Проектування зварних рам

Проектування рами проводиться після другої компонування приводу.

Конфігурація і розміри рами залежать від типу і розмірів редуктора і електродвигуна. Відстань між ними залежить від обраної сполучної муфти.

Проектування рами виконується в обраному масштабі в наступному порядку:

- на аркуші паперу викреслюють тонкими лініями контури муфти в розрізі (рис. 10);

- одну частину муфти з'єднують з валом електродвигуна, іншу - з валом редуктора.

Розміри валів редуктора і електродвигуна приймають по каталогам. Торці маточини муфт повинні упиратися в буртики на кінцях валів. Якщо довжина маточини стандартної муфти менше довжини посадкового кінця вала електродвигуна, тоді між торцем маточини і буртиком вала встановлюють розпірну втулку. Якщо маточина напівмуфти довше вала, то її можна обрізати, перевіривши попередньо міцність шпоночно з'єднання. Потім визначають розмір a між торцями валів;

- наносять тонкими лініями контури електродвигуна і редуктора, а також розміри l1. l2. l3 і l4;

- викреслюють контур рами і наносять на кресленні розмір, рівний різниці висот h опорних поверхонь двигуна і рами;

- вид зверху розміщують під головним видом рами (рис. 11). На вигляді зверху проводять осьові лінії вала електродвигуна і вхідного вала редуктора;

- зображують отвори в лапах електродвигуна d е і лапах редуктора dр. вказують координати розташування отворів се. с2е. пор. с2р і с3р;

- визначають розміри опорних поверхонь електродвигуна bе. b1. с1е. lе і редуктора bр. b2. с1р. lр. які завдають тонкими лініями на вигляді зверху. Перераховані розміри визначають за каталогом електродвигунів і каталогом редукторів (можливо з креслення спроектованого редуктора);

- для створення базових поверхонь під елементи приводу на рамі розміщують металеві Платик у вигляді окремих прямокутних пластин. Висоту платік приймають 4 ... 8 мм (до 20 мм для вирівнювання по висоті осей складальних одиниць приводу). Платик редуктора і електродвигуна часто проектують з різними висотами, це дозволяє в деяких випадках компенсувати різницю висот горизонтально розташованих осей валів редуктора і електродвигуна. Розміри платік в плані можна приймати рівними розмірам опорних поверхонь елементів приводу або на 3 ... 5 мм більше відповідних розмірів опорних поверхонь двигуна і редуктора. Можливе використання зварних рам без платік, так як поверхня прокату досить чиста і рівна. Призначення платік - компенсація помилок розмірів і інших дефектів звареної конструкції. При відсутності платік ці дефекти компенсують за допомогою комплекту прокладок. Однак монтаж обладнання на нерівній поверхні значно складніше. Обов'язкове застосування платік на рамах складної конструкції з різницею рівнів приєднувальних поверхонь і великою кількістю зварних швів;

- визначають основні розміри рами в плані B і L. Для цього b0. b3 і b4 приймають конструктивно не менше 8 ... 10 мм. Розміри B і L округлюють до стандартних значень;

- попередньо визначають висоту нижнього пояса рами (див. рис. 12)

Найпростіших зображення рами, для якої характерна наявність загальної поздовжньої осі елементів приводу і платік, показано на рис. 12. Такі рами складаються з двох поздовжніх швелерів 1 і трьох-чотирьох поперечних швелерів 2 одного номера профілю, зварених між собою. При цьому бажано мати однакові висоти осей редуктора і електродвигуна, внаслідок чого рівень платік всіх приєднувальних місць буде однаковим, що значно спрощує конструкцію рами і обробку платік. Для зручності кріплення вузлів до рами доцільно поздовжні швелери розташовувати полками назовні з поздовжнім розташуванням платік 3 під електродвигун і 4 - під редуктор паралельно осі.

