Глава 7

СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПОСАДКОЙ С НАТЯГОМ (ПРЕССОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ)

§ 7.1. Общие сведения

Соединение двух деталей по круговой цилиндрической поверхности можно осуществить непосредственно без примене­ния болтов, шпонок и т. д. Для этого достаточно при изготов­лении деталей обеспечить натяг посадки, а при сборке запрессовать одну деталь в другую (рис. 7.1)*.

Натягом N называют положительную разность диаметров вала и отверстия: М=В — А. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр с1 посадочных поверх­ностей становится общим. При этом на поверхности посадки

I
шш

мммімкі

-І.Ч -41-

ШіШі

Рис. 7.1

возникают удельное давление р и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать как крутящие, так и осевые нагрузки. Защемление вала во втулке позволяет, кроме того, нагружать соединение изгибающим моментом. В инженерной практике такое соединение называют прессовым.

Нагрузочная способность прессового соединения прежде всего зависит от натяга, значение которого устанавливают в соот­ветствии с нагрузкой. Практически расчетный натяг очень невелик, он измеряется микрометрами и не может быть выполнен точно. Неизбежные погрешности производства при­водят к рассеиванию натяга, а следовательно, и к рассеиванию нагрузочной способности соединения. Рассеивание натяга рег­ламентируется стандартом допусков и посадок. Изучение допусков и посадок является предметом курса «Основы взаимо­заменяемости и технические измерения». В курсе «Детали ма­шин» излагается расчет прочности соединения.

Сборку любою прессового соединения выполняют одним из трех способов: прессованием, нагревом втулки, охлаждением вала.

Прессование — распространенный и несложный способ сбор­ки. Однако этому способу свойствен­ны недостатки: смятие и частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей, возмож­ность неравномерных деформаций де­талей и повреждения их торцов. Шаб­ровка и смятие шероховатостей при­водят к ослаблению прочности соеди­нения до полутора раз по сравнению со сборкой нагревом или охлаждени­ем. Для облегчения сборки и умень­шения шабровки концу вала и краю отверстия рекомендуют придавать коническую форму (рис. 7.2).

Шабровка поверхностей контакта устраняется полностью при сборке по методу нагревания втулки (до 200...400° С) или охлаждения вала (твердая углекислота — 79° С, жидкий воз­дух—196° С). Недостатком метода нагревания является воз­можность изменения структуры металла, появление окалины и коробления. Метод охлаждения свободен от этих недостатков.

Необходимую разность температур / нагрева втулки или охлаждения вала, обеспечивающую свободную сборку, под­считывают по формуле

^{1 =} {М шах +^о)/(^ай0> (7*0

где /У_тах — наибольший натяг посадки; г₀ — минимально необ­ходимый зазор, обеспечивающий свободную сборку (рекомен­дуется принимать равным минимальному зазору посадки Н 7/^6); а — температурный коэффициент линейного расшире­ния (для стали и чугуна а%10х10^-6оС^-1); с!—номинальный диаметр посадки.