторы.
Компенсаторы бывают прямоугольные или косоугольные с уклоном от 1: 40 до 1: 100 (рис. 16.8, б). Планки 1 для регулирования зазора (рис. 16.8, а) и клинья 3 перемещаются в продольном направлении и закрепляются на установленном месте с помощью винтов 2. Регулирующую планку пли клин (рис. 16.8, в, г), как правило, нужно ставить с незагруженной стороны подвижной детали.Рис. 16.8. Регулирующие устройства (компенсаторы):
а — прием регулирования зазора; б — виды прямоугольных и косоугольных компенсаторов; в и г — регулирование зазора с помощью клиньевПеред тем как приступить к сборке направляющих (рис. 16.9), их проверяют на соответствие техническим требованиям. Затем на направляющие устанавливают ползун 1 так, чтобы он мог свободно перемещаться по ним, опираясь на поверхности А и Б, которые направляют ползун в горизонтальной плоскости. В вертикальной плоскости ползун направляют поверхности В и Г. Для исключения опрокидывания ползуна в конструкции предусмотрена планка 2, опирающаяся на поверхности Д и Е. Для обеспечения свободного перемещения необходимо создать зазоры ползуна в сопряжениях по поверхностям В, Г, Д и Е.
Рис. 16.9. Узел с плоскими направляющими:
1 — ползун; 2 — планка; 3, 4 — нерегулируемая и регулируемая прокладки соответственно; 5, 7 — винты; 6 — клин; А, Б, В, Г, Д, Е — поверхности направляющихЗазоры должны быть небольшими во избежание опрокидывания ползуна то в одну, то в другую стороны при его движении по направляющим. Заданную точность зазоров выдерживают, если отклонение от параллельности поверхностей А и Д или Б и Е составляет не более 0,02 мм на 1000 мм длины направляющих. Такая высокая точность может быть достигнута при обработке направляющих шлифованием, тонким строганием, фрезерованием, притиркой или шабрением. Шабрение плоских направляющих осуществляют в такой последовательности: сначала обрабатывают поверхности А и Б, затем — Д и Е, а после них — В и Г. Качество шабрения определяют по пятнам контакта при контроле на краску с помощью поверочной плиты.
Заданный зазор получают также установкой прокладок 3 (рис. 14.9, узел I, вариант 1). В таких случаях удобнее использовать регулируемую прокладку 4 (рис. 14.9, узел I, вариант 2). Ее прижимают до отказа с помощью винта 5, затем в зависимости от шага резьбы и требуемого зазора винт отпускают на 1/2–2/3 оборота и стопорят контргайкой.
Для регулирования зазоров по плоскостям В и Г сопряжения применяют клин 6 (рис. 14.9, узел II), предварительно пришабренный по направляющим и стенке ползуна. Винтом 7 регулируют величину этого зазора.
16.6. Контроль качества сборки механизмов привода прямолинейного движения
При сборке механизмов поступательного движения систематически производят проверку прямолинейности, параллельности и перпендикулярности плоскостей.
Один из методов проверки прямолинейности — проверка по краске. По краске с помощью поверочной плиты, контрольной линейки, эталонных или сопрягаемых деталей проверяют плоскости длиной до 2 м. Проверка прямолинейности плоскостей осуществляется также с помощью лекальной линейки; линейки и индикатора; уровня и специальных шаговых мостиков с уровнем; с помощью микроскопа и натянутой струны и др.
Параллельность плоскостей часто можно проверить непосредственным измерением универсальными инструментами: штангенциркулем, штихмасом, глубиномером и т. п. Тип применяемого инструмента, а также способ пользования им зависит от размеров и расположения проверяемых плоскостей.
Проверка параллельности плоскостей производится с помощью универсального индикатора на стойке; с помощью уровня; с помощью специальных и универсальных индикаторных мостиков, оптических приборов и др.
Контроль перпендикулярности плоскостей деталей и узлов корпусного типа осуществляется чаще всего с помощью угольников, размеры и конструкция которых зависят от размеров и характера расположения контролируемых плоскостей.
В тех случаях, когда стандартные угольники непригодны, применяются специальные угольники с выносными (расположенными уступом) сторонами. Иногда оказываются более удобными угольники с регулируемой линейкой.
Для количественной оценки отклонений от перпендикулярности плоскостей применяют щупы или концевые меры длины. В ряде случаев пользуются специальными контрольно-измерительными приспособлениями с индикаторами или измерительными головками других типов.
Контрольные вопросы
1. Перечислите достоинства и недостатки винтовых передач.
2. Назовите требования к винтовым механизмам для обеспечения качественной сборки.
3. Расскажите о процессе сборки передачи винт-гайка скольжения.
4. Объясните процесс сборки передачи винт-гайка качения.
5. Для чего служит эксцентрический механизм? Как его собирают?
6. Где применяют кулисный механизм? Как его собирают?
7. Опишите процесс сборки храпового механизма.
8. Что такое направляющие скольжения, качения, гидростатические направляющие? Назовите технические требования к ним.
9. Как осуществляют установку и пригонку накладных направляющих?
10. Как и чем проверяют прямолинейность, параллельность и перпендикулярность плоскостей при сборке механизмов поступательного движения?Глава 17 Такелажные работы
17.1. Общие сведения о такелажных работах
Механизация подъемно-транспортных операций при выполнении слесарно-сборочных работ не только облегчает труд рабочих, но и обеспечивает значительное повышение производительности.
Детали и узлы весом более 16 кг при сборке, как правило, должны подниматься и перемещаться с помощью универсальных или специальных подъемно-транспортных средств.
Подъем, опускание и перемещение грузов при разметке и сборке крупногабаритных деталей с применением подъемно-транспортного оборудования называют такелажными работами .
По своему назначению подъемно-транспортное оборудование делится на две группы: подъемные механизмы и транспортные устройства.