Способы сборки типовых соединений и передач. Сборка типовых соединений

При сборке выделяют следующие группы и виды соединений: по сохранению целостности при разборке - разъемные и неразъемные; по возможности относительного перемещения составных частей - подвижные и неподвижные; по методу образования - резьбовые, прессовые, шлицевые, шпоночные, сварные, клепаные, комбинированные и др.; по форме сопрягаемых поверхностей - цилиндрические, плоские, конические, винтовые, профильные и др. Соединения, содержащие в себе несколько признаков, обозначаются соответствующим сочетанием терминов, например неподвижные разъемные резьбовые соединения, подвижные неразъемные профильные соединения.

Наиболее распространенными соединениями в конструкции автомобилей являются: разъемные подвижные (поршень - цилиндр, вал - подшипник скольжения, плунжер - гильза); зубчатые и шлицевые; разъемные неподвижные (резьбовые, прессовые и шпоночные); неразъемные неподвижные (сварные, паяные, клепаные, клееные); неразъемные подвижные - радиальные шариковые подшипники качения.

Сборка резьбовых соединений. При сборке резьбовых соединений должны быть обеспечены:

соосность осей болтов, шпилек, винтов с резьбовыми отверстиями и необходимая плотность посадки в резьбе;

отсутствие перекосов торца гайки или головки болта относительно поверхности сопрягаемой детали, так как перекос является основной причиной обрыва винтов и шпилек;

соблюдение очередности и постоянство усилий затяжки крепежных деталей в групповых резьбовых соединениях.

Последнее означает, чта затяжка гаек (болтов) производится в определенной последовательности (рис. 7.1). Их затягивают крест-накрест в несколько приемов - сначала неполным моментом, а затем окончательным, указанным в нормативно-технической документации. Контроль момента затяжки резьбовых соединений осуществляют динамометрическими ключами по степени изгиба (рис. 7.2) или кручения стержня ключа либо с помощью предельных муфт, встраиваемых в резьбозавертывающие машины (установки).

Сборка прессовых соединений. Качество сборки прессовых соединений формируется под воздействием следующих факторов: значения натяга, материала сопрягаемых деталей, геометрических размеров, формы и шероховатости поверхностей, соосности деталей и прилагаемого усилия запрессовывания, наличия смазки и др.

Применение смазочного материала уменьшает требуемое усилие запрессовки и предохраняет сопрягаемые поверхности от задиров. Качество сборки прессовых соединений определяется также точностью центрирования сопрягаемых деталей (с помощью приспособлений и оправок).

Повышение прочности неподвижных соединений с натягом в 1,5...2,5 раза обеспечивается применением сборки с термовоздействием - нагревом охватывающей и (или) охлаждением охватываемой детали. При этом образуется необходимый сборочный зазор и не требуется приложение осевой силы. Нагрев деталей осуществляется в масляных ваннах, электропечах, индукционных установках и др. Для охлаждения деталей применяют жидкий азот, сухой лед (твердую углекислоту) в смеси с ацетоном, бензином или спиртом.

Сборка соединений с подшипниками качения. При запрессовке подшипника качения размер его колец изменяется: внутреннее кольцо увеличивается, а наружное уменьшается. Эти изменения вызывают уменьшение диаметрального зазора между рабочими поверхностями колец и шариков.

Внутреннее кольцо подшипника, сопряженное с цапфой вала, должно иметь посадку с натягом, а наружное - с небольшим зазором так, чтобы кольцо имело возможность во время работы незначительно провертываться.

При установке в сборочной единице двух или нескольких подшипников необходимо уделять внимание соосности посадочных поверхностей в корпусных деталях. То же касается и шеек валов. Несоблюдение этого условия может привести к перекосам подшипников и заклиниванию шариков.

При запрессовке подшипников качения с помощью оправок необходимо, чтобы усилие запрессовки передавалось непосредственно на торец соответствующего кольца: внутреннего - при напрес-совке на вал, наружного - при запрессовке в корпус и на оба торца колец, если подшипники одновременно напрессовываются на вал и входят в корпус. Нагрев подшипников в масляной ванне до 100 °С при установке на вал заметно уменьшает осевое усилие для запрессовки. Целесообразен также нагрев корпусной детали.

Сплошной стрелкой показано направление смещения шестерен для исправления контакта. Если при этом боковой зазор получается чрезмерно большим или Малым, то необходимо сместить другую шестерню, как показано прерывистой стрелкой.

Регулировка радиального зазора в коническом роликовом подшипнике производится смещением наружного или внутреннего кольца в осевом направлении регулировочным винтом или гайкой либо путем подбора соответствующего комплекса прокладок. Контроль заданного предварительного натяга после сборки узда осуществляют по моменту, необходимому для прокручивания одной из сопряженных деталей относительно неподвижной детали при отсутствии осевого люфта в подшипниковых соединениях.

Срок службы подшипников качения зависит в значительной мере от степени предохранения их от грязи и пыли. Поэтому после сборки устанавливают прокладки, задерживающие смазку и предохраняющие подшипник от попадания в рабочую зону пыли и влаги.

Сборка зубчатых передач. Сборка цилиндрических зубчатых передач осуществляется методами полной или неполной взаимозаменяемости. Перед сборкой зубчатой пары на специальном приспособлении определяют боковой зазор между зубьями для обеспечения плавности работы пары, а при необходимости подбирают пару.

Для правильного зацепления зубчатых цилиндрических колес необходимо, чтобы оси валов лежали в одной плоскости и были параллельны. Их выверка производится регулированием положения гнезд под подшипники в корпусе. После установки зубчатые колеса проверяют по зазору, зацеплению и контакту.

При сборке конической пары редуктора заключительной операцией является регулировка зацепления путем осевого перемещения ведущей шестерни (вперед-назад) и (или) ведомого колеса (вправо-влево). Это достигается перемещением части регулировочных прокладок с одной стороны на другую. Качество зацепления оценивается размерами, формой и положением пятна контакта на зубьях (рис. 7.3), значением бокового зазора между зубьями и уровнем шума на специальных стендах, оборудованных шумоизмерительной аппаратурой.

Контроль качества сборки

В процессе узловой и общей сборки выполняют комплекс контрольных операций - проверок:

комплектности деталей и сборочных единиц;

точности посадок и взаимного расположения сопряженных деталей и сборочных единиц;

использования одноименных размерных групп сопряженных деталей при сборке методом групповой взаимозаменяемости;

выполнения технологических требований по сборке, регулировке, приработке и испытанию изделий;

герметичности соединений, в том числе качества притирки клапанов;

отсутствия прокладок и сальников, бывших в эксплуатации;

смазки деталей сборочных единиц.

Производится проверка технологических параметров и определение функциональных показателей собранных изделий (развиваемая мощность и удельный расход топлива, напор и подача масляного насоса, электрические параметры генератора и др.).

Контроль сборки осуществляется с применением соответствующих средств измерений, которые выбирают с учетом конструктивных особенностей изделия, метрологических характеристик, а также себестоимости выполнения контрольной операции. В качестве средств измерения используют универсальные штангенинст-рументы, микрометрические и индикаторные инструменты, электрические и пневматические приборы и различные специальные контрольные приборы, приспособления, стенды и установки. Обеспечение требуемого уровня качества отремонтированных изделий невозможно без эффективного функционирования службы технического контроля как неотъемлемой составной части технологических процессов.

В зависимости от стабильности соблюдения качества собранных изделий применяется выборочный или сплошной контроль. Операции технического контроля разрабатываются совместно с операциями технологического процесса сборки изделий, которые формируют и определяют заданное качество, а также обеспечивают получение информации для регулирования технологического процесса и предупреждения брака.

Погрешности сборки по характеру и проявлению могут быть случайными и периодическими. Основные из них - это некачественные посадки, вызывающие появление других неисправностей. Распространенными дефектами являются отклонения от точности взаимного расположения деталей и узлов, неравномерная и беспорядочная затяжка групп резьбовых соединений, неплотность прилегания сопрягаемых поверхностей и др.

Большинство погрешностей сборки возникает из-за низкого качества деталей и узлов, поступающих на сборку, и нарушения технологической дисциплины.

Лекция № 7 Сборка типовых соединений, узлов, автомобиля

МЕТОДЫ ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ сборки

В машиностроительной промышленности сборку производят методами полной взаимозаменяемости, неполной взаимозаменяемости, групповой взаимозаменяемости, пригонки и регулирования.

При полной взаимозаменяемости точность сборки достигается без подбора или пригонки любых взятых из партии сопряженных деталей. Для ее осуществления необходима обработка деталей с высокой точностью, т.к. точность сборки изделия при этом методе зависит только от точности собираемых деталей.

Например, точность сборки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала двигателя определяется величинами допусков размеров на диаметр гнезда под вкладыши, на толщину вкладышей и диаметр шейки вала. Для двигателей ЗМЗ, УАЗ зазор в коренных подшипниках должен быть в пределах 0,036…0,079 мм, допуск зазора 0,043 мм, размер гнезд в блоке цилиндров под вкладыши 68,500…68,518 мм, допуск 0,018 мм; толщина вкладышей 2,232…2,226 мм, допуск 0,006 мм; диаметр коренных шеек коленчатого вала 64,00…63,987 мм, допуск 0,013 мм.

Сборка данного соединения методом полной взаимозаменяемости без подбора, выбора и подгонки деталей обеспечивает требуемую точность сборки подшипников двигателя, так как допуск 0,018+2*0,006+0,013=0,043 мм.

Метод наиболее целесообразно применять в крупносерийном и массовом производствах для двухзвенных размерных цепей (например, в сопряжениях вал - втулка, вал - подшипник). Для многозвенных цепей этот метод трудоемок и экономически нецелесообразен.

Метод неполной взаимозаменяемости состоит в том, что требуемая точность сборки достигается не у всех объектов. Т.е. в отличие от полной взаимозаменяемости устанавливаются более широкие допуски (дешевле) на все детали сборочной размерной цепи. При этом методе сборки часть узлов не будет удовлетворять установленной точности и их придется разбирать и собирать повторно.

В этом случае дополнительные затраты на выполнение разборочно-сборочных работ значительно меньше затрат на изготовление сопрягаемых деталей с более узкими допусками, обеспечивающими получение требуемой точности сборки у всех соединений.

Сборка по этому методу целесообразна в серийном и массовом производствах для многозвенных размерных цепей.

Метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки ) заключается в том, что детали изготавливают с увеличенными полями допусков. Перед сборкой сопрягаемые детали сортируют на размерные группы с одинаковыми допусками. В пределах каждой размерной группы требуемая точность сборки достигается методом полной взаимозаменяемости.

Метод обеспечивает достижение наиболее высокой точности при низких затратах, он применяется при сборке точных (прецизионных) сопряжений: (плунжерные пары, шатунно-поршневые группы и т.п.)

Например, для двигателей необходим допуск посадки поршневого пальца (допуск наружного диаметра 0,010 мм) в бобышках поршня и во втулке верхней головки шатуна (допуск отверстий 0,010 мм), равный 0,005 мм. Сборка указанных соединений методом полной взаимозаменяемости обеспечит допуск 0,010+0,010=0,020 мм, что недопустимо. В этом случае допуск посадки будет в 4 раза шире необходимого. Поэтому для достижения требуемого допуска посадки 0,005 мм сопрягаемые детали сортируют на четыре размерные группы с допуском 0,0025 мм в каждой (табл.).

