Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

Дудников В.С.

Днепропетровский национальный университет, Украина

Нагружающее устройство

На кафедре технической механики Днепропетровского национального университета был разработан для электромеханических нагружающих устройств на базе одноступенчатых волновых передач и самотормозящихся передач винт-гайка, которые используются для статических испытаний на прочность и жесткость натурных образцов машиностроительных конструкций [1]. В работе [2] описана конструкция устройства с тяговым усилием в 1000 кН.

С целью сокращения длины этого устройства параллельно был разработан вариант, в котором вместо волновой передачи использована эксцентриковая планетарная передача с внутренним зубчатым зацеплением с жестким недеформируемыми колесами, конструктивная схема устройства представлена на рисунке.

Привод 1 винтами 2 закреплен на корпусе 3. Шестерня 4 привода 1 через паз 5 в корпусе 3 зацепляется с зубчатым венцом полого ведущего вала 6 эксцентриковой передачи. Ведущий вал 6 вращается на двух радиальных подшипниках 7, зафиксированных в осевом направлении в стенках 8 и 9.

Внутренняя поверхность ведущего вала 6 в средней части имеет две эксцентриковые развернутые на 180˚ расточки, в которых размешены два радиальных подшипника 10. Во внутренних кольцах этих подшипников располагается два зубчатых венца 11 с внутренними зубьями. Зубчатые венцы 11 одновременно находятся в зацеплении в диаметрально противоположных двух зонах зубчатого венца ведомого вала 12, а также с двойными зубчатыми муфтами 13, образуя с ними в этом случае подвижное в радиальном направлении муфтовое соединение с неподвижными стенками 8 и 9.

При вращении ведущего вала 6 заторможенные от вращения (посредством двойных зубчатых муфт 13) зубчатые венцы 11, совершая плоскопараллельное движение около продольной оси ведомого вала 12 находятся в зацеплении с зубьями венца ведомого вала 12 и за каждый оборот ведущего вала 6 поворачивает ведомый вал в обратную сторону вращения ведущего вала на разность чисел зубьев венца 11 и зубчатого венца вала 12, т.е. осуществляют редуцирование с передаточным отношением равным: , где z₁, z₂ – соответственно число зубьев на зубчатом венце 11 и зубчатом венце вала 12.

Ведомый вал 12 вращается на двух радиальных подшипниках 14, зафиксированных в осевом направлении в стенках 8 и 9.

С торца ведомого вала 12 зубчатой муфты 29 вращение передается гайке 30. Гайка 30 вращается относительно корпуса 3 на двух упорных подшипниках 34, установленных между двумя кольцевыми упорами, один из которых 35 выполнен на гайке 30, а второй на корпусе 3, причем бурт выполнен подвижным в осевом направлении в виде резьбовой гайки 38 (резьба М 310×4), вворачиваемой в корпус 3. Гайка 38 стопорится относительно корпуса 3 с помощью конических штифтов 31 и винтов 40. Винт 41 передачи винт-гайка с помощью зубчатой муфты соединен с направляющей 42, которая зафиксирована в осевом направлении с одной стороны распорной втулкой 43, а с другой – стопорным кольцом 44. Направляющая выполнена в виде кольцевой пластины, переходящей в цилиндр. На конце цилиндра направляющей выполнены внутренние зубья 45, образующие подвижное в осевом направлении зубчатое муфтовое соединение с наружными зубьями 46, выполненными на корпусе 3. С винтом 41 через резьбовой переходник 47 соединена проушина 48. Переходник 47 стопорится относительно винта 41 винтом 49. Винт 41 выполнен пустотелым. В переходнике 47 винтами 50 присоединяется толкатель 51, шайба 52 которого в крайних рабочих положениях винта 41 взаимодействует с концевыми выключателями 53 нажимного действия, закрепленными на кронштейне 54. Кронштейн 54 с помощью резьбового соединения и стопорного винта 55 соединен с переходником 56, который проходит внутри пустотелого винта 8 и закрепляется винтом 57 своими фланцами на стенке 10. Переходник 56 выполнен с центральным отверстием, через которое проведены электрические провода от концевых выключателей 53 к разъему 58. Разъем 58 закрепляется на вилке 59, вворачивается на резьбе в корпус 3. Вилка 59 и проушина 48 служат для присоединения силовозбудителя к объекту нагружения. Обеспечение определенного углового взаимного расположения привода 1 и вилки 59 осуществляется винтами 60 и 61.

Конструкция привода 1 подробно описана в [2]. Испытания нагружающего устройства на стенде [3] подтвердили работоспособность и соответствие его технических характеристик расчетным значением.

Литература:

1. Дудников В. С. Параметрический ряд электромеханических нагружающих устройств для статических испытаний машиностроительных конструкций / В.С. Дудников, Л.В. Аверин, А.И. Нагорный // Расчет, конструирование и испытание машин в экстремальных условиях, - Днепропетровск, 1985. - С.129-136.

2. Дудников В. С. Электромеханическое нагружающее устройство с тяговым усилением 1000 кН / В.С. Дудников, Б.А. Коряков-Савойский, А.Г. Макаренков, А.И. Нагорный // Проблемы механики и прочности конструкций, - Днепропетровск, 1990. - С.4-11.

3. Нагорный А. И. Стенды для ресурсных испытаний электромеханических силовозбудителей / А.И. Нагорный, Б.И. Ганенко // Расчет, конструирование и испытание машин, - Днепропетровск, 1988. - С.35-39.