Поворачивает механизм и конус

Поворачивает механизм и конус

    Главная
  • Список секций
  • Математика
  • Использование конусов на транспорте

Использование конусов на транспорте

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

В своей жизнедеятельности мы часто видим использование различных геометрических фигур, которые своими геометрическими свойствами помогают людям в их деятельности. В этой работе мы постараемся рассказать об одной из таких фигур.

Объектом исследования являются принципы работы конструктивных элементов механизмов, применяемых на транспорте, в которых применяются свойства конусов.

В жизни мы видим множество механизмов, но не задумываемся о принципах их функционирования. Однако множество их функций основано на свойствах различных фигур, в том числе конусов. Использование свойств конусов в механизмах, применяемых на транспорте, и является предметом исследования данной работы.

Гипотеза: свойства конусов лежат в основе принципов работы конструктивных элементов механизмов, применяемых на транспорте.

Цель работы: исследование применения свойств конусов, реализованных в принципах работы конструктивных элементов механизмов, применяемых на транспорте.

определить что такое конус;

показать применение конусов в технике;

показать свойства конусов, используемые в механизмах, применяемых на транспорте

показать использование выделенных свойств на практическом примере.

В ходе научного исследования использовались следующие методы:

изучение литературных источников;

Данная работа весьма актуальна, так как прикладное использование геометрических свойств конусов в механизмах будет полезно для учеников, интересующихся современной техникой.

«Как поворачивают поезда»

Меня заинтересовал вопрос, как поворачивает поезд, ведь колеса у него накрепко приделаны к оси. На этот вопрос отец объяснил:

Колёса у всех поездов парные, из-за чего по факту поворот невозможен. Ведь для поворота необходимо, чтобы на одной стороне оси колесо вращалось быстрее, чем на второй. Именно так и происходит с автомобилями, у них есть специальное устройство – дифференциал, к которому крепятся полуоси.

Однако в случае с парными колёсами такой возможности нет. Выход мог бы быть, если бы одно колесо в паре было меньше диаметром, но тогда поезд не сможет ехать прямо.

На самом деле рельсы и колеса не совсем «одинаковые». Колесо имеет форму усечённого конуса, причём большее основание внутреннее, меньшее внешнее. Рельс же имеет чуть покатую форму.

В результате, при повороте под действием центробежной силы колёсная пара смещается по рельсам и получается, что по внутреннему рельсу колесо катится меньшим радиусом, по внешнему большим. Чтобы поезд не сошёл с рельс, на внутренней стороне колеса находится упорное кольцо – реборда.

За счёт этого внутреннее колесо пробегает расстояние меньше внешнего и поезд поворачивает. Однако разницу между внешним и внутренним радиусом сделать значительной нельзя, потому железнодорожные повороты имеют достаточно большой радиус (на российской колее радиус поворота не менее 130 м.).

Меня очень заинтересовала фигура – конус. И я начал в этом разбираться.

Что такое конусы

Конус — часть тела, которая имеет ограниченный объём и которая получена путём объединения каждого отрезка, которые соединяют вершину и точки плоской поверхности. Последняя, в таком случае, является основанием конуса, а конус называется опирающимся на данное основание.

К руговой конус – это тело, состоящее из круга (основание конуса), точки, которая не лежит в плоскости этого круга (вершина конуса и всех отрезков, которые соединяют вершину конуса с точками основания).

Отрезки, которые соединяют вершину конуса и точки окружности основания, называют образующими конуса. Поверхность конуса состоит из основания и боковой поверхности

Прямой конус – это конус, в котором прямая, которая соединяет вершину конуса и центр основания, перпендикулярна плоскости основания.

П рямой круговой конус – это тело, которое получено вращением прямоугольного треугольника вокруг его катета как оси.

Высота конуса – это перпендикуляр, который опущен из вершины конуса на плоскость основания. Основание высоты в прямом конусе совпадает с центром основания.

Ось прямого кругового конуса – это прямая, которая содержит его высоту.

У сечённый конус – это часть конуса, ограниченная его основанием и сечением, параллельным плоскости основания.

Конусы в технике

С амое известное применение в технике конусы получили в конических передачах. Самые часто используемые – это зубчатые конические передачи. С их использованием создаются различные передающие и преобразующие вращательные движения механизмы, например редукторы, дифференциалы и коробки передач. Поэтому использование конусов в технике часто связывают с транспортом.

Конусная зубчатая передача предназначена для передачи вращения между пересекающими валами, которые могут быть расположены в пространстве как в одной плоскости, так и в перпендикулярных друг другу.

Н аиболее часто конические передачи находят применение в оборудовании, в котором предусматривается перемещение вспомогательных механизмов в параллельном или перпендикулярном направлении к оси основного вала.

Одним из важных показателей конической передачи является конусность. С помощью неё определяют жёсткость изделий, она влияет на подбор металлов для изготовления конструктивных элементов.

Конусностью называется отношение диаметра основания конуса к высоте. Конусность рассчитывается по формуле К=D/h, где D – диаметр основания конуса, h – высота. Если конус усечённый, то конусность рассчитывается как отношение разности диаметров усечённого конуса к его высоте. В случае усечённого конуса, формула конусности будет иметь вид: К = (D-d)/h.

,Применение конусов в вариаторах

Не смотря на широкое применение классических коробок передач, основанных на шестерёнчатых передачах с перемещением вспомогательных механизмов, существуют альтернативные конструкции, позволяющие регулировать крутящий момент от двигателя к колёсам.

