Съемник подшипников с гидравлическим приводом (конструкторская часть дипломного проекта)

СОДЕРЖАНИЕ

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СЪЕМНИКА…
3.1 Устройство гидравлического съемника
3.2 Принцип работы гидравлического съемника…
3.3 Анализ конструкции съемника…
3.4 Расчет основных элементов конструкции

3 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СЪЕМНИКА
При проведении ремонтных работ для эффективного демонтажа различных узлов и механизмов, имеющих посадку с натягом, широко используются съемники. Разрабатываемое приспособление относится к разборочно-сборочным устройствам. Съемник обеспечивает надежный демонтаж детали, в том числе с малой радиальной шириной, доступной для захватов тыльной поверхности и подвергшейся диффузионному сцеплению с сопряженным валом.
3.1 Устройство гидравлического съемника
Съемник состоит из гидроцилиндра 1 со шток-поршнем 2 (рисунок 3.1), на котором закреплены толкатель 3, клиновидный усилитель 4, например, в форме усеченного конуса, и шток 5. На крышке 6 гидроцилиндра 1 закреплен фланец 7, а на последнем - кронштейны 8 и чередующиеся с ними проушины 9. На кронштейнах 8 выполнены пружины 10, с которыми шарнирно сочленены двуплечие рычаги 11. На нижних плечах 12 рычагов выполнены захваты 13, а на верхних плечах 14 кулачки 15, опирающиеся на усилитель 4. На кулачки 15 опирается тарелка 16, подпружиненная относительно корпуса гидроцилиндра 1 пружиной сжатия 17. Боковой поверхностью тарелка 16 базируется на участках 18 общей цилиндрической поверхности, выполненных на кронштейнах 8. С гидроцилиндром 1 через проушины 9 шарнирно сочленены верхние тяги 19. попарно сочлененные шарнирами с нижними тягами 20. На осях 21 шарниров, спаривающих тяги 19, 20 смонтированы ролики 22. Нижние тяги 20 шарнирно сочленены с концами крестовины 23, в которой выполнено центральное сквозное отверстие, а в нем резьба. С


