1) радиальные, к которым относятся шариковые однорядные и двухрядные сферические (самоустанавливающиеся); роликовые (с короткими или длинными цилиндрическими роликами – однорядные и двухрядные; двухрядные сферические – самоустанавливающиеся);
2) радиально-упорные, подразделяющиеся на шариковые (однорядные и двухрядные; роликовые (однорядные конические, двухрядные конические и четырехрядные конические);
3) упорные – к ним относятся шариковые (одинарные или двойные), роликовые (с цилиндрическими или коническими роликами и со сферо-коническими роликами). К подшипникам качения относятся также игольчатые и с витыми роликами. Подшипник качения обычно состоит из наружного и внутреннего колец, тел качения (шариков или роликов) и сепаратора (детали, удерживающей тела качения на определенном расстоянии).
Шарикоподшипники радиальные однорядные (относящиеся к подшипникам качения):
1) воспринимают не только радиальные, но и осевые нагрузки – до 70% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки;
2) с успехом используются для чисто осевых нагрузок при высокой угловой скорости, когда упорные подшипники уже неработоспособны;
3) фиксируют вал (или ось) в осевом направлении в обе стороны;
4) при невысоких скоростях допускают относительный перекос валов (или осей) при повышенных радиальных зазорах.
Сферические роликоподшипники качения применяются для комплектации железнодорожных букс; прокатных станов; гребных валов (различных судов); насосов; лесопильных рам; мощных вентиляторов; дымососов; грохотов; редукторов и других машин, где действуют большие радиальные нагрузки и несоосность посадочных мест неизбежна.
Игольчатые подшипники качения применяются для поршневых и шатунных пальцев в буровых станках-качалках, в опорах кривошипно-шатунных и кулисных механизмов, карданах и коробках передач автомобилей, в серьгах рессор и др.
Подшипники качения с витыми роликами применяются в тихоходных узлах, например в рольгангах прокатных станов, в узлах сельскохозяйственных машин, в неответственных узлах тракторов, в опорах трансмиссионных валов металлургического оборудования и др.
Шариковые радиально-упорные подшипники качения применяются в опорах шпинделей металло– и деревообрабатывающих станков, в малых электродвигателях, центрифугах, червячных редукторах в механизмах различных приборов.
Однорядные конические роликоподшипники качения, как правило, устанавливаемые парно для обеспечения фиксации вала, применяются:
1) в колесах самолетов;
2) в железнодорожных буксах;
3) в катках гусеничных тракторов;
4) в опорах шпинделей металлорежущих станков;
5) в зубчатых и червячных редукторах;
6) в коробках передач и других машинах.
Упорные шарикоподшипники качения применяются:
1) в тихоходных редукторах, в том числе и червячных;
2) в опорах крюков подъемных кранов;
3) во вращающихся центрах металлорежущих станков;
4) в поворотных устройствах;
5) в различных домкратах большой грузоподъемности;
6) в опорах шпинделей различных станков и др.
Упорные роликоподшипники качения воспринимают большие осевые нагрузки, но могут работать лишь при малой угловой скорости, применяются:
1) в вертлюгах в установках нефтедобывающей промышленности;
2) в нажимных устройствах прокатных станов;
3) в глобоидных червячных редукторах;
4) в некоторых узлах самолетов и др. Подшипники качения обозначаются следующим образом: 210 – радиальный шариковый однорядный, легкой серии, диаметр отверстия 50 мм; 11 311 – радиальный шариковый сферический двухрядный средней серии, на закрепительной втулке, диаметр отверстия 55 мм.
Подшипник скольжения – подшипник, в котором цапфа непосредственно скользит по опорной поверхности; состоит обычно из втулки, изготовленной из антифрикционного материала и корпуса. Корпус и втулку такого подшипника выполняют неразъемными или разъемными в радиальном направлении, если этого требуют условия сборки деталей. Для компенсации перекосов корпус подшипника скольжения устанавливают в раме на сферической поверхности. Данный подшипник может иметь втулку с буртиком для восприятия осевой силы. Выполняют также подшипники скольжения с конической или сферической рабочей поверхностью, соответствующей поверхности цапфы, при этом они могут работать в условиях сухого, смешанного или жидкостного трения. Жидкостное трение получают либо подачей жидкости под давлением в место взаимодействия рабочих поверхностей (так называемая гидрообъемная смазка), либо за счет клиновидного зазора и относительного вращения деталей (гидродинамическая смазка). Клиновидный зазор, а соответственно, и избыточное давление при вращении цапфы относительно подшипника скольжения получают благодаря разности диаметров цапфы и подшипника, а также придания специальной формы втулке.
