4. Особенности соединения резьбовыми шпильками?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Новиков Н.П. Основы технологии сборки машин и механизмов / Н.П. Новиков. – М.: Машиностроение, 1980. – 592 с.

2. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина. -М.: Машиностроение, 1983. 180 с.

3. Никитин A.H Технология сборки двигателей летатель-

ных аппаратов/ A.H. Никитин - М: Машиностроение, 1982. - 268 с.

4.Ильянков А.И. Основы сборки авиационных дви­гателей/ А.И. Ильянков, Н.В.Левит - М.: Машиностроение., 1987. - 286 с.

Практическая работа №4

СБОРКА НЕРАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

При сборке изделий машиностроения важное место отводится технологии образования неразъемных соединений. К ним относятся соединения, выполняемые с гарантированным натягом, развальцовкой и отбортовкой, клёпкой, сваркой, пайкой и склеиванием.

Соединения с гарантированным натягом

Прочность и относительная неподвижность неразъёмных соединений деталей с натягом обеспечивается силами трения, которые зависят от давления, определяемого натягом (δ) .Сборка соединения с натягом может осуществляться под действием осевой силы, создаваемой прессом или с термовоздействием – с нагревом охватывающей или охлаждающей охватываемой детали. Применяют также гидропрессовую сборку, при которой деформация деталей соединения достигается подачей масла под высоким давлением через специальные канавки при одновременном действии осевой силы.

При сборке с натягом необходимо центрирование деталей. В процессе сборки к одной из двух деталей прикладывается осевая сила в Р, которая растёт от 0 до некоторого максимального значения:

,

где fз – коэффициент трения при запрессовке;

d- номинальный диаметр соединения;

L- длина запрессовки, мм;

- давление на поверхности, МПа.

где δ_р - расчётное натяжение, мм.

_{и - модуль упругости, МПа;}

и - безразмерные коэффициенты.

Рис. 4.1

Вследствие натяга (рис. 4.1) на поверхности контакта возникает давление p, которое определяет характер деформации деталей. Эти деформации для обеих деталей могут быть упругими, либо упругими для одной и упругопластической для другой.

Обычно натяг определяет по номинальным размерам охватываемой и охватывающей деталей. Однако сминание микронеровностей во время запрессовки вызывают уменьшение натяга и ослабление посадки. Поэтому расчётный натяг (δ_р), определяют с учётом высоты микронеровностей Rf и Ra.

Под прочностью соединения с натягом понимают способность сопротивляться осевому сдвигу и повороту втулки относительно вала, когда они находятся под действием осевой нагрузки, вращающего и изгибающего момент, передаваемый соединением вращающего момента.

Ми = 0,5f3*πd²*L*p.

Прочность соединения и сила запрессовки зависит от скорости запрессовки и угла заходной фаски детали (наибольшая прочность достигается при V ≤ 3 мм/c). Давление p на поверхности контакта в собранном соединении можно контролировать ультразвуковым методом. Метод основан на том, что при увеличении давления (p) количество проходимой через соединение ультразвуковой энергии возрастают, а отражённая её часть уменьшается. Отражённые ультразвуковые колебания преобразуются в электрические сигналы, которые изображаются на экране.

Соединения, выполняемые развальцовкой

и отбортовкой

Развальцовка и отбортовка основаны на пластическом деформировании одной из сопрягаемых деталей, поэтому свойства материала имеют большое значение для получения качественного соединения. Развальцовкой и отбортовкой получают плотные и герметичные соединения, передающие осевую нагрузку и крутящий момент.

Вальцовочные соединения выполняемой с помощью соединительного элемента (цапфы), форма которого позволяет обкатывать или раскатывать его вокруг оси вальцовкой. Вальцовочное соединение имеет много видов (рис. 4.2 а, б, в). Каждое вальцовочное соединение (рис. 4.3)

Рис.4.2

до сборки характеризуется геометрическими параметрами цапфы: внешний диаметр D, d, толщина стены b, длинной цапфы L, длинной высоты цапфы l для формообразующей замыкающую головку, диаметром и формой отверстий пакета.

Вальцовочные соединения применяют: когда нагрев соединительных деталей невозможен; при сборке деталей из разрозненных материалов, сварка и пайка которых затруднительны; в конструкциях труб, работающих под действием вибрационных и ударных нагрузок, внутренних или внешних ^{давлений} и тепловых расширений.

При вальцевании распределение материала цапф регулируется изменением скорости осевого перемещения инструмента, частотой его вращения вокруг своей оси.

Применяется развальцовка, обжатие, отбортовка с помощью магнитно-импульсных устройств, взрывом. Для

получения вальцовочных соединений применяют ручные, механические, пневматические, пневмогидравлические,

Рис. 4.3

гидравлические прессы прямого действия и специальные установки.

