1.10.2 Шпоночные и шлицевые соединения
В шпоночных соединениях используются клиновые, призматические и сегментные шпонки.
Шлицевые соединения обеспечивают более точное центрирование, повышенную прочность при тех же габаритах, что и соединения со шпонкой.
В шлицевых соединениях применяют три типа посадок: тугоразъемные, легкоразъемные и подвижные.
При тугих шлицевых соединениях охватывающую деталь перед напрессовкой часто нагревают до 80 - 120оС. После напрессовки охватывающую деталь проверяют на биение на центрах или призмах.
В легкоразъемных и подвижных шлицевых соединениях охватывающие детали устанавливают на место небольшими усилиями или от руки. В этом случае охватывающие детали, кроме проверки на биение, контролируют качку. В правильно собранном узле качка или относительное смещение охватывающей и охватываемой деталей под действием создаваемого вручную крутящегося момента совершенно недопустимы.
1.10.3 Соединения с упругими элементами
Соединения с упругими элементами выполняют с использованием разрезных стопорных колец (наружных и внутренних , рис. 3). Стопорные кольца фиксируют детали от осевого перемещения и воспринимают значительные осевые нагрузки. Их изготовляют из стали 65 Г и подвергают термообработке.
Рис.3. а)наружный; б)внутренний
Размеры колец регламентированы ГОСТами 13942-68 и 13943-68. Перед постановкой на место кольца деформируют (разжимают и сжимают), используя специальные щипцы или приспособления. Стопорные кольца уменьшают габариты сопряжений, упрощают обработку сопрягаемых поверхностей и позволяют легче автоматизировать процесс сборки.
1.10.4 Сборка неразъемных соединений
К неразъемным соединениям относят соединения, выполняемые с гарантированным натягом, развальцовкой и отбортовкой (кромкой металлического листа для соединения его с другим листом), клепкой, сваркой, пайкой и склеиванием.
1.10.5 Соединения с гарантированным натягом
Эти соединения осуществляют:
1) ударами ручника (запрессовка штифтов, заглушек, небольших втулок);
2) на прессах;
3) путем теплового воздействия на сопрягаемые детали.
Способность прессовых соединений выдерживать передаваемые нагрузки зависит от натяга.
Усилие запрессовки (в кг) определяют по формуле:
P = f p d L кг
где f - коэффициент трения контактной поверхности (зависит от чистоты поверхности, смазки, величины удельного давления и других факторов). Приближенно при сборке стальных и чугунных деталей f = 0,08 - 0,1; d - нормальный диаметр сопряжения в мм; L - длина сопрягаемой поверхности в мм; p - удельное давление на поверхности контакта в кг/мм2.
Качество соединений с гарантированным натягом контролируют по величине силы запрессовки. При сборке ответственных соединений (колесные пары подвижного состава) снимают диаграмму силы запрессовки, которая является паспортом этого соединения. Для проверки качества соединений может быть применен ультразвуковой метод контроля. Ультразвуком можно обнаружить места с заниженным удельным давлением или с зазорами.
Сборка с тепловым воздействием обеспечивает прочность соединения в 1,5 - 2,5 раза больше обычных прессовых посадок, так как в этом случае сглаживание микронеровностей не происходит. Поверхности сопряжения можно обрабатывать менее тщательно. Тепловые посадки следует применять при больших диаметрах и незначительной длине сопряжения (бандажи колес подвижного состава, зубчатые венцы), когда при посадке под прессом из-за неточного направления могут возникнуть перекосы, а также для тонкостенных охватывающих деталей.
Сборку с тепловым воздействием производят с общим и местным нагревом охватывающей детали. Общий нагрев применяют для деталей небольших и средних размеров (наиболее крупная деталь - диск паровой турбины). Нагрев в этом случае осуществляют в масляных или водяных ваннах индукционными устройствами или газовым пламенем.
Для крупногабаритных деталей (станины, щиты мощных электродвигателей и пр.) применяют местный нагрев зоны материала, примыкающего к посадочному отверстию (газовым пламенем или электронагревателями).
Нагрев крупногабаритных деталей затруднен; в этих случаях применяют охлаждение охватываемых деталей. Сборка с охлаждением имеет ряд преимуществ перед сборкой с нагревом. При охлаждении не изменяется исходная структура и физико-механические свойства металла. Время охлаждения охватываемых деталей (особенно тонкостенных) меньше, чем время нагрева охватывающих. Охлаждение производят в жидком азоте (температура - 195,8оС) или в ванне денатурированный спирт - сухой лед (твердая углекислота) (температура - 78,5оС).
Охватываемые детали при автоматической сборке обычно пропускают через конвеерную холодильную установку.
При запрессовке и сборке тепловым воздействием применяют специальные приспособления для правильной установки сопрягаемых деталей. Для лучшего направления деталей на сопрягаемых поверхностях предусматривают фаски и цилиндрические пояски. Для предупреждения задиров поверхностей и уменьшения сил запрессовки применяют минеральную смазку или дисульфид молибдена. При сборке сопряжений, работающих при повышенных температурах, шейку вала покрывают специальной смазкой, содержащей графит. В случае разборки соединений с гарантированным натягом применяют съемники; в конструкциях деталей для облегчения демонтажа предусматривают соответствующие элементы.