Сборка неразъемных соединений

К неразъемным соединениям относят соединения, выполняе­мые с гарантированным натягом, развальцовкой, отбортовкой, клепкой, сваркой, пайкой, склеиванием.

Соединения с гарантированным натягом осуществляю туда ударами ручника (штифты, пробки, небольшие втулки), на прессах или путем теплового воздействия. Для получения качественного соеди­нения шероховатость сопрягаемых поверхностей должна быть не бо­лее 1,25мкм. Качество соединений контролируют по величине усилия запрессовки.

Сборка с тепловым воздействием повышает прочность соеди­нения в 1,5 раза, так как отсутствует сглаживание неровностей, и уменьшаются требования к обработке. Такие соединения целесообразно применять при больших диаметрах и незначительной длине детали. Нагрев может быть местный и общий. Для крупногабаритных деталей применяют охлаждение охватываемых деталей (в жидком азоте, в ванне денатурированный спирт – сухой лед). При сборке с тепловым воздействием необходимо знать температу­ру нагрева с учетом охлаждения детали за время ее переноса к месту сборки.

Соединения, выполняемые развальцовкой и отбортовкой ос­нованы на пластическом деформировании материала одной из сопрягаемых деталей, поэтому свойства материала имеют большое значение для получения качественного соединения. Развальцовкой и отбортовкой получают плотные, герметичные соединения, передаю­щие осевую нагрузку и крутящий момент. Развальцовку выполняют вручную на сверлильных и специальных станках, используя специ­альный инструмент (вальцовки с радиальной подачей роликов). Отбортовку выполняют вальцовками, штампами и обжимками. Ка­чество соединения проверяют гидравлическими испытаниями на герметичность и плотность, приложением внешней нагрузки для выявления передаваемой силы и момента, внешним осмотром. Параметр шероховатости сопрягаемых поверхностей должен быть Rz<10, а точность— не ниже 11-го квалитета. При вальцевании применяют также методы импульсного воздействия высоких энергий (взрыв проволочки, соединенной с источником электрической энергии).

Соединения клепкой. Холодную клепку применяют для за­клепок диаметром до 25 мм при наличии оборудования. Горячую клепку проводят при диаметре заклепок более 14мм. Замыкающую головку получают ударной клепкой и клепкой давлением. Перед склепыванием производят .предварительную обработку отверстий (пробивка или сверление, зенкерование), затем сжатие соединяемых деталей и совместное сверление для выравнивания смещенных отверстий. Для фиксации склепываемых деталей применяют центрирующие вставки, штифты, винты, приспособления.

Замыкающая головка при ударной клепке формируется двумя способами: 1) образуется под ударами молотка; 2) от соприкосновения с поддержкой (удары наносят по закладной головке). Замыкающую головку трубчатых заклепок развальцовывают. Рекомендуемый диаметр заклепок d = (1,5-2)S, где S — толщина соединяемых листов; длина свободного конца заклепки L = (1,6-l,7)d; высота замыкающей головки h = (0,5-0,6)d; диаметр головки D = (1,5-l,8)d. Требуемая форма головок образуется обжимками.

Соединения сваркой осуществляются путем местного плав­ления поверхностей или краев сопрягаемых деталей (иногда до­бавляется металл-наполнитель) и последующего затвердевания рас­плавленного металла после охлаждения. Существуют следующие схемы технологических процессов:

1. Заготовка элементов узла с их окончательной механической обработкой (подготовка к сварке — очистка или травление деталей в зависимости от свариваемых материалов и требований качества шва) — сборка узла — сварка — правка узла.

2. Заготовка деталей узла с частичной механической обра­боткой — сборка узла — сварка — термическая обработка (при необходимости) — окончательная механическая обработка.

3. Заготовка элементов узла — сборка узла — сварка — механическая обработка.

Сборочные работы перед сваркой предусматривают пра­вильное положение соединяемых деталей и их временное скрепление. После сварки необходимо производить удаление флюса (при наличии) и покрытие для защиты от коррозии.

Соединения пайкой осуществляются за счет заполнения зазоров между соединяемыми поверхностями расплавленным припо­ем. Пайка обеспечивает прочные и герметичные соединения с возможностью их последующей разборки. Различают пайку твердыми припоями (температура плавления выше 550°С, предел прочности до 500 МПа) и мягкими (температура плавления ниже 400°С, предел прочности 50-70 МПа). Припои стандартизованы. Каждому припою должен соответствовать определенный зазор в соединении, обеспечивающий капиллярное течение припоя (для твердых припоев 0,03-0,05 мм, для мягких 0,05-0,20 мм, для медных сплавов 0,08-0,35 мм) [11].

Последовательность процесса пайки: подготовка деталей к соединению (механическая очистка стальной щеткой или абразивным полотном, обезжиривание — горячими щелочными растворами или органическими растворителями, удаление окислов — травлением в кислотах с последующей промывкой и сушкой, лужение); скрепление соединяемых деталей в приспособлении, нанесение припоя в смеси с флюсом в виде колец, прокладок и т.д.;

нагрев деталей (местный или общий) до температуры расплавления припоя; удаление остатков флюса промывкой в горячей воде или пескоструйной обработкой; покрытие места спая лаком. При пайке в одном узле нескольких деталей используют припои с последовательно понижающейся температурой.

Соединения склеиванием применяют для соединения деталей, когда их невозможно соединить сваркой или пайкой по плоским и цилиндрическим поверхностям. Клеевые соединения хорошо работа­ют на сдвиг, хуже — на отрыв, при температуре более 100°С прочность этих соединений резко снижается. Применяют клеи на основе фенольных смол (БФ), эпоксидных смол, каучуков и специальные (полиуретановые, карбинольные, шеллаки, силиконовые и т.д.).

Технология выполнения клеевых соединений предусматри­вает: подготовку поверхностей детали, приготовление и нанесение клея, выдержку для отверждения клея, повторное нанесение клея, сдавливание поверхностей, выдержку (под давлением) при заданной температуре. Параметр шероховатости поверхностей Ra 1,25-5 мкм.

Склеиваемые поверхности перед нанесением клея обезжири­вают. Клеи обычно наносят кистью, пульверизатором, шпателем, роликами или шприцами. Сборку деталей производят в приспособ­лениях. Давление при сжатии 20-30 МПа. Температура и про­должительность сушки зависят от марки клея. Сушку производят в электрических или газовых шкафах. Необходимо соблюдать осторожность, так как многие клеи токсичны.