Шкивы и маховики широко применяются в грузоподъемных механизмах, крупных
прессах, судовых дизелях и других машинах. Диаметры этих деталей
достигают нескольких метров, а масса — десятков тонн. В зависимости от
размера и массы они бывают цельными или составными из двух половин,
сплошными, с проемами или со спицами, соединяющими обод со ступицей.
Составные шкивы обычно имеют диаметры выше 3 м и, как правило,
выполняются со ступицами. Обе половины после обработки плоскостей стыка
и замка соединяются болтами. По характеру наружной поверхности обод
маховика или шкива может быть гладким, зубчатым, преимущественно
шевронным или профильным, имеющим на поверхности клиновидные канавки. В
отверстиях ступиц в большинстве случаев прорезаются шпоночные канавки
для соединения шкивов и маховиков с валами.
В качестве материала для шкивов и маховиков применяется серый или
модифицированный чугун, а для особо ответственных— стальное литье.
Отливка крупных и тяжелых шкивов и маховиков производится в землю по
деревянным моделям. После отливки и медленного их охлаждения в земле они
проходят отжиг и последующее естественное, реже — искусственное
старение.
Обработка составных шкивов начинается с разметки линии разъема и замка.
Базой для разметки служит внутренняя поверхность обода. После разметки
производится фрезерование плоскости стыка с образованием на ступице
замка для радиального фиксирования обеих половин при сборке. Обработка,
в зависимости от размера и массы половин, производится на обычных
крупных продольно-фрезерных станках, а при обработке особо крупных
деталей — на продольно-фрезерных станках с неподвижным столом и
перемещающейся фрезерной головкой. После фрезерования плоскостей
разъемами замка производится сверление отверстий под стяжные болты во
фланцах ступицы и обода. В крупных шкивах в ряде случаев отверстия под
стяжные болты сверлятся и в спицах. Сверление производится или по
разметке, или с помощью накладных кондукторов на крупных
радиально-сверлильных станках, или с помощью переносных сверлильных
станков, головок и сверлильных машинок. После сверления и цековки
отверстий производится сборка обеих половин и стяжка их болтами. На
особо крупных шкивах стяжка Осуществляется с предварительным подогревом
болтов. После стяжки производится засверловка и конусная развертка
отверстий под контрольные конусные шпильки, которые запрессовываются или
забиваются в эти отверстия. Они предотвращают появление в процессе
эксплуатации осевых смещений половин шкива относительно друг друга.
Механическая обработка обода и ступицы цельного или собранного из двух
половин шкива или маховика производится на крупных токарно-карусельных
станках. Этот процесс начинается с обработки поверхности наружного
диаметра обода, его торца, торца ступицы и отверстия в ступице, на
глубину до среднего отлитого в ступице кармана. Шкив или маховик
необрабатываемым на данной операции торцом обода устанавливается на
находящиеся в пазах круглого стола разжимные кулачки, количество которых
зависит от диаметра обода и массы детали. Базой для установки и
последующей обработки считается внутренний диаметр и торец обода
маховика или шкива. Перед разжимом обода он выверяется на биение по
верхней части внутренней поверхности обода при помощи рейсмуса. Выверка
осуществляется путем перемещения кулачков в пазах стола. Биение обода по
внутренней поверхности не должно превышать 1...2 мм. Послё выверки и
установки между кулачками промежуточных регулируемых механических
винтовых, клиновых или гидравлических - опор-домкратов обод зажимается
окончательно. Выверка по внутреннему диаметру обода вызвана
необходимостью уменьшить до минимума смещение центра массы детали
относительно центра ее вращения, т. е. уменьшить дисбаланс за счет
снятия Лишнего металла при обработке поверхности наружного диаметра
обода.
На следующей операции, выполняемой также на крупном токарно-карусельном
станке на базе обработанного наружного диаметра и торца обода,
производится обработка второго торца обода и ступицы, а также отверстия
в ступице. Отверстие в ступице обрабатывается в следующей
последовательности: черновое растачивание отверстия на глубину до
отлитого кармана, чистовое растачивание отверстия по всей его длине на
проход и отделочное развертывание или тонкое растачивание вращающейся
борштангой на проход по всей длине ступицы. Установка и выверка шкива
или маховика на столе станка производится по обработанным поверхностям
наружного диаметра и торца обода при помощи рейсмуса или индикатора с
биением не более 0,5...1 мм. Техника выверки, подведения промежуточных
опор и зажатия обода аналогична предыдущей операции.
В шкивах и маховиках диаметром до 2,5 м в ряде случаев сначала
обрабатывают отверстие и торцы ступицы на крупных токарно-карусельных
станках с зажимом детали по наружному1 диаметру обода и установкой ее на
опорные поверхности кулачков торцом обода. При этом выверка детали
производится по внутреннему диаметру обода при помощи рейсмуса с
допустимым биением в пределах 1...2 мм. После окончательной обработки
отверстия и торцов ступицы маховик или шкив устанавливается на разжимную
оправку, находящуюся в шпинделе токарного лобового станка, на котором и
производится обработка наружной поверхности обода и его торцов. Этот
процесс более точен, так как он позволяет при обточке обода и его торцов
производить обработку в таком же положении шкива или маховика, в котором
они будут впоследствии работать, а также свести до минимума погрешности,
возникающие при установке и зажатии детали.
При отсутствии крупных лобовых токарных станков обработку на оправке
можно производить и на токарно-карусельном станке. В этом случае оправка
устанавливается на столе станка. При таком варианте из-за провисания
обода после обработки может появиться некоторая конусность на наружной
поверхности обода, что не всегда допустимо, особенно при нарезании на
поверхности обода зубьев.
Шкив или маховик после окончательной обработки обязательно должен
проходить статическую, реже — динамическую балансировку. Статистическая
балансировка производится на ножах или роликах. Дисбаланс доводится до
допустимого высверливанием, приваркой или механическим креплением
неуравновешенной массы.