Сущность метода регулирования заключается в том, что требуемая точность сборки достигается изменением компенсирующего звена (на рис. - К) без снятия слоя металла.

Например, требуемая точность осевого зазора (натяга) в соединении с коническими подшипниками качения (дифференциал, главная передача, механизм рулевого управления и др.) обеспечивается изменением толщины неподвижного компенсатора (группа колец, прокладок, регулировочных шайб и т.п.), а точность зазора между торцом клапана и болтом толкателя достигается путем изменения положения подвижного компенсатора - регулировочного болта в осевом направлении.

Метод пригонки состоит в том, что требуемая точность сборки достигается изменением компенсирующего звена путем снятия слоя металла.

Основными слесарно-пригоночными работами являются опиливание, обработка отверстий по месту, полирование, притирка и др. Пригонка (притирка клапана к седлу, плунжерной пары топливной аппаратуры, приработка ведущей и ведомой шестерен главной передачи) производится в процессе обработки резанием, и детали поступают на сборку спаренными.

Метод применяется в единичном и мелкосерийном производствах.

ВИДЫ СБОРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Соединения деталей в зависимости от характера разделяются на подвижные и неподвижные, а в зависимости от возможности разборки - на разъемные и неразъемные.

Подвижные разъемные: поршень - цилиндр, зубчатые и некоторые шлицевые соединения. Подвижные неразъемные: радиальные шариковые подшипники. Неподвижные разъемные: резьбовые, шпоночные, конусные и др. Неподвижные неразъемные: заклепочные, соединения сваркой, запрессовкой, пайкой, склейкой и т.п.

Разъемные соединения разбираются без повреждений деталей.

Неразъемные соединения не могут быть разобраны без повреждений деталей.

К неподвижным разъемным соединениям относятся резьбовые, шпоночные и шлицевые, выполненные с переходными посадками и посадками на конус, а также штифтовые соединения.

Детали подвижных соединений при работе могут перемещаться друг относительно друга.

В резьбовых соединениях обычно используются шпильки, болты и винты и гайки.

Шпильки применяют при непосредственном соединении плоских поверхностей или при соединении поверхностей с помощью прокладок, причем этому предшествует ввертывание шпилек в базовую деталь.

Болты применяют, когда отверстия в сопрягаемых деталях сквозные.

Винты необходимы тогда, когда резьбовое соединение в процессе эксплуатации часто разбирается. Поэтому резьба для винтовых соединений выполняется менее плотной, чем в резьбовых соединениях шпильками.

Самоформирующие винты (исключающие применение гаек) предназначены для крепления деталей без предварительного сверления.

Самоформирующие винты делятся на самонарезающие (образуют резьбу нарезанием с удалением материала) и самовыдавливающие (образуют резьбу в отверстии накатыванием без удаления стружки). Если винт завинчивают в латунь, алюминий, пластмассы, то смазки не требуется, в сталь - необходима смачка минеральным маслом, в чугун - керосином.

При выполнении резьбовых соединений широко используются гайковерты, которые бывают одно- и многошпиндельными (до 20). Многошпиндельные гайковерты позволяют завертывать одновременно несколько гаек (при установке колес). При затягивании резьбовых соединений для обеспечения заданного крутящего момента применяют различные тарированные ключи, рассчитанные на автоматическое выключение при достижении заданной силы затяжки, а также динамометрические ключи, контролирующие силу затяжки с помощью специальных указателей. Наиболее точно затяжку резьбовых соединений можно контролировать по изменению удлинения болта или шпильки под действием затяжки. Удлинение измеряется микрометром или индикатором.

В шпоночных соединениях используются клиновые, призматические и сегментные шпонки.

При сборке с помощью клиновой шпонки ось охватывающей детали смещена относительно оси вала. Это смещение является причиной радиального биения охватывающей детали.

В соединениях с призматическими или сегментными шпонками сборка шпонки с валом производится с натягом, шпонка запрессовывается в паз вала при помощи пресса или винтовыми струбцинами.

При сборке шпоночных соединений особое внимание необходимо обратить на точность подгонки шпонок по боковым поверхностям и зазору по наружной поверхности. Так как через торцы шпонок передаются крутящие моменты от одной детали к другой, они должны быть очень точно пригнаны по шпоночному пазу сопряженной детали. При неточной пригонке резко возрастает давление в шпоночном соединении и торцы шпонки и шпоночные пазы сминаются. В шпоночном соединении образуется постепенно увеличивающийся зазор, и это разбивает соединение.

Шлицевые неподвижные соединения выполняют с различными посадками центрирующих элементов и бывают туго- и легкоразъемными. Тугоразъемное шлицевое соединение выполняют с нагревом охватывающей детали до 80-120°С. Нагрев уменьшает усилие напрессовки и, следовательно, обеспечивает более правильную посадку. При сборке легкоразъемных шлицевых соединений больших усилий напрессовки не требуется.

Шлицевые подвижные соединения в автомобилях могут быть прямобочными, эвольвентными и треугольными. Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевые соединения, при сборке которых центрирование охватывающей детали может быть выполнено по наружному диаметру выступов охватываемой детали (вала), по внутреннему диаметру впадин вала и по боковым сторонам шлиц.

При центрировании по наружному диаметру выступов вала его шлифуют по наружному диаметру шлицев. При центрировании по внутреннему диаметру впадин вала шлифуют отверстие детали (наиболее дорогое). Центрирование по боковым сторонам применяется в том случае, если на валу более 10 шлицев. На автомобилях чаще всего применяется первый тип шлицевого соединения.

Штифтовые соединения выполняются при помощи конических и цилиндрических штифтов. Кроме соединения, штифты используются также для обеспечения необходимого взаимного положения собираемых деталей.

Зубчатые колеса насаживают на посадочные шейки валов с небольшим зазором или натягом вручную или при помощи специальных приспособлений.

Зубчатые передачи с цилиндрической зубчатой парой после установки колес на валы проверяют по боковому зазору и пятну контакта.

Расположение пятна контакта проверяют по отпечатку краски.

Боковой зазор измеряют щупом или при помощи индикаторного приспособления (рис.) путем поворота на некоторый угол одного зубчатого колеса при неподвижном другом. При сборке зубчатых зацеплений с большим модулем боковой зазор можно определять с помощью свинцовой пластины, прокатив ее между зубьями, а затем измерив микрометром ее толщину.

Верхнюю шестерню 2 стопорят, ножку индикатора 4 устанавливают перпендикулярно хомутику 3 и проворачивая зубчатое колесо 1, фиксируют отклонение индикатора.

Боковой зазор определяют по формуле

где - диаметр начальной окружности зубчатого колеса, мм;

Длина плеча, мм;

Показания индикатора, мм.

Зубчатые передачи с конической или гипоидной зубчатой парой оценивают по пятну контакта зубьев, боковому зазору и уровню шума.

Правильность расположения пятна контакта достигается путем взаимного перемещения зубчатых колес вдоль оси вращения.

Боковой зазор измеряют с помощью индикаторного приспособления, которое закрепляют на картере. Регулируют зазор перемещением зубчатых колес и установкой прокладок.

Уровень шума проверяют на стенде, он не должен превышать 50...70 дБ.

При проверке пятна контакта зубьев «на краску» рабочие поверхности шестерни покрывают краской и несколько раз проворачивают зубчатые колеса в разные стороны. О контакте рабочих поверхностей зубьев судят по форме и расположению отпечатка (рис.).

Подшипники качения напрессовывают на вал или запрессовывают в корпус с помощью пресса или винтовых приспособлений, избегая ударов.

Для этого используют подкладные кольца (рис. а) и монтажные трубы (рис. б). При запрессовке подшипника в корпус с одновременной напрессовкой его на шейку вала применяют специальную оправку (рис. в).

В сборочном узле с вращающимся валом и неподвижным корпусом внутреннее кольцо подшипника должно иметь посадку с натягом, а наружное - с зазором.

При неподвижном вале и вращающемся корпусе внутреннее кольцо устанавливают с зазором, а наружное - с натягом

Зазор необходим для удобства демонтажа подшипника и возможности провертывания кольца, что обеспечивает более ровный износ кольца и посадочной поверхности детали.

При запрессовке подшипника качения размер его колец изменяется: диаметр внутреннего кольца увеличивается, а наружного уменьшается. При запрессовке подшипников необходимо пользоваться оправками и следить, чтобы усилие запрессовки передавалось на запрессовываемое кольцо.

Регулировку радиального зазора в коническом роликовом подшипнике осуществляют смещением наружного или внутреннего кольца в осевом направлении регулировочным винтом или гайкой или подбором соответствующего комплекта прокладок.

Неразъемные подшипники скольжения (втулки) запрессовывают в гнезда, а затем растачивают или развертывают под диаметр шеек сопряженных валов. Втулки запрессовывают на гидравлических и механических прессах.

При сборке цепных и ременных передач линейкой контролируют их натяжение по величине стрелы провисания нерабочей ветви. Звездочки и шкивы передач должны находиться в одной плоскости, что проверяют, прикладывая к торцам стальную линейку или натягивая струну (леску).

Конусные соединения собирают таким образом, чтобы обеспечивалось плотное прилегание конусных поверхностей. Это достигается развертыванием отверстия конусной разверткой или притиркой поверхностей пастой. Проверку притирки производят по цвету притираемых поверхностей (поверхность должна быть ровной и матовой). Чтобы конусное соединение работало надежно, оно должно собираться с натягом. Без натяга конусное соединение быстро разрабатывается.

Соединения с гарантированным натягом выполняют с применением прессовых посадок или теплового воздействия на собираемые детали.

При запрессовке используются гидравлические прессы, домкраты, струбцины.

Если условия работы сопрягаемых деталей тяжелые, то сборку осуществляют путем теплового воздействия на них. Нагрев деталей осуществляют в кипящей воде, в горячем масле, газовыми горелками, в печах и т.д. Прочность посадки при этом в 2…3 раза превышает прочность обычных прессовых посадок. При осуществлении посадки тепловым воздействием на сопрягаемые детали микронеровности сцепляются (происходит затекание металла одной из деталей в углубления другой), а не сглаживаются, как это имеет место, при обычных соединениях. Примером посадок является соединение заготовок зубчатого венца с маховиком двигателя, подшипника качения с валом и др. Прессовое оборудование выбирают по расчетной силе запрессовки с коэффициентом запаса 1,5...2. Рекомендуется при запрессовке смазывать поверхности машинным маслом для предотвращения задиров, при этом смазка не должна способствовать взаимному перемещению деталей при работе соединений.

При соединении деталей методом охлаждения охватываемую деталь охлаждают до температуры 200  К в сухом льду (твердая углекислота) или до температуры 83...77  К в жидком азоте. Использование для этих целей жидкого кислорода или воздуха не рекомендуется из-за их взрывоопасности. Охлаждение успешно применяют при посадке штифтов, осей и длинномерных втулок с тонкими стенками. Запрессовка таких деталей прессом невозможна вследствие их деформации.

При посадке деталей со значительными натягами производят одновременный нагрев охватывающей детали и охлаждение охватываемой .

