(Измененная редакция, Изм. № 2).
3.10.6. Пример определения коэффициента аи при следующих исходных данных
:
D = 0,50 м; /1, = 0,46 м; р т= 0,15; фт = 0,2; ₽и = 1,0; тв = 0,0; тс = 0,50; Ев = Ес; Хи = 1,185 - с использованием формулы (35).
(Z>/Z>T)9 (0 50/0 46 ) 9 ,
а = T Р £%„ = ( ■ 1,0 2 ■ 1,185 = 0,078 .
И [ 46 рт ( 1 — фт) ] 2 и и [ 46 ■ 0,15 ■ ( 1 — 0,2 ) ] 2
Пример определения контактного давления qc, МПа, в шпоночно-прессовом соединении типа I, соответствующем п. 3.6.3, с учетом влияния изгибающего момента при следующих исходных данных:
qB = 47 МПа; qr = 0,0; аи = 0,078;
«о = V5; °нв = °им = 18 МПа
-
18 3
— =
75 МПа.47 2
с использованием уравнения (2)аЛ 3 — = 47 + 0,0 + 0,078 ■ 5,15 3
И О -у ’
^2
При увеличении контактного давления дв в соединении влияние изгибающего момента на величину qc снижается. Например, при <?в=72 МПа и других исходных данных из п. 3.10.7, получают qc=84 МПа.
4. Практические рекомендации по применению уравнений (1) — (3)
при расчете контактного давления qB и запаса несущей способности «о
Запас несущей способности соединения пО не моет быть больше теоретически возможного значения п ”ах, определяемого с использованием уравнения (3) при еу=1,0 и qo=0,0 по формуле
(39)
О ° тах
° кв
где отв — предел текучести материала вала (см. п. 3.2.1);
° тах— большее из приведенных напряжений в валу: кв
°км> °кн и °кр (см. п. 3.8-4).
При приближенном расчете давления qB и запаса пО величины ок, са и аИ в уравнениях (2) и (3) принимают равными нулю, давление qc принимают равным давлению qcт(где qCT — см. п. 3.6), а коэффициент еу ограничивают практической величиной еп.
Максимальные значения коэффициента еп в зависимости от типа соединения, от наличия фиксирующих элементов и центрального отверстия в валу, а также от расположения контролируемой поверхности, приведены в табл. 8.
Уравнения (2) и (3) с учетом п. 4.2 приобретают вид:
qCT = qB+ qr; (40)
єп°т = pKq0, (41)
где qT, q — см. пп. 1 и 3.6; c CT B qr — см. пп. 1 и 3.5; еп — см. п. 4.2 и табл. 8;
°т, qo —см.п.1;
Фк — см. пп. 1 и 3.4.
При этом уравнение (41) в зависимости от назначения, конструкции и материала рассчитываемой детали используют в трех вариантах: для сплошного вала
епм°тв = ф км q в; (42)
для полого вала
епр°тв = ф кр q в; (43)
для ступицы
єпс°тс = Фкс0ст> (44)
где £пм> Єщ» Єпс — см. табл. 8;
Фкм, Фкр, Фкс — см. п. 3.4 и табл. 2;
°тв, °тс— см. п. 3.2Л;
qB, qCT — см. пп. 1 и 3.6.
Таблица 8
Тип соединения |
Наименование детали |
Наличие центрального отверстия |
Контролируемая поверхность |
£ п |
I |
Гребной вал |
Нет |
Наружная |
£пм=0,30 К'п |
Имеется |
Внутренняя |
£пр=0,40 Гя |
||
II—IV |
Нет |
Наружная |
£пм=0,40 К'п |
|
Имеется |
Внутренняя |
£пр=0,50 А |
||
Промежуточный и упорный валы |
Нет |
Наружная |
£пм=0,50 Гя |
|
Имеется |
Внутренняя |
£пр=0,55^4 |
||
I—IV |
Ступица |
£пс=0,75^ |
в эксплуатации — условию (44)
Ф 2 335
Стелет — 72 ■Т7Г= 225 МПа;
е пе ’
при сборке—разборке соединения — условию (12)
° тс > 1,05 о. ( 1 + °2-) = 1,05 ■ 72 ■ ( 1 + 0і2) = 106 МПа.
те етт с 0,5
От 30 до 50 включ.
