17. Сборка соединений с натягом.

Соединения с натягом применяют для получения неподвиж­ных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет напряжений, возникающих в материа-ле сопрягаемых дета­лей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей.

Применяют следующие способы сборки соединений с натягом:

1. механическая запрессовка при нормальной температуре;

2. сборка с нагревом охватывающей детали (отверстия);

3. сборка с охлаждением охватываемой детали (вала).

Соединение с натягом

Механическая запрессовка является наиболее распростра-нен­ным и простым процессом. Ее применяют при относительно не­больших натягах:

где d — номинальный диаметр соединения.

При таком способе сборки микронеровности частично сми­наются и фактический натяг в соединении уменьшается. Поэтому шероховатость посадочных поверхностей назначают в пределах Ra 1,25 мкм.

К недостаткам способа следует отнести:

• неравномерность деформации тонкостенных деталей;

• возможность повреждения сопрягаемых деталей;

• потребность в прессах значительной мощности.

Необходимое усилие запрессовки рассчитывают по формуле

где — коэф трения на контактных поверхностях (0,08 -0,10);

d — номинальный диаметр соединения, м;

L — длина сопрягаемых поверхностей, м;

р — давление на поверхно­сти контакта, МПа.

Давление на поверхности контакта рассчитывают по формуле

где — максимальный натяг в соединении, мкм;

С₁ и С₂ -коэффициенты Ляме соответственно для охватываемой (вала) и охватывающей (отверстия) деталей;

Е₁ и Е₂ — моду­ли упругости материалов соответственно вала и отверстия, Н/м²

Коэффициенты Ляме С₁ и С₂ рассчитатся по формулам

где d₁ -диаметр отверстия пустотелого вала; d₂ - наружный диаметр втулки; и - коэффициенты Пуассона соответст­венно для охватываемой и охватывающей деталей.

Для сплошного вала d₁ = 0 и При запрессовке втулки в массивный корпус .

По рассчитанному значению усилия запрессовки Р подбира­ют пресс с учетом коэффициента запаса к = 1,5.

Сборку соединений с нагревом охватывающей или охлаждением охватываемой детали применяют как при относительно больших, так и при небольших натягах.

Для нагрева деталей используют следующие средства: кипя­щую воду (t 100 °С), масляную ванну (t =100 - 130 °С), газовые горелки, нагревательные шкафы или печи, установки ТВЧ (токи высокой частоты). Во избежание структурных изменений метал­ла не рекомендуется нагревать детали выше 400 °С.

Для охлаж­дения используют сухой лед (t =-79 °С), сухой лед с этанолом (t = -100 °С), жидкий азот(t = -196 °С). Этот способ преимущест­венно применяют при сборке тонкостенных деталей (втулок) с массивными корпусами.

Температуру нагрева охватывающей детали рассчитывают по формуле:

где — максимальный натяг в соединении, мм;

— мини­мально необходимый зазор при сборке.

— коэффициент линейного расширения материала детали, град^-1;

d — диаметр соединения, мм;

— температура в помещении сборки, град.