Материал: Проектирование сварных рам и литых плит приводов

Расположение сборочных единиц на раме

Расположение (координация) сборочных единиц на раме обеспечивают соответствующим положением отверстий для крепления сборочных единиц. Отверстия для одной сборочной единицы принято называть группой отверстий. Обычно при установке сборочных единиц на раме соединенные валы располагают на одной геометрической оси, при этом зазор между торцами валов не превышает 3…6 мм (см. рисунок 5).

В связи с этим на раме необходимо проставить размеры между осями отверстий в каждой группе и между группами отверстий, как в плане, так и по высоте.

Например, вычерчивают группу отверстий сборочной единицы, которая будет устанавливаться непосредственно на основании рамы (при установке всех сборочных единиц на одном уровне это может быть любая группа отверстий). Проставляют размеры между осями отверстий в группе: в рассматриваемом случае на рисунке 9 группа I из шести отверстий диаметром 17 мм, для установки редуктора. Прочерчивается ось для соединяемых валов (главная ось). Затем выполняется привязка групп отверстий вдоль главной оси.

От оси отверстия, ближайшего к другой группе отверстий (на рисунке 9 группа II из четырех отверстий диаметром 15 мм для установки электродвигателя) отмеряют размер до оси ближайшего отверстия из группы II. Этот размер показан на рисунке 5 и может быть определен по формуле:

,

где - присоединительные размеры агрегатов.

На рисунке 9 это размер . Расположение осей отверстий группы II (размеры 254 0,5 и 210 0,5 на рисунке 9) координируется относительно главной оси.

Группа III из четырех отверстий диаметром 9 мм (рисунок 9) предназначена для крепления кожуха, закрывающего муфту. Расстояния между отверстиями в этой группе назначаются в зависимости от размеров кожуха, а кожух проектируется в зависимости от размеров муфты. Эта группа отверстий не требует особо точной координации относительно какой-либо сборочной единицы и может быть привязана к любой из ранее рассмотренных групп отверстий (на рисунке 9 - размер 130 мм).

Взаимное расположение между группами отверстий в перпендикулярном главной оси направлении на рисунке 9 определено размерами 67 мм и 59 мм.

Таким образом, группы отверстий скоординированы в плане и обеспечивают требуемое положение сборочных единиц.

Разработка конструкции рамы

Учитывая допускаемый диаметр и положение отверстий на полках проката, определяют конструкцию рамы.

Под крайними отверстиями группы отверстий, которые будут сверлиться в основании рамы, располагают полки выбранного профиля требуемой длины, совмещая оси отверстий с осями на полках проката. В рассматриваемом примере это швеллеры поз. 9 и 10 (рисунок 9).

По диаметру болта для крепления сборочной единицы на надстройке из таблицы 4 или по формулам подбирают номер профиля проката для надстройки.

Части этого профиля требуемой длины располагают под этой группой отверстий подобным образом, что и для основания. При необходимости высоту профиля увеличивают, приваривая листы (см. рисунок 8), или заглубляя профиль между швеллерами рамы (рисунок 9, поз.7 и 8). Затем определяют длины профилей для перегородок, и размещают их под отверстиями в требуемых местах (на рисуноке 5 поз. 11). Может оказаться так, что для некоторых отверстий выгоднее выполнить не перегородки, а пристройки.

Пристройки могут быть внутренними и наружными. Конструкция внутренней пристройки, выполненная с двумя отверстиями для крепления кожуха муфты, показана на рисунке 9. Лист (поз. 2) поддерживается двумя косынками (поз. 1). Один из вариантов наружной пристройки показан на рисунке 10, а. Кроме этого, пристройки могут быть выполнены в виде одной детали из уголка, приваренного к швеллерам в соответствующем месте (рисунок 6, б, в) или другими способами.

Платики - небольшие листы - (на рисунок 5 поз. 3, 4 и 5) приваривают в местах отверстий и в местах соединения профилей. С помощью платиков получают поверхности на одном уровне для отверстий одной группы, выполненных в различных деталях, уровень которых при сварке, как правило, получается различным. Помимо этого платики дополнительно скрепляют детали рамы и увеличивают ее прочность. Платики можно не выполнять для сборочных единиц, не требующих особо точной установки (кожухи, салазки для установки электродвигателей и др.). При отсутствии платиков плоскость для установки сборочных единиц выравнивают с помощью подкладок. Однако при этом значительно усложняется установка сборочных единиц на раме.

Ширину и длину платиков назначают не менее трех диаметров болта, проходящего через платик, при этом площадь платика обеспечивает размещение лап устанавливаемых агрегатов. По высоте платики выполняются из листа с учетом уменьшения толщины его на обработку от 1 до 4 мм.

Для увеличения жесткости рамы или надстройки устанавливают ребра. Ребра жесткости особенно необходимы при наличии платиков, которые обрабатываются строганием. Поверхности одной надстройки, расположенные на различных деталях могут получиться на разных уровнях или с перекосом относительно горизонтали из-за ударов резца о платик. Примеры конструкции ребер показаны на рисунке 4 и на рисунке 5, поз. 6.

