книги из ГПНТБ / Крысин А.М. Слесарь механосборочных работ учебник

Сборка трубных соединений. Жидкости и газы обычно перека­ чивают насосами или компрессорами по трубопроводам, напри­ мер, в станках по трубам подается жидкость для охлаждения инструмента, смазки подшипников и т. д.

Трубы бывают чугунные, стальные, медные, латунные, алюми­ ниевые. Наиболее распространены стальные трубы. Чугунные тру­ бы применяют для отвода в канализационную сеть загрязненной воды, а медные, латунные и алюминиевые — для подачи горючих и смазочных материалов.

Рис. 83. Соединение труб на фланцах:

а — приварка встык, 6 — на резьбе, в — развальцовкой, а —схема работы вальцовки: I труба, 2 —фланец, 3 — ролик, 4 «<• конус вальцовки, д раз­ бортовкой

По способу изготовления стальные трубы делятся на две груп­ пы; сварные и бесшовные (цельнотянутые). Сварные изготовляют из мягких сортов углеродистых сталей, хорошо поддающихся сварке, бесшовные — из углеродистых и легированных сталей.

Если трубопровод не требует разборки, то трубы сваривают. Если соединение труб разъемное, применяют фланцы или фитинги.

С о е д и н е н и е т р у б на ф л а н ц а х. Фланцевое соединение труб как более надежное используют в ответственных трубопро­ водах.

По характеру присоединений фланцев к трубам различают четыре типа соединений:

приварка встык (рис. 83, а) ; соединение на резьбе (рис. 83, б) ;

соединение развальцовкой (рис. 83, в, а); соединение разбортовкой труб (рис. 83, д).

Чтобы создать герметичность, между фланцами укладывают прокладки из мягкого упругого материала. После укладки прокла­ док устанавливают болты или шпильки. При сборке фланцевых

соединений гайки затягивают крест-накрест, чтобы не получилось перекоса фланцев.

С о е д и н е н и е т р у б на фит инг а х . Фитингами называют, фасонные соединительные детали трубопровода, внутри которых нарезана резьба. Их изготовляют из поделочной стали или из ковкого чугуна и применяют для соединения труб небольших диаметров и труб, работающих при низких давлениях. Фитинга­ ми можно соединять трубы под разными углами, делать ответвле­ ния, переходы с одного диаметра на другой и т. д.

1+2 Витка

Рис. 84. Сборка труб на резьбе:

а —? на муфте, б — на сгоне

Фитингами к трубопроводу присоединяют различную армату­ ру, т. е. приспособления для включения, отключения и регулиро­ вания потока газа, пара или жидкости.

С б о р к а т р у б на рез ьбе . Соединяют трубы на резьбе при помощи муфт. На концах труб нарезается резьба с таким расче­ том, чтобы концы соединяемых труб не доходили до середины муфты на три витка (рис. 84, а). Если необходимо иметь разбор­ ное соединение в середине трубопровода, то применяют соедине­ ние на сгоне. В таких соединениях одна из труб имеет короткую резьбу, а другая — длинную (рис. 84, б). Участок с длинной резьбой называется сгоном. Для непроницаемости резьбу обма­ тывают льняной паклей, промазанной специальной замазкой, состоящей из двух весовых частей сурика и одной части натураль­

132

Глава VIII

СБОРКА НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

§ 1. СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ

Сваркой называется процесс образования неразъемного со­ единения, происходящий в результате действия сил сцепления между атомами свариваемых материалов. Процесс сварки выпол­ няется следующим образом. В электрическую цепь сварочной установки (рис. 85) включают свариваемые детали. Противопо­

свариваемые металлы нагревают в месте сварки до температуры плавления и сваривают при помощи присадочного материала. Металлы нагревают газовой горелкой. Источником тепла является сварочное пламя, получаемое при сжигании смеси, состоящей из кислорода и ацетилена. Температура при горении смеси достигает 3100—3200° С.

В качестве присадочного материала при сварке низкоуглеро­ дистой стали применяют проволоку с содержанием 0,06—0,1 % углерода, 0,1—0,25% кремния и 0,2—0,4% марганца.

Соединение деталей контактной сваркой. Видами контактной сварки являются точечная, роликовая и стыковая. При точечной и роликовой сварке электрический ток пропускают через электро­

соединения листов с электродом при прохождении через них тока металл нагревается и. листы свариваются. Эти виды сварки очень экономичны и производительны.

Контроль сварных швов на непроницаемость. Контролируют швы на непроницаемость у изделий, которые предназначены для хранения жидкостей и газов. Испытание на непроницаемость при­ меняют после проверки швов внешним осмотром как при поопе­

134

рационном контроле, так и при сдаче готовой продукции. В зависи­ мости от назначения изделия и технических условий на его изго­ товление непроницаемость швов испытывают керосином, водой или сжатым воздухом.

