Загальні відомості

З'єднання деталей за допомогою посадок із гарантованим натягом називають пресовими. Ці з'єднання займають деяке проміжне положення між роз'ємними та нероз'ємними з'єднаннями. При неве­ликих натягах пресові з'єднання допускають неодноразове складання та розбирання без пошкодження деталей, але при цьому дещо зменшу­ється несуча здатність з'єднання. При великих натягах під час розбирання з'єднань можливі значні пошкодження, а деколи і руйнуван­ня деталей з'єднання. Особливістю пресових з'єднань є те, що вони здійснюються без додаткових деталей.

Пресові з'єднання поділяють на дві групи:

1. Пресові з'єднання типу «вал – маточина», в яких з'єднувані поверхні деталей мають циліндричну або конічну форму. Цей дуже розповсюджений, простий, надійний та економічний спосіб з'єднання деталей використовують при відносно рідких розбира–нні – складанні деталей з'єднання, допускає передачу великих навантажень, в тому числі вібраційних та ударних. Пресові з'єднання такого типу застосо­вують для з'єдна ння бандажа з колесом та колеса з віссю колісної пари залізничного вагону (рис. 14.1, а), для з'єднання зубчастих коліс із валами (рис. 14.1, б), при закріпленні підшипників на валах (рис. 14.1, в) та ін. У пресовому з'єднанні по конічних поверхнях (рис. 14.1, г) потрібний натяг створюється, наприклад, відповідною затяжкою гайки на валу.

У пресових з'єднаннях типу «вал – маточина» навантаження (обертовий момент або осьова сила) передається через сили тертя на спряжених поверхнях деталей. Потрібний нормальний тиск між цими поверхнями створюється силами пружних деформацій деталей, що виникають через натяг.

2. Стяжні з'єднання двох або більшої кількості деталей за допомо­гою спеці–альних стягувальних планок–анкерів (рис.14.1,д)абостягувальних кілець (рис.14.1, е).Контакт деталей у цьому разі здійснюється по площинах. Стягувальні деталі встановлюють по по­садках із гарантованим натягом. Через технологічні труднощі виготов­лення таких з'єднань їхнє використання обмежене рідкими випадками деяких деталей (збірних станин, маховиків та ін.).

Надалі обмежимось розглядом тільки пресових з'єднань типу «вал – маточина», які здійснюються по циліндричних поверхнях. Простота та технологічність такого з'єднання забезпечують йому низьку вартість і можливість використання в масовому виробництві. Висока точність центрування деталей і рівномірний розподіл наванта­ження на всю посадочну поверхню дає змогу застосовувати пресове з'єднання для скріплення деталей сучасних високошвидкісних машин.

Суттєвим недоліком пресового з'єднання є залежність його несучої здатності від ряду факторів, які важко піддаються врахуванню: широ­кого розсіювання значень коефіцієнта тертя та натягу, впливу робо­чих температур на міцність з'єднання та ін До недоліків з'єднання належать також наявність високих напружень в деталях при запресо­вуванні їх та зменшення опору атомного руйнування внаслідок кон­центрації напружень біля країв отворів.

На практиці часто застосовують комбінацію пресового та шпонко­вого з'єднання У цьому разі пресове з'єднання може бути основним або допоміжним. Якщо пресове з'єднання основне, то воно сприймає більшу частину навантаження, а шпонка тільки підвищує надійність з'єднання (резервний елемент). Допоміжна роль пресового з'єднання відводиться для часткового розвантаження шпонки та центрування деталей. В практич­них розрахунках припускають, що навантаження сприймається основним з'єднанням – пресовим або шпонковим.

Для пресових з'єднань деталей рекоменду­ють такі посадки: H7/n6; H7/p6; H7/r6; H7/s6; N7/h6; P7/h6.

2. Деякі питання технології складання пресових з'єднань

Складання пресових з'єднань здійснюється двома способами: а) за­пресовуванням (напресовуванням) деталей; б) нагріванням охоплюю­чої або охолодженням охоплюваної деталі.

Запресовування великих деталей виконують на потужних гідрав­лічних пресах, дрібних деталей – на ручних гвинтових або важіль­них пресах. Швидкість запресовування не повинна перевищувати 5 м/с. Поверхні спряження деталей, що з'єднуються, рекомендують змащувати свиріповим чи льняним мастилом. Щоб полегшити центру­вання та запобігти утворенню задирок, деталі повинні мати фаски (рис. 14.2,а). Розмір фаски е треба брати не менш як 0,1d. Інколи на валу при наявності вільної ділянки виконують центруючий поясок по одній із посадок із гарантованим зазором (рис.14.2, б). Крім полег­шення складання з'єднання, такий центруючий поясок зменшує кон­центрацію напружень біля краю напресованої деталі.

Сила, яку слід прикласти до деталі при її запресовуванні, росте пропорційно довжині пресування, оскільки збільшується площа кон­такту з'єднуваних деталей Сила при випресовуванні в момент почат­ку відносного руху деталей суттєво більша, ніж при русі, бо коефі­цієнт тертя спокою більший коефіцієнта тертя під час відносного руху. Із зменшенням довжини з'єднання при випресовуванні потрібна сила для роз'єму деталей зменшується. Максимальна сила, Н, для запре­совування або випресовування деталей може бути наближено визна­чена для сталевих деталей з'єднання за такою емпіричною залежністю:

F = 2·10⁴· δ_max l, (1)

де δ_max –максимальний натяг у з'єднанні, мм; l – довжина пресу­вання, мм.

Широке застосування для складання та розбирання пресових з'єднань має такий технологічний метод, як підведення до спряжених поверхней рідкого мастила під високим тиском. Мастило подається по спеціальних каналах у кільцеву канавку, звідки витікає між спря­женими поверхнями з'єднання При цьому зменшується сила для ви­пресовування і деталі з'єднання не пошкоджуються. Такий техноло­гічний метод дає змогу неодноразово розбирати та складати пресове з'єднання без суттєвого зменшення його міцності.

Часто при складанні пресових з'єднань використовують ефект зміни розмірів деталей залежно від їхньої температури. Для складан­ня з'єднання за допомогою нагрівання охоплюючої або охолодження охоплюваної деталі треба забезпечити різницю температур деталей, яка визначається за формулою

Δt = (δ_max + Δ)/(α·d), (2)

де δ_max– максимальний натяг у з'єднанні, мм; Δ=(0,10...0,08)мм – зазор для зручності складання; d – номінальний діаметр поверхонь з'єднання, мм; α – коефіцієнт ліній– ного розширення матеріалу де­талей при нагріванні (для сталей α = 12·10^–6 1/°С).

Нагрівання охоплюючої деталі можна здійснювати в маслі або в спеціальній печі. Для охолодження охоплюваних деталей застосову­ють суху вуглекислоту (температура випаровування – 79 °С) або рідке повітря (температура випарову–вання – 190 °С). Змащування поверхонь деталей при такому способі складання пресового з'єднання недопустиме.

Спосіб складання пресових з'єднань за допомогою нагрівання або охолодження однієї з деталей забезпечує приблизно в 1,5 раза біль­ший опір зміщенню спряжених поверхонь деталей порівняно із з'єд­наннями, здобутими запресовуванням. Це пояснюється тим, що при запресовуванні згладжуються нерівності поверхонь і відповідно змен­шується натяг у з'єднанні.

Дата добавления: 2015-12-07