Материал: Проектирование сварных рам и литых плит приводов

Диаметр D и число Z фундаментных болтов определяют расчетом. Число болтов определяют как частное от деления периметра Р опорной поверхности на средний шаг расположения болтов:

Практически = 300 - 1000 мм в зависимости от размеров плиты. Полученное число согласуют с конструкцией плиты, на которой намечают расположение болтов. При этом могут быть допущены отклонения от Z и в ту или иную сторону.

Диаметр болтов крепления плиты к фундаменту ориентировочно определяют в зависимости от вращающего момента на тихоходном валу Ттих [2, с. 324]:

,

но не менее М12.

При необходимости, конструкцию плиты усиливают ребрами жесткости; толщина которых составляет 0,9… 1,0 толщины стенки плиты д, а высота

[2, с. 290].

Уклон поверхности ребер выбирают по таблице 4 [2, с. 314].

Таблица 3 - Рекомендуемые уклоны ребер жесткости

Вопросы координации сборочных единиц на плите, т.е. привязка групп отверстий друг к другу рассмотрена ниже в разделе проектирования сварных рам.

Проектирование сварных рам

Конструктивные элементы рамы

Рисунок 5 - Очертания контура рамы

Проектирование так же начинают с получения контура рамы. Для чего вычерчивают контуры сборочных единиц и агрегатов с соответственно размещенными осями соединяемых валов. Как было отмечено, опорные поверхности сборочных единиц, могут оказаться на различных уровнях (рисунок 5).

Тогда под самой нижней опорной плоскостью (в рассматриваемом примере опорная плоскость редуктора) вычерчивают контур АБВГ, который предполагается выполнить в виде рамы из профильного проката (чаще всего швеллер) по площади, достаточной для установки всех сборочных единиц, входящих в привод.

Эту часть рамы называют базовым элементом конструкции или основанием рамы. После этого вычерчивают контур ГДЕЖ - элемент конструкции рамы для установки электродвигателя. Такую часть рамы называют надстройкой.

Основание является базовым элементом конструкции рамы.

От его конструкции в основном зависит жесткость и прочность рамы. Как показывает практика, прочность и жесткость обычно обеспечивается, если использовать для элементов рамы профильный прокат (в рассматриваемом случае швеллер) с шириной полки, обеспечивающей размещение шайб, гаек или головок болтов резьбового соединения с учетом мест для работы гаечными ключами.

Крепление сборочной единицы на полке швеллера показано на рисунке 6. Выбор требуемого номера швеллера осуществляется следующим образом (таблица 4). По отверстию (рисунок 6) в лапе электродвигателя (редуктора или другого агрегата), принимается диаметр болта . Ближайший меньший относительно . В соответствии с ГОСТ 8240-72 и ГОСТ 8509-72 по диаметру болта из таблицы 4 принимают номер профиля швеллера или ширину полки уголка, а так же координату а размещения осей отверстия под болты на полки швеллера и уголка.

Таблица 4 - Размеры для размещения отверстий под болты в швеллерах и уголках, размеры, мм

На один и тот же швеллер или уголок рамы могут устанавливаться различные изделия (например, редуктор и кожух муфты), с разным диаметром болтов. Полки сортамента допускают некоторое смещение координаты осей отверстий под болты: смещение влево - координата и смещение вправо - координата . Численные значения этих координат определяются по формулам

,

где - размеры, зависящие от диаметра болта, по таблице 4;

- размеры на рисунке 7.

При этом должны соблюдаться условия:

,

где - ширина косой шайбы, см. рисунок 7.

Кроме этого, при установке болтов на одной линии, швеллер или утолок для рамы можно выбрать по минимальной ширине полки, определяемой по формуле:

,

где - толщина стенки швеллера, уголка или двутавра.

Для предварительных расчетов принимают = 5 мм, а затем, после определения ширины и выбора профиля из приложений А, Б или В размер уточняется по таблицам в этих приложениях.

Размеры шайб и гаек выбирают стандартными в зависимости от диаметра болта [3, с. 483… 487.

Длина болта (рисунок 6) определяют по формуле:

,

где - стандартизованные обозначения высот или толщин соединяемых и соединяющих деталей;

р - толщина платика с подкладками;

е - часть стержня болта, см. на рисунке 6, таблица 4.

Требования к конструктивному виду рамы

Желательно, чтобы основание из швеллера было оформлено как самостоятельная, технологически законченная конструкция в виде плоской рамы. При проектировании основания швеллеры, как правило, располагают полками наружу. Такое расположение обеспечивает свободный доступ к гайкам и головкам болтов резьбовых соединений, а сварные соединения швеллеров получаются более технологичными.

Наиболее рациональным является основание в виде прямоугольника в плане. Однако нередко встречаются Г-образные конструкции оснований. При этом возможны два варианта стыковки (сборки) швеллеров (рисунок 7). У варианта а, сквозным сделан швеллер 5, а у варианта б - швеллер 4.

В первом случае рама обладает большей жесткостью по главной оси. Однако здесь требуется дополнительный элемент - швеллер 7. Помимо этого выполнение сварного стыка трех швеллеров 4, 5 и 7 может повлечь неплоскостность поверхностей швеллеров 4, 7. Если в местах установки сборочных единиц будет предусмотрена приварка платиков с последующей их обработкой, то последний недостаток не имеет решающего значения. Если же по производственным соображениям сборочные единицы устанавливают непосредственно на полке швеллеров, то предпочтительнее будет вариант б.

Как было указано, если сборочные единицы имеют опорные поверхности, расположенные в разных уровнях, то над основанием рамы выполняют надстройки.

Обязательно, однако, одну из сборочных единиц устанавливают на основании. Высота каждой надстройки определяется разностью наибольшей высоты от общей оси валов до опорной поверхности и аналогичными высотами других сборочных единиц (см. рисунок 5), то есть:

,

где - высота надстройки для i-той сборочной единицы;

Н - высота от оси вала до опорной поверхности у сборочной единицы, имеющей большее значение;

- высота от оси вала до опорной поверхности i-той сборочной единицы.

Тем не менее, следует стремиться к уменьшению количества надстроек, а по возможности - к варианту рамы, имеющей опорные поверхности на одном уровне для установки всех сборочных единиц.

Это можно, как и в случае с плитами, получать некоторым изменением конструкции проектируемых сборочных единиц. Иногда конструкцию корпуса изменяют так, чтобы часть его опускалась между элементами конструкции рамы (рисунок 8, а). Однако каждый раз следует рассмотреть, что будет экономичнее уменьшение (ликвидация) надстроек или изменение конструкций сборочных единиц, устанавливаемых на раме.

Для надстроек выбирают различные профили (швеллеры, уголки, листы и др.) в зависимости от требуемой высоты, согласуя ширину полок с диаметром болта для крепления сборочной единицы. При этом с целью уменьшения сортамента материалов, следует стремиться к выполнению надстроек из того же профиля, что и основание. Надстройки можно выполнять путем постановки выбранного профиля на основание (рисунок 8, б).

Если профиль будет меньше высоты надстройки на 10-15 мм, то эту разность можно компенсировать листами (рисунок 8, в). При высоте профиля (или ширине полки профиля, например, уголка) больше высоты надстройки его устанавливают путем углубления между швеллерами основания (рисунок 9, поз. 7, 8). При большой высоте надстройки ее можно выполнить из гнутого листа (рисунок 8, в). Для надстройки можно использовать уголки (рисунок 8, г и в). В общем, надстройки могут быть самыми разнообразными по конструкции.