В последнее время в промышленности применяют более эффек­ тивные методы контроля сварных соединений (электромагнитная дефектоскопия, контроль ультразвуком и рентгеновскими лучами). Эти методы контроля позволяют обнаружить все дефекты сварно­ го шва: поры, раковины, волосяные трещины и т. п.

§ 2. СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПАЯНИЕМ

Паянием называют процесс образования неразъемного соеди­ нения материалов при помощи расплавленного металла или сплава, называемого припоем. От сварки паяние отличается тем, что кромки соединяемых материалов не расплавляются, а только нагреваются до температуры плавления припоя. Припои имеют более низкую температуру плавления, чем соединяемые мате­ риалы.

Припоем может быть только такой материал, который сплав­ ляется с основным металлом (свинец, например, не сплавляется с медью и поэтому не может быть для нее припоем). Припой рас­ плавляется и затвердевает в зазорах между поверхностями соеди­ няемых деталей. В местах спаивания происходит проникновение (диффузия) припоя в поры металлов соединяемых деталей.

Основным достоинством паяния является то, что соединяемые материалы не нагревают до высоких температур, что сохраняет их физические и механические свойства. Кроме того, при паянии не возникает внутренних напряжений и не происходит коробления. Паянием получают чистую поверхность шва, не требующую боль­ шой дополнительной обработки. Паянием можно соединять чер­

7кГ/мм2).

Всостав легкоплавких припоев входят олово и свинец. К при­ поям с более низкими температурами плавления добавляют сурь­ му, висмут и кадмий.

го соединения, близкую к прочности основного металла соединяе­ мых деталей.

Тугоплавкие припои состоят из сплава меди, цинка, серебра, никеля, железа, кадмия и других металлов.

Чтобы повысить качество паяния, применяют флюсы, которые растворяют окислы на поверхности металлов и защищают нагре-

135

тые детали и жидкий припой от окисления. Флюсы увеличивают жидкотекучесть припоев при паянии.

По химическому составу флюсы делятся на две группы: кис­ лотные и бескислотные.

К первой группе относятся: флюсы, растворяющие окислы ме­ талла и хорошо очищающие место паяния (соляная кислота, хло­ ристый цинк, бура и др.).

Ко второй группе относятся флюсы, которые защищают место паяния от окисления защитным покровом (канифоль, стеарин, смолы и др.).

При паянии тугоплавкими припоями в качестве флюса приме­ няют обезвоженную порошковую буру или ее смесь с борной кис­ лотой. Бура в расплавленном состоянии имеет хорошую текучесть и быстро растворяет окислы металлов, в особенности меди. Борная кислота снижает температуру плавления флюса с 741 до 580° С.

Для паяния легкоплавкими припоями используют раствор хло­ ристого цинка (травленая соляная кислота) и хлористый аммоний (нашатырь). При паянии цинка или оцинкованных деталей место паяния нужно смазывать разбавленной соляной кислотой.

Паяние и лужение легкоплавкими припоями. Детали подготов­ ляют к паянию следующим образом. Поверхности деталей в мес­ тах их соединений тщательно зачищают напильником, шабером, металлической щеткой или абразивной шкуркой. Зазор между со­ единяемыми кромками должен быть не более 0,2—0,4 мм. При та­ ком зазоре жидкий припой проникает в него и лучше скрепляет кромки. На подготовленную к паянию поверхность наносят флюс.

Детали нагревают паяльником, нагретым до температуры плав­ ления припоя. Перегрев паяльника может привести к сильному окис­ лению его рабочей поверхности и сгоранию припоя. Рабочую часть нагретого паяльника натирают о кусок хлористого аммония (для удаления окислов) и прикладывают к месту спаивания. Как толь­ ко шов прогреется до температуры плавления припоя, последний растечется и заполнит зазор между соединяемыми деталями. При остывании припой образует плотное соединение шва. Места паяния следует тщательно промыть в проточной или горячей воде, чтобы очистить их от остатков флюса.

Поверхности соприкосновения у паяных швов должны быть больше, чем сварные. При подготовке деталей к паянию, если нуж­ но получить высокую плотность и герметичность шва, места паяния предварительно облуживают.

Лужением называют способ покрытия поверхностей металли­ ческих изделий тонким слоем расплавленного олова или легкоплав­ кими припоями, например ПОС-40, ПОС-61 и др., которые защи­ щают металл от окисления. Наиболее часто применяют горячее и гальваническое лужение.

Процесс лужения аналогичен процессу паяния. Поверхности де­ талей медленно нагревают до температуры 200—250° С, затем на них насыпают припой и флюс в порошкоообразном виде. Как толь­

136

ко припой начнет плавиться, его растирают по поверхности чистой паклей или ветошью. Крупные детали облуживают по участкам.

После лужения деталь необходимо тщательно промыть в горя­ чей воде, чтобы удалить остатки хлористого цинка и нашатыря, так как они могут вызвать процесс коррозии луженого металла.

