5.2 Сборка подвижных и неподвижных соединений

Собранная электрическая машина при недостаточно точном соединении отдельных деталей, даже если они изготовлены с заданной точностью, не будет обладать необходимыми эксплуатационными качествами и надежно работать.

Соединения (сопряжения) деталей подразделяют на подвижные и непод­вижные.

Подвижные соединения характеризуются возможностью взаимного пе­ремещения (вращения) соединенных деталей. Характер соединения опреде­ляется посадкой и точностью соединяемых деталей и обеспечивается зазо­ром. Подвижные соединения могут образовывать цилиндрические и призма­тические (шпонки) дeтaли и детали со сложной формой поверхности (резьбо­вые, шлицевые).

Неподвижные соединения характеризуются невозможностью взаимного перемещения соединяемых деталей. Неподвижность соединения обеспечива­ется натягом. Неподвижные соединения могут быть выполнены по прессо­вым посадкам (гарантированный натяг) или по переходным посадкам (воз­можен натяг или зазор). Для обеспечения прочности соединения в переход­ных посадках часто применяются дополнительные конструктивные элементы (шпонки, штифты, шлицы).

Соединения деталей могут быть разъемными и неразъемными. Разъем­ные соединения образуют с помощью шпилек, болтов, штифтов, шплинтов, гаек. Неразъемные соединения образуют применением клепки, сварки, пай­ки, склеивания, развальцовки.

В процессе сборки электрической машины выполняют различные виды слесарно-сборочных работ. Сборка подвижных соединений не вызывает за­труднений, так как гарантированный зазор создается выбранной посадкой. После сборки таких соединений необходимо проверить плавность вращении вала и отсутствие заеданий.

Сборку неподвижных соединений осуществляют тремя методами: запрес­совкой вала в отверстие, нагревом охватывающей детали (отверстие) или охлаждением вала. При запрессовке могут быть использованы ударное дей­ствие молотка или усилие, создаваемое прессом (винтовым, пневматическим или гидравлическим). Нагрев охватывающей детали для создания неподвиж­ного соединения производят в горячей масляной ванне (переходные посадки) или в нагревательной печи (горячая посадка). Образование неподвижного соединения с охлаждением вала до низкой температуры применяется в тех случаях, когда неприменимы два первых способа сборки.

Разъемные соединения должны быть точными, прочными, допускать мно­гократную сборку и разборку и не иметь вмятин, забоин и т. п.

Разъемные соединения чаще всего получают, используя резьбовые соеди­нения болтами с гайками, ввертными болтами, шпильками и гайками (рис. 5.1).

Соединение болтами с гайками (рис. 5.1, а) применяют при выполнении сквозных отверстий в соединяемых деталях. При сборке и разборке таких соединений необходимо страховать болт от проворачивания при завертыва­нии или отвертывании гайки, а также фиксировать его в осевом направлении. При таком соединении приходится манипулировать двумя деталями, что не всегда удобно.

Соединение ввертными болтами (рис. 5.1, б) применяют при установке болта только с одной стороны соединения. Одна деталь имеет сквозное отвер­стие без резьбы, а другая - глухое или сквозное отверстие с резьбой. Деталь с резьбовым отверстием должна быть выполнена из материала, который хорошо держит резьбу (сталь, чугун, бронза). Если деталь с резьбовым отверстием из мягких сплавов (алюминиевых, цинковых), то в нее вводят нарезную втулку из более твердого материала. При сборке таких соединений манипу­лируют только одной деталью - болтом, что более удобно, чем ма­нипулировать болтом и гайкой.

Соединение шпильками (рис. 5.1, в) применяют в основ­ном для деталей из мягких спла­вов для глухих или сквозных от­верстий, когда установка ввертных болтов невозможна. Шпилька имеет резьбу на обоих концах.

Рисунок 5.1 - Вилы резьбовых соединений:

а - болтом с гайкой, б - ввертным болтом, в - шпилькой и гайкой

Один конец шпильки завертывают в нарезное отверстие детали из мягкого материала, при воз­можности с натягом или стопорят. При сборке и разборке на другой конец шпильки навертывают гайку. Таким образом, в деталь из мягкого мате­риала шпильку завертывают только один раз, что позволяет иметь надеж­ное соединение. Для обеспечения герметичности посадки шпильки в сквозном резьбовом отверстии и предупреждения ее самоотвинчивания резьбу смазывают суриком или локтайдом.

