Ассоциация EAM
Ассоциация эффективного управления производственными активами

2.1. Аксиомы работоспособного состояния

Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с.

Основными элементами механических систем являются: валы, оси, подшипники, корпусные детали, уплотнения, резьбовые соединения, муфты. Для успешной эксплуатации элементы механизма должны выполнять требования по обеспечению функционального назначения.

Вал – деталь, вращающаяся вокруг своей оси, предназначенная для передачи крутящего момента и для поддержания вращающихся деталей механизмов. Основное требование для жёстких валов – прямолинейность, работа в области упругих деформаций, правильность расположения вала, обеспечение постоянного положения деталей, отсутствие износа посадочных мест, совпадение оси вращения и оси инерции. Ось – деталь, предназначенная для поддержания вращающихся деталей, не передающая крутящий момент.

Подшипники служат опорами для валов, обеспечивая вращение с минимальным коэффициентом трения (совместно с системой смазывания). Корпусные детали поддерживают подшипники, обеспечивают правильное расположение валов. Резьбовые соединения соединяют корпусные детали и обеспечивают нераскрытие стыка соединяемых деталей. Уплотнения – детали, герметизирующие внутренний объём корпуса механизма от утечек масла и попадания загрязнений (иногда устанавливаются на соединительные элементы). Соединительный элемент предназначен для передачи вращающего момента от приводного вала к ведомому, компенсации углового и радиального смещения валов. Фундамент должен обеспечивать неподвижное и устойчивое положение корпусных деталей механизма. Исполнительный элемент предназначен для выполнения полезной работы в соответствии с функциональным назначением механизма (рабочее колесо, грохот, приводной ролик, барабан).

Соединение данных элементов создает механическую систему, выполняющую определённую работу, либо преобразующую движение. Наиболее характерной для механизма является схема роторного типа, включающая: электродвигатель, соединительный элемент, исполнительный орган. Данная схема позволяет обеспечить разнообразие конструкций и выполняемых операций на базе единого конструкторского решения. Конструктивное исполнение основывается на однотипных элементах и является типичным для электропривода.

Основным конструкторским решением, наиболее характерным для роторных механизмов, является кинематическая схема с двухопорным валом (рисунок 2.1). По расположению исполнительного органа 7, в качестве которого может выступать ротор насоса или вентилятора, колесо компрессора, зубчатое колесо, различают схемы с межопорным (рисунок 2.1а) и консольным (рисунок 2.1б) расположением. В целом механизм включает ротор электродвигателя 1 с подшипниковыми опорами 2, статором 3, соединительный элемент – муфту 4, вал 5 исполнительного механизма. Вал 5 установлен на подшипниковых опорах 6. Различное конструкторское исполнение узлов позволяет использовать ее в большинстве механизмов.

 Кинематическая схема механизма с межопорным расположением рабочего органа  Кинематическая схема механизма с консольным расположением рабочего органа
Рисунок 2.1 – Кинематическая схема механизма:
а) с межопорным расположением рабочего органа;
б) с консольным расположением рабочего органа

Приведенным кинематическим схемам отвечают практически все механизмы, используемые в промышленности: насосы, центрифуги, воздуходувки, дымососы. Схема механизма с двухопорным валом является типовой для любой конструкции. Кинематическая схема двухопорного вала является также основным конструкторским решением для механизмов с редукторным приводом, наиболее часто используется для согласования механических параметров двигателя и исполнительного органа. В этом случае соединение двухопорных валов с помощью зубчатых передач и объединение этих узлов в одном корпусе предоставляет возможность изменения частоты вращения и передаваемого момента в редукторе 8 (рисунок 2.2).

Кинематическая схема механизма с редуктором

Рисунок 2.2 – Кинематическая схема механизма с редуктором

Схемы редукторного привода наиболее часто используются в грузоподъёмных механизмах, приводах транспортирующих машин, в горных и металлургических машинах.

Основные характеристики изнашивания деталей общего назначения указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Характеристика изнашивания деталей
Узлы, детали Изнашивание
расположение проявление
Валы и оси Места концентрации напряжений. Места подвижных соединений. Рабочие поверхности шлицевых и шпоночных соединений Усталостные трещины. Отклонения размеров. Износ поверхностей и ослабление посадки
Подшипники качения Беговые дорожки. Тела качения. Сепараторы Усталостное выкрашивание. Трещины. Увеличение зазоров

Работоспособное состояние механизма характеризуется следующими признаками:

  • низким уровнем вибрации и шума;
  • отсутствием ударных процессов;
  • температурой корпуса не выше предельных значений;
  • отсутствием подтеканий масла;
  • отсутствием трещин в корпусных деталях, опорной раме и фундаменте.

