4.2. Переваги та недоліки пресових з'єднань

Переваги:

1) простота і технологічність, що обумовлюють низьку вартість пресових з'єднань і можливість їх використання у масовому виробництві;

2) висока несуча здатність;

3) гарне центрування;

4) відсутність зазорів і розподіл навантаження по всій посадковій поверхні, що дозволяє з'єднанню сприймати ударні навантаження, передавати реверсивний рух, набути широкого використання в сучасних високошвидкісних машинах.

32

Недоліки:

1) потреба в спеціальному устаткуванні для складання та розбирання з'єднання;

2) залежність несучої здатності від ряду важковраховуваних факторів, таких, як температура, коефіцієнт тертя, шорсткість;

3) концентрація напружень на краях отвору.

4.3. Розрахунки пресових з'єднань на міцність

Основні види відмов пресових з'єднань: зсув деталей; розкриття стику; руйнування деталей; защемлення тіл кочення у підшипників. Тому при проектуванні з'єднань з натягом виконують розрахунки на:

1 – міцність зчеплення (відсутність зсуву деталей або нерозкриття стику);

2 – міцність деталей (маточини і вала).

Задача розрахунку з'єднання на міцність зчеплення – вибрати таку посадку, при якій забезпечується його працездатність. Починають такий розрахунок з запису умови міцності. Наприклад, у разі дії на з'єднання тільки осьової сили F_a умова міцності має вигляд

k F_a ≤ f P π d l ,

де k = 1,5 – 2 – коефіцієнт запасу зчеплення;

f – коефіцієнт тертя;

l – довжина з'єднання.

Умова міцності з'єднання при навантаженні тільки обертальним моментом Т

k Т ≤ 0,5 f P π d² l .

Умова міцності при сукупній дії сили F_a і моменту Т

k √ F_a² + F_t² ≤ f P π d l ,

де F_t = 2 Т / d – колова сила.

Питомий тиск Р на поверхні контакту пов'язаний з натягом залежністю

Р = N / [ d ( C₁ / E₁ + C₂ / E₂ )] ,

де N – розрахунковий натяг;

33

C₁ , C₂ – коефіцієнти,

– μ₁ ;

+ μ₂ ;

C₁ =

C₂ =

d² + d₁² d₂² + d²

d² – d₁² d₂² – d²

d₁ – діаметр отвору у валі (рис. 4.2);

d₂ – зовнішній діаметр втулки (рис. 4.2);

Рисунок 4.2 – Діаметри пресового з'єднання

Е₁ , Е₂ , μ₁ , μ₂ – модулі пружності та коефіцієнти Пуассона вала (1) та маточини (2) відповідно.

У розрахунках з'єднання на міцність можна брати:

– для сталі Е = ( 2,1 – 2,2 ) 10⁵ МПа, μ = 0,3 ;

– для чавуна Е = ( 1,2 – 1,4 ) 10⁵ МПа, μ = 0,25 ;

– для бронзи Е = ( 1 – 1,1 ) 10⁵ МПа, μ = 0,33 .

Розрахунковий натяг N визначають за мінімальним табличним або ймовірнісним натягом з поправкою U на зрізування та згладжування шорсткості поверхні при запресовуванні (якщо виконують температурне складання U = 0):

N = N_min – U , U = 1,2 ( R_z1 + R_z2 ) ,

де R_z1 , R_z2 – висота шосткості поверні вала і втулки.

Експериментальні випробування показали, що значення коефіцієнта тертя f залежить від багатьох факторів:

1) способу складання з'єднання;

2) питомого тиску Р;

3) шорсткості поверхонь;

4) виду мастила поверхонь;

5) швидкості запресовування.

Тому у наближених розрахунках пресових з'єднань на міцність із сталевих та чавунних деталей беруть:

f = 0,08 – 0,1 – складання пресуванням;

f = 0,12 – 0,14 – температурне складання.

34