Сборка резьбовых соединений

Сборка соединений с гарантированным зазором

Подвижные соединения (с гарантированным зазором) находят широкое применение в конструкциях машин и механизмов. Этот тип соединений обеспечивает относительное перемещение сопрягаемых поверхностей цилиндрической или призматической формы. Величина гарантированного зазора в соединении зависит от функций сопряжения. Так, для неответственных соединений величину гарантированного зазора выбирают в пределах JT9 - JT14. С повышением требований к сопряжению величина зазора уменьшается до JT5 - JT7. В приборостроении цилиндрические подвижные соединения используют в подшипниках скольжения валов, сопряжении поршней с цилиндрами; подвижные конические соединения в кранах для газов и жидкостей, плоские при поступательном движении механизмов.

При сборке соединений с зазором обычно одна из деталей соединения неподвижна, а другая перемещается для соединения с первой. В процессе сборки сопряжение обычно смазываются. Для лучшего направления (центрирования) сопрягаемых деталей на них делают заходные фаски под углом 45°.

Сборка резьбовых соединений

Широкое применение резьбовых соединений связано с тем, что эти соединения конструктивно просты, позволяют многократно производить их разборку и сборку без замены деталей, просто и надежно обеспечивают неподвижность соединяемых деталей, регулировку взаимного положения деталей и т.п.

В качестве элементов резьбовых соединений в конструкциях машин применяют как стандартные детали: шпильки, болты, винты, гайки, так и детали изделия, несущие на своих поверхностях конструктивные элементы резьбовых соединений.

Процесс сборки резьбового соединения в основном состоит из следующих этапов: взаимной ориентации и контактирования резьбовых поверхностей соединяемых деталей, наживления, завинчивания, затяжки и контроля момента затяжки. М_зат,

Сборку резьбовых соединений выполняют вручную (ключом), с применением ручного механизированного инструмента (гайковертов) или с помощью автоматического оборудования.

Во многих случаях, и особенно при сборке ответственных и точных соединений наживление выполняют вручную, чтобы исключить срыв первых ниток резьбы и останов сборочного оборудования. Процессу наживления способствует наличие фасок на торцах сопрягаемых резьб. Последующее завертывание и затяжка может производиться уже средствами механизации или автоматизации.

На процесс завинчивания соединения расходуется до 80% всей энергии, что связано с преодолением сил трения в резьбе и на торцах соединяемых деталей.

Неподвижность шпилек в базовой детали достигается упругим деформированием соединяемых деталей, либо упором в торец шпильки за счет конического сбега резьбы либо натягом по среднему диаметру резьбы (тугая резьба).

Усилие затяжки резьбового соединения Р_зат выбирается из условия нераскрытия стыка

Р_зат = DР + Р,

где Р - внешнее усилие, действующее на резьбовое соединение при работе, DР – сила обеспечивающая плотное соединение стыка.

Верхний предел Р_зат ограничивается допустимой прочностью материала болта (шпильки):

s_зат = (0,5...0,6) s_т,

где s_т - предел текучести материала болта (шпильки).

Существует несколько способов, обеспечивающих заданное усилие затяжки: по моменту затяжки М_зат; по углу поворота гайки a°; по вытяжке болта; по деформации тарированной шайбы.

Сила затяжки по крутящему моменту определяется величиной крутящего момента, приложенного к гайке. Для стандартных болтов (гаек) диаметром d мм из стали 30, 35 регламентированный момент затяжки приблизительно равен М_зат » 0,03∙d³ Нм. Для получения требуемого момента применяют динамометрические ключи или гайковерты с регулируемым моментом затяжки. Отклонение силы затяжки Р_зат от заданной величины при этом методе составляет 20 - 25%.

При обеспечении требуемой силы затяжки по углу поворота a° производят предварительную затяжку для выбора всех зазоров в соединении (стыке соединяемых деталей), а затем производят доворот присоединяемой детали (болта, гайки) на заданный угол a°. Отклонение силы затяжки от заданной величины в этом случае составляет 10 - 15%.

Затяжку резьбовых соединений обычно производят однократным постепенным нагружением до заданной величины Р_зат. Однако для особо ответственных соединений применяют метод двух-, трехкратного ступенчатого нагружения с промежуточной разгрузкой до полного ослабления. Первоначально осуществляют затяжку с усилием равным 30%, затем 60% от заданного Р_зат. Окончательную затяжку соединения производят с требуемым усилием Р_зат. Такой метод затяжки позволяет притереть и смять микронеровности на контактных поверхностях, а соответственно увеличить жесткость и плотность соединения.

При групповой установке резьбовых соединений, особенно при обеспечении герметичности стыка, необходимо соблюдать не только точность усилия затяжки Р,_ат резьбы, но и порядок (последовательность) затяжки (рис.1), от середины к краям, крест на крест.

Рис.1. Последовательность затяжки резьбовых элементов

При длительной работе может быть ослабление затяжки. Для устранения самопроизвольного развинчивания резьбовых соединений применяют стопорение крепежных элементов шплинтами, проволокой, пружинными или лепестковыми шайбами, контргайками, применением разрезных или специальных гаек, клеев, лаков и красок.