Приклад більш складної рами представлений на рис. 13. Рама складається з двох поздовжніх швелерів 1 (нижній пояс рами), двох пар поперечних швелерів 2 і 3. Пари поперечних швелерів 2 і 3 поглиблені в нижній пояс рами на різні висоти і виконані з подрезом для опори на поздовжні швелера 1. Поперечний швелер 4 встановлений між поздовжніми швелерами 1 для додаткової жорсткості конструкції. На швелерах 1, 2 і 3 встановлені Платик 5, 6 і 7, які служать опорними поверхнями, відповідно, для електродвигуна, редуктора і опор виконавчого механізму.

Вузли приводу будуть закріплені на полицях швелерів, що утворюють раму. Ширину рами необхідно перевіряти на можливість розміщення і монтажу вузлів з обов'язковим визначенням різниці рівнів h (див. Рис. 10) між опорними поверхнями. Для знаходження h за базовий рівень, від якого ведеться відлік, приймають опорну поверхню під електродвигун. Нижній пояс рами посилений ребрами жорсткості 8. До нижніх полиць швелерів 1 приварені косі шайби 9. Рама буде закріплена на підставі фундаментними болтами.

У зварений рамі можна виділити елементи базової конструкції та елементи надбудови.

До елементів базової конструкції відноситься нижній пояс, зварюваний зазвичай з швелерів. Розмір швелерів вибирається по ГОСТ 8240-89 (табл. П. 22) в залежності від ширини b полки, або з урахуванням розмірів кріпильних отворів в полиці швелера. Для забезпечення можливості розміщення на їх полицях отворів під фундаментні болти ширина b полки швелера повинна дорівнювати

де dб - діаметр фундаментних болтів.

Діаметр dб. фундаментних болтів повинен бути не менше найбільшого діаметра болтів, що приєднуються до рами складальних одиниць.

Висота h швелера нижнього пояса рами

де L - габаритний найбільший розмір (довжина) рами.

Нижній пояс повинен бути оформлений як самостійна, технологічно закінчена конструкція у вигляді жорсткої рами. Нижній пояс зручно конструювати з двох поздовжньо розташованих швелерів і трьох-чотирьох поперечно розташованих швелерів, приварених до перших. Швелери розташовуються полками назовні. Таке розташування зручно для кріплення вузлів до рами, що виконується як болтами, так і гвинтами. Для збільшення жорсткості довгих рам додають діагонально встановлені балки з куточків. На внутрішні поверхні полиць поздовжніх швелерів приварюють або накладають косі шайби, вирівнюють опорні поверхні рами під гайками і головками болтів. Іноді для виготовлення косих шайб використовують полки швелерів. Розміри косих шайб підбираються по діаметру болтів (табл. П. 28).

Для того щоб можна було використовувати муфту при з'єднанні валів двигуна і редуктора (або вихідного вала редуктора і виконавчого механізму), осі валів повинні бути розташовані на одній горизонтальній прямій. Якщо відстані від цієї прямої до опорних площин двигуна і редуктора (редуктора і виконавчого механізму) різні, то конструкція рами дещо ускладнюється.

Невелику різницю висот усувають приварюванням смуг товщиною до 20 мм. До нижнього поясу привариваются елементи надбудови, якщо перепад розмірів більше 20 мм. Надбудову частіше виконують з профілів таких же номерів, що і при проектуванні нижнього пояса рами. Якщо висота надбудови велика, то висоту знижують застосуванням швелерів (рис. 14, а) з вирізами на вертикальній стінці. Швелери, покладені на ребра (рис. 14, б) або встановлені на полиці (рис. 14, в), а також зварені з листа конструкції (рис. 14, г), утворюють надбудову. Щоб при затягуванні болтів не прогинатися полиці швелерів, їх підсилюють ребрами жорсткості 1. Після зварювання рами обов'язкові операції правки з наступною механічною обробкою базових поверхонь платік.

