Привет студент

Общие сведения

Заклепочные соединения относятся к классу неразъемных соединений. Они являются одним из наиболее распространенных и надежных способов соединения деталей в общем машиностроении, судостроении и особенно в конструк

ции летательных аппаратов. Например, в широкофюзеляжном самолете до 75% всех соединений выполняются с помощью заклепок. На самолете ИЛ-86 общее число заклепок достигает почти 1, 5 млн штук.

К преимуществам заклепочных соединений относится возможность применения:

□ для соединения несвариваемых деталей;

□ в ответственных конструкциях, воспринимающих большие вибрационные или повторные нагрузки;

□ в конструкциях, не допускающих сварку из-за коробления или опасности отпуска термообработанных детален.

Кроме того, заклепочные соединения по сравнению со сварными более стабильны, лучше контролируются.

Недостатками заклепочных соединений являются:

□ большая масса соединения;

□ более высокая стоимость изготовления;

□ повышенный расход металла;

□ шум и вибрация в процессе ручной клепки.

Сжатый воздух широко применяется, например, для пуска дизелей или для очистки механизмов при уходе за ними. Воздух под давлением 2,5 МПа и выше обычно получают в многоступенчатом компрессоре. Воздух в компрессоре сжимается сначала в первой ступени, охлаждается и затем сжимается до более высокого давления во второй ступени, затем снова охлаждается и сжимается в следующей ступени. Наиболее часто применяется двухступенчатый компрессор; один из таких компрессоров показан на рис. 7.1.

При ходе всасывания воздух заполняет цилиндр первой ступени через глушитель, фильтр и всасывающий клапан первой ступени. Всасывающий клапан закрывается, когда поршень будет в н. м. т., после чего начинается сжатие воздуха. Когда давление воздуха достигает значения, заданного для первой ступени, начинается нагнетание воздуха через нагнетательный клапан в холодильник первой ступени. Таким же образом происходит всасывание и сжатие в цилиндре второй ступени, в котором благодаря его меньшему объему достигается более высокое давление. После выхода через нагнетательный клапан второй ступени воздух снова охлаждается и подается в баллон сжатого воздуха.

Компрессор имеет жесткий картер, в котором устанавливают три рамовых подшипника коленчатого вала. Блок цилиндров имеет сменные цилиндровые втулки. К движущимся частям компрессора относятся поршни, шатуны и цельный двухколенный коленчатый вал. Сверху на блок цилиндров устанавливается головка цилиндра первой ступени, а на нее — головка цилиндра второй ступени. В обеих головках помещаются всасывающие и нагнетательные клапаны.

Болты и винты чаще всего имеют шестигранную головку с наружным захватом. В ЛА предпочтение отдается болтам (винтам) с уменьшенными размерами головки. При невозможности использования наружного ключа, например если головка утоплена, применяется головка с внутренним шестигранником.

С уменьшением диаметра резьбы для предотвращения разрушения соединения необходимо снижать момент завинчивания, поэтому соответственно уменьшают длину ключа, а при малых диаметрах переходят на головки болтов (винтов) под отвертку. Головки под отвертку применяются также в малонагруженных соединениях и в соединениях, требующих при завинчивании—отвинчивании подхода с торца.

Головки под отвертку бывают цилиндрические, конические (потайные) и полусферические, с простым и крестообразным пазом. Размеры паза зависят от диаметра резьбы. Конические головки утапливаются в присоединяемую деталь. Полусферические головки применяются при невозможности утапливания.

Головки с пазом под отвертку с плоским лезвием вытесняются головками с крестообразным пазом, поскольку при такой форме паза благодаря центрированию лезвия инструмента в пазу резьбовой детали облегчается механизация процесса завинчивания.

При действии на болты главным образом поперечных нагрузок применяются цилиндрические головки уменьшенной массы, имеющие лыски для фиксирования от проворачивания при завинчивании гайки.

К соединениям вал—втулка относятся соединения с соосными охватываемой и охватывающей поверхностями, предназначенные для передачи вращающего момента. Термин «вал» следует относить как к валам, так и к осям, и к другим деталям с охватываемой поверхностью. В качестве втулки могут быть зубчатые колеса, установленные на вал, полумуфты, шкивы, звездочки.

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения служат для соединения деталей с валами с помощью шпонок, устанавливаемых в пазах детали и вала и передающих вращающий момент.

Соединения широко распространены благодаря простоте конструкции и низкой стоимости. Недостатки их заключаются в ослаблении вала шпоночным пазом и в снижении усталостной прочности вала из-за концентрации напряжений. На полых валах применять шпонки не рекомендуется.

Чаще всего применяются шпоночные соединения с использованием призматических и сегментных шпонок.

Для призматических шпонок в определенных интервалах диаметров валов стандартизированы размеры сечения шпонки (ширина b, высота h, фаска с или радиус закругления r) и размеры пазов (глубина паза вала t и втулки t1 и радиус закругления r). Длина шпонки выбирается из стандарта.

Передачи винт—гайка качения широко применяются в механизмах ЛА, например в механизмах изменения стреловидности крыла, в стыковочных устройствах КА, в металлорежущих станках. Основное применение имеют шарико-пинтовые передачи (рис. 1 — шариковая пара винт—гайка с пакетом регулировочных прокладок: 1—полугайка; 2 — винт. Они состоят из винта и гайки со специальными винтовыми канавками (рис. 2), в которых перемещаются шарики. Скорость перемещения этих шариков отличается от скорости ведущего и ведомого звеньев, поэтому для обеспечения непрерывной циркуляции шариков концы рабочей части резьбы в гайке должны быть соединены возвратным каналом. Шариковинтовые передачи (ШВП) применяются для рабочих нагрузок от сотен до сотен тысяч ньютонов. Средние диаметры винтов в этих передачах 10... 100 мм, диаметры шариков от 3 до 10 мм.