В некоторых случаях для соединения стального вала с деталями типа кулачков, эксцентриков, зубчатых колес и т.п. посадочные поверхности сопрягаемых деталей покрывают тонким слоем металлического припоя, заполненного твердыми частицами, например, корунда с последующей посадкой детали при помощи разогрева или охлаждения . При этом достигается высокая прочность неразборного соединения. Таким образом можно соединить вал с шестерней. При этом шестерню нагревают до 473...523  К и осуществляют посадку на вал с последующим охлаждением.

Развальцовывание применяется в том случае, когда требуется обеспечить плотное и герметичное соединение деталей. Оно выполняется специальным инструментом - развальцовкой путем пластического деформирования одной из сопрягаемых деталей. Развальцовывание осуществляется на сверлильных станках и специальных установках. Этот вид соединения применяется в трубопроводах тормозной системы и смазки двигателя.

Клепаные (на заклепках) соединения используются в конструкциях, которые подвергаются воздействию высоких температур и коррозии, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки. Для клепки применяются пневмо- и электроклепальные молотки.

Материалом для заклепок чаще всего служит проволока из стали 10 и из алюминиевых сплавов Д18 и В65. Прочность клепаного соединения зависит от материала заклепок, их термической обработки и диаметра отверстия под заклепку.

Клепальные работы производятся при сборке или ремонте рам автомобилей, кожухов полуосей задних мостов, дифференциалов, дисков сцеплений и т.д.

Сварные соединения применяется для уменьшения числа заклепочных соединений (экономит материал и снижает трудоемкость). Точечную электросварку (рис.) применяют при изготовлении и ремонте кузовов и кабин.

При сварке плавлением металл в зоне сварки расплавляется и переходит в жидкое состояние, соединение возникает за счет самопроизвольного слияния и взаиморастворения металла соединяемых частей.

При сварке давлением металлы совместно сжимаются и деформируются. Приложенное усилие (ковка, давление, удар) вызывает течение металла вдоль поверхности раздела и его перемешивание, разрушает поверхностные слои металла, выводит на поверхность свежие (не бывшие в соприкосновении с атмосферой) слои металла, сближает соединяемые поверхности и способствует соприкосновению их атомов. Сопутствующий нагрев ослабляет связи между атомами, делает их более подвижными, снижает твердость металла и повышает его пластичность.

Пайка в автомобилестроении используется для устранения обнаруженных дефектов (например, течи в трубках радиатора).

Между соединяемыми частями изделия вводится расплавляемый металл-припой, который плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы. Припой в жидком виде заполняет зазор между поверхностями соединяемых деталей под действием капиллярных сил, а застывая, кристаллизуется, образуя прочные связи.

Метод склеивания сопрягаемых поверхностей. Его эффективность часто выше свинчивания, клепки, сварки. Клеевые соединения обеспечивают высокую прочность, снижают массу, позволяют получить гладкую поверхность изделий и в ряде случаев дают возможность сочетать крепление с герметизацией. Возможно сочетание склеивания с контактной сваркой. Клеевые соединения вал-втулка работоспособны в большинстве узлов машин, где применяют посадку зубчатых колес или шкивов на вал.

В массовом машиностроительном производстве применяют клеи на основе эпоксидных, силиконовых, полиуретановых смол и др.

Склеиванию присущи и определенные недостатки: небольшая прочность при отрыве, склонность к старению, необходимость применения сложного, оборудования и комплекса дорогостоящей высокоточной оснастки.

Последовательность СБОРКи Грузового АВТОМОБИЛя

На первом посту сборочного конвейера на раму в перевернутом положении устанавливают передний и задний мосты в сборе с рессорами, а также амортизаторы передней подвески и тормозную систему. Монтируют карданную передачу и закрепляют на раме глушитель.

После установки на переднюю и заднюю части рамы кантователя подсобранное шасси поднимают, переворачивают и опускают на конвейер.

Сборку продолжают креплением к раме буксирного приспособления. Заполнив тормозную систему сжатым воздухом от заводской сети, проверяют герметичность соединений.

Устанавливают на раме двигатель в сборе с коробкой передач, радиатор. В картер заднего моста и коробки передач заливают трансмиссионное масло и через пресс-масленки заполняют маслом все подвижные сопряжения шасси автомобиля.

Завершающей операцией сборки автомобиля является установка колес и кабины в сборе с арматурой, электрооборудованием, отопителем, облицовкой радиатора, крыльями, подножками и колонкой рулевого механизма.

Средства механизации сборочных работ

При сборке для облегчения труда и повышения производительности применяют различные средства механизации сборочных работ.

По типу привода инструмент делится на пневматический, гидравлический и электрический.

По принципу действия механизированный инструмент делится на следующие группы:

Ударного действия - клепальные молотки, кернеры;

Вращательного действия - дрели, шлифовальные машины, гайковерты, отвертки.

Приспособления, применяемые при сборке, подразделяются на следующие виды:

Для установки и соединения деталей - подставки с призмами для сборки деталей на валу, поворотные столы для монтажа деталей и др.;

Для напрессовки зубчатых колес, шкивов, подшипников и т.д.;

Контрольные приспособления и стенды для проверки качества сборки и определения действительных эксплуатационных характеристик сборочного узла или автомобиля.

В качестве подъемно-транспортных средств используются мостовые краны, электрические и гидравлические подъемники.

Подъемники устанавливают на кран-балках, поворотных и передвижных консольных кранах.

Транспортировка деталей и узлов осуществляется с помощью электрокар и рольгангов.

Для общей сборки автомобилей используются конвейеры.

План:

Введение

2 Сборка агрегатов

Заключение

Введение

Сборку агрегатов автомобилей осуществляют из предварительно собранных, отрегулированных и испытанных узлов с выполнением в полном объеме необходимых регулировочных и контрольных операций, приработки обкатки и испытаний.

Сборка является завершающей и наиболее ответственной стадией ремонта автомобилей, в которой сходятся результаты всех предшествующих этапов производственного процесса.

Качество сборочных работ влияет на работоспособность отремонтированного автомобиля, на его надежность и долговечность. Объем сборочных работ весьма значителен и составляет 20..-40 % общей трудоемкости ремонта автомобиля.

Сборка выполняется различными методами и средствами в зависимости от масштаба производства. При единичном производстве она выполняется по принципу концентрирования операций. С увеличением масштаба авторемонтного производства происходит переход от концентрации операций к их дифференцированию.

Для упрощения процесса организации сборку подразделяют на узловую и общую. Под узловой понимают последовательную сборку подгрупп и групп, а под общей-сборку готовых изделий.

В результате общей сборки получается готовое изделие, соответствующее всем предъявляемым к нему техническим требованиям. При завершении сборки фиксируется окончательная точность выходных параметров автомобиля.

Технологический процесс сборки складывается из ряда операций, заключающихся в соединении деталей в узлы, а узлов в агрегаты и автомобиль, отвечающий требованиям чертежей и технических условий.

При сборке узлов автомобиля применяются резьбовые, прессовые, шлицевые, шпоночные и другие виды соединений. Наиболее широкое применение получили резьбовые и прессовые соединения, а из передач - зубчатые.

1 Сборка типовых соединений и передач

Сборка резьбовых соединений. Резьбовые соединения составляют примерно 25... 30 % от общего количества соединений деталей машин. При сборке резьбовых соединений должны быть обеспечены:

соосность осей болтов, шпилек, винтов и резьбовых отверстий и необходимая плотность посадки в резьбе;

отсутствие перекосов торца гайки или головки болта относительно поверхности сопрягаемой детали, так как перекос является основной причиной обрыва винтов и шпилек;

соблюдение очередности и постоянство усилий затяжки группы гаек (головка цилиндров и др.).

Выбор типа инструмента определяется конструктивными особенностями соединяемых деталей и величиной крутящего момента, требуемого для сборки резьбового соединения.

В целях надежной работы резьбового соединения при сборке необходимо обеспечить: установленные техническими требованиями на сборку величину затяжки, последовательность и равномерность затяжки гаек или болтов; перпендикулярность торца гайки и опорной части зажимаемой детали к оси резьбы; выполнение затяжки в несколько приемов сначала с усилием, равным половине требуемого, а потом с полным усилием; предохранение от самоотвертывания (стопорение) требуемым способом; способ контроля усилия затяжки резьбового соединения устанавливается техническими требованиями на сборку.

Повышение производительности труда при сборке резьбовых соединений достигается применением специального ручного инструмента (коловратных, трещеточных и специальных ключей) и использованием механизированного инструмента (электрических, гидравлических пневматических гайковертов и отверток).

Сборка прессовых соединений. Качество сборки прессовых соединений формируется под воздействием следующих факторов: материала сопрягаемых деталей, геометрических размеров, формы и шероховатости поверхностей, соосности деталей и прилагаемого усилия запрессовывания, наличия смазки и др.

При сборке прессовых соединений с натягом необходимо знать величину усилия запрессовки, так как в зависимости от его величины подбирается необходимое оборудование.

Сборка зубчатых передач. Зубчатые колеса насаживают на посадочные шейки валов с небольшим зазором или натягом вручную или при помощи специальных приспособлений. Процесс сборки зубчатых передач заключается в установке и закреплении их на валу, проверке и регулировке этих передач.

Для правильного зацепления зубчатых цилиндрических колес необходимо, чтобы оси валов лежали в одной плоскости и были параллельны. Их выверка производится регулированием положения гнезд под подшипники в корпусе. После установки зубчатые колеса проверяют по зазору, зацеплению и контакту.

Качество сборки передач с коническими зубчатыми колесами определяется правильностью пересечения осей валов передачи, точностью углов между осями колес и величинами бокового и радиального зазора.

Сборка шлицевых соединений.

В шлицевых соединениях центрирование детали может производиться по наружному диаметру выступов вала или по внутреннему диаметру впадин вала и боковым сторонам шлицев. При центрировании детали по наружному диаметру выступов вала последний шлифуют по наружному диаметру шлицев, а отверстие протягивают. После сборки шлицевого соединения нужно проверить детали (в частности, шестерни) на биение. Проверку выполняют на поверочной плите, устанавливая вал в центры или на призмы. Проверка на биение производится при помощи индикатора.

При подвижной посадке шестерни на шлицевом валу шестерня должна свободно перемещаться по валу без заедания и в то же время не качаться.

Сборка конусных соединений. При сборке конусных соединений особое внимание нужно обращать на прилегание конусных поверхностей. Для этого конусные поверхности ответственных деталей развертывают или притирают при помощи притирочных паст. Проверку притирки производят по цвету притираемых поверхностей (поверхность должна быть ровной и матовой) или по краске. Чтобы конусное соединение работало правильно, оно должно иметь натяг.

Сборка шпоночных соединений. При сборке комплектов автомобильных деталей широко применяются два вида шпоночных соединений- с призматической (обыкновенной) и сегментной шпонкой.

При сборке шпоночных соединений обоих видов особое внимание должно быть уделено подгонке шпонок по торцам и зазору по наружной стороне шпонки. Так как через торцы шпонок обычно передаются крутящие моменты от одной детали к другой, они должны быть очень точно пригнаны по шпоночному пазу сопряженной детали.

Сборка деталей машин с подшипниками качения.

При запрессовке подшипника качения размер его колец изменяется:

внутреннее кольцо увеличивается, а наружное уменьшается. Эти изменения вызывают уменьшение диаметрального зазора между рабочими поверхностями колец и шариков.