Подшипники скольжения подразделяются на две большие группы: металлические и неметаллические. В свою очередь металлические подшипники скольжения делятся на радиальные; упорные (подпятники); радиально-упорные. Подшипники скольжения, устанавливаемые на осях транспортных машин, у которых основная радиальная нагрузка направлена вверх, называются буксами. Радиальные подшипники скольжения выполняются двух видов: неразъемные и разъемные. В свою очередь неразъемные радиальные подшипники скольжения (металлические) изготавливаются в нескольких вариантах:
1) с литым корпусом;
2) фланцевые;
3) гнездовые;
4) корпусные.
Радиальные подшипники скольжения устанавливаются на осях турбин, редукторов, рольгангов, прокатных станов, в опорах шпинделей металлорежущих станков и др.
Упорные подшипники скольжения устанавливаются как на горизонтальных, так и на вертикальных валах, применяются в основном в сочетании с радиальными подшипниками. К большой группе неметаллических подшипников относятся:
1) металлокерамические (изготавливают с использованием бронзографита (цинка от 9 до 10%, графита от 1 до 4%, остальное медь), пористого железа (до 0,2% кремния, до 0,1% углерода, остальное железо), пористого железографита (от 1 до 3% графита, остальное железо);
2) графитовые (для увеличения прочности и грузоподъемности таких подшипников их пропитывают металлами – свинцом, баббитом и др., и также фенолформальдегидными и кремниеорганическими смолами), применяются при сухом или полусухом трении, при повышенной температуре в месте установки (теплостойкость графита достигает +600 °С, в химически активных средах;
3) текстолитовые (изготавливаются из текстолита 2 и 2Б; 3; ПТК и ПТ);
4) из древесно-слоистых пластиков (ДСП), изготавливают из: ДСП-Б; ДСП-В; применяют такие подшипники в осях гидротурбин, прокатных станов (для легких и средних режимов работы), в механизмах затворов плотин и шлюзов, в гидравлических насосах;
5) капроновые, капролоновые фторопластовые;
6) резиновые – применяются в гидротурбинах, насосах, гребных валах, турбобурах и других механизмах при обильной смазке водой (причем вода подается под давлением от 0,5 до 0,75 атмосфер (от 5 до 75 Па).
Ползун
Ползун – звено какого-либо механизма, образующее поступательную пару со стойкой. Конструктивные исполнения ползуна разнообразны. Во многих случаях ползун образует с другим подвижным звеном вращательную пару (например, кривошипно-ползунный механизм). Кроме того, ползун применяется в сочетании с двумя поступательными парами (например, синусный механизм – устройство для воспроизведения функции положения механизма в виде синуса угла поворота входного звена, выполняют в виде кривошипно-ползунного механизма, в котором при повороте кривошипа, взаимодействующего через шатун с ползуном, реализуется функция положения ползуна: X = R sin φ, где φ – обобщенная координата (угол поворота) входного звена). Ползун выполняется в нескольких вариантах. Первый вариант: ползун перемещается поступательно вдоль направляющей и взаимодействует с шатуном, причем ползун имеет форму поршня, а направляющая может иметь выступ или паз; кроме того, профиль направляющей, а соответственно, и профиль сопряженных элементов ползуна может быть в виде "ласточкина хвоста" (или цилиндра, или плоскости).
Второй вариант: для уменьшения трения при движении по направляющим ползуну добавляют ролики или выполняют его в виде ролика, соответственно ролики катятся по направляющим.
Полиспаст
Полиспаст (греч. polyspaston, от polyspastos – "натягиваемый многими веревками или канатами") – простейшее устройство для подъема или перемещения грузов посредством гибкой связи, многократно огибающей подвижные и неподвижные блоки. Полиспаст выполняется обычно в трех вариантах:
1) канат огибает неподвижные блоки и подвижные блоки так, что груз G висит на нескольких ветвях (в данном варианте на четырех). Усилие в канате при этом примерно равно 1/4 G (если не учитывать трения и наклона отдельных ветвей), т. е. сила F1 ≈ G / 4 , но при этом путь точки А примерно в 4 раза больше пути точки В. Такой полиспаст называют кратным: уменьшение силы F кратно числу ветвей. В зависимости от запасов каната связь в полиспасте между F и G может быть иной;
2) полиспаст является степенным. В данном случае груз висит на четырех ветвях, однако F1 ≈ G / 8, т. е. F1 ≈ G / 2, где n – число подвижных блоков.