В ШВП различного назначения применяются криволинейные профили резьбы винта и гайки (рис. 2, а, б), прямолинейные (рис. 2, с) и комбинированные (рис. 2, г). Для силовых ШВП, применяемых в ЛA, рекомендуются полукруглые профили с двухточечным контактом и углом контакта а_к = 45° (рис. 2 а). Прямолинейный профиль резьбы (треугольный, трапецеидальный, рис. 2, в) является наиболее технологичным, но значительно уступает по нагрузочной способности криволинейному. Это объясняется тем, что допускаемая нагрузка на шарик, находящийся в желобе с профилем в виде дуги окружности, более чем в 3 раза выше допускаемой нагрузки на шарик, лежащий на плоской поверхности трапецеидального или треугольного профиля. Прямолинейный профиль резьбы применяется в ШВП для восприятия небольших осевых нагрузок, например в измерительных устройствах.

Эти передачи при значительной несущей способности, небольших габаритах и массе конструктивно просты и технологичны в изготовлении. Для ряда механизмов управления ЛА важно, что при однозаходной резьбе такие передачи обеспечивают самоторможение.

Рис. 1

Общие сведения

Передачи винт—гайка предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное. Их широко применяют в механизмах управления ЛA. Так, они используются в механизмах управления внутренними и внешними закрылками, предкрылками, рулями высоты и направления, в механизмах изменения стреловидности крыла, выпуска шасси и т. п. Они также используются в конструкциях общего машиностроения. Передачи винт—гайка при значительной несущей способности имеют небольшие габаритные размеры и массу, позволяют с малым вращающим моментом создать большую осевую силу и обеспечивают высокую точность требуемого закона движения.

Передачи винт—гайка по виду трения делятся на передачи скольжения и качения. Их основные характеристики приведены в табл. 1.

Общие сведения

Червячные передачи относятся к категории зубчато-винтовых. Они применяются для передачи движения в тех случаях, когда оси ведомого и ведущего валов перекрещиваются в пространстве. Угол перекрещивания чаще всего равен 90°. Передача состоит из двух звеньев — червяка 1 и червячного колеса 2.

Червячные передачи классифицируются по форме поверхности червяка, на которой нарезается резьба: передачи с цилиндрическими и глобоидными червяками. Глобоидные червяки обладают более высокой несущей способностью, но сложнее в изготовлении и эксплуатации. Цилиндрические червяки подразделяются по форме профиля резьбы в торцевом сечении на архимедовы, конволютные и эвольвентные. Архимедовы червяки, как наиболее экономичные и технологичные в изготовлении, применяют с нешлифованными витками при числах твердости не более 350 НВ. Для повышения работоспособности червячной передачи следует уменьшать шероховатость и увеличивать твердость рабочей поверхности витка до чисел не менее 45 НRС_Э. В этом случае применяются эвольвентные червяки, так как они шлифуются плоской стороной шлифовального круга, что является их существенным преимуществом. В передачах с эвольвентными червяками по сравнению с другими формами профиля червяков улучшен геометрический контакт, повышена контактная прочность, КПД и износостойкость. Это достигается, в частности, выбором угла профиля а_n от 14, 5 до 30⁰, где а_n — угол профиля витков червяка в нормальном сечении.

При работе цилиндрических зубчатых передач возможны различные повреждения зубьев колес.

Механическое изнашивание включает:

□ выкрашивание рабочих поверхностей. Наиболее частая причина выхода из строя зубчатых передач, работающих со смазкой, имеет усталостный характер. Трещины развиваются в основном на ножке зубьев в местах неровностей, оставшихся после окончательной обработки. Появляющиеся в процессе работы наклонные трещины заполняются смазочным материалом, в котором при нагружении может возникнуть большое давление, вызывающее развитие трещины и выход ее на поверхность (отрывается частица металла). При дальнейшем нагружении зуба число ямок растет и размеры их увеличиваются. Профиль зуба искажается, поверхность становится неровной, уменьшается точность, возрастают динамические нагрузки. Процесс выкрашивания усиливается, и рабочая поверхность на ножке зуба разрушается. Опасно прогрессивное выкрашивание, при котором образование ямок быстро распространяется и поражает всю поверхность ножек. Если смазка отсутствует или ее количество незначительно, выкрашивание наблюдается редко, так как образовавшиеся повреждения сглаживаются из-за износа поверхности. Сопротивление выкрашиванию возрастает с увеличением твердости поверхности зубьев и чистоты обработки, правильным подбором смазки;

Питательная система замыкает паросиловой цикл котел — турбина, обеспечивая возможность возвращения отработавшего пара в котел в виде питательной воды. В этой системе имеется четыре главных элемента: котел, турбина, конденсатор и питательный насос. В котле вырабатывается пар, который подается в турбину, и после того, как пар израсходует энергию, он направляется в конденсатор. Там пар превращается в воду (конденсат), которая подается питательным насосом в котел.

Практически в систему включается еще целый ряд элементов, таких как сточная цистерна, куда спускается конденсат из конденсатора и благодаря которому обеспечивается некоторый напор на входе в питательный насос. Для компенсирования утечки воды из системы или для создания некоторого избытка питательной воды в системе предусматривается компенсационный бачок. Если питательная система обслуживает вспомогательный котел, например, на теплоходе, то сточная цистерна или теплый ящик сообщается с атмосферой. Такая система называется открытой. У водотрубных котлов высокого давления питательная система ни в какой своей части не сообщается с атмосферой, и такая система называется закрытой.