Выбор посадок

При выборе подвижных и неподвижных посадок в первую очередь знакомятся с подобными соединениями деталей в других механизмах и машинах, работающих в аналогичных условиях. В противном случае приходит­ся делать расчет зазоров и натягов с последующей про­веркой сопряженных деталей в работе.

Выбор подвижной посадки. При выборе подвижной посадки, т. е. посадки с гарантированным зазором, основной задачей является обеспечение наи­меньшего трения между соприкасаемыми поверхностями вала и втулки, а следовательно, и наименьшего износа их.

Различают следующие виды трения: сухое, жидкост­ное и промежуточное (полусухое и полужидкостное). При жидкостном трении слой смазки между поверхно­стями вала и втулки (подшипника) должен быть такой толщины, чтобы практически происходило скольжение не поверхности вала по поверхности втулки, а сколь­жение слоев смазки.

Если поверхности, деталей не смазаны, то возникает сухое трение при котором механическая энергия вращения деталей превращается в тепловую, летали сильно нагреваются и машина утрачивает работоспособность.

Промежуточное — полусухое или полужидкостное — трение имеет место, когда трущиеся поверхности разде­лены слоем смазки неполностью.

Наилучшие условия для скольжения создаются при жидкостном трений, когда поверхности вала и отверстия подшипника будут полностью разделены масляным слоем. Масляный слой и циркуляция смазочной жидко­сти создают наименьшее трение и улучшают отвод теп­ла, возникающего при трении, от рабочих поверхностей подшипника.

Расчеты и практика эксплуатации машин показыва­ют, что с увеличением частоты вращения и вязкости смазки следует подбирать посадку с большим зазором. При подборе смазки необходимо учитывать, что вяз­кость смазки с повышением температуры понижается, а с понижением температуры —повышается.

Выбор посадки с натягом. Прочность непод­вижного соединения двух деталей обеспечивается силой трения между поверхностями деталей и зависит от вели­чины натяга. Поэтому при выборе посадки с натягом определяют допускаемые значения наибольшего и наи­меньшего натягов.

Если натяг окажется больше допускаемого, то деталь может разрушиться, а при очень малом натяге сила тре­ния может оказаться недостаточной и при работе про­изойдет смещение деталей относительно друг друга.

При отсутствии опыта применения подобной посад­ки в других машинах и сборочных единицах, проверен­ных в работе, конструктор определяет допускаемые на­тяги расчетом. Для этого сначала рассчитывают вели­чину наибольшего натяга, затем подбирают соответст­вующую посадку из числа основных или комбинирован­ных и проверяют допустимость наименьшего натяга, при котором соединенные детали не будут смещаться отно­сительно друг друга.

На прочность посадки с натягом оказывают влияние и толщина стенок сопрягаемых втулки и вала (если вал пустотелый), величина (площадь) поверхности сопря­жения, а также способ соединения деталей.

При соединении за счет расширения втулки от на­грева (без применения силы) прочность соединения будет значительно выше, чем при запрессовке без нагрева втулки. Это объясняется тем, что пря запрессовке деталей с приложением силы (например, под прессом) неровности поверхностей сминаются и натяг, подсчитанный на основании размеров (при измерении вала и втулки) до запрессовки, несколько уменьшится.

Но при осуществлении неподвижной посадки с на­гревом охватывающей детали может возникнуть нерав­номерная деформация (искажение формы), особенно опасная для деталей сложной формы. Посадки с натя­гом, как правило, являются неразъемными, так как распрессовка и запрессовка вновь ведут к нарушению посадки.

При выборе посадки также учитывают температур­ные условия работы деталей. Так, если охватываемая к охватывающая детали имеют разные коэффициенты линейного расширения, т. е. сделаны из разных мате­риалов, то при значительном отклонении рабочей тем­пературы от нормальной (20°С) натяг может изменить­ся и не удовлетворять условиям работы механизма.

Общая характеристика основных посадок. В скользящих посадках () наименьший зазор равен нулю, потому эти посадки находятся на грани между неподвижными и переходными посадка­ми. При хорошей смазке детали перемешаются относи­тельно друг друга свободно. Например, направляющие и пиноли в станках, поршневые штоки в цилиндрах насосов и поршневых машин, центрирующие поверхно­сти фланцев и крышек. Но при дополнительном крепеж­ном средстве, например шпонке, скользящая посадка превращается в неподвижную. Это осуществляется в случаях, когда требуется точное центрирование сопря­женных деталей при частой сборке и разборке сбороч­ных единиц в процессе эксплуатации машины (соеди­нение валов со сменными колесами, со сцепными, дис­ками или соединительными и фрикционными муфта­ми и др.).