Внутреннее кольцо подшипника, сопряженное с цапфой вала, должно иметь посадку с натягом, а наружное-с небольшим зазором так, чтобы кольцо имело возможность во время работы незначительно провертываться.

При установке в узле двух или нескольких подшипников необходимо обеспечить самоцентрирование неподвижных колец в радиальном и осевом направлениях. Это позволит компенсировать возможные неточности обработки, сборки и температурных деформаций базовых деталей. Несоблюдение этого правила может привести к перекосам подшипников и заклиниванию шариков.

При запрессовке подшипников качения с помощью оправок необходимо, чтобы усилие запрессовки передавалось непосредственно на торец соответствующего кольца: внутреннего-при напрессовке на вал, наружного - при запрессовке в корпус и на оба торца колец, если подшипники одновременно напрессовываются на вал и входят в корпус.

Срок службы подшипников качения зависит в значительной мере от степени предохранения их от грязи и пыли.

Лекция. Тема : Разборка, сборка и обкатка машин и сборочных единиц.

План:

1.Общие правила приема-сдачи машин в ремонт.

2.Технологические процессы разборки и сборки машин. Требования и рекомендации по их выполнению.

3.Особенности сборки типовых сопряжений и узлов.

4.Балансировка деталей и сборочных единиц.

5.Обкатка машин и механизмов.

6.Оборудование, приспособления, инструмент.

1.Общие правила приема-сдачи машин в ремонт.

Процесс приема-сдачи машины в ремонт содержит следующие Основные этапы:

Подготовка машины к ремонту,

Доставка машины в ремонтное предприятие,

Оформление приемо-сдаточной документации.

Подготовка машины к ремонту Может выполняется как по месту ее эксплуатации, так и в ремонтном предприятии (мастерской).

Начало подготовки:

– Очистка системы охлаждения

(5%-ная HCL / H2O - 1: 10, Na2CO3/ H2O – 1…1,5: 10);

- промывка картеров двигателя и трансмиссии

*слить неостывшую смазку (по окончании смены),

*залить дизельное топливо,

*трансмиссия - 5 – 10 минут работы на холостом ходу,

*двигатель – 3 – 5 минут прокручивания вала от пусковых устройств;

- Контрольный осмотр и диагностирование

цель – контроль комплектности, наличия дефектов, определение величины остаточного ресурса агрегатов, потребности в ремонте (вид ремонта);

диагностирование осуществляется как на основании Инструментальных измерений Технических показателей и показаний встроенных контрольно-измерительных приборов (величина компрессии, давления масла, зазоров, дымность, наличия стуков и нехарактерных шумов и т. п.), так и на основании Информации, полученной от лица, работавшего на машине (мощность двигателя, расход топлива и смазки, наличие неисправностей и т. д.);

Запуск двигателя для диагностирования должен производиться до слива масла;

Оформление технической документации

* Заводской паспорт – запись результатов осмотра и диагностирования, объем выполненной машиной работы до ремонта (кол-во усл. эт. га, израсходованного топлива, отработанных мото-часов, км. пробега и т. п.);

*ведомость учета дефектов – наименование, марка, хозяйственный (заводской) номер, наработка машины, перечень подлежащих замене или ремонту сборочных единиц и деталей, перечень запасных частей и материалов, необходимых для ремонта;

*приемо-сдаточный акт – 2 экземпляра, подписи представителей сторон, наработка машины от начала эксплуатации и от последнего ремонта, техническое состояние узлов и сборочных единиц, аварийные узлы и детали, комплектность машины.

Требования к комплектности машин, поступающих в ремонт, могут быть определены сторонами на договорной основе.

Общие правила предусматривают сдачу в ремонт тракторов полнокомплектными, автомобилей по 1-й комплектности – полнокомплектными, по 2-й комплектности – без кузова (платформы, фургона) и деталей крепления их к раме.

Резина и аккумуляторные батареи (если не производится их ремонт или замена) не обезличиваются и возвращаются заказчику с отремонтированной машиной.

2.Технологические процессы разборки и сборки машин. Требования и рекомендации по их выполнению.

Разборку выполнять после мойки или очистки.

Последовательность разборки:

· на отдельные сборочные единицы и узлы - на детали;

· в тех пределах, которые необходимы для ремонта;

· в последовательности, указанной в технологической схеме или карте (см. рис.1);

· общая последовательность разборки – по мере необходимости для

Обеспечения доступа к узлам и деталям: капоты, кабина, ограждения, топливные и другие баки, двигатель, механизмы управления и силовой передачи, ходовая часть.

Технология разборки Определяется техническими требованиями и

указаниями. изложенными в технологических картах и другой технической документации.

Технологическое обеспечение – Перечень инструмента, приспособлений, стендов, подставок, грузоподъемных механизмов и другого оборудования, указанный в технологических картах.

· разборку сборочных единиц (двигатель, топливный, масляный,

водяной насосы, стартер, генератор и т. п.) выполнять на участках или рабочих местах, предназначенных для их ремонта;

· разборку топливного насоса, форсунок, масляного фильтра, масля-

Ного насоса системы смазки или гидросистемы, гидрораспределителя, турбокомпрессора, генератора, стартера, реле-регулятора и т. п. выполнять после предварительного испытания на стендах;

· для разборки резьбовых соединений применять инструмент,

обеспечивающий сохранность крепежных деталей: накидные, торцовые и т. п. ключи, ключи для выворачивания шпилек, механизированный инструмент и т. д.;

· избегать вывертывания шпилек, если они не мешают выполнению

последующих ремонтных операций;

· перед разборкой резьбовых соединений, при необходимости,

Очистить и смазать свободную часть резьбы;

· не допускать разукомплектовывания крепежных деталей;

· для обеспечения сохранности деталей при разборке соединений с

Гарантированным натягом (втулок, подшипников качения, шестерен и т. д.) применять гидравлические (винтовые) съемники и прессы, а так же вспомогательные приспособления – наставки, оправки и т. п.;

· не допускается разукомплектовывание деталей, работающих в паре:

Шатун-крышка, крышка коренного подшипника - гнездо коренного подшипника, гильза - поршень (если не подлежат замене), шестерни главной передачи, плунжерные пары, золотник – корпус гидрораспределителя и т. п.;

· перед демонтажем отмечать положение деталей в узлах вращения

(муфта сцепления, карданная передача и др.) для сохранения балансировки при сборке;

· при текущем ремонте сохранять работающие в паре детали (если они соответствуют техническим требованиям) и при помощи меток обеспечивать сохранность их первоначального взаимного расположения (шлицевые валы и шестерни, грузы регулятора и др.)

· перед разборкой сопряжений, подлежащих регулировке при эксплу-

Атации (конические подшипники, конические пары шестерен, червяк и ролик рулевого механизма и др.) для контроля пригодности деталей убедиться в возможности выполнения ее в дальнейшем (наличие запаса регулировки);

· при разборке подшипниковых узлов, усилие прилагать к тому кольцу, которое установлено с натягом (на валу или в отверстии);

· демонтированные детали укладывать на стеллажи, подставки, кон-

Тейнеры и др. тару;

· для предупреждения дефектов (вмятин, царапин и т. п.) запрещается

Укладывать детали в тару навалом.

Рис.1. Технологическая схема разборки двигателя.

3.Особенности сборки типовых сопряжений и узлов.

Технологическим процессом, предшествующим сборке, является комплектование.

Комплектование – Это подбор деталей по номенклатуре (перечню), количеству, размерам и массе. Для определения номенклатуры и количества деталей могут быть использованы: комплектовочные карты или спецификации, а так же каталог деталей и сборочных единиц машины. (См. раздаточный материал) .

При комплектовании наиболее "ответственных" соединений, с целью повышения ресурса их работы применяется Селективный метод . Для этого поля допусков сопрягаемых деталей разбивают на несколько размерных групп и внутри них проводят комплектование (рис.2).

Таким способом комплектуются гильзы с поршнями, поршневые пальцы с отверстиями в бобышках поршней, золотниковые пары распределителей гидросистем, плунжерные пары топливных насосов высокого давления и др.

Рис. 2.Схема расположения размерных групп при селективной сборке сопряжений: А – с зазором; Б – с натягом.

Сборка – соединение деталей в пары, которые образуют сопряжения. Из сопряжений и крепежных деталей собирают узлы и сборочные единицы.

Сборочные единицы установленные на раму или соединенные между собой образуют машину.

Так при сборке коробки перемены передач валы и подшипники, валы (оси) и шестерни, подшипники и корпус образуют сопряжения. Валы и оси в сборе с подшипниками и шестернями образуют узлы: первичный, вторичный, промежуточный вал. Первичный, вторичный, промежуточный вал, блок шестерен заднего хода, механизм переключения передач, установленные в корпус образуют сборочную единицу – коробку перемены передач.

Качество сборки определяется следующими основными факторами:

· тщательность очистки (мойки) деталей, используемых при сборке;

· соответствие геометрических параметров, шероховатости

поверхности, массы, неуравновешенности (несбалансированности) деталей и узлов параметрам, заданным технической документацией;

· качество комплектования сопряжений и узлов;

Прокладочных и др. материалов, уплотняющих и стопорных элементов и т. п.;

· соблюдение регламентированных технологических режимов и

Требований к сборке: усилия и последовательность затяжки резьбовых соединений, температура деталей при сборке, направление усилий, прилагаемых к деталям при запрессовывании и др.

Типовыми сопряжениями являются:

Резьбовые соединения,

Подвижные соединения (сопряжения с зазором),

Неподвижные соединения (сопряжения с натягом или прессовые),

Зубчатые передачи,

Цепные и ременные передачи,

Шпоночные и шлицевые соединения,

Конусные соединения,

Сопряжения валов (осей) с самоподжимными сальниками,

Шарнирные соединения,

Соединения при помощи заклепок.

Сборка резьбовых соединений - 25 – 30 % от общей трудоемкости сборочных работ.

Условия качества:

Соосность осей болтов, шпилек, винтов и резьбовых отверстий,

Требуемая плотность посадки в резьбе,

Отсутствие перекоса торца гайки или головки болта относительно поверхности сопрягаемой детали,

Соблюдение последовательности и величины усилий затягивания группы креплений (головка цилиндров, фланец трубного соединения, крышки корпусов редукторов и др.

Использование регламентированных способов стопорения соединений.

Рис. 3. Способы стопорения резьбовых соединений:

1 – контргайкой; 2 – пружинной шайбой; 3 – шплинтом; 4 – замковой шайбой; 5 – шплинтовочной проволокой.

Если резьбовое соединение стопорится Контргайкой , гайку затягивают в два-три приема до отказа, затем ослабляют ее на 1/3 оборота и повторно затягивают до отказа. Затем, придерживая ключом гайку, затягивают контргайку до отказа.

При стопорении соединения Пружинной шайбой гайку затягивают в два-три приема. После затяжки гайки пружинная шайба должна прилегать к детали и гайке по всей окружности. Зазор в разрезе шайбы должен быть 1...2 мм.

При стопорении гайки деформированной (замковой) шайбой один выступ шайбы отгибают на грань гайки, а второй - за кромку корпуса.

При стопорении гайки шплинтом , гайку затягивают до отказа, вставляют в отверстие вала (стержня) шплинт, концы шплинта разводят по оси вала: один - на вал (стержень болта), а другой - на плоскость гайки. Шплинт не должен выступать над плоскостью корончатой гайки.

