Фланцевые соединения для передачи крутящего момента
Фланцевые соединения для передачи крутящего момента.
Фланцевые соединения применяют преимущественно для соединения валов (рис. 623, а), а также для крепления на валах деталей дискового (вид б) и барабанного (вид е) типа.
Крутящий момент передается призонными болтами или специальными элементами, работающими на срез и смятие, а отчасти силами трения, возникающими на стыковых поверхностях при затяжке стяжных болтов.
Соосность соединяемых деталей достигается центрирующей выточкой m (рис. 623, б) и строгой перпендикулярностью стыковых поверхностей относительно осей соединяемых деталей.
Увеличение диаметра расположения элементов, передающих крутящий момент, уменьшает окружную силу и дает возможность увеличить число элементов.
Преимуществом фланцевых соединений является практически беззазорная передача крутящего момента, достигаемая посадкой призонных болтов с натягом. Силы трения, возникающие на стыке при затяжке болтов, предупреждают микросмещения сопрягающихся поверхностей, поэтому фланцевые соединения почти не подвержены наклепу, свариванию и фрикционной коррозии, которые часто встречаются в ступичных соединениях.
Крутящий момент, передаваемый фланцевым соединением, определяется сопротивлением болтов срезу и силой трения на стыке:
где D — диаметр окружности расположения центров болтов; z1 и d1 — соответственно число и диаметр призонных болтов; z2 и d2 — соответственно число и диаметр стяжных болтов; [τ] и [σ] — соответственно допустимые напряжения среза и растяжения болтов; f — коэффициент трения на стыке соединения (f = 0,10—0,15).
представляет долю крутящего момента, передаваемого трением.
Если все болты призонные (z2 = 0) и напряжение среза равно напряжению растяжения в болтах [τ] = [σ], то
Видео:Видео обзор промышленных муфт. Соединительная муфта для валовСкачать
При расчете фланцевых соединений силу трения обычно не учитывают, относя ее в запас надежности работы соединения. Предполагая, что все болты являются призонными, находим из уравнения (168) диаметр расположения болтов
где z и d — число и диаметр болтов, мм; Мкр — крутящий момент, Н·м.
Максимальное число болтов, которые можно разместить на фланце,
где tmin — минимальный шаг болтов, допустимый из условия завертывания гаек (рис. 624, а).
Для шестигранных гаек при затяжке их торцовым ключом tmin ≈ 2,5d, а ключом с открытым зевом tmin ≈ 3d.
При ограниченных радиальных размерах с целью увеличения числа стяжных болтов фланцы стягивают инертными болтами (рис. 624, б), располагая их головки по разным сторонам фланца в шахматном порядке. При этом расстояние между осями болтов можно сократить до tmin ≈ 1,8d.
Читайте также: Допуск цилиндричности вала это
В наиболее общем случае затяжки гаек ключами с открытым зевом (tmin ≈ 3d) предельное число болтов
Подставляя это выражение в формулу (169), получаем минимальный из условия размещения болтов диаметр фланца
Минимальный диаметр равен диаметру Dв вала плюс двойное расстояние s от поверхности вала до осей болтов. Принимая s = 1,25d, получаем
Видео:Фланцы и фланцевые соединения. Управление скважиной при бурении.Скачать
Приравнивая выражения (171) и (172), получаем формулу для определения диаметра d болтов, при котором диаметр D фланца получается наименьшим:
Диаметр вала Dв зависит от условий его нагружения.
На основании формулы (173) составлена номограмма (рис. 625) для определения минимальных размеров фланцевого соединения.
