Соединение: Гарантированный зазор

Типы соединений деталей машин

Наружные (охватываемые) элементы называются «валом», а внутренние (охватывающие) называются «отверстием».

Любая наружная поверхность, независимо от геометрической формы –«вал», любая внутренняя – «отверстие». При этом не следует термин «вал» отождествлять с геометрической формой детали – цилиндром.

Соединения с гарантированным зазором

Посадка с зазором Ф 40Н7/f7; где Ф40 – номинальный размер, общий для отверстия и вала; Отверстие: Ф40Н7 – 400 ^+0.025;EI=0; ES=+0.025мм; Dmin = 40мм, Dmax=40+0.025=40.025мм TD=40.025 - 40=0.025мм; Вал: Ф40f7 – 40-0.05 ^–0.025; ei = - 0.05мм; es = -0.025мм; dmin= 40-0.05 = 39.95мм; dmax= 40-0.025 = 39.975мм; Td = 39.975-39.950 = 0.025мм;

Соединение: Гарантированный зазор

Smax= 40.025 - 39.950 = 0.075мм; Smin= 40-39.975 = 0.025мм;TS = 0.075-0.025 = 0.050мм;

Соединение по переходным посадкам

Посадка переходная Ø40Н7/k6;   где Ø40 – номинальный размер, общий для отверстия и вала; Отверстие: Ø40Н7 – 400 ^+0.025;EI = 0; ES = +0.025мм; Dmin= 40мм, Dmax=40+0.025 = 40.025мм TD=40.025-40=0.025мм;   Вал: Ø40k6 – 40+0.002 ^+0.018; ei = +0.002мм; es=+0.018мм; dmin=40 + 0.002 = 40.002мм; dmax= 40 +0.018 = 40.018мм; Td = 40.018 - 40.002 = 0.016мм

Соединение – переходное

Наибольший зазор S max=40.025 –40.002=0.023мм;

Наибольший натяг: Nmax= 40.018 -40.0=0.018мм;

TN=0.018 + 0.023=0.041мм;

Соединения с гарантированным натягом

Посадка с натягом Ø40Н7/r6; где Ø40 – номинальный размер, общий для отверстия и вала; Отверстие: Ø40Н7 – 400 ^+0.025; EI = 0; ES = + 0.025мм; Dmin = 40 мм, Dmax = 40+0.025 = 40.025мм TD = 40.025 – 40 = 0.025мм; Вал: Ø40r6 – 40+0.034 ^+0.050; ei = + 0.034мм; es = + 0.05мм; Dmin = 40 + 0.034 = 40.034 мм; Dmax = 40 + 0.05 = 40.05мм; Td = 40.050 - 40.034 = 0.016мм

Соединение: Гарантированный натяг

Nmax=40.050 –40.0=0.05мм; Nmin= 40.034 -40.025=0.009мм;

TN=0.05-0.009=0.041мм;

Соединения с натягом получают с помощью прессовых посадок. Их относят к неразъемным, хотя они занимают промежуточное положение между разъемными и неразъемными соединениями. Эти соединения можно разбирать без разрушения деталей, однако повторная сборка не обеспечивает той же надежности соединения, что первичная.

Из соединений деталей с натягом наибольшее распространение получили цилиндрические, т. е. такие, в которых одна деталь охватывает другую по цилиндрической поверхности.

Это напряженные соединения, в которых натяг создается за счет разности посадочных размеров. Взаимная неподвижность возникает за счет сил трения в поверхностях контакта деталей, т. е. после сборки на посадочной поверхности возникают контактное давление «р» и соответствующие ему силы трения, которые обеспечивают неподвижность соединения.

Надежность и прочность соединения зависят от размеров натяга, устанавливаемого конструктором, в соответствии с характером и значением нагрузки.

Необходимый натяг обеспечивается изготовлением соединяемых деталей с требуемой разностью их посадочных диаметров.