Если группа болтов стопорится Проволокой , то болты затягиваются до отказа в два-три приема, шплинтовочную проволоку в отверстия головок болтов вводят крест-накрест таким образом, чтобы после стягивания концов проволоки создавался момент, действующий в направлении закручивания болтов. Концы проволоки после шплинтования туго скручивают вместе и обрезают на расстоянии 5...7 мм от начала скрутки.

Шпильки в чугунные детали закручивают на глубину не менее 1,1, а в стальные - на 0,8 диаметра резьбы. Нарезанный конец шпильки (болта) должен выступать из гайки (контргайки) на две-три нитки резьбы.

В многоболтовых соединениях , чтобы избежать деформации деталей, гайки (болты) затягивают постепенно в два-три приема в последовательности, указанной на рис. 4.

Рис. 4. Последовательность затяжки многоболтовых резьбовых соединений:

а – прямоугольных; б – круглых.

Максимально допустимый момент затяжки Н м, можно определить по формуле:

Ммах = 10-3 d3σв,

Где d – наружный диаметр резьбы, мм,

σв – предел прочности материала болта (шпильки), МПа.

Сборка сопряжений с зазором или натягом.

При сборке Подвижных (сопряжения с зазором) и Неподвижных соединений (сопряжения с натягом или прессовые) точности сборки (величины зазоров и натягов) достигают предварительным измерением сопрягаемых деталей и, при необходимости, подгонкой их друг к другу различными слесарными способами или на металлорежущих станках. Например, направляющую втулку стержня клапана развертывают под стержень клапана и т. п.

В некоторых механизмах, узлах величину зазора или натяга обеспечивают Регулировочными компенсаторами (винтами, гайками, прокладками, кольцами и т. п.). Так, зазор (размер замыкающего звена размерной цепи «кулачок-толкатель-штанга- коромысло-торец стержня клапана») между торцом стержня клапана и бойком коромысла устанавливают регулировочным винтам, а натяг в сопряжении «рычаг-конус шарового пальца рулевого управления» - гайкой.

В подавляющем большинстве сопряжений нормальные посадки обеспечиваются без подгонки и регулировки, за счет групповой (селективной), частичной или полной взаимозаменяемости. Например, по методу селективной сборки собирают сопряжения «поршневой палец-отверстия бобышек поршня» (детали рассортированы на размерные группы).

Частичная взаимозаменяемость мажет быть в сопрягаемых деталях, изготовленных по стандартным ремонтным размерам (шейки коленчатого вала - вкладыши; гильза - поршень и т. п.).

Полная взаимозаменяемость обеспечивает нормальные посадки деталей в сопряжении (зацеплении, соединении) не зависимо от партии деталей. По методу полной взаимозаменяемости собирают сопряжения «вал-подшипник качения»; посадочное место корпусной детали-подшипник качения; зубчатые, цепные и ременные передачи; резьбовые, шлицевые и шпоночные соединения, самоподжимные сальниковые уплотнения и т. п.

Перед сборкой тщательно осматривают сопрягаемые поверхности, при наличии заусенец, забоин, коррозии их удаляют, острые кромки притупляют. Затем очищенные поверхности смазывают машинным (моторным) маслом (в неподвижных сопряжениях эту операцию выполняют, если обе сопрягаемые детали стальные). Шероховатость поверхностей в неподвижных сопряжениях должна быть не болеее Ra= 2,5...1,25 мкм, в противном случае произойдет смятие неровностей и уменьшится натяг.

Усилие запрессовки Р3 :

Где N - Величина натяга (принимается по техническим требованиям на сборку данной машины или сборочной единицы), мм; b - ширина (длина) посадочного места (принимают по чертежу), мм.

При сборке сопряжений с большими натягами охватывающую деталь нагревают, а охватываемую - охлаждают.

Температуру нагрева или охлаждения в °С :

Т = (1,2…1,3) N / α d,

Где α - коэффициент линейного расширения металла нагреваемой (охлаждаемой) детали; d - Номинальный диаметр сопрягаемых деталей, мм.

Температура нагрева детали Не должна превышать 500 °С , в противном случае деталь потеряет первоначальную прочность.

Нагревают деталь (перед запрессовкой) в масле, в расплавленном свинце или открытым способом, а охлаждают сжиженными газами, воздухом, азотом или сухим льдом (твердой двуокисью углерода).

Чтобы избежать перекосов при запрессовке, применяют различные оправки и наставки, равномерно распределяющие усилия по сопрягаемым поверхностям.

Сборка узлов с подшипниками качения.

Подшипники промыть в 8... 10%-ном растворе машинного масла в бензине.

Посадочные места вала и корпуса протереть чистой ветошью и смазать машинным маслом.

Использовать пресс или винтовые приспособления, подкладные кольца, монтажные трубки, оправки (см. рис. 5).

Рис. 5. Схема монтажа подшипников качения с применением:

А - подкладочного кольца; Б – монтажной трубки; В – втулки; Г – специальной оправки; Д – гайки конусной разрезной: 1 – втулка; 2 – корпус; 3 - подшипник; 4 – гайка; 5 – вал;

Е – монтажного валика: 1 – корпус; 2 – деталь; 3 – валик; 4 – ось; 5 – иголки (ролики); 6 – шайба.

При напрессовке подшипника на вал:

Усилие прикладывать к внутреннему кольцу (рис. 5, б).

При запрессовке подшипника в корпус :

Корпус нагреть струей воздуха или погружением (малогабаритные корпуса) в горячее масло.

Усилие прикладывать к наружному кольцу (рис. 5, Г ).

При одновременной напрессовке на вал и в гнездо :

Усилие прикладывать на торцы обоих колец,

Вал и корпус должны быть неподвижны (рис. 5, В ).

При сборке игольчатых подшипников с закрытым торцом :

Использовать оправку (рис. 5, Е ),

Отверстие охватывающей детали 2 смазать тонким слоем консистентной смазки,

В отверстие ввести монтажный валик 3 и в образовавшийся зазор устанавливают комплект иголок (роликов).

Вместо монтажного валика ввести рабочую ось.

Если торец игольчатого подшипника открыт, то иглы вводят в зазор между осью и корпусом без монтажного валика.

При установке неразъемных подшипников скольжения (втулки распределительного вала):

Запрессовывать в гнезда, совместив маслопроводимые отверстия втулки и корпуса;

Расточить или развернуть втулки под диаметр шеек сопряженных валов. Если втулки соосны - растачивать (развертывать) с одной установки.

При сборке разъемных подшипников скольжения (вкладышей):

Добиться равномерного прилегания вкладышей к поверхностям гнезд корпусов и шеек валов;

При необходимости, при сборке узлов с толстостенными вкладышами, выполнить пригоночные работы к поверхностям гнезд и к шейкам валов (по пятнам касания);

Пригонку тонкостенных вкладышей к гнездам и валу не производить.

Для обеспечения равномерного зазора между шейкой вала и вкладышем необходимо:

* тщательно проверить геометрическую форму и соосность гнезд, а также параллельность плоскостей разъема;

* убедиться в наличии гарантированного зазора между шейкой и вкладышами.

Масляный зазор для толстостенных вкладышей равен (0,001...0,005)D, тонкостенных (0,001...0,0015) D, Где D - Диаметр шейки вала, мм.

Cб орка шпоночных соединений.

Призматические и сегментные шпонки устанавливают в паз вала с натягом по ширине (легкими ударами медного молотка).

Между торцом шпоночной канавки ступицы (втулки) и верхней плоскостью шпонки должен быть зазор 5 (рис. 6, А, б ).

Клиновидные шпонки должны входить в пазы сопрягаемых деталей с натягом по высоте. Между боковыми гранями и головкой шпонки должен быть зазор 5 (рис. 6, В). Зазор «головка шпонки - торец ступицы» равен 1,0... 1,5 высоты шпонки у головки.

А – А

Cб орка шлицевых соединений

а) неподвижные:

Натяг 0,03...0,04 мм,

Охватывающую деталь (шестерню) нагреть до температуры 90...120°С, а затем напрессовать на вал до упора.

Б) подвижные:

Шестерня должна свободно перемещаться от усилия руки по всей длине шлицов вала, предварительно смазанных моторным маслом.

Сборка зубчатых передач.

Качество сборки оценивать по боковому зазору и прилеганию рабочих поверхностей зубьев,

Боковые зазоры между зубьями замерять индикатором или щупом, а для зубчатых зацеплений с большим модулем - с помощью свинцовой пластины, прокатив ее между зубьями и измерив ее толщину,

Прилегание рабочих поверхностей зубьев оценивать по расположению и форме пятна контакта,

В шестернях, находящихся в постоянном зацеплении, торцы венцов зубьев должны совпадать.

Боковой зазор в зацеплении можно замерить индикатором (рис. 7).

Методика измерения:

Застопорить нижнюю шестерню 1,

Стержень индикатора 4 установить перпендикулярно хомуту 3,

Проворачивая незакрепленное зубчатое колесо 2, фиксировать показания индикатора.

Рис. 7. Проверка бокового зазора в зацеплении цилиндрических зубчатых колес:

1 - нижняя шестерня; 2 - зубчатое колесо, 3 - Хомут; 4 - Индикатор, I- II- положения зубчатого колеса.

Боковой зазор определяют по формуле:

∆ = Dh / 2L

Где D - диаметр делительной окружности зубчатого колес, мм;

L - длина плеча, мм; h - показания индикатора, мм,

Прилегание (взаимный контакт) рабочих поверхностей зубчатых колес.

Проверка «на краску».

Возможная форма и расположение отпечатка показаны на рисунке 8.

Рис. 8. Проверка правильности контакта зубчатых колес «на краску»:

А - цилиндрических; Б - конических зубьев ведущей шестерни;

в - конических зубьёв ведомой шестерни»

I - при нормальном межцентровом расстоянии; II - при уменьшенном;

III- при увеличенном, IV -при перекосе осей; V- при нормальном зацеплении; VI, VII, VIII - при неправильном зацеплении.

Сборка цепных и ременных передач.

Необходимые условия:

Параллельность и расположение в одной плоскости валов и звездочек (шкивов),

Стрела прогиба:

* для горизонтальных цепных передач - 2 % от межцентрового расстояния,

* для вертикальных - 0,6 % от межцентрового расстояния,

* для клиноременных передач –1,5 – 2,0 % от межцентрового расстояния при усилии 10 кг.

Установка самоподжимных сальников и др. уплотнений.

При запрессовке Самоподжимного сальника усилие прикладывать только к армированному корпусу (рис. 9).

Сальник вместе устанавливать на шейку вала при помощи конусной оправки.

Шейку вала предварительно смазать моторным маслом.

Обеспечить перпендикулярность плоскости расположения сальника к оси вала.

Установка фетрового (войлочного) уплотнения:

· пропитать в солидолографитной смеси (80% солидола и 20 %

Чешуйчатого графита) в течение 30 мин. при 50...70°С.

· пропитанное уплотнение установить в канавку корпуса и обжать

Оправкой по месту.

При установке Асбестового кольца (шнура):

* отпустить нажимную втулку;

* в зазор между корпусом и валом намотать шнур,

*зажать втулкой.

Зазор между торцами втулки и корпуса в рабочем положении должен быть не менее 3 мм .

