Сборка соединений с гарантированным натягом

Соединения с гарантированным натягом относятся к неподвижным неразъемным соединениям и применяя/ются для фиксированного положения присоединяемой детали или передачи крутящего момента. Соединение выполняют с применением методов силовой напрессовки (запрессовки) или предварительного температурного воздействия на собираемые детали.

Прочность соединения и усилие запрессовки определяются уравнением:

где f_п - коэффициент трения при запрессовке; d,L - соответственно номинальный диаметр и длина сопрягаемых поверхностей; DР - удельное давление на сопрягаемых поверхностях (Н/м²).

Удельное давление DР определяют по формуле:

где d - расчетный натяг в соединении; /

m1 и m2 - коэффициенты Пуассона материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей (для чугуна m = 0,25, для стали m = 0,3);

D, d, d₀ - соответственно диаметры: наружный охватывающей втулки, сопрягаемых поверхностей и отверстия в охватываемой детали (во втулке, в валу); Е₁, Е₂ - модули упругости материалов охватываемой и охватывающей деталей.

Для повышения надежности сборки соединения с натягом на сопрягаемых поверхностях делают заходные фаски. Причем на валу рекомендуется выполнять одну фаску под углом 10 - 15° или две фаски: первая под углом 30 - 45°, вторая под углом 10 - 15°; на втулке - фаску углом 45°. Скорость напрессовки детали не должна превышать 7 - 10 мм/сек., что обеспечивает наибольшую прочность соединения.

Сборка соединений с натягом выполняется с применением специальных оправок, исключающих смещение и перекосы соединяемых поверхностей. Сборку ведут с применением стационарных или переносных прессов, струбцин и различного типа пресс - скоб.

Если условия работы сопрягаемых поверхностей тяжелые, то сборку соединения осуществляют с применением температурного воздействия на соединяемые детали. Прочность соедине/ния при этом превышает в 1,5-2,5 раза прочность соединения, собранного запрессовкой. Объясняется это тем, что при указанных выше условиях микронеровности сопрягаемых поверхностей не сглаживаются, как при запрессовке, а как бы сцепляются. Температура нагрева (охлаждения), необходимая для получения достаточного сборочного зазора S в соединении, равна:

где d - требуемый натяг в соединении; d - номинальный диаметр сопрягаемых поверхностей; S - сборочный зазор, мм, принимают S = 0,01Öd; a - коэффициент линейного расширения материала детали; t_ц - температура на рабочем месте (в цеху); знак «+» применяют при нагреве детали, знак «–» при охлаждении.

Следует отметить, что нагрев охватывающей детали, особенно сложной формы, может привести к обр/азованию погрешностей формы и изменению структуры и свойств материала. Так, подшипники качения нагревают в моторном масле, нагретом до температуры не более 95° С.

Применение охлаждения охватываемой детали с последующим ее расширением исключает все эти недостатки. В качестве хладоносителя применяют твердую углекислоту (СО₂) со спиртом, охлаждение до – 78°С, или жидкий азот, температура – 195°С.

1.6. Сборка методом пластического деформирования соединяемых деталей

При изготовлении приборов находят применение соединения, образуемые пластическим деформированием одной из соединяемых деталей. Соединение образуется путем простых технологических операций. При этом обеспечивается плотное и герметичное сопряжение деталей.

К этой группе относятся соединения, образуемые такими методами, как: 1) вальцевание роликовой вальцовкой (раскаткой) для образования герметичного соединения (рис.2,а); 2) отбортовка роликовой вальцовкой или на прессе обжимкой для образования прочного соединения (рис.2,б, в); 3) дорнование шариком или оправкой для повышения прочности посадки втулки а отверстии (рис.2,г); 4) отгибка или скручивание выступающих элементов (рис.2,д,е); 5) соединение листовых деталей в фальц (рис.2,ж); 6) кернение (рис.2,з) и т.п.

Рис.2. Сборка соединений пластическим деформированием: а -раскаткой; б, в - вальцовкой; г - дорнованием; д - загибкой; е - скручиванием выступов; ж - в фальц; з – кернением.

Приведенные методы образования неразъемных неподвижных соединений легко осуществимы в автоматической сборке: специальные скрепляющие детали не используются, а соединения выполняются простыми по кинематике движениями, высокопроизводительным и надежно работающим оборудованием и инструментом (прессы, сверлильные станки и т.п.). Качество соединения в процессе сборки обеспечивается правильно подобранными материалами соединяемых деталей и режимом работы оборудования.