2.1.3 Прессовые соединения

Цель - изучение конструкции, области применения и способов получения прессовых соединений, используемые при этом посадки. Определение натяга, обеспечивающего неподвижность соединения, и расчеты на прочность деталей соединения при различных способах нагружения.

Соединение двух деталей за счет натяга, получаемого при зап­рессовке одной в другую, называется прессовым или соединением с натягом (рис.2.15). Соединение применяют в основном для цилиндри­ческих сопрягаемых поверхностей и для неразборных или редко разбираемых конструкций. Под натягом понимают отрицательную разность между диаметрами охватывающей (втулка) и охватываемой (вал) дета­лями. После запрессовки диаметры становятся одинаковыми, т.е. вал испытывает сжатие, а втулка - растяжение и в зоне посадки возни­кает распределенное по поверхностям давление. Возникающие при этом силы трения обеспечивают неподвижность соединения при дей­ствии внешних нагрузок. Надежность соединения зависит от коэффициента трения на посадочных поверхностях и величины натяга. Величину коэф­фициента трения можно увеличить например за счет изменения шерохо­ватости поверхности или нанесения гальванических покрытий. Это позволяет умень­шить величину необходимого натяга и обеспечить прочность вала и втулки.

Рис. 2.15 Прессовое соединение: б) соединяемые детали, в) соединение после сборки

К преимуществам прессовых соединений относятся простота кон­струкции и сборки, хорошее взаимное центрирование деталей, пре­дохранительные свойства при действии динамических нагрузок. К недостаткам относятся повреждение поверхностей при запрессовке ( сглаживание сопрягаемых поверхностей ) и невозможность обеспечить качество соединения при повторной сборке, противоречивые требования пониженной шероховатости и повышенной точности.

Сборка прессовых соединений осуществляется двумя способами: запрессов­кой соединяемых деталей, нагревом втулки или охлаждением вала. При запрессовке про­исходит смятие (сглаживание) посадочных поверхностей и уменьшение надежности соединения. В соединениях используются посадки с натя­гом типа p...z в системе отверстия и P..Z в системе вала. Надежность соединения с использованием нагрева или охлаждения в 1,2 - 1,5 раза выше, чем при запрессовке, так как при этом не происходит сглаживание шероховатостей поверхностей. Нагрев выше 400°с для стали не рекомендуется, так как при этом возможны структурные изменения в материале. Разность температур охлаждения или нагрева находится по формулам для определения температурного расширения тела.

В соединениях, работающих при повышенных или пониженных тем­пературах и изготовленных из материалов с разными коэффициентами линейного расширения необходимо учитывать изменение натяга за счет температурных расширений. С целью облегчения сборки конец вала и отверстие во втулке снабжаются заходными фасками или скруглениями (рис.2.16). При запрессовке валов в глухие отверстия необходимо обеспечить вы­вод воздуха из глухой полости во избежание разрыва конструкции при нагреве.

Рис. 2.16. Обработка кромок при запрессовке