На текущий момент более интересным и перспективным типом трансмиссии (коробки передач) на транспорте становится вариатор, ещё её называют бесступенчатой коробкой передач. Самым распространённым видом вариатора является клиноремённый.

Устройство вариатора было придумано Леонардо да Винчи в 1490 году. Но воплотить её в жизнь смогли только в 1950 годах. Первым легковым автомобилем с такой трансмиссией стала 600-я модель от фирмы «DAF». В ней установили вариатор под названием «Variomatic», затем эстафету перехватила компания «Volvo». Сейчас многие автомобильные компании стали поставлять на рынок свои автомобили именно с такой трансмиссией.

В основном он состоит из одной передачи, реже из двух. Такой вариатор имеет два шкива, которые между собой соединяются клиновидным ремнём. Один шкив ведущий, а второй ведомый. Вначале между ними закладывалась армированная резина, но затем её заменили стальные пластины. Они способны передавать больший крутящий момент, обладают меньшим радиусом изгиба и долговечны.

Конструкция шкивов состоит из двух конусовидных половин, которые имеют уклон к оси вала. Эти конструкции при движении то отдаляются, то приближаются друг к другу. Ремень не что иное, как металлическая лента, имеющая покрытие. А также встречаются варианты, когда она состоит из тросов, они являются наиболее прочными.

При раздвижении шкивов лента уходит внутрь, когда они сближаются — ремень приобретает форму клина.

В последнем случае радиус шкива увеличивается, а вместе с ним становиться больше и передаточное число, а в предыдущем варианте все наоборот.

Впромежутках между этими состояниями ремень становится прямым.

Для смещения шкивов используются пружины, а также центробежная сила, создаваемая гидравлическим приводом. Он управляется электроникой, которая способна создать оптимальные условия для бесперебойной работы мотора. Водитель выбирает режим, а она настраивает работу CVT. За счёт этого происходит увеличение его ресурса, снижение износа и уменьшение использования топлива.

Таким образом, при помощи конусов работают различные механизмы, преобразующие крутящий момент. Широкое использование трансмиссий различных видов так или иначе не обходится без данной геометрической фигуры.

В рамках исследования были изучены различные источники, описывающие:

геометрическую фигуру конус, его свойства;

применение конуса в технике;

устройство различных видов трансмиссий.

В рамках работы были рассмотрены различны примеры использования конусов на транспорте, выявлены связи свойств конуса и их применение в принципах функционирования различных механизмов.

Изучен принцип работы современного вариатора, на его примере было показано использование конусов в коробках передач механизмов, использующих изменение крутящего момента.

По итогам проведённой работы гипотеза исследования подтвердилась, цель исследования считаем достигнутой.

Список используемых источников

Автослесарь. Учебное пособие. Ростов-на дону: Феникс, 2001-576 с.

Бескаравайный М.И. Устройство автомобиля просто и понятно для всех. М.: Эксмо, 2008-64 с.

Депман И.Я., Виленкин Н.Я. За страницами учебника математики: пособие для учащихся 5-6 классов средней школы. – М.: “Просвещение”, 1989г.

ГОСТ 19325-73 Передачи зубчатые конические. Термины, определения и обозначения

Шеврин Л.Н., Житомирский В.Г. Путешествие по стране Геометрия. М.: Просвещение,1991 -132 с.

Основные механизмы

Передвижной блок зубчатых колес. Передачи с передвижны-ми блоками колес могут передавать большие крутящие моменты при сравнительно небольших размерах зубчатых колес. Кроме того, в такой передаче в зацеплении находятся только те зубчатые колеса, которые передают вращение следующему элементу привода. Значит, остальные колеса в это время не изнашиваются. Указанные преиму-щества позволяют широко применять для изменения частоты враще-ния рабочего органа станка передвижные блоки зубчатых колес в коробках скоростей и подач универсальных станков. В передвижных блоках используют прямозубые колеса. Недостатки этих механизмов: 1) невозможность переключения передач на ходу; 2) необходимость блокировки, предотвращающей одновременное включение в работу блоков зубчатых колес, совместная работа которых не предусмо-трена; 3) относительно большие размеры по длине. На рис. 1.7. пока-зана схема тройного блока зубчатых колёс, которая применяется для передачи крутящего момента между двумя смежными валами. На валу I жёстко закреплены три зубчатых колеса (имеется крестик по середине колёс) с числами зубьев z1, z3 и z5, а на валу II сидит тройной блок с числами зубьев z2, z4, z6, который может перемещаться по валу по шпоночному соединению (имеется чёрточка параллельно валу II). Этот механизм обеспечивает ступенчатое изме-нение скорости вращения путем перемещения блока зубчатых колес по валу и последовательного соединения одного из колес блока с одним из зубчатых колес. При соединении каждого из этих колес вала I с одним из колес блока получается зубчатая передача с определенным передаточным отношением, благодаря чему обеспечи-вается изменение скорости вращения ведомого вала.

В зависимости от варианта зацеплений зубчатых колёс передача движения между валами может осуществляться следующими тремя способами:

Конус зубчатых колес с накидным зубчатым колесом (механизм Нортона, рис. 1.8). Механизм включает конус зубчатых колёс 1…5, жёстко сидящих на ведущем валу I и накидное устрой-ство с промежуточным валом и ведомым валом II.

На промежуточном валу свободно сидит накидное колесо с числом зубьев zн, а на валу II имеется подвижное колесо колесо с числом зубьев zс. Зубчатое колесо zс вместе с накидным колесом zн радиальным движением ручки может расцепляться или зацепляться с колесами конуса, а осевое перемещение накидного устройства позволяет поочерёдно колесу zн войти любое в зацепление с колёсами конуса.