При установке уплотняющих картонных прокладок:

* покрыть клеем «Герметик», если они соприкасаются с маслом (допускается ставить без клея),

* покрыть пастой типа УН-25, суриком или белилами, если они соприкасаются с водой.

* пробковые прокладки перед установкой выдержать в увлажненной ткани в течение 4...5 ч.

Сборка конусных соединений

· подобрать охватывающую деталь по конусу вала, проверяя качество

сопряжения «на краску», на качение и по глубине посадки на валу,

· между торцами охватывающей и охватываемой деталей должен

Сборка заклепочных соединений:

· сверление отверстия под заклепку;

· фиксация склепываемых деталей с помощыо штифтов;

· сжатие склепываемых деталей.

· высаживание свободного конца заклепок (равен 1,5 диаметра

Заклепки) оправками с приложением ударной или статической нагрузки.

Клепка может выполняться в холодном состоянии или после предварительного нагрева заклепок до температуры 900... 950 °С.

Второй способ клепки бесшумен и обеспечивает получение соединения лучшего качества.

Механизация клепки заключается в применении клепальных скоб, пневматических клепальных молотов и специальных клепальных машин (прессов, полуавтоматов и автоматов).

Необходимая сила холодной клепки (кН) на прессах составляет не менее 250 F, А горячей - 100 F, Где F - Площадь поперечного сечения заклепки, см2.

Пресс выбирают из расчета превышения расчетной силы клепки на 20...40%.

СБОРКА ТИПОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Сборка неразъемных соединений

Неразъемные соединения деталей машин могут быть неподвижными и подвижными.

Неразъемные неподвижные соединения получают сваркой, пайкой, склеиванием, клепкой, развальцовкой, комбинированными способами, например, запрессовкой с последующей развальцовкой или сваркой и др. Наиболее часто неразъемные соединения образуются посредством сварки.

При сборке соединений сваркой требуется правильно установить и закрепить соединяемые детали. Для этого служат различные устройства — переносные и стационарные, некоторые из которых показаны на рис. 6.8.

Переносные сборочные приспособления, к которым относятся струбцины, стяжки, распорки, домкраты, приспособления с магнитами и др. широко применяются в условиях мелкосерийного или единичного производства.

Струбцины (рис. 6.8, а) служат для фиксации определенного положения деталей и соединения их между собой перед сваркой.

Винтовые стяжки обеспечивают правильное взаимное расположение кромок соединяемых деталей. Например, стяжка (рис. 6.8, 6) состоит из двух винтовых струбцин 7 и 3, которые закреплены на кромках свариваемых деталей и соединены между собой винтами 2 и 4. Каждый из этих винтов имеет участки с правой и левой резьбой. Благодаря этому при вращении винта струбцины перемещаются в противоположных направлениях (сходятся или расходятся). С помощью винта 4 выравнивают кромки, а винтом 2 стягивают свариваемые детали для обеспечения между ними необходимого для сварки зазора.

Электромагнитные фиксаторы применяются для обеспечения установленного зазора между кромками свариваемых деталей (рис. 6.8, в), а также для фиксации их перед сваркой угловых и стыковых соединений (рис. 6.8, г).

Для установки соединяемых деталей в удобное для сварки положение применяют различное стационарное оборудование и приспособления — манипуляторы, кондукторы и т.д. Манипулятор (рис. 6.8, д), состоит из корпуса 7, установленного на опорах 8, поворотного стола 5 с планшайбой б и меха низма вращения (рис. 6.8, е). Вращение планшайбы осуществляется через червячные редукторы 9 и 10 от электродвигателя М, который связан через зубчатые колеса 15 с тахогенератором 14.

Механизм наклона (рис. 6.8, ж) также приводится в движение от электродвигателя М через ременную передачу, червячный редуктор 13 и зубчатый сектор 12, который поворачивает стол 11 манипулятора на заданный угол. В крайних положениях механизм наклона отключается автоматически с помощью конечных выключателей.

Кондукторы обычно применяются для сварки сложных деталей, например корпусных, различных металлоконструкций, когда требуется обеспечить достаточно высокую точность относительного расположения свариваемых элементов. Для этого последние фиксируются относительно друг друга и базовых элементов кондуктора с помощью стационарных или сменных зажимных устройств.

Сборка посредством клепки . В ряде случаев при изготовлении металлических конструкций — ферм, рам, балок и др. вместо сварных применяются заклепочные соединения. Клепка — это процесс соединения деталей с помощью заклепок. Заклепочное соединение относится к группе неразъемных, так как разъединить склепанные детали можно только путем разрушения заклепок. Применяются заклепки с полукруглой (высокой и низкой), плоской, потайной и полупотайной головкой, диаметром стержня до 36 мм и длиной до 180 мм из материалов, обладающих хорошей пластичностью: сталей Ст2; СтЗ; 10; 15, меди М3; MT, латуни Л63, алюминиевых сплавов АМг5П; Д18; АД1, для ответственных соединений — из легированной стали 9Г2; X18H9T. Заклепки, как правило, должны быть из того же вида материала, что и соединяемые детали, так как в противном случае коррозионные процессы в заклепочном соединении протекают более интенсивно.

Место соединения деталей заклепками называют заклепочным швом. Расстояние от центра заклепки до фая склепываемых деталей должно составлять 1,5 диаметра заклепки. Необходимое число, диаметр и длину заклепок определяют расчетным путем. Длину стержня заклепки выбирают в зависимости от толщины склепываемых листов (пакета) и формы замыкающей головки.

Длину стержня заклепки с замыкающей потайной головкой (рис. 6.9, а) определяют по формуле

L = S + (0,8-1,2)d,

Где L — длина стержня заклепки, мм; S — толщина склепываемых деталей в пределах длины стержня; d—диаметр заклепки, мм.

Рис. 6.9. Элементы заклепочного соединения: а — с потайной головкой; 6 — с полукруглой головкой; 1 — замыкающая головка; 2 — стержень; 3 — закладная головка; L — длина заклепки; d — диаметр заклепки; Ɩ 0 — длина заклепки под замыкающую головку; S — толщина склепываемых деталей

Для заклепки с замыкающей полукруглой головкой (рис. 6.9, 6) принимают L = S + (1,2-1,5)d.

По расчетному значению длины стержня заклепки подбирают ближайшее большее значение из установленных стандартом.

В зависимости от диаметра заклепки отверстия в склепываемых листах (пакетах) сверлят или пробивают. Диаметр отверстия должен быть больше диаметра заклепки: на 0,1 мм при диаметре заклепки до 4 мм и на 0,2 мм при большем диаметре.

В зависимости от характеристики и назначения заклепочного соединения различают прочные, плотные и прочноплотные заклепочные швы.

Прочный шов, состоящий из нескольких рядов заклепок, применяют для получения соединений повышенной прочности (балки, колонны, рамы и другие несущие металлические конструкции). Плотный шов применяют для обеспечения герметичности резервуаров, которая достигается за счет применения различных прокладок, например, из бумаги, ткани, пропитанных олифой или суриком. Прочноплотный шов применяют для получения прочного и непроницаемого для пара, газа и жидкостей соединения. Прочноплотные швы выполняют горячей клепкой с помощью клепальных машин с последующей подчеканкой головок заклепок и кромок листов.

Процесс клепки включает следующие основные операции:

— образование отверстия под заклепку в соединяемых деталях сверлением или пробивкой;

— зенкование гнезда под головку заклепки (при потайной или полупотай-ной головке);

— фиксация склепываемых деталей с помощью штифтов и сжатие деталей между собой;

— образование замыкающей головки заклепки, т.е. собственно клепка.

Образование замыкающей головки может происходить при быстром (ударная клепка) и медленном (прессовая клепка) воздействии на стержень заклепки. Применяется также взрывной способ клепки с помощью взрывных заклепок. Заклепка взрывная имеет в конце стержня углубление (камеру), заполненное взрывчатым веществом, которое защищено от проникновения атмосферной влаги слоем лака.

Клепку подразделяют на холодную (без нагрева заклепок) и горячую, предусматривающую нагрев стержня заклепки до 1000—1100 °С. При горячей клепке стержень заклепки лучше заполняет отверстие в склепываемых деталях, а при охлаждении заклепка лучше стягивает их. Обычно применяют холодную клепку.

Замыкающая головка при ударной клепке формируется двумя способами (рис. 6.10). По первому способу закладную головку вводят в углубление поддержки, а замыкающая головка образуется под ударами молотка по форме, обеспечиваемой обжимкой. При обратном способе, применяемом для склепывания в труднодоступных местах, удары наносят по закладной головке. Замыкающая головка образуется в результате взаимодействия с поддержкой.

Рис. 6.10. Схема клепки: а — обычным способом; 6 — обратным способом; 1 — поддержка; 2 — закладная головка заклепки; 3 — обжимка

Различают клепку ручную, механизированную, при которой применяют пневматические клепальные молотки, и машинную, выполняемую на прессах одинарной и групповой клепки при большом объеме работ.

Необходимое усилие холодной клепки (в кН) на прессах составляет не менее 250F, а горячей клепки 100F, где F— площадь поперечного сечения заклепки, см2. Пресс выбирают из расчета, что он должен обеспечить превышение расчетного усилия клепки на 20—40 %.

Сборка разъемных соединений

Разъемные соединения (резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые и др.) являются наиболее распространенными.

Сборка резьбовых соединений . Они служат для обеспечения прочности и герметичности разъемных соединений, регулирования взаимного расположения и обеспечения неподвижности сопрягаемых деталей. Сборка резьбовых соединений осуществляется постановкой болтов, гаек, винтов, шпилек.

Основным конструктивным параметром, определяющим посадку резьбового соединения, является средний диаметр резьбы. В зависимости от его значения посадка может быть ходовой, скользящей, плотной и с гарантированным натягом. Наиболее распространена скользящая посадка.

Простейшим ручным инструментом для сборки резьбовых соединений являются гаечные и накидные ключи.

Предельный момент, необходимый для затяжки ответственных соединений, определяется посредством динамометрического ключа с измерением возникающего осевого усилия при помощи динамометра. Это усилие можно определить также, измерив удлинение болта.

Напряжение растяжения в болте при затяжке не должно превышать 0,5—0,7 предела текучести его материала. При знакопеременной нагрузке может оказаться, что Рзат = 0. В таком случае гайка может отвернуться и для исключения этого необходимо ее стопорение шплинтом, контргайкой, пружинной шайбой или другим предусмотренным в конструкции элементом.

Постановка шпилек в деталь осуществляется двумя способами. Первый состоит в том, что шпилька заворачивается свободно до сбега резьбы, и при дальнейшем ее вращении создается натяг в витках сбега. При втором способе плотность посадки шпильки обеспечивается путем создания натяга по среднему диаметру всех витков резьбы, для чего увеличивают ее средний диаметр. В мягкие материалы шпильки ввертываются с большим натягом.

При наличии в узле большого числа шпилек или болтов для предупреждения деформации детали гайки должны заворачиваться в определенной последовательности. Так, если сопрягаемые детали имеют прямоугольную форму, то сборку соединения следует начинать с завинчивания средних гаек (рис. 6.11). При расположении гаек по окружности каждая последующая завинчиваемая гайка должна располагаться диаметрально противоположно предыдущей. Гайки завинчивают за несколько этапов (циклов).

