Лекция 10 Эксплуатация машин в связи с обеспечением износостойкости деталей

10.1.. Замена внешнего трения внутренним трением упругого элемента

Кинематические пары с жесткими звеньями для отно­сительно небольших линейных, угловых или совместных переме­щений в ряде случаев могут быть заменены неподвижными со­единениями с промежуточным элементом высокой упругости, что имеет ряд преимуществ. Взаимное смещение звеньев в про­цессе их работы достигается за счет деформации специальной эластичной детали; при этом внешнее трение скольжения или качения заменяется внутренним трением упругого элемента из резины. Это соединение выполняется в виде резинометалличе-ского шарнира.

Крепление резины к металлам осуществляется вулканиза­цией соприкасающейся с металлом резиновой смеси, склеивани­ем или сцеплением путем предварительного сжатия резины при монтаже металлических поверхностей шарнира. Резина легко вулканизуется к стали, чугуну, латуни и алюминиевым сплавам. Наиболее прочно резина скрепляется с латунями определенного состава. Некоторые ингредиенты резины или клея для ее креп­ления могут вызвать корродирование стали и чугуна, поэтому одним из наиболее распространенных способов крепления рези­ны является вулканизация смеси в контакте с латунированной поверхностью металлической арматуры.

По способу изготовления различают шарниры, вулканизо­ванные в сборе, закатанные и сборные. Закатанные шарниры встречаются только в виде резинометаллических.

На рис. 10.1 изображен шарнир, применяемый в подвеске автомобиля. Резиновое кольцо 3, надетое на внутреннюю втул­ку /, вводится в тонкостенную стальную трубу, которую затем раскатывают, в результате чего уменьшается диаметр трубы при некотором увеличении ее длины и создается необходимое сцепление между резиной и металлической арматурой. Края трубы после раскатки завальцовывают. Наружную втулку 2 запрессовывают в проушину листовой рессоры; внутреннюю втулку закрепляют при сборке неподвижно между стенками кронштейна рамы.

Конструкция шарнира в виде резинового башмака (рис. 10.2) встречается в креплениях рессор автомобилей. Концы рес­соры зажаты в таких вкладышах. Удлинение рессоры при ее прогибе компенсируется деформацией резины.

Резинометаллические втулки обладают не только радиаль­ной, но в малых пределах также осевой и даже угловой подвиж­ностью. Все шесть степеней подвижности имеют универсальные шарниры со сферической резиновой прокладкой.

Резинометаллические шарниры нашли применение в узлах подвески автомобилей и тракторов, в мягких карданах, в гусеницах тягачей, сочленениях вагонных и локомотивных рам с их поворотными тележками и т. п. По сравнению с обычными рези-нометаллические шарниры имеют следующие преимущества: отсутствует изнашивание от внешнего трения, что исключает абразивное изнашивание деталей; отпадает необходимость в смазывании и установке уплотняющих устройств; упрощается обслуживание; уменьшается масса; в узлах подвески амортизи­руются удары, что способствует бесшумности хода; в упругих карданах помимо смягчения ударов при резком увеличении кру­тящего момента происходит гашение вибраций и демпфирование крутильных колебаний. Отсутствие смазочного материала в шар­нирах имеет особое значение для машин пищевой и текстильной промышленности.