З’єднання з натягом

З'єднання з натягом - технологічна операція отримання умовно роз'ємного з'єднання [1]. яке виходить при вставлянні однієї деталі (або частини її) в отвір іншої деталі при посадці з натягом. Зазвичай з'єднують деталі з циліндричними або конічними поверхнями, також ці поверхні можуть бути еліптичними. призматическими і ін. Для отримання нерухомого з'єднання необхідний натяг (позитивна різниця діаметрів вала і отвору). Після складання вал і отвір завдяки пружним і пластичних деформацій приймають один розмір.

Збірка пресове з'єднання виробляється запрессовкой або температурним деформуванням.

Залежно від відносної величини натягу, пластичності матеріалів, якості поверхні запрессовка проводиться з різними зусиллями і на різному устаткуванні.

Збірка температурним деформуванням

Дозволяє провести збірку найменшими зусиллями (вільне з'єднання) і мінімальними ушкодженнями. Це досягається нагріванням отвори (але нижче температури структурних змін) або охолодженням валу (сухий лід -79 ° C, рідкий азот -198,6 ° C), або використанням обох методів одночасно. При сильному нагріванні деталі, що охоплює при складанні може виникнути «спікання», при якому з'єднання виявиться нерозбірним.

Збірка скляного импеллера (Cryo-Lock) на скляний вал в скляному хімічному реакторі (скло у вигляді стеклоемалевим покриття на метал) за допомогою охолодження вала рідким азотом. Азот подається по каналу всередині валу.

Розбирання з'єднання проводиться в зворотній послідовності в напрямку роз'єднання деталей розпресування або температурним деформуванням.

При розпресування можна застосувати гідростатичну розпресування як додатковий засіб для більш легкого зняття деталі. Для цього необхідно подати гідравлічне масло під тиском по каналу (передбаченому конструкцією вала або маточиною) під місце з'єднання. Під дією гідравлічних сил масло розсовує з'єднання, утворюючи зазор, і одночасно вимовити і змащує його, що дозволяє Випрессовиваемие з меншими зусиллями і з меншими ушкодженнями.

Розрахунок пресове з'єднання

температурне деформування

Для цього способу необхідно розрахувати різницю температур Δ t вала і отвору. При цьому беруть

де N - натяг посадки; z 0> - мінімальний зазор, необхідний для вільного з'єднання деталей, z 0 = 0. 01 m m = 0,01mm> при d = 30. 80 m m. z 0 = 0. 015 m m = 0,015mm> при d = 80. 180 m m. z 0 = 0. 02 m m = 0,02mm> при d = 180. 400 m m; α - коефіцієнт лінійного розширення; d - номінальний діаметр.

запресовування

Розрахунок пресове з'єднання втулки і валу. При цьому втулка і вал (якщо в ньому є отвір) вважається товстостінним циліндром (тобто товщина стінки яких не більше ніж в п'ять разів менше радіуса циліндра).

Виходячи з сил, що діють на з'єднання, знаходимо контактний тиск p:

Далі знаходимо розрахунковий натяг N p>:

Так як є нерівності профілю, які деформуються і ускладнюють просування запрессовки, отримане значення збільшуємо на величину поправки і отримуємо практичний натяг:

де R a 1> і R a 2> - середнє арифметичне відхилення профілю мікронерівностей посадочних поверхонь (див. шорсткість).

Якщо збірка проводиться температурним деформуванням, то немає необхідності вводити поправку.

Посадки підшипників на вал або в корпус, з'єднання импеллера з валом в хімічному реакторі і т. Д.