9.2. Сборка резьбовых соединений
Как правило, при сборочных работах производится очень большое количество операций по креплению деталей и узлов с помощью резьбовых соединений.
При затяжке резьбовых соединений следует создавать необходимую плотность соединения, не допуская слишком тугой (разрыв болта, смятие резьбы) или слишком свободной затяжки (протечка фланцевых соединений, самоотвинчивание и пр.).
Все операции при этом выполняются соответствующим монтажным инструментом. Принято считать, что в обычных случаях нужное усилие обеспечивается длиной ключа, равной 15-20 диаметрам резьбы болта. В особо ответственных случаях, когда усилие затяжки регламентируется техническими требованиями, затяжку гаек производят динамометрическим ключом.
Затяжку гаек резьбового соединения обычно болт заводится снизу отверстия, а гайка завинчивается сверху.
Последовательность затяжки гаек представлена на рис. 9.1.
1 – по линии, 2 – по окружности, 3 – по контуру.
Рис. 9.1. Последовательность затяжки гаек
Для предотвращения самоотвинчивания деталей резьбовых соединений стопорят несколькими способами:
Стопорение контргайкой – на основную гайку навинчивают дополнительную контргайку, затягивают ее до отказа, удерживая при этом нижнюю гаечным ключом. В соединении создается дополнительный натяг между резьбой болта или шпильки и резьбой гаек.
Стопорение пружинными (разрезными) шайбами, которые создают натяг в резьбовом соединении вследствие их упругости. Самоотвинчивание гаек предотвращается тем, что шайба острыми кромками врезается в поверхности детали и гайки.
Стопорение шплинтом полностью обеспечивает надежность соединения и применяется в ответственных узлах и механизмах. Для этого способа используют корончатые или прорезные гайки и шплинты. Над шестигранником корончатых гаек имеется цилиндрическая часть с радиальными прорезями, через которые проходит шплинт. У прорезных гаек прорези выполняются в гранях шестигранника.
9.3. Сборка прессовых соединений
Детали, соединяемые запрессовкой, в зависимости от запрессовываемого усилия, запрессовываются вручную или механизированными устройствами.
Небольшие детали – шпонки, клинья, штифты – обычно запрессовывают вручную (молотками из мягкого металла).
Напряженные соединения необходимо осуществлять под прессами, прокладывая между пуансоном пресса и запрессовываемой деталью пластину из мягкого металла, предохраняющую деталь от повреждения.
Для сборки неподвижных соединений при ремонте применяют домкраты, винтовые и гидравлические съемники и другие средства, применяемые при разборке узлов.
Усилие запрессовки, которое необходимо осуществить, ориентировочно можно определить по формуле:
(6)
где Р – усилие запрессовки, тонн;
i – натяг, мм;
D – наружный диаметр ступицы насаживаемой детали, мм;
d – внутренний диаметр ступицы насаживаемой детали, мм;
l – длина ступицы, мм;
а – коэффициент, зависящий от материала насаживаемой детали (для стали a =7,5; для чугуна a = 4,3).
В ремонтной практике неподвижные соединения, осуществляемые с большим натягом, выполняют с помощью прессов и нагрева охватывающей детали с охлаждением охватываемой.
В зависимости от требуемой величины натяга и коэффициента расширения металла детали нагрев проводят в интервале температур от 75 до 450 ºС.
Для ориентировочного расчета температуры нагрева можно принять, что перепад температур, равный 100 ºС, вызывает расширение (сжатие) чугунной и стальной детали, равным 1 мкм на 1 мм диаметра.
Для более точных расчетов температуры нагрева (охлаждения) детали необходимо использовать формулу:
(7)
где δt max – наибольший натяг посадки, мм;
δo – минимально необходимый зазор при сборке, мм;
ά – коэффициент линейного расширения/сжатия материала (табл.7);
d – диаметр соединения, мм;
t1 – температура окружающей среды, ºС.
Таблица 9.1 – Значения коэффициента теплового линейного расширения (сжатия) α
Материал |
α·10 ̄ ³·10 ̄ ³ |
|
расширение |
сжатие |
|
Алюминий |
27 |
- |
Бронза |
17,5 |
- 15 |
Дуралюминий |
22,6 |
- 18 |
Латунь |
10,8 |
- 16 |
Медь |
16,5 |
- 14 |
Олово |
23,0 |
- |
Сталь углеродистая незакаленная (С<1%) |
11,5 |
- 8,5 |
Сталь углеродистая закаленная (C >1 %) |
12 |
- |
Чугун |
10,4 |
-8 |
Электрон (сплав) |
28,5 |
- |
Охлаждают детали погружением в охлаждающую среду (сжиженные газы), имеющие температуры:
Сухой лед (твердая двуокись углерода) – 72 ºС;
Жидкий кислород – 183 ºС;
Жидкий азот – 190 ºС;
Жидкий воздух – 193 ºС;
Жидкий гелий – 268 ºС.
С учетом требований безопасности выполнения работ предпочтительнее всего использовать двуокись углерода или жидкий азот (в сосудах Дюара).
Сопряжение нагретых или охлажденных деталей должно производиться лишь после того, как замерами с помощью предельной пробки или предельной скобы установлено, что посадочное место достигло необходимого размера.