Рис. 6.11. Схема сборки резьбового соединения 1—10 — последовательность затяжки гаек

Например, при трех этапах на первом этапе заворачивают средние гайки на 1/3 усилия затяжки, а затем — все остальные гайки на ту же величину. На последующих втором и третьем этапах усилие затяжки доводят до требуемого значения.

Для обеспечения определенного момента затяжки применяют предельные и динамометрические ключи. На рис. 6.12 показан торцовый предельный ключ с регулируемым крутящим моментом. Применяются также ручные предельные ключи.

Рис. 6.12. Регулируемый торцовый ключ: 1 - корпус; 2 - паз; 3 - штифт; 4 - гильза; 5 - пружина; б, 7 - гайки; 8 – головка

Рис. 6.13. Ключ динамометрический: 1 — стержень; 2 — рукоятка; 3 — шкала; 4 — указатель

Головка 8 соединена с гильзой 4 штифтом 3. Зубья на торцах гильзы 4 и корпуса 1 находятся в зацеплении под действием пружины 5. При достижении предельного момента затяжки штифт 3 скользит по наклонному пазу 2 в гильзе 4, включая вращение головки 8 ключа.

Величина предельного момента определяется усилием сжатия пружины 5, которое регулируется гайкой 6.

При завертывании гайки или болта ручным динамометрическим ключом (рис. 6.13) стержень 1 под действием приложенного к рукоятке 2 усилия упруго изгибается.

Величина прогиба стержня пропорциональна приложенному усилию и, следовательно, передаваемому ключом крутящему моменту.

Она фиксируется с помощью указателя 4 по шкале 3, которая проградуирована или протарирована для измерения крутящего момента. Затягивание гайки или болта прекращается при достижении указателем 4 соответствующего деления шкалы 3.

Наряду с ручными для сборки резьбовых соединений широко применяются механизированные инструменты с электро- или пневмоприводом. По принципу ограничения величины передаваемого крутящего момента они разделяются на три основных типа. К первому типу относятся инструменты с ограничением передаваемого крутящего момента с помощью упругого элемента (пружины), ко второму — инструменты ударно-импульсного действия и к третьему — пневматические инструменты прямого действия (без ограничительных устройств).

В инструменте первого типа (рис. 6.14) от электродвигателя 9 через редуктор 8 крутящий момент передается на ведущую полумуфту 7 кулачковой муфты. Под действием пружины 5 ведомая полумуфта 6 входит в зацепление с полумуфтой 7. Величина передаваемого кулачковой муфтой крутящего момента зависит от усилия сжатия полумуфт пружиной 5, для регулировки которого предназначена гайка 4. Муфта 3 служит для передачи вращательного движения наконечнику 1, в котором закрепляют сменные рабочие инструменты для заворачивания болтов, гаек, винтов. Эта муфта входит в зацепление при приложении к ней со стороны инструмента осевого усилия и расцепляется под действием пружины 2 в нерабочем состоянии.

Инструмент второго типа (рис. 6.15) оснащен пневматическим двигателем 5. При нажатии через курок 6 и толкатель 7 на клапан 8 сжатый воздух поступает в роторный пневматический двигатель 5, который через ударно-импульсную муфту 3—4 приводит во вращение шпиндель 2 с наконечником 7 для установки рабочего инструмента. При вращении обоймы 4 ролики ударяют по выступам а шпинделя 2, обеспечивая затяжку резьбового соединения.

Рис. 6.14. Схема инструмента для сборки резьбовых соединений: 1 — наконечник; 2, 5 — пружины; 3 — муфта; 4 — гайка регулировочная; 6, 7 — полумуфты; 8 — редуктор; 9 — электродвигатель

Рис. 6.15. Гайковерт ударно-импульсного действия: 1 — наконечник; 2 — шпиндель; 3 — ролик; 4 — обойма; 5 — пневмодвигатель; 6 — курок; 7 — толкатель; 8 — клапан

В инструментах третьего типа вал ротора пневмодвигателя через редуктор жестко соединен с рабочим шпинделем. По мере затяжки резьбового соединения вращение ротора затормаживается и при определенном сопротивлении со стороны завинчиваемой детали прекращается. Инструменты третьего типа обеспечивают наименьшую неравномерность усилия затяжки (0,08—0,1), что в два раза меньше, чем у инструментов других типов.

Для одновременной сборки нескольких резьбовых соединений применяются многошпиндельные гайковерты. В процессе эксплуатации тяжелые механизированные инструменты удерживаются на подвесках, например в виде пружинных блоков.

Мощные гайковерты закрепляют также на каретках, перемещаемых по монорельсу.

Сборка шпоночных, шлицевых и штифтовых соединений . Данные соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице колеса, шкива, муфты и т.п. или, наоборот, от этих деталей — к валу, а некоторые из них — также для фиксации их относительного положения на валу в осевом направлении. Эти соединения в основном стандартизованы.

Шпоночные соединения разделяются на две группы: ненапряженные призматические (рис. 6.16, а) и сегментные (рис. 6.16, б); напряженные клиновые (тангенциальные, фрикционные, на лыске и врезные) (рис. 6.16, д). Призматические шпонки могут быть обыкновенными со скругленными или плоскими концами (служат только для передачи крутящего момента), направляющими и скользящими, которые служат также для направления относительного перемещения деталей соединения.

Направляющая шпонка крепится к валу (рис. 6.16, в), а скользящая (рис.6.16,г) монтируется в ступице и удерживается в ней с помощью специального выступа цилиндрической формы. Скользящие шпонки применяются, когда требуется значительное перемещение ступицы вдоль вала.

Сегментные врезные шпонки, как и призматические, воспринимают нагрузку боковыми гранями, но по сравнению с ними имеют меньшую нагрузочную способность. Поэтому при необходимости по длине вала могут быть установлены две или три сегментные шпонки. Их преимуществом является простота изготовления, как самих шпонок, так и пазов под них, недостатком — необходимость более глубоких пазов в валах, что снижает их прочность.

Клиновые шпонки (рис. 6.16, д) в совокупности с валом и ступицей образуют напряженные шпоночные соединения, поэтому они способны передавать не только крутящий момент, но и осевое усилие. В эту группу входят четыре вида шпонок — врезные, на лыске, фрикционные и тангенциальные.

Врезная шпонка, имеющая прямоугольное поперечное сечение, устанавливается в пазы, выполненные в валу и ступице. Она обеспечивает надежное соединение и передачу значительных крутящих моментов, но снижает прочность вала на 6...10 %. Соединение со шпонкой, установленной на лыске вала, незначительно ослабляет его, но oблaдaef пониженной нагрузочной способностью. Тангенциальная шпонка, состоящая из двух клиньев, устанавливаемых навстречу друг другу в канавку вала вдоль его образующей, обеспечивает передачу крутящего момента только в одну сторону. При необходимости реверсирования устанавливают две шпонки под углом 120°, которые передают большие крутящие моменты, но снижают прочность вала.

Рис. 6.16. Типы шпонок: а — призматическая; б — сегментная; в — скользящая; г — направляющая; д — клиновые: 1 — тангенциальная; 2 — фрикционная; 3 — на лыске; 4 — врезная

Качество сборки шпоночных соединений зависит в первую очередь от соблюдения посадок в сопряжении шпонки с валом и ступицей. Одной из основных причин смятия боковых поверхностей шпонки является увеличение зазора в соединении. Причиной смятия шпонки может также быть неправильное расположение шпоночного паза на валу. Это может значительно затруднить сборку шпоночного соединения и вызвать перекос охватывающей детали на валу. Поэтому при пригонке призматических и сегментных шпонок вначале необходимо по калибру пришабрить боковые стенки паза на валу, которые должны располагаться параллельно его оси с допускаемым отклонением до 0,01 мм на 200 мм длины. Затем по пазу пригоняется шпонка с обеспечением требуемой посадки. Призматические и сегментные шпонки устанавливают в канавки легкими ударами медного молотка, причем между верхней плоскостью шпонки и дном охватывающей детали должен быть зазор. Отсутствие зазора может быть причиной смещения и радиального биения охватывающей детали.

Клиновые шпонки позволяют до минимума уменьшить зазор в шпоночном соединении. При сборке соединения с клиновой шпонкой следует учитывать возможность смещения оси охватывающей детали относительно оси вала, что приводит к ее радиальному биению, а также перекоса детали по ее длине из-за разницы в уклонах дна шпоночного паза и шпонки. Поэтому дно паза под клиновую шпонку выполняется с уклоном, равным уклону клина шпонки, а в технологии сборки должен быть предусмотрен контроль точности установки охватывающей детали по указанным параметрам.

Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными обеспечивают передачу больших крутящих моментов, более точное центрирование ступицы на валу и лучшее направление при перемещении ступицы по валу.

В станочном оборудовании применяются преимущественно стандартные шлицевые соединения с прямобочными и эвольвентными шлицами. Наиболее распространены прямобочные шлицевые соединения с центрированием по наружному или внутреннему диаметрам, а также по боковым поверхностям шлицов. Эвольвентное шлицевое соединение применяют с центрированием по боковым поверхностям шлицов и наружному диаметру. По сравнению с прямобочными они обладают более высокой прочностью. Однако из-за более высокой стоимости протяжек для обработки эвольвентных шлицевых отверстий в ступице эти соединения применяются реже.

Неподвижные шлицевые соединения бывают тугоразъемные и легкоразъемные. Поверхности шлицов не должны иметь заусенцев, задиров и забоин, которые могут вызвать перекос деталей. При сборке тугоразъемных соединений охватывающую деталь рекомендуется предварительно нагреть до температуры 80—130 °С.

В неподвижных шлицевых соединениях, имеющих посадки с натягом, охватывающую деталь обычно напрессовывают на вал с помощью специального приспособления или пресса.

Штифтовые соединения . Штифты служат для фиксации при сборке точного взаимного расположения деталей. Применяются также специальные срезные штифты, являющиеся предохранительными элементами.

По форме различают цилиндрические гладкие (рис. 6.17, а), конические гладкие (рис. 6.17, г), конические и цилиндрические с насеченными канавками штифты (рис. 6.17, б, в). Штифты с насечками не требуют развертывания отверстий и обеспечивают повышенную надежность от выпадания без дополнительных средств закрепления.

Конические штифты имеют конусность 1:50, обеспечивающую надежное самоторможение и центрирование деталей. Они бывают следующих типов: гладкие; с резьбовой цапфой (рис. 6.17, д); с внутренней резьбой (рис. 6.17,е), обеспечивающей легкую разборку соединения; разводные (рис.6.17, ж), позволяющие повысить надежность соединения.

Рис. 6.17. Штифты и штифтовые соединения: а — цилиндрическое штифтовое соединение; б, в — штифты цилиндрические с насечными канавками; г — коническое штифтовое соединение; д—ж— исполнения конических штифтов

Сверление и последующее развертывание отверстия под штифт производят в обеих деталях в сборе. Предпочтительны сквозные отверстия под штифты, что упрощает разборку соединения.

Глубина глухого отверстия должна быть достаточной для его развертывания на необходимую глубину с учетом заборной части развертки и чтобы находящийся в отверстии в сжатом состоянии воздух не мог вытолкнуть штифт при работе механизма. Последнее относится к цилиндрическим штифтам, которые для исключения выталкивания воздухом выполняются с центральным отверстием или имеют лыску (канавку) на наружной поверхности. Для облегчения удаления из глухих отверстий рекомендуется применять штифты с резьбовым отверстием (рис. 6.17, е) или резьбовым хвостовиком (рис. 6.17, (3).