При резьбовых соединениях поверхности на деталях, к которым прилегают опорные поверхности гаек и головок болтов, должны быть ровными и перпенди­кулярными оси отверстий. Опорные поверхности на деталях получают механиче­ской обработкой. При сборке резьбового соединения гайка или болт должны быть затянуты с определенным усилием, торец гайки и торец болта должны плотно прилегать к опорной поверхности без перекосов. Перекос опорной поверхности создает изгибающий момент, который обычно приводит к обрыву болтов. Под действием усилия затяжки происходит вытяжка болта, поэтому правильная сборка резьбового соединения зависит от выбранного усилия затяжки болта или гайки. Ич условия прочности крепежных деталей верхний предел напряжения затяжки при­нимают 0,5.. .0,7 предела текучести материала болта или шпильки.

Затяжка неответственных резьбовых соединений осуществляется обыч­ными гаечными ключами без устройства для контроля прилагаемого усилия. Во избежание приложения слишком больших усилий затяжки и разрушения крепежных деталей ограничивают длину рукоятки ключа (обычно не более 15.. .20 диаметров резьбы).

При многоболтовых соединениях сначала выполняют затяжку болтов, расположенных посередине детали, а затем - по ее краям. Если болты распо­ложены по окружности, их затягивают крест-накрест в два-три приема. При первом приеме болты (гайки) наживляют и завертывают до подхода к опор­ной плоскости детали, при втором и последующих приемах постепенно их затягивают. Затяжку резьбовых соединений при сборке ответственных узлов производят измерением момента затяжки.

Предварительно оценку момента затяжки определяют по формуле:

где P_з - сила затяжки; d - диаметр болта.

Затяжку резьбовых соединений по моменту производят предельными ди­намометрическими ключами.

Торцевой предельный ключ с регулируемым крутящим моментом показан на рис. 5.2,а. Головка (10) ключа соединена с гильзой 6 и шпилькой (5). Гильза (6) и стакан (2) находятся в зацеплении торцевыми зубьями (3) под действием пружины (7). При достижении предельного момента затяжки шпилька (5) будет скользить по наклонной прорези (4) в гильзе (6) и подни­мать вверх стакан (2) через упорный болт (1). Выход из зацепления торцевых зубьев прерывает передачу вращения от стакана (2) к гильзе (6), а соответст­венно и головке (10) ключа. Сила затяжки резьбового соединения регулиру­ется сжатием пружины (7) гайкой (8) и контргайкой (9).

Динамометрический ключ показан на рис. 5.2,б. При затяжке резьбового соединения с помощью рукоятки (12) происходит изгиб стержня (11), прогиб которого пропорционален прикладываемому к рукоятке усилию. При дости­жении стрелкой (14) требуемого деления шкалы (13) затяжка прекращается.

В настоящее время при механизации процесса сборки резьбовых соедине­ний используют инструмент с электроприводом или пневмоприводом. В ин­струменте с электроприводом (рис. 5.3,а) крутящий момент от асинхронно­го двигателя (9) через редуктор (8) передается на кулачковые муфты (6 и 7), выполняющие функции ограничения предельного момента. Муфта (6) нахо­дится в зацеплении под действием пружины (5). Сила нажатия этой пружины регулируется гайкой (4), расположенной на выходном валу. Нерегулируемая муфта (3) выполняет функцию включения рабочего наконечника. До начала работы инструментом эта муфта под воздействием пружины (2) находится в разомкнутом состоянии. В начале работы в результате нажатия на инстру­мент преодолевается сопротивление пружины (2) и муфта (3) включается. В конце затяжки резьбового соединения или при достижении определенного усилия головка муфты (3) останавливается, а кулачковые муфты (6 и 7) обес­печивают проскальзывание приводного механизма. Наконечник (1) сменный. При установке торцевого ключа получают гайковерт, при установке отверт­ки - винтоверт или шуруповерт.

Электрогайковерты с механизмом проскальзывания по принципу дейст­вия относятся к безударному резьбозавертыванию. Существенным недостат­ком таких гайковертов является передача реактивного момента на руки рабо­чего. Это ограничивает их применение для сборки резьбовых соединений диаметром до 12 мм.

В инструменте с пнев­матическим приводом (рис. 5.3,б) вращательное движение привода преоб­разуется в серию периоди­чески повторяющихся ударов. При нажатии кур­ком 14 па стержень 15 и через него на клапан 16 сжатый воздух постуает в полость рукоятки и далее к полость роторного пневматического двигателя 13. От вала двигателя вращение передаемся че­рез ударно-импульсную муфту рабочему наконеч­нику 1 .Ударно-импульсная муфта состоит из обоймы 12 и роликов 11. При вращении обоймы ролики многократно ударяют о выступы шпинделя 10, обеспечивая затяжку резьбового соединения.