3
0,5
2,5
2,0
0,35
Св. 50 » 100 »
4
0,8
3,0
2,5
0,56
» 100 » 150 »
5
1,0
4,0
2,5
0,70
» 150 » 200 »
6
1,2
4,5
4,0
0,84
» 200 » 250 »
7
8
1,5
1,5
5,0
6,0
4,0
5,0
1,05
1,05
» 250 » 300 »
10
2,0
7,0
5,0
1,40
» 300 » 400 »
12
2,5
8,0
5,0
1,75
» 400 » 500 »
14
3,0
10,0
6,0
2,10
» 500 » 650 »
16
3,0
12,0
6,0
2,10
» 650 » 800 »
18
4,0
12,0
6,0
2,80
» 800 » 1000 »
20
4,0
14,0
8,0
2,80
» 1000 » 1200 »
Ч
°; сечение А—А — см. черт. 1
1 — ступица соединения; 2 — шпоночный паз; 3 — маслораспределительная канавка; ам=60 °+5
ерт. 2Радиус расточки ступицы ' мм, в сечении с маслораспределительной канавкой исполнения 3, вычисляют по формуле
'р = 0,5 (D - ^/м), (1)
где D — диаметр большего основания конуса конца вала, мм;
К — конусность в соединении;
/м — расстояние между маслораспределительной канавкой и большим основанием конуса конца вала с диаметром D, мм.
Эксцентриситет расточки ступицы е, мм, при применении маслораспределительной канавки исполнения 3 и углах ам=60 ° (где ам — см. п. 2) вычисляют по формуле
е = А, ( 0,5 + -1 ) ,
м(, 6 + 4hM/r ) ’
м р
г
(2)
де hM — глубина маслораспределительной канавки исполнения 3 в сечении А—А, мм (см. п. 1);гр — см. п. 3.
Радиус расточки 'е, мм, маслораспределительной канавки исполнения 3 определяют по формуле
'е = 'Р +hM — ■' (3)
где гр — см. п. 3;
hM, е — см. п. 4.
Примеры определения радиусов гр и ге, а также эксцентриситета е, мм, для маслораспределительной канавки исполнения 3 при следующих исходных данных:
D = 500 мм; К = 1:15; I = 420 мм; h = 2,5 мм; а. =60 ° — по м м M 7м7:,м
формулам (1—3).
гр = 0,5(Э — К1м) = 0,5 ( 500 — І5 420 ) = 236 мм;
е = А, ( 0,5 + -1 ) = 2,5 ( 0,5 + —— ) =1,67 мм;
м(, 6 + 4Ам/гр) ’ (, 6 + 4-2,5/236 ) ’
'е = 'р + hM — е = 236 + 2,5 — 1,67 = 236,83 мм.
Приближенные значения эксцентриситета е, мм, определенные по формуле (2) применительно к средним значениям диапазонов диаметров D, приведены в таблице.
М
1 — маслораспределительная канавка (см. черт. 1 и 2); 2 — ступенчатое отверстие в стенке ступицы; 3 — ступица соединения; 4 — резьбовое отверстие; 5 — цилиндрическая расточка
аслоподводящие отверстия в ступицах соединений рекомендуется выполнять в соответствии с черт. 3.Расточку 5 (см. черт. 3) следует предусматривать только при работе соединения в забортной воде для заполнения ее гидроизолирующим составом и потайного расположения головки пробки-заглушки.
Д
Черт. 3
иаметры Дк и Jnp — по ГОСТ 885 с обеспечением условий:d(... = К: ^шт= ^пр > (4)где Ьм— ширина маслораспределительной канавки, мм;
dmT — внутренний диаметр присоединительного резьбового штуцера маслоподающего насоса, мм.
Диаметр dш и шаг резьбы резьбового отверстия — по ГОСТ 12202.
Суммарная глубина расточки и резьбового отверстия Ар, мм, должна быть не более 0,75 tc, где tc — толщина стенки ступицы, мм.
Диаметр расточки dn — по ГОСТ 885 с применением ближайшего из значений, соответствующих условию
dn > 1^, (5)
где dш — диаметр резьбы резьбового отверстия, мм.
Глубину расточки Ап, мм, выбирают в соответствии с высотой головки пробки, а при отсутствии головки принимают равной 0,5 dn, где dn — диаметр расточки.
Глубину резьбового отверстия, равную (Ар—Ап), мм, следует выбирать с учетом фактической высоты штуцера маслоподающего насоса и толщины уплотняющей прокладки под ним.