3) в гидроцилиндр с малым ходом S через полиспаст поднимает груз G на высоту 2S.
Полуось
Полуось представляет собой вал ведущего моста, установленный в самодвижущуюся колесную машину, которая создает передающее вращательное движение от дифференциального устройства на ведущее колесо.
Полуоси подразделяется на полностью разгруженные полуоси и полуразгруженные полуоси.
Полностью разгруженная полуось способна без затруднений проходить сквозь отверстие корпуса дифференциала, установленного в подшипниках ведущего моста, объединяется с помощью фланца со ступицей ведущего колеса, при этом подшипники ведущего колеса фиксируются на балке ведущего моста. Балка ведущего моста воспринимает как все продольные, так и поперечные силы. На полуось приходится только кручение.
Полуразгруженные полуоси оснащаются на конце ведущим колесом машины, поэтому полуось такого типа ощущает кручение и изгиб, полученный в результате воздействия сил, образованных на ведущем колесе.
Полностью разгруженные полуоси устанавливаются на грузовых автомобилях, на тяжелых тракторах, конструкция которых предусматривает наличие колес, на автобусах. Полуразгруженные полуоси предусмотрены в конструкциях легковых автомобилей с небольшой нагрузкой на колеса.
Поршень
Поршень – ползун, плотно перекрывающий поперечное сечение направляющего цилиндра. Поршни широко применяются в двигателях внутреннего сгорания (дизельных или бензиновых). Также поршни применяются в различных гидроцилиндрах:
1) поршневом одностороннего действия;
2) поршневом двухстороннего действия с односторонним штоком;
3) поршневом двухстороннего действия с двухсторонним штоком;
4) поршневом телескопическом;
5) поршневом с торможением в конце хода.
В указанных гидроцилиндрах поршень является главным и очень важным составным элементом, обеспечивающим преобразование энергии потока рабочей среды (жидкости, в основном в виде специального масла – веретенного или гидравлического, или индустриального) в энергию поступательного движения выходного звена. Поршни также широко применяются в различных пневмоцилиндрах, в которых рабочей средой является сжатый воздух; аксиально-поршневых гидромашинах (или поршневых гидромоторах); аксиально-поршневых пневмомоторах). Поршневые гидро– и пневмоцилиндры широко применяются на станочных автоматических линиях машиностроительных производств и других машинах.
Поршневая машина
Поршневая машина – машина, в которой главным рабочим элементом является поршень – один или чаще всего несколько. Классическим примером поршневой машины является радиально-поршневой гидромотор – поршневой гидромотор, у которого оси поршней перпендикулярны оси блока цилиндров или составляют с ней углы более 45°. Поршневые гидромоторы бывают однократного и многократного действия, у которых соответственно в каждой рабочей камере совершается один рабочий цикл и два рабочих цикла или более за один оборот выходного звена. В корпусе поршневого гидромотора размещают симметрично несколько цилиндров. В цилиндрах под действием жидкости перемещаются поршни, которые через шатуны воздействуют на эксцентриковый (кривошипный) вал, являющийся выходным звеном. Жидкость в данной поршневой машине под давлением подается в цилиндры поочередно через гидрораспределитель, вращающийся вместе с выходным звеном. Работа поршневой машины любого вида в гидроисполнении характеризуется некоторой неравномерностью хода, обусловленной пульсацией подачи гидравлической жидкости. Во многих вариантах поршневых гидромашин ход поршней, а следовательно и объем гидравлической жидкости, поступающей за один цикл в цилиндры, зависит от эксцентриситета, причем в некоторых вариантах исполнения поршневых машин величину эксцентриситета регулируют, поворачивая корпус (машины) относительно опоры. В других вариантах поршневых гидромашин (в частности, гидромоторах) на поршнях устанавливают ролики, при этом за один оборот кулачка каждый из поршней совершает по восемь циклов возвратно-поступательного движения, но число циклов не зависит от числа поршней. Другими примерами поршневых машин являются аксиально-поршневые гидромоторы и радиально-поршневые пневмомоторы, применяющиеся в основном в станочных автоматических линиях.