Пусть Мкр = 10 кН·м, [τ] = 100 МПа и Dв = 100 мм. Восстанавливаем перпендикуляр из точки Мкр = 10 кН·м на оси абсцисс и из точки пересечения с линией [τ] = 100 МПа проводим горизонтальную линию, точка встречи которой с ординатой Dв = 100 мм дает значение d = 14 мм. Соответствующая величина Dmin = 135 мм (тонкие линии). Число болтов согласно формуле (170)
При конструировании фланцев не всегда исходят из условия наиболее компактного размещения болтов. В общем случае бывает задан только крутящий момент, требуется определить параметры фланцевого соединения, обеспечивающие передачу момента. Задача не имеет однозначного решения. Диаметр фланца, число и диаметр болтов — независимые переменные; существует большое число сочетаний этих параметров, удовлетворяющих условию прочности.
Расчет ведут по формуле (169). Для облегчения расчета составлена номограмма (рис. 626).
Пусть Мкр = 10 кН·м, [τ| = 100 МПа. Восстанавливаем перпендикуляр из точки Мкр = 10 кН·м и через точку встречи с линией [τ] = 100 МПа проводим горизонтальную линию через сетку линий в левой верхней части графика. Жирные линии указывают диаметр болтов, тонкие — предельное для данного диаметра болтов число болтов zпp согласно формуле (170).
На рис. 626 показано построение для d = 14 мм. В точке встречи горизонтали с линией d = 14 читаем предельное значение zпр = 10. Проводя вертикаль до пересечения с сеткой линий z (нижняя левая часть диаграммы), находим на оси ординат следующие значения:
Читайте также: Станки для шлифования коленчатого вала
Следует избегать крайних значений ряда. При больших z усложняется конструкция и уменьшается предельный диаметр вала (третья строка таблицы), равный по формуле (172) Dв max = D – 2,5d, при малых — увеличивается наружный диаметр фланца, который для средних условий можно принять равным Dн = D + 2,5d (четвертая строка). В рассматриваемом случае целесообразно принять z = 8.
Видео:Жесткие соединительные муфты для зажима валовСкачать
Толщину фланца на участке расположения болтов определяют из условия жесткости фланца и прочности болтов на смятие. Напряжение смятия
где b — толщина фланца (рис. 627).
Напряжение среза в болтах
Деля почленно уравнения (174) и (175), получаем
Полагая [τ] = [σсм] и учтивая сокращение рабочей длины болтов из-за наличия резьбы и канавки m на участке перехода стержня болта в головку, обычно принимают
Толщину фланца на участке перехода в силовой пояс делают b’ ≈ 0,8b, а на участке перехода в вал b» = (0,15—0,2)Dв.
Типичные формы фланцев малого диаметра показаны на рис. 628, a—г. Фланцы большего диаметра делают коническими (вид д); участок перехода в вал усиливают плавной галтелью m и поясом жесткости n.
Для увеличения жесткости, особенно при наличии изгибающих сил и моментов, фланцам придают чашечную (вид е), конусную (вид ж) или тюльпановидную (вид з) форму.
Стыковые поверхности фланцев обрабатывают до параметров шероховатости Ra = 032—1,25 мкм с соблюдением перпендикулярности осей в пределах, зависящих от требуемой точности направления (торцовое биение в среднем 0,01—0,03 мм на 100 мм радиуса).
Отверстия под призонные болты обрабатывают совместно или по кондуктору с последующим совместным развертыванием под посадки Н7/m6 или Н7/k6. Для обеспечения сборки фланцев в положении, при котором производилась совместная обработка, устанавливают контрольные штифты или одно из отверстий располагают под углом, отличающимся от угла расположения остальных отверстий.
Видео:Ремонт турбины Holset, сварка фланцаСкачать
Призонные болты изготовляют из углеродистых сталей 45, 50 или легированных 40Х и термически обрабатывают на твердость HRC 30—45 (закалка со средним отпуском).
Болты рассчитывают на срез окружной силой и растяжение силой предварительной затяжки. Эквивалентное напряжение в опасном сечении (плоскость среза) по третьей теории прочности
где σр и τ — соответственно напряжения растяжения и среза.
