Техника - молодёжи 2009-11, страница 44

Патенты

20ПЗ N^r Л ТМ

Детали будем

В современном машиностроении, наряду с традиционными путями уменьшения материалоёмкости, возникли принципиально новые кон-структо рс ко-технологичес кие направления.

Первое — изготовление на базе ленточных технологий навитых тонкостенных деталей машин: валов, цилиндров, подшипников, колец, втулок, муфт, корпусов... При уменьшении материалоёмкости в два с лишним раза трудоёмкость их изготовления снижается более чем впятеро.

Второе — пластинчатые упругие исполнительные механизмы: кулачковые, передаточные, фиксирующие, отсекающие, распределяющие, хватающие и др.

Третье направление — оболочковые и четвёртое — узколенточные проволочно-стержневые детали, механизмы, инструменты и технологии их производства. Наиболее пригодными

к изготовлению но ленточным и пластинчато-листовым технологиям являются тонкостенные тела вращения, корпусные и профильно-оболочковые детали (рис. 1). Они или их полуфабрикаты в соединении с шестернями, подшипниками, рычагами, втулками крышками приобретают высокую жёсткость и окончательные рабочие свойства.

Почти двадцать лет назад журнал «Техника — молодёжи» опубликовал статью о навитых деталях («Ленты разные крутя», ТМ №11, 1991). И гак как за прошедшее время появились новые изобретения по навитым, тонкостенным деталям, журнал счёл необходимым вернуться к этой актуальной теме, ибо ленточные технологии изготовления деталей являются большим резервом экономии сырья и труда.

Способность изменять размеры, и не только диа

метр, свойство всех навитых деталей. Навитые валы длиною до 500 мм изготавливают из ленты толщиной 0,1-0,5 мм [а.с. 1326796, 1987; а.с. 1673763, 1991]. На вал устанавливают детали одного посадочного дна-метра: подшипники, втулки, зубчатые колёса (рис. 2). При необходимости применения подшипников другого диаметра используют пробки. Передача крутящего момента осуществляется жёстким блоком зубчатых колёс или посредством некруглого отверстия зубчатого колеса, деформирующего вал по своей форме (рис. 2, А-Л вариант).

Наружный диаметр навитого вала можно изменить подкручиванием от D до d или, наоборот, раскручиванием ленты, при этом толщина стенки вала увеличивается или уменьшается.

Навитые телескопические валы (рис. 3) являются широкоуниверсальны ми.

П&вктые корпусные

Станины, 1ум6ы

Коробки

— Ка'-.цс::.. корпусы

Навитые кла крашения

Валы,оси

Втулкп. кольца

— Зубчаше ишеса

Крышки,фланцы

Матерналоэкопо^нзде тонкостенные детали

Профильно-оболочковые

Разомкнутые

Замкнутые

Оболочковые

Рис. 1. Классификация тонкостенных деталей из ленты

вить

Они позволяют изменять диаметры ступеней от наибольшего I) до наименьшего dj, длины от ] до L и расстояния между опорами [пат. РФ 2230237, 2004; 2343105, 2007].

Навитыми могут быть втулки, оправки, стопорные кольца на валу и в отверстии корпуса (рис. 4, а, б), подшипники скольжения [а.с. 1754950, 1992], лабиринтные уплотнения [а.с. 875154, 1981] (рис. 4, в).

Расчёты показывают, что увеличение диаметра отверстия тонкостенного вала до определённого предела (внутренний диаметр не больше 0,7 внешнего) не оказывает заметного влияния на жёсткость вала, но значительно уменьшает его массу: в два раза при уменьшении жёсткости всего на 24%. При этом жёсткость тонкостенного вала значительно возрастает при установке на него деталей. Раскручиваясь до их посадочного диаметра, вал приобретает и их жёсткость. Кроме того, детали перераспределяют по своей ширине сосредоточенные силы, делая нагрузку равномерной. Это позволяет повысить жёсткость тонкостенных валов до соизмеримой (80-90%) с жёсткостью сплошного вала.

Жёсткость полого вала можно увеличить бандажами снаружи и сердечниками внутри, в том числе некруглого, например треугольного сечения [пат. РФ 2003859, 1993| (рис.5). В последнем случае посадочные отверстия зубчатых колёс также должны иметь некруглые сечения. Круглая форма отверстий подшипников обеспечивает осевую фиксацию зубчатых колёс без дополнительных деталей.

Для материалов лент рекомендуются хромистые, мар-

42