Іноді необхідно раму істотно підняти над рівнем підлоги. В цьому випадку до поздовжніх швелерів базової конструкції рами приварюють стійки. Число стійок вибирають не менше шести. Жорсткість рам на високих стійках збільшують приварюванням косинок (рис. 15, а) і діагональних куточків (рис. 15, б). Стійки перевіряють на поздовжню стійкість, а базову конструкцію рами - на згинальну міцність і вібростійкість.

Взаємне розташування електродвигуна і елементів приводу визначає конструкцію рами. Якщо осьові лінії валів будь-яких складальних одиниць взаємно перпендикулярні на вигляді зверху, то потрібна рама з Г-подібним видом в плані. Платик такої рами можуть розташовуватися в одній або двох-трьох площинах.

Приклад такої рами запропонований на рис. 16. Нижній пояс виконаний з профілів 1 одного номера полками назовні. Перпендикулярно до профілів, що створює зовнішній контур нижнього пояса рами, встановлені три пари швелерів 2, 3 і 4 того ж номера. До швелерів пари 2 приварені два куточка 5, посилені ребрами жорсткості 6, а швелери пари 4 встановлені з перевищенням над рівнем нижнього пояса рами. У трьох площинах отримані опорні поверхні рами. На цих поверхнях розміщені три пари платік 7, 8 і 9, в яких виконані наскрізні отвори для кріплення елементів приводу до рами. У місцях розташування наскрізних отворів в полках нижнього пояса рами для збільшення жорсткості рами до верхніх і нижніх полиць із внутрішньої сторони приварені накладки 10 і ребра жорсткості 11. Ця рама сконструйована так, що фундаментні болти пропускають через обидві полки швелерів 1 і гайки спирають об верхню полицю .

В процесі експлуатації приводів з ремінною передачею для компенсації витяжки ременів в процесі їх експлуатації та зручності зміни ременів повинна бути передбачена періодична регулювання міжосьової відстані пасової передачі. Зручно регулювати натяг ременя переміщенням електродвигуна. Передбачено варіант (рис. 17) прямолінійного переміщення електродвигуна по напрямних (двом пазів за допомогою регулювальних гвинтів). Вихідний вал редуктора при фланцевому кріпленні редуктора до звареної рами може мати вертикальне розташування, що зручно, коли згідно з технічним завданням на проектовану установку або через її конструктивних і експлуатаційних особливостей механізм не може безпосередньо монтуватися на установчу плиту. Цим умовам роботи відповідає зварна рама, виконана з листової сталі.

Рами до основи кріпляться фундаментними болтами, діаметр і число яких вибирається в залежності від довжини рами. Орієнтовні діаметри і мінімальне число фундаментних болтів вказані в табл. 25, розміри болтів - в табл. П. 29.

Вибір фундаментних болтів

Зовнішній діаметр різьби болта повинен округлятися до стандартного найближчого розміру по ГОСТ 7798-70:

6, 10, 12, (14), 16, (18), 20, (22), 24, (27), 30, (33), 36, (39), 42, (45).

Діаметр отворів під фундаментні болти на рамі приймається на 1 ... 3 мм більше найбільшого діаметра болта приєднуються до неї складальних одиниць.

Дуже часто на нижній опорній поверхні рами в місцях її кріплення до фундаменту приварюють Платик. Кріплення рами до фундаменту можна виконати різними способами, наприклад пропусканням фундаментного болта через обидві полки швелера (див. Рис. 18, а, б, в) базової конструкції рами. Таке кріплення сприяє більш рівномірному розподілу затягування по стику рами з фундаментом. Воно доцільно, якщо розташовані на рамі складальні одиниці не перешкоджають розміщенню болтів з виступаючими гайками і якщо гайки не заважають експлуатації приводу. Нижні і верхні полиці в цьому випадку пов'язують або ребрами жорсткості, або трубами, або куточками. Іноді гайки розміщують між полицями швелера (див. Рис. 18, г, д, е).

Найбільш прості варіанти кріплення рами до фундаменту за нижню полицю швелера з приварюванням високих стійок або косих шайб в місцях розташування фундаментних болтів запропоновані на рис. 18, д, е.