Паяние тугоплавкими припоями. При паянии тугоплавкими при­ поями образуется прочный шов, выдерживающий значительные нагрузки. Перед паянием поверхности деталей опиливают и подго­ няют друг к другу так, чтобы зазор между ними был не более 0,04—0,08 мм. Кромки деталей должны иметь шероховатую по­ верхность (это улучшает сцепление припоя с основным металлом).

Детали при паянии тугоплавкими припоями нагревают газовы­ ми горелками, в электрических, пламенных и газовых печах и то­ ками высокой частоты.

Наиболее совершенным способом паяния является паяние тока­ ми высокой частоты. Сущность этого способа заключается в том, что подготовленную к паянию деталь помещают в переменное электрическое поле токов высокой частоты, в результате поверх­ ность детали быстро нагревается. Нагрев на этих установках соз­ дает возможность автоматизации процесса с устойчивыми режи­ мами паяния. На высокочастотных установках могут быть приме­ нены и другие усовершенствования технологии паяния: паяние в вакууме, в нейтральной защитной или в восстановительной среде, предохраняющей места паяния от окисления.

§ 3. СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ КЛЕПКОЙ

Клепкой называется процесс получения неразъемных соедине­ ний при помощи заклепок — цилиндрических металлических стерж­ ней с головкой на одном конце. Соединение деталей осуществляется деформированием (расклепыванием) выступающего стержня за­ клепки, из которого образуется другая головка (замыкающая).

Клепку мелкими заклепками с диаметром стержня до 8—10 мм выполняют в холодном состоянии, а заклепками с диаметром стержня более 10 мм — в нагретом состоянии.

По назначению клепаные швы делятся на три вида:

прочные , применяемые для соединения ферм, мостов, колонн,

кой герметичностью; для повышения герметичности между склепы­ ваемыми листами ставят различные прокладки или шов чеканят);

кой шов должен обладать хорошей герметичностью; герметичность прочно-плотных швов достигается чеканкой).

По характеру расположения соединяемых деталей различают: а) с о е д и н е н и я в н а х л е с т к у (рис. 86, а), когда один

лист накладывают на другой;

137

По расположению заклепок швы делятся на однорядные, двух­ рядные, многорядные, параллельные и шахматные.

Рис. 86. Клепаные швы:

о—внахлестку, б встык с одной накладкой, s ~ встык с двумя накладками

будут ослаблены большим количеством отверстий, при очень ред­ ком — прочность и герметичность шва окажется недостаточной.

Необходимое количество заклепок, их диаметр и длину опреде­ ляют расчетным путем.

Диаметр заклепок выбирают в зависимости от толщины скле­ пываемых листов по формуле

d~VÜ S,

где: d — диаметр заклепки, мм\

S — толщина склепываемых листов, мм.

Расстояние между центрами отверстий для заклепок (шаг за­ клепок) рассчитывают по формуле

l = 3d + 2 мм,

где: t — шаг заклепок, мм\

d — диаметр заклепок, мм.

Расстояние от центра заклепки до края листа должно быть не менее \,bd.

Длина стержня заклепки зависит от толщины склепываемых листов и формы замыкающей головки. Замыкающая головка обра­ зуется из выступающей части стержня. Длина этой части стержня для образования потайной головки должна быть от 0,8 до 1,2, а для образования полукруглой головки от 1,2 до 1,5 диаметров за­

138

клепки. Таким образом, полная длина стержня при потайной клеп­ ке должна составлять

/~S+(0,8 + l,2) d,

а при клепке с образованием полукруглой замыкающей головки

Z=S + (l,2 + l,5)d,

где: I — длина стержня заклепки, мм;

5 — толщина склепываемых листов, мм; d — диаметр заклепки, мм.

листов (в первую очередь правильность формы головок и плотность их прилегания к листам). В некоторых случаях полноту замыкаю­ щей головки и шаг между заклепками проверяют шаблонами, а от­ сутствие зазоров между склепываемыми листами — щупами.

Механизация клепки. Ручная клепка — медленный и трудоем­ кий процесс. При большом объеме работ необходимо ручную клеп­ ку механизировать.

Механизация процесса клепки достигается применением меха­ низированного инструмента и оборудования: кондукторов и много­ шпиндельных головок для сверления отверстий под заклепки, клепальных пневматических молотков и механизированных, облег­ ченных поддержек, специальных машин, прессов, агрегатных авто­ матов и т. д.

Облегченная инерционная поддержка (рис. 87, а) вдвое легче обычной и имеет меньшую вибрацию (в 4—5 раз). С закладной головкой заклепки соприкасается боек 1, который опирается на поршень 2, поджимаемый к бойку пружиной 3. Снаружи поддерж­ ка имеет деревянный корпус 4. Такую поддержку используют с пневматическими клепальными молотками.

Нередко вместо ударной клепки применяют прессовую. При прессовой клепке достигается большая прочность заклепочного соединения, Получение заклепочного соединения под прессом дает

139