Читайте также:  Роскошь и красота – медная крыша

Таким образом, вал II получает пять разных частот вращения с различными передаточными отношениями:

Преимуществом данного механизма является возможность получения многоступенчатого регулирования скоростей вращения между соседними валами при небольших габаритах малых осевых геометрических размерах (компактности) конструкции и небольшом количестве зубчатых колес. Недостаток – недостаточные жёсткость конструкции и прочность, обусловленные наличием передвижной каретки с накид­ным колесом. Отметим, что в настоящее время существуют механизмы Нортона без накидного колеса.

Конус зубчатых колес с вытяжной шпонкой (рис. 1.9). Вращение с вала I на вал II может передаваться лишь тем зубчатым колесом, которое жестко соединено с валом I короткой вытяжной шпонкой (в данном случае колесо 1).

В этот момент остальные зубчатые колеса (3 и 5) будут свободно проворачиваться на валу I и они крутящий момент передавать не смогут. Если ведущим является вал I, то передаточные отношения будут равны:

Механизм перебора (рис. 1.10). Этот механизм, в зависимости от положения кулачковой муфты М, может передавать вращение шпинделю двумя путями:

1) при включённой влево кулачковой муфте М движение со шкива передается непосредственно на шпиндель;

2) при выключенной муфте (как на рис. 1.10) – через зацепления зубчатых колес перебора z1/z2 и z4/z3.

Механизм перебора предназначен для резкого снижения частоты вращения шпинделя.

Реверсивный [2] механизм из конических зубчатых колес (рис. 1.11). На валу I жёстко закреплено колесо 1. На валу II свободно проворачиваются два конических зубчатых колеса 2 и 3, изготовленные за одно целое с кулачковыми полумуфтами. Между ними по шпонке перемещается двусторонняя кулачковая муфта М, которая может поочерёдно войти с зацепления с полумуфтами, а, следовательно, и с колёсами 2 и 3.

Такая конструкция позволяет при одностороннем вращении вала I с колесом 1 получить противоположное вращение колёс 2 и 3, а при включении муфты М влево или вправо вал II также будет вращаться в разные стороны.

Реверсивный механизм с промежуточным зубчатым колесом (рис. 1.12). Этот механизм применяется для изменения направления вращения ведомого вала II относительно направления вращения ведущего вала I. Валы I и II имеют противоположные направления вращения в случае включения муфты М вправо при зацеплении колёс с передаточным отношением z1/z2.

Для совпадения направления вращения валов необходимо муфту М включить влево. В этом случае вал II получит вращение от вала I через промежуточный вал с зубчатым колесом 4 через зацепления колёс 3 и 4, 4 и 5. Зубчатое колесо 4 не влияет на передаточное отношение передачи и служит только для изменения направления вращения, поэтому иногда его называют «паразитное» зубчатое колесо. Для реверсирования движения валов также могут использоваться реверсивные электродвигатели.

Храповой механизм (рис. 1.13). Механизм служит для периодического (прерывистого) поворота вала II на определенный угол при зацеплении зубьев храпового колеса 5 с зубом собачки 3, получающей возвратно-вращательное или возвратно-поступательное движение. Механизм часто используется для осуществления прерывистой подачи стола с заготовкой строгального станка.

Передаточное отношение храпового механизма определяется из соотношения

где а — число зубьев, захватываемых собачкой; zх.к. — число зубьев храпового колеса 5.

Угол поворота (число зацепляемых зубьев) храпового колеса регулируется положением кожуха 4, который перекрывает часть зубьев.

Механизм мальтийского креста (рис. 1.14) применяется для преобразования непрерывного вращательного движения водила 8 в прерывистое вращательное движение мальтийского креста 6 и свя-занного с ним рабочего органа станка. На ведущем валу закреплено водило 8, палец 7 которого описывает окружность радиуса R (мм). Палец входит в паз мальтийского креста и поворачивает его до тех пор, пока палец не выйдет из зацепления с пазом.

Передаточное отношение мальтийского креста iм.к.=1/z, где z— число пазов мальтийского креста (z = 4). Приводы с мальтийским крестом находят широкое применение для периодического поворота многопозиционных столов, барабанов и револьверных головок. Водило 8 приводится во вращение отдельным приводом.

Кулисный механизм (рис. 1.15). Механизм преобразует враща-тельное движение кулисного зубчатого колеса 10 в возвратно-поступательное движение ползуна 9. Такой механизм применяется для осуществления движения резания резца строгальных станков с электромеханическим приводом.

В конструкцию механизма входят зацепления зубчатых колёс zвщ/z10, кулиса 12, в пазу которого перемещается кулисный камень 11. Причём камень связан с кулисным зубчатым колесом 10 при помощи пальца (стержня) и может располагаться на разном расстоянии от оси вращения колеса. Такая возможность смещения кулисного камня относительно центра колеса 10 позволяет регулировать ход движения ползуна.

Камень 11 при вращении кулисного колеса совершает скользя-щее движение по продольному пазу кулисы 12, что заставляет ее качаться относительно центра качания 0. Такое движе-ние кулисы вызывает поступательное перемещение ползуна 9 влево или вправо по направляющим станка.

Механизм бесступенчатого регулирования чисел оборотов (рис. 1.16). Для бесступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя часто применяется механический вариатор конструкции В. А. Светозарова.