Пресс
Пресс (фр. presse, от лат. presso – "давлю", "жму") – машина для обработки какого-либо материала давлением, для неударного (статического) воздействия на обрабатываемый материал. Пресс широко используется в различных отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России, причем в различных модификациях – начиная от пресса, применяемого в винодельческих хозяйствах, кончая мощными ковочно-штамповочными механическими прессами. Ковочно-штамповочный механический пресс представляет собой кузнечнопрессовую машину, в которой преобразование движения и передача усилия от привода к ползуну осуществляется при помощи кинематической цепи с жесткими звеньями. Подобная машина применяется в промышленных производствах в разных вариантах конструктивного исполнения.
Первый вариант: пресс имеет кинематическую цепь в виде двух кривошипно-ползунных механизмов. Привод кривошипов осуществляется от двигателя через зубчатую передачу. Ползун пресса установлен в направляющих и соединен с кривошипами посредством двух шатунов. Привод расположен над рабочим столом, на который помещается обрабатываемый материал. Давление на материал производится при помощи ползуна.
Второй вариант: пресс имеет один кривошип; привод расположен над рабочим столом; ползун, оказывающий давление на материал, выполнен в виде рамы и опирается на пружины; движение в процессе работы передается от кривошипа через шатун.
Третий вариант: кинематическая цепь пресса представляет собой шестизвенный плоский механизм. Кривошипно-коромысловый механизм, имеющий три подвижных звена, соединен посредством шатуна с ползуном.
Четвертый вариант: пресс имеет винтовой реверсивный привод. Два диска данного пресса вращаются в одном направлении. При взаимодействии какого-либо диска (из двух) со шкивом последний вращается в ту или другую сторону, при этом ползун поднимается или опускается в процессе обработки материала с помощью винтовой пары.
Пятый вариант: в прессе привод двух ползунов осуществляется от кривошипа, причем первый ползун, производящий давление на обрабатываемый материал, приводится в движение посредством кривошипно-ползунного механизма (состоящего из трех подвижных звеньев). Второй ползун этого пресса приводится в движение посредством шестизвенного механизма, включающего пять подвижных звеньев и стойку (неподвижную). Существуют и другие варианты выполнения прессовых машин, в том числе с использованием кулачкового механизма.
Раздаточная коробка
Раздаточная коробка устанавливается в трансмиссии машины непосредственно за коробкой передач. Для машин, используемых в условиях тяжелой дорожной проходимости, характерно наличие раздаточной коробки с двухступенчатым редуктором, который направлен на увеличение передаточного числа трансмиссии, при этом общее число передач увеличивается в два раза. Также автомобили могут оснащаться раздаточной коробкой, соединенной с межосевым дифференциалом, такая конструкция позволяет колесам средней и задней ведущих осей производить вращение на различных скоростях, если движение автомобиля происходит на неровной дороге.
Распределительный вал
Распределительный вал – устройство, широко применяемое в различных станках-автоматах, представляет собой металлический стальной стержень с жестко посаженными кулачками, осуществляющими подачу суппортов станков в процессе обработки заготовки (или детали). Продольный распределительный вал устанавливается на передней стороне станины станка, а поперечный распределительный вал – в верхней части станка, где находятся различные исполнительные механизмы. Во многих станках-автоматах (в том числе токарно-револьверных) участок продольного распределительного вала с кулачками подачи поперечных суппортов выполняется быстросъемным, что способствует высокой производительности труда. В токарном станке-автомате управление работой продольного суппорта осуществляется кулачками, установленными на распределительном валу, где также находятся командные кулачки, которые осуществляют автоматическое управление всем циклом работы автомата. В токарных станках-автоматах распределительный вал вращается по-разному.
Вариант первый: у станка-автомата имеется один распределительный вал, равномерно вращающийся в течение всего цикла обработки заготовки (или детали), при этом рабочие и холостые ходы выполняются при одной скорости вращения данного вала, которая определяется из условий рабочих ходов.
Вариант второй: станок-автомат имеет один распределительный вал, у которого в течение одного рабочего цикла осуществляются две скорости вращения: малая – на рабочих ходах и большая – на холостых ходах. Такой вал устанавливается на станках-полуавтоматах и многошпиндельных автоматах.
Вариант третий: распределительный вал установлен у токарных автоматов в сочетании с быстровращающимся вспомогательным валом, при этом:
1) распределительный вал управляет рабочими ходами и частью холостых ходов (в частности, быстрым отводом и подводом суппортов);
2) вспомогательный вал осуществляет управление остальными холостыми ходами – переключение револьверной головки с режущим инструментом, подачу и зажим заготовок (или деталей);
3) скорость вращения распределительного вала изменяется, а скорость вращения вспомогательного вала остается постоянной.