Работоспособное состояние механизма обеспечивается:

  • соосностью валов, выдержанной в допустимых пределах и выставленной с учётом рабочей температуры двигателя и механизма;
  • постоянной или периодической смазкой узлов механизма с оптимальными характеристиками смазочного материала;
  • уровнем рабочих нагрузок, не превышающем допустимого значения;
  • равномерной затяжкой резьбовых соединений;
  • выполнением всех заданных функций;
  • периодической смазкой зубчатых муфт, шарнирных соединений и заменой отработанной смазки;
  • оптимальными значениями зазоров, находящихся в допустимых пределах и учитывающих тепловое расширение детали;
  • оптимальными параметрами шероховатости рабочей поверхности;
  • параллельным расположением валов на необходимом расстоянии.

Необходимым является:

  • соблюдение параметров технологического процесса;
  • высокая квалификация ремонтного персонала;
  • применение специализированного инструмента при ремонте;
  • своевременное использование методов технического диагностирования и прогнозирования отказов элементов оборудования.

Работоспособность подшипников качения характеризуется:

  • отсутствием проворачивания колец подшипника на валу и в корпусе;
  • отсутствием трещин в деталях подшипника;
  • значениями зазоров в допустимых пределах;
  • шероховатостью поверхности тел качения и беговых дорожек;
  • качественным смазыванием.

Работоспособность зубчатых передач обеспечивается:

  • необходимым размером пятна контакта;
  • допустимыми значениями бокового зазора и размерами зубьев;
  • шероховатостью поверхности зубчатых колес;
  • отсутствием проскальзывания рабочих поверхностей;
  • неподвижным соединением деталей с валом.

Работоспособность валов обеспечивается:

  • прямолинейностью;
  • правильным расположением;
  • отсутствием износа посадочных поверхностей;
  • целостностью шпоночных и шлицевых соединений.

Работоспособность муфт предполагает:

  • целостность деталей;
  • равномерность износа элементов в допустимых пределах;
  • неподвижность соединений деталей;
  • смазку (при необходимости).

В целом работоспособное состояние узлов и деталей определяется:

  • отсутствием трещин;
  • отсутствием повреждений сопрягаемых элементов;
  • определёнными параметрами шероховатости рабочих поверхностей;
  • наличием оптимальных зазоров сопрягаемых деталей.
< 1.6. Надёжность оборудования Содержание 2.2. Шумы механизмов >

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Аналогичные записи
  • 7.7. Обработка поверхности Обозначение шероховатости поверхности (смотри таблицу 7.3, таблицу 7.4): – знак I применяется для поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается; – знак II применяется для поверхности, которая должна быть обработана удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т.п.; – знак III применяется для поверхности, образуемой без удаления слоя материала, например, литьём, [...]
  • 7.6. Основы термообработки Термообработка металлов и их сплавов — процесс целесообразно выбранных операций нагрева и охлаждения, в результате которого повышаются механические свойства, изменяются физические свойства, а следовательно, увеличивается срок эксплуатации деталей. Основными видами термообработки являются: отжиг, нормализация, закалка и [...]
  • 7.5. Сопротивление материалов Модуль Юнга (модуль упругости первого рода) Е, МПа, Н/мм2 — постоянная упругости в законе Гука в пределах, когда деформация пропорциональна напряжению. Модуль Юнга численно равен напряжению, увеличивающему длину образца в два раза: для стали, Ест = (2,0-2,2)×105 МПа; для чугуна, Еч = 1,2×105 МПа; для меди, Ем = 1,0×105 МПа; для алюминия, Еал = 0,6×105 МПа; [...]
  • 7.4. Мерительный инструмент Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 с. Мерительный инструмент В зависимости от назначения в процессе производства средства измерения и контроля линейных и угловых величин подразделяются на [...]
  • 7.3. Обозначения и свойства сталей, бронз, баббитов Механическое оборудование: техническое обслуживание и ремонт / В.И. Бобровицкий, В.А. Сидоров. – Донецк: Юго-Восток, 2011. – 238 [...]

Поддержите нас

Подписка

Рубрики