Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
Следует рассмотреть вопросы конструирования отливок типа колес:
1) с тонким ободом и толстыми спицами (приводное колесо), 2) с толстым ободом и тонкими спицами (маховики, зубчатые колеса), 3) с диском вместо спиц.
На Рис. 8, а показано приводное колесо с тонким ободом и толстыми спицами. На основании приведенных рассуждений можно сказать, что в отливке преобладают прежде всего термические напряжения: сжимающие в ободе и растягивающие в спицах. Дополнительным фактором, увеличивающим растягивающие напряжения в спицах, является механическое торможение, вызванное сопротивлением формы.
Рис. 8. Приводное колесо с тонким ободом и толстыми спицами: а- отливка колеса; б - деформация обода под влиянием напряжений, для компенсации которой применяются припуски (в) или изменение модели (г).
Под влиянием возникающих напряжений обод подвергнется деформации в тех местах, где он соединяется со спицами (Рис. 8, б). Чтобы избежать брака в отливках, следует предусматривать достаточно большие припуски на наружной и на внутренней стороне обода (Рис. 8, в) или изменять соответствующим образом модель (Рис. 8, г).
Первый способ применяется обычно для мелкосерийного производства, второй - для серийного производства.
Этих трудностей можно избежать, если овальное сечение спиц заменить двутавровым; благодаря меньшей толщине стенок спицы быстрее остынут и напряжения уменьшатся.
У зубчатых колес, имеющих толстый обод и относительно тонкие спицы, в ободе возникают растягивающие напряжения, а в спицах-сжимающие. Тонкие спицы быстро затвердевают и затрудняют усадку обода, который изгибается вблизи спиц так, как представлено в несколько преувеличенном виде на Рис. 9. При этом обод теряет свою конфигурацию правильной окружности. Дополнительное торможение усадки вызывает сопротивление формы.
Рис. 9. Зубчатое колесо с толстым ободом и тонкими спицами; деформация обода 1 под действием напряжений.
Величина прогиба стальных колес диаметром около 3000 мм составляет примерно 10-15 мм.
В колесах с обрабатываемыми зубьями деформацию можно компенсировать путем увеличения припусков либо применением соответствующей модели. Для больших колес с литыми зубьями точное определение необходимых очертаний модели представляет значительные трудности.
Применяя вместо прямых изогнутые спицы в колесах небольшого диаметра, можно уменьшить литейные напряжения (Рис. 10).
Колеса большого диаметра обычно изготовляют из двух, трех и даже четырех составных частей. Таким путем достигается более свободная усадка и уменьшение литейных напряжений.
После обработки части колеса соединяют с помощью болтов. Чтобы избежать деформации половинки колеса из-за механического торможения усадки, конфигурацию модели следует изменять так, как показано пунктиром на Рис. 11, а.
Свободную усадку отливки можно получить также, не разделяя колесо на отдельные части. Для этого необходимо ступицу колеса разделить с помощью тонких стержней толщиной 20-25 мм в двух-трех местах (Рис. 11, б). При такой конструкции усилие, вызванное усадкой обода, передается через спицы на ступицу, вызывая деформацию разделяющих ступицу мягких стержней. При монтаже для жесткого соединения частей ступицы, на нее насаживают в нагретом состоянии кольца 2.
Уменьшение деформации обода колес можно достигнуть путем увеличения числа спиц. Однако из-за увеличения веса отливки этот способ имеет ограниченное применение.
Более рациональным решением будет замена спиц диском, соединяющим обод со ступицей, чем достигается равномерная усадка на всей окружности обода. На Рис. 12, а показана конструкция крупного зубчатого колеса с литыми зубьями, где вместо спиц применяется диск.
На Рис. 12, б представлена конструкция стальных паровозных колее со спицами, а на Рис. 12, в- с дисками, соединяющими обод со ступицей. Конструкция колес с дисками является более целесообразной, чем конструкция со спицами. В ней возникают меньшие литейные напряжения и устраняется скопление металла в местах сочленения спиц с ободом.
|
Рис. 10. Напряжения в колесах с прямыми и изогнутыми спицами (ковкий чугун).
|
Рис. 313. Зубчатое колесо: а- разделенное на две части (1 - очертание измененной модели);
б - со ступицей, разделенной на три части (2 - усадочное кольцо).
|
Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
Опубликовано: 2014.09.02 Обновлено: 2014.10.10 | 