Косынки - небольшие листы, обычно треугольного вида - предназначаются для поддержания пристроек, скрепления деталей. Примеры конструкций косынок показаны на рисунке 9 (поз. 1) или на рисунке 10, а.

Платики, ребра и косынки выполняют из листовой углеродистой стали. Толщина листовой стали по ГОСТ 19903-90 от 5 до 22 мм через 1 мм 25 и 26 мм, от 28 до 42 мм через 2 мм. При необходимости возможно применение других видов профильного проката.

Шайбы косые накладывают или приваривают на внутренние поверхности полок проката, имеющих уклоны. Они выравнивают эти поверхности под головками болтов и под гайками

Рисунок 9 Пример сборочного чертежа сварной рам

(см. рисунок 6). Размеры косых шайб выполняют по ГОСТ 10906-78 [2, 3].

Крепление рам к фундаменту осуществляется фундаментными болтами. Диаметр фундаментного болта можно принимать по условию:

,

где - диаметр болта крепления агрегата на раме (рисунок 6).

Количество фундаментных болтов принимают так же, как и у литых плит.

Если выступающие над поверхностью рамы гайки не мешают установке на ней сборочных единиц, то фундаментные болты пропускают через обе полки и гайки опирают на верхние полки швеллеров.

В этом случае верхние и нижние полки швеллеров в местах установки фундаментных болтов связывают ребрами (рис. 7,б), трубами (рис. 7,в) или уголками (рис. 7,г). Это увеличивает жесткость рамы. При таких конструкциях рама воспринимаёт внешние нагрузки всей высотой основания, а не по отдельности нижними и верхними полками, жесткость которых бывает недостаточной.

Иногда по соображениям компоновки привода бывает необходимо значительно поднять над уровнем пола (фундамента), закрепляемые на раме сборочные единицы. В таких случаях раму устанавливают на стойки, которые приваривают к нижним полкам швеллеров рамы. Количество стоек определяется конфигурацией и размерами рамы. Обычно их бывает не меньше шести.

Жесткость относительно невысоких рам увеличивают приваркой косынок (рисунок 9, а). Жесткость рам на высоких стойках увеличивают

приваркой уголков внахлестку непосредственно к стойкам рисунок 9, б), с помощью косынок (рисунок 9, в) или враспор (рисунок 9, г).

Конструкция высоких рам обычно сложнее и тяжелее, поэтому применение их должно быть всегда обосновано. Принципы их проектирования остаются такими же, как для обычных рам.

Все детали должны иметь минимально необходимые размеры, обычно такие, что габаритные размеры рамы в плане не превышают габариты скомпонованных сборочных единиц, установленных на ней.

Простановка размеров на чертеже

В общем случае, сборочный чертеж указывает взаимное расположение деталей рамы, а также расположение агрегатов на раме или плите.

Простановка размеров по размещению деталей относительно друг друга в плане начинается от кромок одного из углов рамы, принятых за базу отсчета. Например, на рисунке 9 размеры, определяющие расположение деталей рамы по горизонтали, проставляются от верхнего правого угла рамы.

Привязка групп отверстий к раме также осуществляется от кромок принятых за базовые. На рисунке 9, базовыми кромками являются кромки, сходящиеся в нижнем правом углу. При этом необходимо связывать группы отверстий сборочных единиц между собой. Это обеспечивает требуемое положение устройств относительно друг друга.

Однако не обязательно базовыми должны быть кромки принятые на рисунке 9.

В каждом конкретном случае они выбираются с учетом технологичности изготовления: удобства простановки размеров, упрощения сборки, разметки центров отверстий и т.п. Часть размеров проставляется на других проекциях рамы.

Особенности сопряжений прокатных профилей

В зависимости от соединяемых профилей прокатной стали, концы примыкающих деталей подготавливают отрезкой ножницами, на гильотине, в штампах, пламенной резкой и другими способами. В результате отрезки образовывают на концах примыкающих деталей контуры, соответствующие профилям проката в месте сопряжения. Сопряжение подготовленных деталей и их последующая сварка оказывает существенное влияние на технологичность, прочность, жесткость и внешний вид рамы в целом.

Технологичными и экономичными являются сопряжения, для которых от проката отрезается часть, соответствующая размерам детали, и не требующая дополнительной обработки. Такими сопряжениями, например, будут: сопряжения швеллеров в раме на рисунке 9 (поз. 9, 10 и 11). Если швеллеры (поз. 9) повернуть полками во внутрь рамы, то на концах швеллера (поз. 11), для примыкания необходимо выполнить контур, очерчивающий прокатный профиль (см. рисунок 15), что потребует дополнительных операций.

Однако такие соединения нередко приходится применять. В этом случае подготовка конца примыкающей детали к угловому прокату показана на рисунке 14, а к прокату с двутавровым профилем - на рисунке 16.

Таблица 5 - Размеры кромок примыкания к уголку