Посадки с гарантированным натягом:

Например: Н8/и8; Н8/x8; Н8/z8;

; ;

Сборку соединения с натягом выполняют запрессовкой, нагревом ступицы (охватывающей детали) или охлаждением вала (охватываемой детали).

Запрессовка деталей выполняется на прессах. Для уменьшения повреждения сопрягаемые поверхности смазывают, выполняют заходные фаски, угол 10⁰. Это наиболее простой и распространенный способ сборки, однако при запрессовке происходит смятие и частичное срезание неровностей посадочных поверхностей, что снижает прочность соединения.

Соединение деталей нагревом или охлаждением не имеет этого недостатка, поэтому прочность таких соединений в 1,5...2 раза выше, чем соединений, собираемых запрессовкой. Нагревание ступицы производят в горячем масле, токами высокой частоты или в газовой печи (до температуры 200... 400°С), а охлаждение вала — сухим льдом (температура испарения —79°С) или жидким воздухом (температура испарения —190°С). Охлаждение валов применяют ограниченно из-за возможности коррозии, так как холодный вал сразу покрывается инеем. Разность температур нагрева ступицы или охлаждения вала должна обеспечить минимально необходимый зазор.

Достоинства:

– простота и технологичность (отсутствие шпонки, пазов или шлицев, а также деталей для осевой фиксации);

– исключается ослабление вала шпоночным пазом;

– хорошее центрирование;

– возможность передачи больших знакопеременных нагрузок, в том числе вибрационных и ударных.

– отсутствие крепежных деталей;

Недостатки:

– потребность в специальных печах и мощных прессах;

– сложность разборки соединения;

– рассеивание нагрузочной способности соединения, связанное с колебаниями действительных посадочных размеров в пределах допусков, т. е. ослабление посадки;

– повреждение посадочных поверхностей.

Соединения с натягом применяют для изготовления составных зубчатых, червячных колес, соединения зубчатых колес с валами (осями), при больших динамических нагрузках, для посадки подшипников качения, роторов электродвигателей и т. д. Они постепенно вытесняют шпоночные и другие соединения, особенно при отсутствии необходимости в частой сборке-разборке.

Разборка соединений с натягом при ремонте машин достаточно трудоемка. Действительные усилия, имеющие место при распрессовке, значительно превосходят теоретические, особенно, если эти сопряжения находились в условиях коррозии.

Разборка соединений (снятие подшипников качения, втулок, шкивов, пальцев, штифтов) производится путем приложения осевого усилия, термическим способом, гидравлическим и гидропрессовым. Для приложения осевого усилия применяют прессы, съемник, (см.рисунок), спец. приспособления.

Принцип действия съемников – захват снимаемой детали или упор в нее.

Гидравлический - подача масла (под высоким давлением) по системе отверстий и канавок.

Гидропрессовый – подача масла (под высоким давлением) со стороны свободного торца и осевое усилие.

Термический – нагревом или охлаждением.

Комбинированный – гидравлический с механическим или термический с механическим.

Расчет цилиндрических соединений с гарантированным натягом

Необходимая величина натяга определяется потребным давлением на посадочной поверхности.

Давление «р» должно быть таким, чтобы силы трения оказались больше внешних сдвигающих сил.

При нагружении соединения осевой силой А откуда

При нагружении соединения крутящим моментом Мк откуда

где:

f — коэффициент трения;

d и l — диаметр и длина посадочной поверхности;

К — коэффициент запаса сцепления.

При одновременном нагружении крутящим моментом М_к и сдвигающей силой А расчет ведут по равнодействующей окружной и осевой силе:

откуда

Коэффициент запаса сцепления К= 1,5—2.

Рекомендуемые для стальных и чугунных деталей коэффициенты трения:

при сборке запрессовкой f = 0,08,

при температурной сборке — f = 0,14,

при, сборке конических соединений гидропрессованием, т. е. с подводом масла под давлением f = 0,12.

Дата добавления: 2015-08-21