Обычно принимают σр = 100 МПа и τ = 50—100 МПа. Эквивалентное напряжение
Читайте также: Соединение вала с колесом призматической шпонкой
Помимо цилиндрических призонных болтов (рис. 629, а, б), применяют конические (вид в). Конические болты не обеспечивают стяжку фланцев, вследствие чего их чередуют с обычными стяжными болтами.
Крутящий момент передают также с помощью штифтов (виды г, д), располагаемых в промежутках между стяжными болтами. Для уменьшения габаритов элементы, работающие на срез, выполняют в виде втулок, устанавливаемых концентрично со стяжными болтами (виды е—к). Прочное соединение обеспечивает конструкция (к) с коническими болтами, затяжка которых раздает втулки и обеспечивает плотное прилегание их к стенкам отверстий на участке среза.
На виде (л) представлен пример передачи крутящего момента в многофланцевом соединении с помощью призонных болтов, а на виде (м) — комбинированным способом с помощью призонных болтов и втулок.
Дли передачи больших крутящих моментов применяют радиальные (чаше всего эвольвентные) шлицы (вид н) или торцовые шлицы треугольного профиля (рис. 630).
При расчете на срез основанию шлицев крутящий момент, передаваемый шлицами,
где D — средний диаметр шлицевого пояса, мм; l — ширина пояса шлицев, мм; [т] — допускаемое напряжение среза, МПа.
Видео:Сварка фланца с трубойСкачать
Для призонных плотно расположенных болтов по формуле (171)
Отношение крутящих моментов при передаче шлицами и болтами
Для радиальных шлицев (см. рис. 629, н), когда l = b, при обычной толщине фланца b = d
Для торцовых шлицев при l = 2,5d (рис. 630, а)
Следовательно, несущая способность фланцев с радиальными шлицами примерно в 4 раза, а с торцовыми — в 10 раз больше, чем фланцев с плотно расположенными призонными болтами.
В соединениях, нагруженных не слишком большими силами, протяженность торцовых шлицев обычно сокращают, выполняя их отдельными секторами на участках расположения стягивающих болтов (вид б) или между ними (вид в), или уменьшая высоту шлицевого пояса (виды г, д).
Размеры шлицевых участков определяют из условия
где F — суммарная площадь шлицевых участков; Rср — средний радиус их расположения; [τ] — допустимое напряжение среза в шлицах.
Стяжные болты фланцев с торцовыми шлицами нагружены, кроме силы предварительной затяжки, также осевой силой, возникающей при передаче крутящего момента вследствие наклона рабочих граней шлицев, равной
где α — угол при вершине профиля шлицев в среднем сечении.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
Видео:Выставление вертикали консоли для сборки фланцевСкачать
📹 Видео
Фланец карданный ГАЗ3306 3309 ПАЗ Переходник передачи карданной 3306-2200094Скачать
сборка седлового соединенияСкачать
А если заменить #фланец для компенсатора обычным? Наглядно в видео, подробно по ссылке в комментах ➡Скачать
Соединительные муфты для валов HRC, JAW, Fenaflex.Скачать
Муфты для соединения валов (МУВП)Скачать
Устранение неисправности в работе фланца вторичного вала ВАЗ 2102Скачать
Вибрация карданного вала ваз классика (неправильно собран вал разбил резину и оттого такая вибрация)Скачать
ЭЛАСТИЧНАЯ МУФТА ДЛЯ ГИДРОНАСОСА СВОИМИ РУКАМИ/ КАК СДЕЛАТЬ ЭЛАСТИЧНУЮ МУФТУ СВОИМИ РУКАМИСкачать
Фланцы и бурты полимерные (ABS и PP-R) от RTP. Назначение. Отличия. Ассортимент.Скачать
Фланец электродвигателя насосной станции. Проточка наружного диаметра.Скачать
ИФС, ИС соединения изолирующиеСкачать
Как ровно к трубе приварить фланец.Скачать
Лепестковые муфтыСкачать
Demirsan Фланец Рекламные видеоСкачать