Механизм состоит из двух шкивов 13 и 14, имеющих криволинейную образующую. Шкивы закреплены на ведущем I и ведомом II валах. К поверхностям шкивов прижаты ролики 15. Оси роликов можно устанавливать под разными углами относительно оси валов, чем и достигается изменение передаточного отношения передачи. Плавное изменение угла поворота роликов обеспечивает регулирование частот вращения в пределах отношений 3…6,5.

Технология обработки конических поверхностей

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Общие сведения о конусах

Коническая поверхность характеризуется следующими параметрами (рис. 4.31): меньшим d и большим D диаметрами и расстоянием l между плоскостями, в которых расположены окружности диаметрами D и d. Угол а называется углом наклона конуса, а угол 2α — углом конуса.

Отношение K= (D – d)/l называется конусностью и обычно обозначается со знаком деления (например, 1:20 или 1:50), а в некоторых случаях — десятичной дробью (например, 0,05 или 0,02).

Отношение Y= (D – d)/(2l) = tgα называется уклоном.

Способы обработки конических поверхностей

При обработке валов часто встречаются переходы между поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить врезанием широким резцом. Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обработанной детали. Резцу сообщают поперечное движение подачи.

Для уменьшения искажения образующей конической поверхности и уменьшения отклонения угла наклона конуса необходимо устанавливать режущую кромку резца по оси вращения обрабатываемой детали.

Следует учитывать, что при обработке конуса резцом с режущей кромкой длиной более 15 мм могут возникнуть вибрации, уровень которых тем выше, чем больше длина обрабатываемой детали, меньше ее диаметр, меньше угол наклона конуса, чем ближе расположен конус к середине детали, чем больше вылет резца и меньше прочность его закрепления. В результате вибраций на обрабатываемой поверхности появляются следы и ухудшается ее качество. При обработке широким резцом жестких деталей вибрации могут отсутствовать, но при этом возможно смещение резца под действием радиальной составляющей силы резания, что приводит к нарушению настройки резца на требуемый угол наклона. (Смещение резца зависит от режима обработки и направления движения подачи.)

Конические поверхности с большими уклонами можно обрабатывать при повороте верхних салазок суппорта с резцедержателем (рис. 4.32) на угол α, равный углу наклона обрабатываемого конуса. Подача резца производится вручную (рукояткой перемещения верхних салазок), что является недостатком этого метода, поскольку неравномерность ручной подачи приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Указанным способом обрабатывают конические поверхности, длина которых соизмерима с длиной хода верхних салазок.

Коническую поверхность большой длины с углом α= 8. 10° можно обрабатывать при смещении задней бабки (рис. 4.33)

При малых углах sinα ≈ tgα

где L — расстояние между центрами; D — больший диаметр; d — меньший диаметр; l — расстояние между плоскостями.

Если L = l, то h = (D-d)/2.

Смещение задней бабки определяют по шкале, нанесенной на торце опорной плиты со стороны маховика, и риске на торце корпуса задней бабки. Цена деления на шкале обычно 1 мм. При отсутствии шкалы на опорной плите смещение задней бабки отсчитывают по линейке, приставленной к опорной плите.

Для обеспечения одинаковой конусности партии деталей, обрабатываемых этим способом, необходимо, чтобы размеры заготовок и их центровых отверстий имели незначительные отклонения. Поскольку смещение центров станка вызывает износ центровых отверстий заготовок, рекомендуется обработать конические поверхности предварительно, затем исправить центровые отверстия и после этого произвести окончательную чистовую обработку. Для уменьшения разбивки центровых отверстий и износа центров целесообразно последние выполнять со скругленными вершинами.

Достаточно распространенной является обработка конических поверхностей с применением копирных устройств. К станине станка крепится плита 7 (рис. 4.34, а) с копирной линейкой 6, по которой перемещается ползун 4, соединенный с суппортом 1 станка тягой 2 с помощью зажима 5. Для свободного перемещения суппорта в поперечном направлении необходимо отсоединить винт поперечного движения подачи. При продольном перемещении суппорта 1 резец получает два движения: продольное от суппорта и поперечное от копирной линейки 6. Поперечное перемещение зависит от угла поворота копирной линейки 6 относительно оси 5 поворота. Угол поворота линейки определяют по делениям на плите 7, фиксируя линейку болтами 8. Движение подачи резца на глубину резания производят рукояткой перемещения верхних салазок суппорта. Наружные конические поверхности обрабатывают проходными резцами.

Способы обработки внутренних конических поверхностей

Обработку внутренней конической поверхности 4 заготовки (рис. 4.34, б) производят по копиру 2, установленному в пиноли задней бабки или в револьверной головке станка. В резцедержателе поперечного суппорта устанавливают приспособление 1 с копирным роликом 3 и остроконечным проходным резцом. При поперечном перемещении суппорта копирный ролик 3 в соответствии с профилем копира 2 получает продольное перемещение, которое через приспособление 1 передается резцу. Внутренние конические поверхности обрабатывают расточными резцами.

Для получения конического отверстия в сплошном материале заготовку сначала обрабатывают предварительно (сверлят, растачивают), а затем окончательно (развертывают). Развертывание выполняют последовательно комплектом конических разверток. Диаметр предварительно просверленного отверстия на 0,5. 1 мм меньше заходного диаметра развертки.

Читайте также:  Подпирается дополнительными раскосами

Если требуется коническое отверстие высокой точности, то его перед развертыванием обрабатывают коническим зенкером, для чего в сплошном материале сверлят отверстие диаметром на 0,5 мм меньше, чем диаметр конуса, а затем применяют зенкер. Для уменьшения припуска под зенкерование иногда применяют ступенчатые сверла разного диаметра.