Сварные соединения

В зависимости от технических требований, предъявляемых к сварочным узлам, различают следующие схемы технологических процессов сборки сваркой:

1 – заготовка элементов узла с их окончательной механической обработкой – сборка узла – сварка – правка узла;

2 - заготовка элементов узла с частичной (предварительной) механической обработкой – сборка узла – сварка - термическая обработка (при необходимости) – окончательная механическая обработка;

3 – заготовка элементов узла – сборка узла – сварка - механическая обработка.

В последней схеме механическая обработка может выполняться также на первом этапе в виде подготовки под сварку. Сборочные работы перед сваркой предусматривают правильное положение соединительных деталей и их временное скрепление. Это хорошо делается в специальных приспособлениях.

Технологические особенности сварки обеспечивают возможность ведения этого процесса (сварки) на поточных линиях механической обработки и сборки.

Прочность соединений, получаемых сваркой обычно ниже крепёжных, они значительно трудоёмки, но более технологичны. Сварку можно осуществлять дуговой, плазмой, электрическим сопротивлением, трением, токами радиочастоты, взрывом, применением больших пластичных деформаций, ультразвуком, лазером.

Применение новейших достижений науки и техники в области сварки позволяет решать вопросы, связанные с созданием неразъёмных соединений, практически всех применяемых в конструкциях машин, металлов и сплавов.

В связи с широким применением в конструкциях машин пластических масс (полиэтилена, винипласта, полихлорвинила, органические стекла и т.д.) возникает необходимость сварки деталей из этих материалов. Используются тепловые виды сварки и сварку с нагревом ТВЧ.

Важными направлениями развития технологии сварки , выполняемой при сборке машин и механизмов являются:

- механизация и автоматизация процесса на основе широкого внедрения сборочно-сварочных установок, механизированных стендов, и приспособлений, шаблонов и кондукторов, кантователей;

- внедрение в производство приборов и устройств для автоматического контроля и одновремённой записи параметров процесса сварки;

- контроль сварочных соединений рентгено- телевизионным методом с применением интроскопии;

- внедрение импульсно-дуговой сварки в защитных газах с программами изменения процесса и др.

Наиболее распространенными в машиностроении способами сварки являются: контактная – точечная и шовная; дуговая – полуавтоматическая под слоем флюса, в среде защитных газов; электрошлаковая; ультразвуковая. В ряде производств осваивается новые виды сварки: электронным лучом; плазменно-квантовая; диффузионная.

Расчет прочности сварных соединений

Стыковое соединение с прямым швом (рис. 4.4).

Рис. 4.4 Рис. 4.5

Допустимое усилие для этого вида соединения:

при растяжении

Р₁= ],

при сжатии

Р₂= ,

где и - допускаемые напряжения для сварного шва соответственно при растяжении и сжатии.

При расчете прочности все виды подготовки кромок в стыковых соединениях принимают равноценными.

При стыковом соединении с косым швом (рис. 4.5) допускаемое усилие для соединения при растяжении будет

при сжатии

При =45⁰ соединение равнопрчно целому сечению.

Нахлесточное соединение выполняют угловым швом. В зависимости от направления шва огтносителшьно напрввления действующих сил угловые швы называют лобовыми (рис. 4.6, а), фланговыми (рис. 4.6, б), косыми (рис. 4.6, в), и комбинированными (рис. 4.6, г).

Максимальную длину лобового и косого швов не ограничивают. Длину флангвых швов следует принимать не более 60К, где К – длина катета шва. Максимальная длина углового шва 30 мм; при меньшей длине дефекты в начале и в конце шва значительно снижают его прочность. Минимальный катет углового шва К_min принимают равным 3 мм, если толщина металла S≥3 мм.

Допускаемое усилие для соединения

Р₁=Р₂=0,7[ ] KL,

где [ ] – допускаемое напряжение для варного шва на срез;

К – катет шва;

L – весь периметр угловых швов:

для лобовых швов L= ;

фланговых ;

косых ;

комбинированных L= .

Рис.4.6. Швы нахлесточных соединений:

а – лобовой; б – фланговый; в – косой; г -комбинированный

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Начертить эскиз cварочных соединений(чертеж выдает преподаватель).

2.Провести прочностной расчет различных видов сварных соединений (вид сварки указывает преподаватель).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. От чего зависит прочность соединения и сила запрессовки деталей?

2. В каких случаях применяют соединения вальцовкой?

3. Назвать схемы технологических процессов сборки сваркой?

4.Перечислить наиболее распространенные в машиностроении способы сварки?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. . Справочник технолога – машиностроителя: в 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.А. Мещерякова. -М.: Машиностроение, 1985.

2. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина. -М.: Машиностроение, 1983.- 180 с.

3. Проектирование технологии сборки и испытаний изделий: учеб. пособие [Электронный ресурс]. - электрон. Текстовые, граф. данные (1,46 МБ) / В.А Сай, О.Н. Кириллов.- Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015.