Соединение с натягом


Соединение с натягом

Соединение с натягомтехнологическая операция получения условно разъёмного соединения[1], которое получается при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом. Обычно соединяют детали с цилиндрическими или коническими поверхностями, также эти поверхности могут быть эллиптическими, призматическими и пр. Для получения неподвижного соединения необходим натяг (положительная разность диаметров вала и отверстия). После сборки вал и отверстие благодаря упругим и пластическим деформациям принимают один размер.

Сборка соединения с натягом производится запрессовкой или температурным деформированием.

Содержание

Сборка запрессовкой

В зависимости от относительной величины натяга, пластичности материалов, качества поверхности запрессовка производится с различными усилиями и на различном оборудовании.

Сборка температурным деформированием

Позволяет произвести сборку наименьшими усилиями (свободное соединение) и минимальными повреждениями. Это достигается нагревом отверстия (но ниже температуры структурных изменений) или охлаждением вала (сухой лёд −79 °C, жидкий азот −198,6 °C), либо использованием обоих методов одновременно. При сильном нагреве охватывающей детали при сборке может возникнуть «спекание», при котором соединение окажется неразборным.

Сборка стеклянного импеллера (Cruo-Lock) на стеклянный вал в стеклянном химическом реакторе (стекло в виде стеклоэмалевого покрытия на металл) с помощью охлаждения вала жидким азотом. Азот подаётся по каналу внутри вала.

Разборка соединения

Разборка соединения производится в обратной последовательности в направлении рассоединения деталей распрессовкой или температурным деформированием.

При расспресовке можно применить гидростатическую расспресовку как дополнительное средство для более лёгкого снятия детали. Для этого необходимо подать гидравлическое масло под давлением по каналу (предусмотренному конструкцией вала или ступицей) под место соединения. Под действием гидравлических сил масло раздвигает соединение, образуя зазор, и одновременно вымывает и смазывает его, что позволяет выпрессовывать с меньшими усилиями и с меньшими повреждениями.


Расчёт соединения с натягом

Температурное деформирование

Для этого способа необходимо рассчитать разность температур \Delta t\,\! вала и отверстия. При этом принимают

\Delta t=\left(\frac{\N+z_0}{\alpha d}\right),\,\!


где N\,\! — натяг посадки; z_0\,\! — минимальный зазор необходимый для свободного соединения деталей, z_0=0,01 mm\,\! при d=30...80 mm\,\!, z_0=0,015 mm\,\! при d=80...180 mm\,\!, z_0=0,02 mm\,\! при d=180...400 mm\,\!; \alpha\,\! — коэффициент линейного расширения; d\,\! — номинальный диаметр.

Запрессовка

Расчёт соединения с натягом втулки и вала. При этом втулка и вал (если в нём имеется отверстие) считается толстостенным цилиндром (то есть толщина стенки которых не более чем в пять раз меньше радиуса цилиндра).

Исходя из сил, действующих на соединение, находим контактное давление p\,\!:


p=k\frac{\sqrt{F^2+\left(M/d \right)^2}}{ \pi dlf },\,\!

где k\,\! — коэффициент запаса сцепления k=1,5...3\,\!; F\,\! — осевая сила; M\,\! — крутящий момент; d\,\! — номинальный диаметр; l\,\! — длина соединения; f\,\! — коэффициент трения скольжения.

Далее находим расчётный натяг N_p\,\!:

N_p=pd\left(C_1/E_1 + C_2/E_2 \right),\,\!


C_1=\left(\frac{d^2+d_1^2}{d^2-d_1^2} \right)-\mu_1, \quad  C_2=\left(\frac{d_2^2+d^2}{d_2^2-d^2} \right)+\mu_2 \,\!

,

где E\,\! — модуль упругости;  \mu\,\! — коэффициент Пуассона (см. Пуассона коэффициент).

Так как имеются неровности профиля, которые деформируются и затрудняют продвижение запрессовки, полученное значение увеличиваем на величину поправки и получаем практический натяг:

N_{pr}=N_p+ 5,5\left(Ra_1 + Ra_2 \right),\,\!

где Ra_1\,\! и Ra_2\,\! — среднее арифметическое отклонение профиля микронеровностей посадочных поверхностей (см. шероховатость).

Если сборка производится температурным деформированием, то нет необходимости вводить поправку.

Применение

Посадки подшипников на вал или в корпус, соединение импеллера с валом в химическом реакторе и т. д.

История

Считается одной из наидревнейших технологических операций, как операция насаживания каменного топора на топорище.

См. также

Примечания

  1. С увеличением степени натяга, становится затруднительным разъём соединения

Литература

  1. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5

Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Соединение с натягом" в других словарях:

  • Соединение — У этого термина существуют и другие значения, см. Соединение (значения). Соединение процесс изготовления изделия из деталей, сборочных единиц (узлов), агрегатов путём физического объединения в одно целое. Показатели работоспособности соединения… …   Википедия

  • Шиповое соединение — соединение деталей (обычно деревянных) путём плотного вставления в отверстия (пазы) фигурных выступов в этих деталях шипов. Шиповые соединения бывают разных видов, Наиболее известные из них: Ласточкин хвост (Dovetail Joint)  соединение, в… …   Википедия

  • Шпоночное соединение —         соединение вала с надетой на него деталью при помощи шпонки (См. Шпонка). Для установки шпонки на валу и в детали должны быть пазы, расположенные в осевом направлении. Существуют затяжные (т. е. посаженные с натягом) и незатяжные шпонки.… …   Большая советская энциклопедия

  • Бесшпоночное соединение —         соединение вала с сопряжённой деталью без применения шпонок (См. Шпонка), исключающее их относительный поворот, а иногда и осевое перемещение. Осуществляется трением (соединения с гарантированным натягом, с пружинно зажимными кольцами) и… …   Большая советская энциклопедия

  • Клиновое соединение —         разъёмное соединение, затягиваемое или регулируемое с помощью клина, выполняется обычно напряжённым, т. е. с предварительным натягом. Малый угол скоса клина обеспечивает плотность соединения и самоторможение, препятствующее выпадению… …   Большая советская энциклопедия

  • прессовое соединение — Соединение составных частей изделия с гарантированным натягом вследствие того, что размер охватываемой детали больше соответствующего размера охватывающей детали. [ГОСТ 23887 79] Тематики сборка Обобщающие термины виды соединений по методу… …   Справочник технического переводчика

  • Натяг — Соединение с натягом технологическая операция получения условно разъёмного соединения[1], которое получается при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом. Обычно соединяют детали с цилиндрическими или …   Википедия

  • Допуск —         в машиностроении, интервал, в котором допускается отклонение числовой характеристики параметра от его номинального (расчётного) значения. Д. задают на геометрические параметры деталей машин и механизмов (линейные и угловые размеры, форму… …   Большая советская энциклопедия

  • Опрессовка — Опрессовка: Гидравлические или пневматические испытания на прочность трубопровода или другого оборудования работающего под давлением. Соединение с натягом …   Википедия

  • Посадка (машиностроение) — У этого термина существуют и другие значения, см. Посадка. Посадка  характер соединения сопрягаемых деталей, определяемый зазором или натягом, то есть разностью их размеров до сборки в соответствии с назначенным допуском. Система допусков и… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.