Обработка центровых отверстий

В деталях типа валов часто выполняют центровые отверстия, которые используют для последующей токарной и шлифовальной обработки детали и для восстановления ее в процессе эксплуатации. На основании этого центровку выполняют особенно тщательно.

Центровые отверстия вала должны находиться на одной оси и иметь одинаковые конусные отверстия на обоих торцах независимо от диаметров концевых шеек вала. При невыполнении этих требований снижается точность обработки и увеличивается износ центров и центровых отверстий.

Конструкции центровых отверстий приведены на рис. 4.35. Наибольшее распространение имеют центровые отверстия с углом конуса 60°. Иногда в тяжелых валах этот угол увеличивают до 75 или 90°. Для того чтобы вершина центра не упиралась в заготовку, в центровых отверстиях выполняют цилиндрические углубления диаметром d.

Для защиты от повреждений центровые отверстия многократного использования выполняют с предохранительной фаской под углом 120° (рис. 4.35, б).

Для обработки центровых отверстий в небольших заготовках применяют различные методы. Заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне, а в пиноль задней бабки вставляют сверлильный патрон с центровочным инструментом. Центровые отверстия больших размеров обрабатывают сначала цилиндрическим сверлом (рис. 4.36, а), а затем однозубой (рис. 4.36, б) или многозубой (рис. 4.36, в) зенковкой. Центровые отверстия диаметром 1,5. 5 мм обрабатывают комбинированными сверлами без предохранительной фаски (рис. 4.36, г) и с предохранительной фаской (рис. 4.36, д).

Центровые отверстия обрабатывают при вращающейся заготовке; движение подачи центровочного инструмента осуществляют вручную (от маховика задней бабки). Торец, в котором обрабатывают центровое отверстие, предварительно подрезают резцом.

Необходимый размер центрового отверстия определяют по углублению центровочного инструмента, используя лимб маховика задней бабки или шкалу пиноли. Для обеспечения соосности центровых отверстий деталь предварительно размечают, а длинные детали при зацентровке поддерживают люнетом.

Центровые отверстия размечают с помощью угольника.

После разметки производят накернивание центрового отверстия. Если диаметр шейки вала не превышает 40 мм, то можно производить накернивание центрового отверстия без предварительной разметки с помощью приспособления, показанного на рис. 4.37. Корпус 1 приспособления устанавливают левой рукой на торце вала 3 и ударом молотка по кернеру 2 намечают центр отверстия.

Если в процессе работы конические поверхности центровых отверстий были повреждены или неравномерно изношены, то допускается их исправление резцом. В этом случае верхнюю каретку суппорта поворачивают на угол конуса.

Контроль конических поверхностей

Конусность наружных поверхностей измеряют шаблоном или универсальным угломером. Для более точных измерений применяют калибры-втулки (рис. 4.38), с помощью которых проверяют не только угол конуса, но и его диаметры. На обработанную поверхность конуса карандашом наносят две-три риски, затем на измеряемый конус надевают калибр-втулку, слегка нажимая на нее и поворачивая ее вдоль оси. При правильно выполненном конусе все риски стираются, а конец конической детали находится между метками А и В.

При измерении конических отверстий применяют калибр-пробку. Правильность обработки конического отверстия определяется (как и при измерении наружных конусов) взаимным прилеганием поверхностей детали и калибра-пробки. Если тонкий слой краски, нанесенный на калибр-пробку, сотрется у малого диаметра, то угол конуса в детали велик, а если у большого диаметра — угол мал.

Привод конусов

Приводы конусов можно разделить на два основных типа: со свободным и принудительным опусканием конусов. Отличительной особенностью первого типа отсутствие непосредственного воздействия привода на конус при его опускании; а во втором – опускание конуса происходит под действием собственного веса и веса лежащей на нем шихты. Подъем конуса осуществляется принудительно электролебедкой.

Рис. 3.12. Рычажно-балансирный электромеханический привод конусов с принудительным их опусканием

В практике загрузочных устройств наибольшее распространение получил рычажно-балансирный электромеханический привод конусов с принудительным их опусканием, схематически изображенный на рис. 3.12. Вращение от электродвигателя 1 лебедки через муфту 2, редуктор 3 и зубчатую пару 4 передается одному из двух барабанов 6 посредством кулаков 5, имеющихся на зубчатом колесе и барабанах. Один из последних предназначен для маневрирования малым конусом (на рисунке — левый), а другой – большим конусом. На барабанах закреплены пластинчатые цепи 7, продолжением которых являются канаты 13. Между верхними концами цепей и нижними концами канатов встроены механизмы 10 предельного натяжения канатов с противоскручивающими устройствами, балансирные траверсы 11 и винтовые стяжки 12. Каждая пара канатов 13, объединенных траверсой 11, огибает направляющий блок 14 и своими верхними концами присоединена к рычажным балансирам 15 большого и малого конусов с контргрузами соответственно 16 и 17. С канатными плечами рычагов балансиров посредством прямильных механизмов 18, 19 и тяг связаны подвески 20, 22 и штанги 21, 24 соответственно большого и малого конусов. Верхний конец штанги малого конуса имеет опору в виде роликового подпятника 23.

Механизмы 10 предельного натяжения канатов (см. рис. 3.12) предназначены для предохранения системы привода конусов от перегрузок, в том числе при случайном возникновении условий, препятствующих нормальному опусканию или подъему конусов.

