Лекция 5

4.

3.

2.

1.

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С НАТЯГОМ

1. Общие сведения

2. Цилиндрические соединения с натягом

3. Конические соединения с натягом

4. Соединения стяжными кольцами и планками

«Общие сведения»

Соединения деталей с натягом – это напряженные соединения, в которых натяг создается необходимой разностью посадочных размеров налаживаемых одна на другую, деталей. Для скрепления деталей используются силы упругости предварительно деформированных деталей.

Соединения можно разделит на две группы:

1. соединения деталей по цилиндрическим или коническим поверхностям, причем одна деталь охватывает другую (детали составных коленчатых валов) или специальные соединительные детали отсутствуют.

2. соединение деталей по плоскости с помощью стяжных колец или планок (соединение половин маховиков по плоскости с помощью анкеров).

Основное применение имеют соединения первой группы. Смещение деталей предотвращается их взаимным направлением и силами трения на поверхности контакта. Соединения с натягом могут воспринимать произвольно направленные силы и моменты.

Общим достоинством соединений с натягом является возможность выполнения их для очень больших нагрузок и хорошее восприятие ими ударных нагрузок.

Цилиндрические и конические соединения просты в изготовлении, обеспечивают хорошее центрирование, не требуют специальных крепежных деталей.

Недостатки:

1. относительная сложность сборки и разборки (особенно внутри неразъемного корпуса), возможность ослабления посадки и повреждения посадочных поверхностей при разборке.

2. большое рассеяние сил сцепления в связи с рассеянием действительных посадочных размеров в пределах допусков и коэффициентов трения.

3. трудность неразрушающего контроля.

«Цилиндрические соединения с натягом»

Соединения имеют широкое применение при больших, особенно динамических нагрузках и отсутствии необходимости в частой сборке и разборке.

Способы соединения с натягом:

1. Запрессовкой – простейший и высокопроизводительный способ, обеспечивающий возможность удобного контроля измерением силы запрессовки, но связанный с опасностью повреждения поверхностей и затрудняющий применение покрытий.

2. Нагревом охватывающей детали до температуры ниже температуры отпуска – способ, обеспечивающий повышение прочности сцепления более чем в 1,5 раза по сравнению с запрессовкой и особенно эффективный при больших и длинных соединениях.

3. Охлаждением охватываемой детали – способ, преимущественно применяемый, для установки небольших деталей, например втулок в большие корпусные детали и обеспечивающий наиболее высокую прочность сцепления.

4. Гидрозапрессовкой, т.е. нагнетанием масла под давлением в зону контакта, что резко снижает силу запрессовки; наибольшая эффективность – в конических соединениях

Расчет соединения включает определение необходимого натяга для обеспечения прочности сцепления и проверку прочности соединяемых деталей.

Необходимая величина натяга определяется потребным давлением на посадочной поверхности.

Давление Р должно быть таким, чтобы силы трения оказались больше внешних сдвигающих сил.

Соединения с большими натягами и неупрочненными посадочными поверхностями следует относить к неразъемным, остальные – к разъемным с ограниченным числом сборок и разборок.

Для сборки с помощью нагрева или охлаждения охватываемой детали необходимую разность Δt [дельта] температур деталей определяют:

,

где N_н – наибольший натяг посадки, мкм

Δ_з [дельта] – необходимый зазор для удобства сборки, применяемый обычно равным основному отклонению, мкм

α [альфа] – коэффициент линейного расширения, в среднем равный

для стали 12∙10^-6, для чугуна 10,5∙10^-6, для оловянных бронз 17∙10^-6,

для латуни 18∙10^-6, для алюминиевых сплавов 23∙10^-6

d – номинальный посадочный диаметр, мм.

«Конические соединения с натягом»

Конические соединения с натягом применяют для закрепления деталей на концах валов. Давления на конической поверхности образуется в результате натяжки гайки. В остальном соединение подобно прессовому. В отличии от прессового соединения легко монтируется и демонтируется без применения специального оборудования.

Достоинства по сравнению с цилиндрическими соединениями:

- возможность более точного установления и контроля натяга (по осевому натягу),

- возможность практически неограниченного числа сборок и разборок.

Конусность постоянных соединений без шпонок назначают обычно 1:50 (реже 1:100). Соединения со шпонками, удобные для сборки и разборки, выполняют с конусностью 1:10 и затяжкой с помощью резьбы (концы валов электродвигателей и редукторов).

«Соединения стяжными кольцами и планками»

Соединения стяжными кольцами и планками применяют преимущественно в тяжелом машиностроении для разъемных маховиков, станин, поперечин портальных станков и т.д. В среднем машиностроении соединения стяжными кольцами иногда применяют при отсутствии места для расположения винтов, например для составных колец подшипников качения и др.

Стяжные элементы обычно выполняют следующих типов:

1. круглые кольца – наиболее технологическая конструкция,

2. планки двутавровой формы.

Соединения стяжными кольцами и планками под действием отрывающей нагрузки рассчитывают согласно условию не раскрытия стыка. Остаточная сила, сжимающая стык после приложения максимальной внешней нагрузки, не должна быть меньше 0,2-0,4 внешней нагрузки.

При этом стяжные элементы рассчитывают на силу, превышающую внешнюю нагрузку в 1,2-1,4 раза.

Дата добавления: 2015-06-04