Посадки типа имеют малый гарантиро­ванный зазор, что создает хорошее центрирование дета­лей и отсутствие ударов при перемене нагрузки. При хорошей смазке посадки применяют для сопряжения шейки коленчатого вала с шатуном в поршневом двига­теле, вала ротора турбины и шпинделей станков, клапанов, а также для регулярного тихоходного перемещения деталей.

Посадки применяют при соединении деталей, которые работают в основном при умеренных и постоянных скоростях и при безударной нагрузке, например вращающиеся в подшипниках валы (коленчатые, кулачковые) к шпиндели.

Посадки имеют относительно большие зазоры и применяются для подвижных соединений при тех же условиях, что и ходовые, но при большей длине втулки или большем количестве опор, а также при ско­ростях свыше 1000 об/мин. Примеры применения соеди­нений: цапф валов с втулками подшипников в центро­бежных насосах, приводах шлифовальных станков, турбогенераторах; валов холостых шкивов и свободно вращающихся колес; вала масляного насоса с крышкой; точных шариковых и вильчатых шарниров.

Посадки и другие характеризуются отно­сительно большими зазорами и применяются для соеди­нения деталей, работающих с большими скоростями, когда по условиям работы деталей допускаются неточ­ное центрирование, перекосы и прогибы; при большой длине посадки; в многоопорных соединениях; для соеди­нения деталей, размеры которых изменяются под влия­нием температуры во время работы машины или рабо­тающих в неблагоприятных условиях (загрязненность), например в сельскохозяйственных, дорожных и других машинах, а также для поршней с цилиндрами и валов турбогенераторов, различных клапанов со втулками, поршневых колец в компрессорах.

Посадка применяется для соединения деталей, работающих при высокой температуре, например, в раз­личных тепловых двигателях, когда рабочий зазор мо­жет существенно уменьшаться вследствие неодинако­вого теплового расширении деталей.

Посадки применяются относительно редко, в частности при больших динамических нагрузках (удар, вибрация), в том случае, когда разборка преду­смотрена только при капитальном ремонте машин. Посадки применяются при менее прочном материале деталей или более частой сборке сборочных единиц, а также при длине втулки более 1,5d или более тонких стенках втулок. Примерами применения этих посадок являются соединения: валов и осей с кулачко­выми муфтами, маховичками, шкивами и рычагами; конических зубчатых колес и червячных передач, рото­ров электромашин.

Посадки дают хорошую точность центрирования и обеспечивают быструю сборку и разборку деталей при помощи легких молотков. Их применяют для быстроходных шкивов, колес редукторов, махович­ков, рукояток, муфт, установочных колес, пальцев крейцкопфов, компрессоров, сменных втулок в колесах и подшипниках.

Посадки применяются при необходимости частой и быстрой сборки и разборки, а также вместо напряженной посадки при длине втулки более 1,5d. Эти посадки обеспечивают медленное осевое перемеще­ние деталей и хорошее центрирование их, например сменных колес, центрирующих штифтов.

Посадки с натягом введены как ориентировоч­ные. При выборе посадки конструктор должен произво­дить расчет натягов и учитывать все факторы, влияю­щие на их выбор. После выбора посадки ее проверяют опытным путем.

Вопросы для повторения

1. Что такое система допусков и посадок?

2. Почему в стандартах на допуски и посадки используется понятие интервал размера?

3. Как называются ряды точности в ЕСДП?

4. Как связаны квалитеты со способом обработки поверх­ностей?

5. Как обозначаются на чертежах поля допуска основного отверстия и основного вала? Как расположены поля допусков этих деталей?

6. Как обозначаются на чертежах поля допусков отверстий и валов? Чем отличаются обозначения полей допусков отверстий от обозначения полей допусков валов?

7. Как наносятся предельные отклонения размеров на чер­тежах деталей?

8. Что означают размеры 30Н7 и 50f8 на чертеже детали?

9. Какие квалитеты предназначены для образования посадок?

10. Как обозначаются посадки на чертежах сборочных единиц?

11. Что означает запись 40 на чертеже сборочной еди­ницы?

12. Как в соответствии с обозначением посадки на чертеже сборочной единицы определить, к какой группе эта посадка от­носится?

13. Определить величины наибольшего н наименьшего зазо-

ров в посадке 30; 60; 18; 25.

Дата добавления: 2014-01-07