При недостаточном натяжении канатов начало опускания конуса сильно запаздывает по отношению к началу вращения барабана лебедки и происходит рывком, что вызывает резкие колебания всей системы, включая конус, и обусловленные этим значительные динамические нагрузки на элементы системы. Упругость канатной трансмиссии в сочетании с резкими ускорениями (замедлениями) барабана лебедки может приводить к крайне нежелательным ударам большого конуса о чашу при закрывании затвора.

Противоскручивающие устройства применяют для исключения раскручивания канатов, которое может привести к повышенному износу цепей при навивании их на барабаны. Каждое устройство состоит из штанги 9 (см. рис. 3.12), шарнирно соединенный с верхним сочленением тяг механизма 10 предельного натяжения канатов, направляющей втулки 8 с цапфами, внутри которой проходит штанга 9, и подшипников, несущих втулку 8 и закрепленных на стальных конструкциях здания скипового подъемника. При подъеме и опускании механизма предельного натяжения каната происходит скольжение штанги 9 относительно втулки 8, которая при этом поворачивается в подшипниках.

Рычажные балансиры конусов, выпускаемые ЮУМЗом (рис. 3.13), объединены в единый узел с прямильными механизмами. На сварной раме 14 смонтированы заключенные в корпуса два роликовых подшипника 13. На них опирается ось 12, несущая на себе балансиры 9 к 10 соответственно большого и малого конусов. Балансиры представляют собой двуплечие рычаги сварной конструкции, качающиеся независимо друг от друга.

Балансир 9 большого конуса выполнен в виде двух связанных между собой и совместно работающих рычагов, сидящих на оси 12 жестко и несущих на длинном плече контргруз 1, а коротким плечом соединяющихся посредством тяг 8, канатов и цепей с лебедкой управления конусами.

Балансир 10 малого конуса выполнен в виде одинарного рычага, смонтированного на разъемной ступице, которая снабжена бронзовыми вкладышами и свободно сидит на оси 12. Конструкция узла соединения рычага со ступицей обеспечивает возможность перемещения рычага (с помощью болтов) в направлении вдоль оси 12 на 30 мм в любую сторону от номинального положения. На длинном плече рычага закреплен контргруз 2, короткое плечо связано с лебедкой тягой 7.

Рис. 3.13. Балансиры конусов модели КП-1-188

На коротких плечах рычагов балансиров ближе к центру их качания шарнирно подвешены шатуны 3 прямильных механизмов.

Рис. 3.14 Подвески конусов

Для центрирования конусов относительно оси доменной печи служат фиксируемые на несущих балках копра колошни­кового устройства гидравлические домкраты 15, позволяющие перемещать раму 14 на 100 м в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Подвески конусов (рис. 3.14) представляют собой пространственную систему, позволяющую совместить оси штанг малого и большого конусов.

Подвеска малого конуса состоит из двух тяг 4, присоединенных с помощью гаек к траверсе 8 головки 9 роликового подпятника распределителя шихты, кованой траверсы 5, связывающей между собой тяги в верхней части, и закрепленной на этой траверсе гайками центральной тяги 6, которая присоединяется к тяге балансира малого конуса с помощью стяжной гайки 7.

Подвеска большого конуса состоит из литой траверсы 2, надеваемой на штангу 1 конуса и закрепляемой на ней гайками, и двух тяг 3, которые нижними концами посредством гаек соединены с траверсой, а верхними – с помощью стяжных гаек узла балансиров – с тягами балансира большого конуса.

Лебедки управления конусами бывают разных типов. ЮУМЗ выпускает однодвигательные лебедки двух моделей, имеющих одинаковые кинематическую схему и конструкцию, и двухдвигательные лебедки.

Основными элементами однодвигательных лебедок (рис. 3.15) являются: несущая рама 5; смонтированные на ней электродвигатель 1, двухступенчатый цилиндрический редуктор 4, соединенный с электродвигателем эластичной муфтой 2 с тормозным шкивом; колодочный короткоходовой тормоз 5; зубчатая цилиндрическая пара 6, 15, укрытая разъемным кожухом; грузовой вал 14, несущий на себе колесо 15 зубчатой пары и два барабана 7 (один для малого конуса, другой для большого); два командоаппарата 12, связанных с грузовым валом посредством кинематических редукторов 10; сельсин 8, получающий вращение от одного из кинематических редукторов; два конечных выключателя 11.

Рис. 3.15. Лебедка управления конусами

Грузовой вал 14 опирается на две закрепленные на раме 5 стойки 9 со сферическими двухрядными роликоподшипниками.

Зубчатое колесо 15 сидит на нем неподвижно, а барабаны 7 – свободно, на бронзовых втулках. На зубчатом колесе и на барабанах имеются приливы – кулаки соответственно 16 и 17, расположенные так, что при вращении колеса от среднего положения в одну сторону оно сцепляется с барабаном большого конуса, а при вращении от указанного положения в другую сторону – с барабаном малого конуса. При этом соединенная с канатом, идущим к рычагу балансира, цепь наматывается на барабан, и соответствующий конус опускается. Другой барабан в это время неподвижен, его втулка скользит по вращающемуся грузовому валу. Полный ход каждого из конусов соответствует повороту барабана на угол около 300 град. При реверсе электродвигателя зубчатое колесо, вращаясь, отводит кулак 16 от кулака 17 барабана, и последний поворачивается под действием создаваемого контргрузом балансира усилия натяжения каната до момента полного закрытия конусного затвора. Таким образом, кинематическая схема лебедки исключает возможность одновременного открывания обоих конусов.