Рисунок 3.1- Гидравлический съемник
резьбой отверстия крестовины 23 сопряжена втулка 24, на выступающем конце 25 которой выполнен опорный торец 26. В отверстии крестовины 23 выполнен буртик 27, охватывающий толкатель 3, опирающийся на фланец 28, образованный на конце толкателя. На верхних концах верхних тяг 19 выполнены скошенные торцы 29.
3.2 Принцип работы гидравлического съемника
В исходном положении шток-поршень 2 предельно втянут в гидроцилиндр. Опорный торец 26 втулки 24 ставят на торец вала 31, рабочие концы захватов 13 оказываются за уровнем тыльного торца 32 демонтируемой детали 30 (рисунок 3.1). Пусковым устройством (на рисунке не показано) включают шток-поршень 2 на выдвижение. Усилитель 4, скользя по кулачкам 15, разводит верхние плечи 14 рычагов 11, при этом кулачки, скользя по тарелке 16, приподнимают последнюю, сжимая пружину 17. Толкатель 3 при этом продвигается в крестовине 23 и втулке 24 книзу, боковая поверхность усилителя 4 приближается к роликам 22, а захваты 13 сходятся. При несоосности съемника и вала 31 один из захватов 13 вступит первым во взаимодействие с боковой поверхностью 33 вала 31, вызывая боковое смещение опорного торца 26 по торцу вала в сторону обеспечения соосности съемника с валом. Как только кулачки 15 выйдут на шток 5, захваты 13 закончат схождение, после чего ролики 22 вступят во взаимодействие с усилителем 4 и начнут расходиться, вызывая поворот тяг 19. 20. В результате корпус гидроцилиндра 1 начнет отделяться от крестовины 23, установочный зазор между опорными поверхностями рабочих концов захватов 13 и тыльным горцем 32 выберется. Торец 26 и рабочие концы захватов 13 сближаются, при этом шток 5, скользя по кулачкам 15 предотвращает расхождение захватов 13. Происходит начальный сдвиг детали 30 относительно вала 31. При этом ход штока-поршня 2 превышает ход крестовины 23 относительно корпуса гидроцилиндра 1, что соответственно превышает развиваемое на втулке 24 и захватах 13 тяговое усилие по сравнению с усилием шток-поршня. Таким образом, обеспечивается начальная стадия распрессовки объекта, требующего относительно большего тягового усилия, например, из-за необходимости разрушения диффузионного сцепления детали 30 с валом 31 в результате их длительной эксплуатации. При этом нарастающее уменьшение угла между тягами 19, 20 и продольной осью съемника обусловливает нарастание тягового усилия на втулке 24 и захватах 13. Это обеспечивает надежность завершения начального сдвига детали 30 относительно вала 31. При выходе роликов 22 на большее основание усилителя 4 (а практически может быть и несколько ранее или позднее) торец толкателя 3 опрется на торец вала 31 и. выдвигаясь из втулки 24, начинает завершающую стадию демонтажа детали 30 с вала 31 за счет тягового усилия, развиваемого напрямую шток-поршнем 2. Нагружение роликов 22 и тяг 19, 20 при этом прекратится. После демонтажа детали 30 пусковым устройством включают шток-поршень 2 на втягивание в корпус гидроцилиндра 1. Фланец 28 толкателя 3 опирается на буртик 27 и сближает крестовину 23 с корпусом гидроцилиндра 1. Скошенные торцы 29 при непроизвольном расхождении тяг 19, 20 после демонтажа опрутся на основания 34 пазов проушин 9 и ограничат угол поворота тяг. Этим предотвратится чрезмерное расхождение тяг 19, 20 и переход осей 21 шарниров через "мертвую точку", что обеспечивает схождение тяг при подъеме крестовины 23. После исчерпания хода втягивания шток-поршня 2 кулачки 15 под действием пружины 17 и тарелки 16 опрутся на усилитель 4 и захваты 13 разойдутся, освободив демонтируемую деталь 30. В случае недостаточности тягового усилия для начального сдвига детали 30 относительно вала 31 возвращают шток-поршень 2 в исходное положение. Ввертывают втулку 24 в крестовину 23 уменьшив высоту выступающего конца 25 втулки настолько, чтобы при повторной попытке сдвига детали 30 на валу 31 рабочие концы захватов 13 оперлись на тыльный торец 32, когда ролики 22 будут находиться на средней части усилителя 4. А это значит, что развитие тягового усилия на захватах 13 и опорном торце 26 начнется при уменьшенном угле между тягами 19. 20 и продольной осью съемника (относительно нормального, расчетного угла, который был при первоначальной попытке сдвига деталей). В результате и усилие тяги в начале относительного сдвига детали 30 и вала 31 при повторной попытке увеличится.
В случае недостаточности прямого тягового усилия штока-поршня 2 для продолжения демонтажа детали 30 после ее начального сдвига втулку 24 вывертывают из крестовины 23 (предварительно втянут шток-поршень 2 в корпус гидроцилиндра 1), увеличив высоту выступающего конца 25 втулки. Увеличивают высоту настолько, чтобы расстояние между опорным торцем 26 и уровнем опорных поверхностей рабочих концов захватов 13 стало равным (практически несколько большим) расстоянию между торцем вала 31 и уровнем тыльного торца 32 детали 30 подвергшейся начальному сдвигу относительно вала. В результате при повторном выдвижении шток-поршня 2 повторится и сдвиг детали 30 относительно вала 31 тем же, что и при предыдущем сдвиге детали, повышенным тяговым усилием.
Гидравлический съемник может быть использован при ремонте ДВС для разборочно-сборочных работ.
3.3 Анализ конструкции съемника
При анализе конструкции съемников (рисунок 3.2) был проведен патентный поиск по материалам Центра научно-технической информации. Известен механический съемник для разборки посадок с натягом, отличающийся тем, что с целью увеличения усилия съема, он снабжен рычагами, соединенными между собой, с упором и крестовиной посредством шарниров и образующими силовой параллелограмм [ ]. Недостатком данного устройства является невозможность последовательного сочетания начального сдвига демонтируемой детали многократно увеличенным тяговым усилием с дальнейшей стадией ее съема, требующей относительно большего хода тягового привода. Обусловливается это тем, что многократное увеличение тягового усилия может быть достигнуто только при относительно малых углах между рычагами и продольной осью съемки. Но при этом сдвиг демонтируемой детали будет сравнительно малым, а дальнейший съем детали станет невозможным по причине исчерпанности хода тягового привода.
Известен гидравлический съемник для разборочно-сборочных работ (прототип), содержащий гидроцилиндр со шток-поршнем, на конце которого закреплены толкатель с клиновидным усилителем и шток, совмещенный с основанием клиновидного усилителя [ ]. А также содержит шарнирно сочлененные с корпусом гидроцилиндра двуплечие рычаги, на нижних плечах которых выполнены захваты, а на верхних смонтированы ролики, периодически взаимодействующие с усилителем и со штоком. Недостатком данного устройства является ненадежность демонтажа детали, у которой ширина доступной для захвата тыльной поверхности относительно мала. Обусловливается это тем, что рабочие концы захватов при действии усилителя радиально перемещаются по тыльной поверхности, радиальная ширина которой для такого перемещения может оказаться недостаточной.
Разрабатываемое приспособление, как и прототип, содержит гидроцилиндр со шток-поршнем, на конце которого закреплены толкатель с клиновидным усилителем и шток, совмещенный основанием с большим основанием усилителя. Приспособление также содержит шарнирно сочлененные с корпусом гидроцилиндра двуплечие рычаги, на нижних плечах которых выполнены захваты, а на верхних – кулачки, периодически взаимодействующие с усилителем и со штоком. В отличие от прототипа разрабатываемое приспособление снабжено крестовиной, на которой
Недостатки Невозможность последовательного сочетания начального сдвига демонтируемой детали с дальнейшей стадией ее съема.
Высокая трудоемкость Ненадежность демонтажа детали, у которой ширина доступной для захвата тыльной поверхности относительно мала Сложность конструкции.
Высокая стоимость
Преимущества Увеличенное усилие съема.
Конструкция универсальная
 Большее усилие по сравнению с механическим съемником Конструкция универсальная.
Повышена надежность демонтажа детали с относительно малой радиальной шириной ее доступной тыльной поверхности.
Низкая вероятность повреждения деталей
Назначение Механический съемник для разборки посадок с натягом Гидравлический съемник для разборочно-сборочных работ
(прототип) Гидравлический съемник для разборочно-сборочных работ

Схема     

Рисунок 3.2 - Анализ существующих конструкций
выполнено центральное резьбовое отверстие, и втулка для опоры на распрессовываемый объект, сопряженный с резьбовым отверстием крестовины. При этом съемник снабжен тягами, сочлененными попарно шарнирами, на осях которых смонтированы ролики, размещенные на нижнем относительно кулачков уровне, периодически взаимодействующие с усилителем, причем верхние тяги шарнирно сочленены с корпусом гидроцилиндра, а нижние – с концами крестовины, при этом торец толкателя установлен с возможностью выдвижения из втулки (рисунок 3.1).
В разработанной конструкции удалось избежать недостатков, присущих прототипам.