Общие рекомендации по маслоподводящим отверстиям:
число маслоподводящих отверстий в ступице следует принимать равным числу маслораспределительных канавок;
смежные, в основном промежуточные, маслораспределительные канавки допускается замыкать на одно маслоподводящее отверстие;
маслоподводящее отверстие не рекомендуется располагать на галтелях фланцев полумуфт и лопастей гребных винтов;
ось маслоподводящего отверстия допускается располагать наклонно или с поперечным смещением, ступенчато.
Для каждого маслоподводящего отверстия следует предусматривать фиксируемую резьбовую пробку- заглушку (например, по типу, принятому в ГОСТ 12202).
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Рекомендуемое
СТОПОРНЫЕ УСТРОЙСТВА КОНЦЕВЫХ ГАЕК В СОЕДИНЕНИЯХ ТИПОВ I И II
Рекомендуемые типы стопорных устройств для фиксации концевых гаек к валу приведены на черт. 1.
1 — стопорный болт; 2 — проволока; 3 — уплотняющая прокладка; 4 — литая, приварная или съемная крышка; 5 — стопорная планка; 6 — шлицевая канавка; 7 — торцевое отверстие; 8 — резьбовый хвостовик; 9 — корпус гайки
Рекомендуемые типы стопорных устройств для фиксации гаек к ступице приведены на черт. 2.
Концевую гайку, устанавливаемую в соединении типа I, допускается стопорить к ступице болтами через отверстия (или прорези) в опорном бурте гайки.
Исполнения 1, 2 и 3 предпочтительны к применению в прессовых соединениях. Для судов, поднадзорных Регистру СССР, концевые гайки в прессовых соединениях должны фиксироваться к валу.
Исполнения 4, 5 и способ, приведенный в п. 3, предпочтительны к применению в соединениях с фиксирующими элементами (например, шпонками) между валом и ступицей.
Исполнение 4
Исполнение 5
1 — резьбовой хвостовик; 2 — концевая гайка; 3 — проволока; 4 — стопорный болт; 5 — стопорная планка; 6 — ступица соединения; 7 — конус вала
Черт. 2ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Рекомендуемое
СОКРАЩЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Сокращенные обозначения соединений и их элементов рекомендуется использовать при информации о них, ссылках, переписке, учете и анализе применяемости, а также вписывать в основную надпись при разработке сборочных чертежей соединений.
Основную информационную часть сокращенного обозначения каждого типоразмера конического соединения валов в сборе составляют по следующей цифровой схеме
12-345-678-9,
в которой вместо каждой из цифр, соответствующих позициям в таблице, вписывают символы, размеры и значения величин, характеризующих основные особенности соединения.
В обоснованных случаях особенности, соответствующие позициям 4, 5, 7 и 8 цифровой схемы, допускается в сокращенном обозначении соединения полностью или частично не предусматривать.
1. Тип соединения |
І |
ІІ |
ІІІ |
JV |
|||
2. Шпонки и фиксирующие элементы |
нет (Н) |
есть (Е) |
нет (Н) |
есть (Е) |
нет (Н) |
||
3. Диаметр D |
по фактическим данным (мм) |
||||||
4. Особенности соединений |
ВФШ литой (Л) |
соединение валов фланцевыми полумуфтами (М) |
со встроенным домкратом (В) |
||||
ВФШ со съемными лопастями (Р) |
соединение валов полумуфтой и кованым фланцем (П) |
с переносным домкратом (Д) |
|||||
5. Особенности гаек, болтов, ступиц и гильз |
гайка-обтекатель (К) |
с коническими болтами во фланцах полумуфт (К) |
с монтажными отверстиями в торцах ступиц (М) |
||||
гайка исполнения 1 (Г) |
|||||||
гайка исполнения 2 (В) |
с цилиндрическими болтами во фланцах полумуфт (Ц) |
с монтажными проточками на гильзах (П) |
|||||
гайка-домкрат (Д) |
|||||||
6. Длина L |
по фактическим данным (мм) |
||||||
7. Материал ступицы и гаек соединений |
сталь (С) |
сталь (С) |
|||||
на медной основе (М) |
|||||||
на титановой основе (Т) |
на титановой основе (Т) |
||||||
чугун (Ч) - для ступиц |
|||||||
8. Гильза |
имеется (И) |
нет (Б) |
имеется (И) |
нет (Б) |
имеется (И) |
||
9. Конусность |
по фактическим данным |