Читайте также:  Гидро-пароизоляция снаружи и изнутри помещения

Двухдвигательная лебедка показана на рис. 3.16. На центральной раме закреплены стойки, на которых смонтирован грузовой вал, несущий зубчатое колесо 6 и два барабана 7. Колесо находится в зацеплении с двумя вал-шестернями 5, смонтированными на опорных стойках центральной рамы и приводимыми во вращение каждая своим приводом. Привод имеет отдельно стоя­щую раму и состоит из электродвигателя 1, колодочного тормоза 2 и конически-цилиндрического редуктора 3, соединенного с валом-шестерней 5 зубчатой муфтой 4.

Рис. 3.16 Двухдвигательная лебедка

Механизм предельного натяжения канатов (рис. 3.17) выполнен в виде параллелограмма (ромба), состоящего из шарнирно-сочлененных тяг 7, двух расположенных горизонтально по диагонали параллелограмма нажимных стаканов-траверс 2 и 7, предварительно сжатых пружин 3 и 6, переходного стакана 5, стяжки 5 с гайками 4, конечных выключателей 9 и линеек 10, закрепленных на стаканах 2 и 7, а также указателя величины натяжения канатов и защитных кожухов.

Рис. 3.17. Механизм предельного натяжения

При возрастании усилия в канатах до заданной предельной величины тяги 1, сжимая через стаканы 2 и 7 пружины, сближаются, линейка стакана 7 воздействует на конечный выключатель стакана 2, который при этом выключает электродвигатель лебедки. Ослабление натяжения канатов приводит к разжатию пружин. При уменьшении натяжения до заданной предельной величины (8-16 кН) линейка стакана 2 воздействует на конечный выключатель стакана 7, который дает импульс на остановку электродвигателя лебедки.

Дата добавления: 2015-06-25 ; Просмотров: 2544 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Конус вращения

Конус вращения образуется вращением образующей- l (прямой линией) вокруг оси, которую она пересекает.

i ^ П1, l Ç i; l – занимает положение прямой уровня (фронтали)

l- прямая линия, поэтому цилиндр и конус относят так же и к линейчатым поверхностям. Например, конус можно задать другим способом, как линейчатую поверхность F(m,S), S – фиксированная точка, m (окружность, основание конуса) – неподвижная направляющая. Или как циклическую поверхность F(m,l), у которой l-образующая есть монотонно меняющаяся окружность, движущаяся по неподвижной направляющей (прямой линии) -m.

Алгоритм построения а1, а3

1. Сначала отмечают на а2 особые точки (рис. 2.82):

Точка 12 Þ 11, 13 – по принадлежности окружности основания

Точка 42 Þ 41, 43 – по принадлежности главному меридиану

2. Промежуточные: 32 Þ 31, 33 по принадлежности параллели радиусом – R2 3

3. Точка 22 Þ 21 по принадлежности параллели – R2 2

22 – 23 по принадлежности профильному меридиану

Видимость кривой – а:

1) На П1 кривая а1 видима, т.к. на П1 видима вся поверхность.

2) На П3 границей видимости служит профильный меридиан (точка 23).

Сфера

Сфера образуется вращением окружности (l) вокруг оси (ее диаметра) (i)

в (в1, в2, в3) – главный (фронтальный) меридиан, определяет видимость относительно П2

с (с1, с2, с3) – профильный меридиан, определяет видимость относительно П3

Алгоритм построения точки А(А1, А3)

1. а) Для построения А1 через точку А2(задана видимой) проводят параллель, замеряют радиус – R2(от оси до очерка), строят горизонтальную проекцию этой параллели, проводят линию связи из точки А2 Þ А1.

б) Определяют видимость А1 – невидима, т.к. точка А(А2) на расположена ниже экватора ( на П2 – в незаштрихованной зоне).

2. а) Для построения А3 из точки А2 проводят линию связи на П3, на П1 замеряют расстояние от фронтального меридиана (в1)- (параллельно оси У), переносят на П3, откладывая от проекции фронтального меридиана (в3) по линии связи (параллельно оси У) Þ А3

б) Определяют видимость А3 – видима, т.к. точка А(А1) на П1 расположена перед профильным меридианом (на П1 в заштрихованной зоне) (рис.2-83).

Пример: F(i, l), а(а2) Ì F, а1, а3 = ? (рис. 2-84)

1. Сначала отмечают особые точки (рис. 2-84):

Точка 22 Þ 21, 23 – по принадлежности экватору

Точка 52 Þ 51, 53 по принадлежности профильному меридиану

2. Промежуточные: 4, 6, 7 находят с помощью параллелей, радиусы которых замеряют от оси до очерка на П2. Профильные проекции точек находят см. (рис. 2-83) Þ А3.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Студент – человек, постоянно откладывающий неизбежность. 11126 – | 7496 – или читать все.

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Если вращать прямоугольный треугольник АБВ вокруг катета АБ, то образующееся тело называют полным конусом, катет АБ — высотой конуса. Прямую АВ называют образующей конуса, а точку А — его вершиной. При вращении катета БВ вокруг оси АБ образуется поверхность, называемая основанием конуса. Угол между образующей АГ и осью АБ — есть угол а уклона конуса. Угол ВАГ между образующими АВ и АГ конуса называют углом конуса; он равен 2а. Если от полного конуса отсечь его верхнюю часть плоскостью, параллельной основанию, то полученное тело будет усеченным конусом (рис. 206,6), который имеет два основания — верхнее и нижнее. Расстояние 001 между основаниями — высота усеченного конуса. На чертеже обычно указывают три основных размера конуса (рис. 206, в): больший диаметр D, меньший диаметр d и высоту конуса.