Фиксация положения деталей коническими штифтами более жесткая, чем цилиндрическими. Однако при наличии в соединениях знакопеременных нагрузок и вибраций возможно выпадение под их действием конического штифта из отверстия. Для исключения этого необходимо фиксировать штифт со стороны большего основания винтом или со стороны меньшего основания гайкой, затягивающей штифт в отверстие. В первом случае в корпусе над отверстием под штифт предусматривается резьбовое отверстие под контрящий винт, а во втором штифт должен иметь со стороны меньшего диаметра резьбовой хвостовик для навинчивания гайки. Применение разводных штифтов (см. рис. 6.17, ж) также предохраняет их от выпадения из отверстия.

Конические штифты могут использоваться многократно. Цилиндрические же штифты удерживаются в отверстии за счет натяга, поэтому при многократном использовании нарушается плотность их посадки и точность установки.

Нормальный натяг в коническом штифтовом соединении может быть получен, если штифт, вставленный в отверстие без применения каких-либо инструментов, входит в него на 0,7—0,75 своей длины. Собирают штифтовое соединение с помощью молотка через подкладку или под прессом. Для облегчения разборки соединения штифт должен выступать на 1—2 мм над поверхностью детали (при сквозном отверстии).

Сборка цилиндрических и конических соединений с натягом

Неподвижные разъемные соединения широко применяются в оборудовании. К ним относятся соединения с гарантированным натягом, которые образуются при сборке путем напрессовывания одной детали на другую или при тепловом воздействии на одну из них.

Сборка напрессовыванием осуществляется при приложении к одной из деталей соединения осевой силы, под действием которой они перемещаются навстречу друг другу. При сборке цилиндрического соединения по мере увеличения поверхности соприкосновения деталей усилие запрессовки возрастает до некоторого максимума. Когда запрессовываемая деталь войдет на всю длину отверстия, дальнейшее ее продвижение происходит под действием постоянного усилия. Величина усилия зависит от скорости относительного перемещения деталей, при повышении которой оно уменьшается. Обычно эта скорость принимается в пределах до 5 мм/сек.

Номинальный натяг Δd (мм) соединения определяется как разность диаметров вала d в и отверстия d о: ::Δd = d в –d о . Однако, из-за того, что при запрессовке происходит смятие (сглаживание) микронеровностей поверхностей деталей, действительный натяг δ (мм) в соединении оказывается меньше номинального и приближенно определяется зависимостью

δ= Δd -(Н 1 +Н 2 ),

где H 1 и Н 2 — максимальная высота шероховатости сопрягаемых поверхностей соответственно первой и второй деталей, мм.

Таким образом, на качество соединения большое влияние оказывает шероховатость сопрягаемых поверхностей.

Наибольшее усилие запрессовки Р, необходимое для сборки соединения с натягом, определяется по формуле

Р = πfdlp,

где f— коэффициент трения при запрессовке между поверхностями деталей (принимается в пределах 0,1—0,22); d — номинальный диаметр поверхности сопряжения, мм; l—длина сопрягаемых поверхностей, мм; р — давление на поверхности контакта, МПа.

Значения р определяются по справочным данным или рассчитываются по известным формулам в зависимости от величины натяга, модуля упругости материала и размеров деталей.

Усилие, необходимое для распрессовки соединения, часто значительно превосходит усилие запрессовки.

По значению усилия запрессовки (выпрессовки) с коэффициентом запаса, равным 1,5—2, подбирают соответствующее оборудование. Для запрессовки небольших деталей (штифтов, втулок, заглушек и др.) пользуются ручными инструментами. При значительных усилиях запрессовки необходимы прессы (винтовые, гидравлические, пневматические, пневмогидравлические).

Перед сборкой с сопрягаемых поверхностей необходимо удалить имеющиеся заусенцы и забоины и очистить детали. Если обе сопрягаемые детали стальные, то их следует смазать машинным маслом.

Конические соединения обеспечивают по сравнению с цилиндрическими лучшее центрирование сопрягаемых деталей. Однако эти соединения очень чувствительны к несовпадению конусности у сопрягаемых поверхностей. Поэтому сборку конических соединений начинают с подбора или пригонки охватывающей детали по конусу вала, проверяя качество сопряжения «на качку», «на краску», и по их относительному положению вдоль оси вала. Наличие качания охватывающей детали указывает на несоответствие конических поверхностей вала и отверстия.

Зависимость натяга δ в конусном соединении от величины затяжки h (мм) (рис. 6.18) выражается формулой

h = δ/2tgα=(0,015+0,001d)/ 2tgα

где δ — диаметральный натяг в соединении, мм; d — средний диаметр конуса, мм; α — угол наклона образующей конической поверхности.

Замерив первоначальную, до затяжки, и конечную, после затяжки, посадку ступицы на конус вала, определяют величину h и по ней — натяг в соединении.

Рис. 6.18. Схема конического соединения

Сборка при тепловом воздействии осуществляется путем нагревания охватывающей или охлаждения охватываемой детали. Прочность таких соединений при передаче крутящего момента или осевого усилия в 3 раза больше прочности соединений, полученных обычным запрессовыванием одной детали в отверстие другой. Объясняется это тем, что при таком способе сборки неровности сопрягаемых поверхностей не сглаживаются как при запрессовывании, что увеличивает величину натяга. Тепловое воздействие применяется при сборке цилиндрических и конических соединений.

Сборка с нагреванием . Общий нагрев деталей производится в газовых, электрических печах или в жидкой среде. В качестве жидкости используются вода и минеральные масла. При повышенной температуре нагрева применяется касторовое масло. Крупногабаритные детали подвергают местному нагреву, обычно газовым пламенем. Не рекомендуется нагревать детали выше 450 °С.

Температура, до которой нагревается охватывающая деталь, определяется из условия, что увеличение диаметра ее отверстия в результате нагрева должно быть не меньше натяга, т.е. Δ= αtd 1 , где α—коэффициент линейного расширения материала охватывающей детали, 1/°С; t—температура ее нагревания, °С; d 1 —диаметр отверстия, мм; Δ— натяг в соединении, мм. При выполнении данного условия охватываемая деталь свободно входит в охватывающую.

Фактическую температуру нагрева увеличивают на 40—50 °С больше расчетного значения для компенсации частичного охлаждения детали в процессе ее установки и выверки перед сборкой.

Сборка с охлаждением . Если охватывающая деталь имеет большой вес и габариты и сложно обеспечить ее нагрев, то применяют сборку с охлаждением охватываемой детали. Применение холода целесообразно во всех случаях, когда посадочные места расположены на концах вала или близко к ним.

Охлаждение до температуры -75 °С производится при помощи твердой углекислоты, до -190 °С — жидкого азота. Жидкий азот неядовит и поэтому неопасен. Основные требования по технике безопасности сводятся к осторожному обращению с низкотемпературной жидкостью.
В качестве охлаждающей жидкости при сборке неподвижных соединений в машиностроении чаще применяется азот. Для перевозки и хранения небольшого его количества используются металлические сосуды «Дюара» с высоковакуумной изоляцией.

При использовании метода охлаждения значительно сокращается трудоемкость сборки, повышается качество неподвижных соединений за счет применения больших натягов, исключаются последующие операции после запрессовки. При сборке закаленных деталей с применением охлаждения, кроме снижения трудоемкости сборки, повышается качество самих деталей. Это достигается за счет структурных изменений в материале детали (остаточный аустенит переходит в мартенсит), что в дальнейшем стабилизирует размеры деталей и сохраняет их твердость. Заметим, что если сборка производится с нагревом, то не только охватывающая, но и охватываемая деталь теряют свою твердость.

Охлаждение применяется при установке в отверстия деталей бронзовых, стальных и чугунных втулок, а также для установки на валы полумуфт, зубчатых колес, дисков, маховиков и др. деталей.

Детали, собираемые этим методом, поступают на сборку окончательно обработанными. Время охлаждения деталей зависит от их размеров и может быть определено по номограмме (рис. 6.19) или эмпирическим зависимостям.

Рис. 6.19. Номограмма для определения времени охлаждения деталей в жидком

азоте

На номограмме для деталей типа валов и втулок изображены по две линии, устанавливающие связь между диаметром детали и временем охлаждения. Одна из линий определяет время охлаждения деталей до температуры -150 °С, а вторая до -190 °С.

Если, например, толщина стенки втулки равна 50 мм, то время ее охлаждения до температуры -150 °С составляет 6 мин, а до температуры -190 °С — 9 мин. Стальной вал радиусом 100 мм за 14 мин охладится до -150 °С, а за 22 мин — до -190 °С.

Температуру охлаждения деталей можно контролировать, наблюдая за состоянием поверхности жидкого азота. При погружении в него детали происходит бурное кипение и испарение азота. Этот процесс продолжается до тех пор, пока деталь не охладится до -150 °С. При дальнейшем охлаждении и достижении температуры детали около -160 °С азот снова закипает с образованием пены. Его кипение прекращается тогда, когда деталь охладится до температуры -190 °С. В табл. 6.1 приведены расчетные данные о расходе жидкого азота на охлаждение 1 кг металла. При охлаждении детали до -190 °С количество охлаждающего вещества увеличивается вдвое.

При определении действительного количества жидкого азота, которое потребуется залить в термостат, необходимо учитывать, что после охлаждения детали в термостате останется около 50 % азота. Поэтому надо заливать в термостат азота на 50 % больше указанного в таблице. Необходимо учитывать и естественную потерю жидкого азота за время его транспортировки от места производства до места потребления, а также потерю его за время хранения до момента применения.

При транспортировке и хранении жидкого азота в сосудах «Дюара» его потери от испарения составляют по весу 10 % в сутки. Операции по сборке неподвижных соединений с применением охлаждения выполняются в следующей последовательности.

Перед сборкой сопрягаемые поверхности деталей необходимо зачистить от забоин. Одновременно подготавливают термостат, жидкий азот и приспособления, предназначенные для подъема и перемещения детали перед охлаждением и после него. Охватывающую деталь (шестерню, корпус и др.) устанавливают на стенде для сборки или на заранее подготовленное место, а охватываемую деталь закрепляют на подъемно-транспортном устройстве так, чтобы было удобно ее опускать в термостат и в охватывающую деталь. Мелкие детали вводят в охватывающую деталь при помощи клещей.

После этого измеряют диаметр посадочной поверхности, полученный размер уменьшают на 0,05—0,15 мм в зависимости от размера и усадки охлаждаемой детали и переносят на микрометрическую скобу. Деталь опускают в термостат, выдерживают в нем, вынимают из термостата и проверяют диаметр посадочной поверхности скобой, размер которой установлен, как указано выше. При достаточной усадке скоба должна свободно проходить над посадочной поверхностью. При выполнении этого условия деталь быстро заводят в отверстие, фиксируют в требуемом положении и оставляют в нем до выравнивания температур деталей с температурой окружающей среды. Сборка массивных деталей с большим натягом производится комбинированным способом: охватывающую деталь нагревают до температуры 100—120 °С, а охватываемую охлаждают до температуры -190 °С.