Рис. 63. У.1уч1нение силовых

На рис. 64 приведены примеры уравновешивания внутренних сил в механизмах. Осевые силы, возникающие в передачах с косозубыми колесами и нагружающие 1юдшипники (а), уравновешивают ребордами (б) на одном из колес (конструкцию применяют при небольших диаметрах колес), спариванием колес с противоположным направлением зубьев (в) и (конструкция наиболее рациональная) применением шевронного зуба (г).

В дисковом фрикционном сцегшенпи (вид <)) сила нажима переедается на подшшшики ведомого диска В рациональной конструкции е сила сжатия полностью уравновешивается в ведомом диске. Кроме того, в этой конструкции две поверхности трения вместо одной, как в конструкции д, что позволяет вдвое увеличить передаваемый крутящий момент или при заданном крутящем моменте примерно вдвое уменьшить радиальные размеры.

Аналогичный пример уравновешивания осевых сил в коническом фрикционном сцеплении приведен на рис. 64, ж- и з. В центробежном компрессоре с открытой крыльчаткой (и) подшипники испытывают большое давление, действующее на спинку крыльчатки. В закрытой крыльчатке (к) эта сила уравновешивается действующим в обратном направлении давлением на крышечный диск. Полностью разгружена от осевых сил крьшьчатка с двусторонним входом (л).

На рис. 65 показаны силовые схемы роторов турбин с наборными лопатками. Цельнокованый ротор / невыгоден по массе. Несколько лучше конструкция 2 с облегчающими выборками по торцам. Барабанный пустотелый ротор 3 имеет малую массу, но недостаточно прочен и жёсток против действия центробежных сил лопаток. В конструкциях 4 - 6 барабан усилен внутренними кольцевыми ребрами.

В наиболее прочных и легких дисковых конструкциях 7 - 12 центробежные силы лопаток воспринимаются дисками, работающими на растяжение. Диски соединяют затяжкой на центральном валу (роторы 7 - 9) или периферийными болтами (ротор /0). В конструкции 7 диски затянуты на центральном палу по ступице, вследствие чего в них создаются нежелательные напряжения изгиба. Этот недостаток устранен в конструкции 8, где диски затянуты по ободам. В конструкции 9 диски расположены между лопатками, что облегчает изготовление пазов и монтаж лопаток.

Сварные конструкции представлены в двух разновидностях. В роторе П диски при сварке центрируют один относительно другого фаль-шоправкой, вводимой в центральные отверстия, которые ослабляют диски. В конструкции 12 диски фиксируются центральными шипами, что позволяет сделать их сплошными.

и) W к)

Рис. М. Уравновешивание внутренних сил

В зубчатых передачах с промежуточным колесом расположение колеса очень влияет на нагрузку, действующую на опоры.

Пусть щестерня / (рис. 66) является ведущей и вращается по часовой стрелке. Расположение промежуточного колеса вправо от оси передачи (о) невыгодно. Силы Р привода, действующие на промежуточное колесо 2, векто-

риально складываясь, дают значительную силу R, нагружающую опоры колеса. При расположении промежуточного колеса слева (б) силы Р, векториально складываясь, в значительной степени погашают друг друга; результирующая сила R существенно уменьшается.

Результируютная сила в первом и во втором случаях зависит от угла ф между линиями, соединяю-

Рис. 65. Силовые схемы роторов Турбин

щими центры зубчатых колес 2-3 и 2 - 1: для схемы а

для схемы б

Л = 2Р81п(ф/2 + о);

Л = 2Р8т(ф/2-о),

где Р - окружная сила иа ведущем колесе; о - угол зацепления (для стандартного зацепления о = 20°).

Кривая иа рис. 66 представляет собой изменение силы R в зависимости от угла ф. За единицу принята сила R в самом невыгодном случае, когда промежуточное колесо расположено справа и ф = 140° [Л = 2Psin(70° + 20°) = 2Р].

Сила R в схеме б при равных значениях угла ф значительно меньше, чем в схеме а. Например, при Ф = 100° результирующая сила в схеме б (Л = 0,5) почти в 2 раза меньше, чем в схеме a(R = 0,95).