Пользуясь формулой tga = =(D— d)/(2l), можно определить угол а наклона конуса, который на токарном станке устанавливают поворотом верхнего суппорта или смещением задней бабки. Иногда конусность задают так: K = (D — d)/l, т. е. конусность есть отношение разности диаметров к длине. На рис. 206, г показан конус, у которого К = = (100 —90)/100= 1/10, т. е. на длине 10 мм диаметр конуса уменьшается на 1 мм. Конусность и диаметр конуса связаны уравнением d = = D — Kl, откуда D = d + Kl.

Если взять отношение полуразности диаметров конуса к его длине, то получим величину, называемую уклоном конуса M = (D — d)/(2l) (рис. 206, д). Уклон конуса и конусность обычно выражают отношениями 1:10, 1:50 или 0,1:0,05 и т. д. На практике используют формулу

В машиностроении распространены конусы Морзе и метрические конусы. Конус Морзе (рис. 207) имеет семь номеров: 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Каждому номеру соответствует определенный угол наклона: наименьший 0, наибольший 6. Углы у всех конусов разные. Метрические конусы имеют конусность 4; 6; 80; 100; 120; 160 и 200; у них угол уклона одинаков (рис. 208).

Обработка конических поверхностей отличается от обработки цилиндрических только углом подачи резца (рис. 209), что достигают настройкой станка. При вращении заготовки вершина резца перемещается под углом а (углом конуса). На токарном станке конусы обрабатывают несколькими способами. Обработка конуса с помощью широкого резца показана на рис. 210, а. При этом высота конуса должна быть не более 20 мм. Кроме того, режущую кромку резца устанавливают под углом а к оси вращения детали точно по высоте центров (рис. 210,6).

Наиболее простым способом для получения конических поверхностей является смещение линии центров. Этот способ применяют только при обработке поверхностей в центрах путем смещения корпуса задней бабки. При смещении корпуса задней бабки на рабочего (в сторону резцедержателя) образуется коническая поверхность, у которой большее основание детали направлено в сторону передней бабки (рис. 211, а). При смещении корпуса задней бабки от рабочего большее основание расположено в сторону задней бабки (рис. 211,6). Поперечное смещение корпуса задней бабки H = L — sina. При небольшом смещении угла наклона конуса а можно считать, что sinaa;tga, тогда H = L(D — d)/(2l). Смещение корпуса задней бабки измеряют линейкой (рис. 211, в), соосность центров также можно проверить линейкой (рис. 211, г). Однако при смещении корпуса задней бабки следует учитывать, что смещение допускается не более чем на 1/50 длины детали (рис. 211, д). При большем смещении образуется неполное прилегание центровых отверстий детали и центров, что снижает точность обрабатываемой поверхности.

Конусы с большим углом а и малой высотой целесообразно обрабатывать путем поворота верхнего суппорта. Этот способ используют при обработке наружного (рис. 212, а) и внутреннего (рис. 212,6) конуса. В этом случае ручную подачу осуществляют путем поворота рукоятки верхнего суппорта. Для поворота верхнего суппорта на требуемый угол при механической подаче используют деления, нанесенные на фланце поворотной части суппорта. Если угол а не задан на чертеже, его подсчитывают по формуле tga = (D — d)/(2l). Резец устанавливают строго по центру. Отклонение от прямолинейности образующей обрабатываемого конуса возникает при установке резца выше (рис. 213,6) или ниже (рис. 213,в) линии центра.

Для получения конических поверхностей с а^ 10…12° .применяют копировальную линейку (рис. 214). На плите 1 установлена линейка 2, которую поворачивают под требуемый угол а вокруг пальца 3 и закрепляют винтом 6. Ползун 4 жестко соединен с поперечной частью суппорта 8 с помощью тяги 7 и зажима 5. Копировальная линейка должна быть установлена параллельно образующей конуса, который необходимо получить. Угол поворота копировальной линейки определяют из выражения tga = (Z) — d)/(2l). Если деления на плите обозначены в миллиметрах, то число делений C — H(D — d)/(2l), где Я — расстояние от оси вращения линейки до ее конца.

Конус, у которого длина образующей больше длины хода верхней каретки суппорта, обтачивают путем применения продольной и поперечной подач (рис. 215). При этом верхнюю каретку необходимо повернуть на угол р относительно линии центров: sinp = tga(Snp/S„+ 1), где оПр и S„ — продольная и поперечная подачи. Для получения конусности требуемой формы резец устанавливают строго по центру.

Коническое отверстие обрабатывают в следующей последовательности. Сверлят отверстие несколько меньшего диаметра, чем диаметр меньшего основания конуса (рис. 216), затем рассверливают отверстие сверлом. После этого ступенчатое отверстие растачивают резцом. Другим способом получения конического отверстия является сверление отверстия (рис. 217, а), развертывание черновое (рис. 217,6), получистовое (рис. 217, в), чистовое (рис. 217,г).

Конические поверхности контролируют угломерами (рис. 218, а), калибрами (рис. 218, б, в) и шаблонами (рис. 218, г). Конические отверстия проверяют по уступам и рискам, нанесенным на калибрах (рис. 219). Если конец конусного отверстия детали совпадает с левым торцом уступа, а наружный диаметр совпадает с одной из рисок или же находится между ними, то размеры конуса соответствуют заданным.

Ссылка на основную публикацию