Учебная практика по выполнению слесарных работ. 108 часов.

Классификация Слесарного Инструмента

По тому, как инструменты приводятся в действие, существуют такие виды: ручной, электрический и пневматический.

Подшипники. Установка и монтаж

Монтаж подшипников является высокоточной операцией, которая во многом определяет как срок службы подшипника, так и нормальную работу всего оборудования. Монтаж подшипников требует специального оснащения. Неправильный монтаж подшипников обязательно приведет к выходу их из строя во время эксплуатации. Способы монтажа подшипников различаются и зависят от посадки подшипника и его типа. Процесс установки можно поделить на несколько этапов, каждый из которых по-своему важен.

1.Подготовка к монтажу подшипника:

Для подготовки подшипников к монтажу предварительно проверяют надписи на упаковке и самих подшипниках. Узел куда устанавливается подшипник также необходимо подготовить и проверить. Посадочную поверхность узла нужно очистить от грязи, ржавчины, старой смазки и посторонних частиц, а также провести проверку степени ее износа. Установка подшипника на поверхность с высокой степенью изношенности может привести к его проворачиванию и нарушению работы всего узла. Если повреждения находятся в пределах допустимых значений, их достаточно устранить шлифованием. На подготовленную поверхность нужно нанести слой пластичной смазки.

Распаковывают подшипники непосредственно перед началом работ с ними. Подшипники поставляются в упаковке завода-изготовителя, которую необходимо снимать непосредственно перед установкой подшипника. Кроме упаковки подшипник находится в среде консервационной смазки, которая сохраняет его при долгом хранении. Смазку необходимо удалить, произвести так называемую расконсервацию подшипника. Конструкция подшипника может подразумевать защитную шайбу или уплотнительное кольцо, тогда он не нуждается в промывке. Расконсервацию подшипников производят согласно действующей инструкции по хранению, расконсервации подшипников и их деталей и обращению с ними. Как правило, подшипники расконсервируют в горячем (80-90 °С) минеральном масле, тщательно промывают в 6-8%-ном растворе масла в бензине или в горячих (75-85°С) антикоррозионных водных растворах, например, следующих составов (в % - тах):

	Раствор N1	Раствор N2
Триэтаноломин	0, 5-1, 0	0, 5-1, 0
Нитрит натрия	0, 15-0, 2	0, 15-0, 2
Смачиватель ОП	0, 02-0, 1	0, 08-0, 2
Вода	Остальное	Остальное

Хранить расконсервированные подшипники более двух часов без защиты от коррозии не рекомендуется.

После расконсервации потребитель подшипников должен обеспечить их защиту от коррозии при контроле, монтаже, сборке и хранении изделий по соответствующей внутризаводской инструкции.

Перед монтажом подшипник следует проверить на соответствие внешнего вида, легкости вращения, зазоров требованиям нормативно-технической документации.

Визуально у подшипников открытого типа должны быть проверены наличие забоин, следов загрязнений, коррозии, полного комплекта заклепок, плотности их установки или других соединительных элементов, полного комплекта тел качения, наличие повреждений сепаратора.

У подшипников закрытого типа следует проверить, не повреждены ли уплотнения или защитные шайбы.

Легкость вращения предварительно смазанного подшипника проверяют вращением от руки наружного кольца. Проверку ведут, удерживая подшипник за внутреннее кольцо в горизонтальном положении. Кольца должны вращаться плавно, без резкого торможения. При повышенных требованиях к подшипнику легкость вращения проверяют на приборах, например, методом выбега.

Непосредственно перед монтажом необходимо проверить монтажные поверхности корпусов (отверстия и торцы) и валов (посадочные поверхности и торцы) на отсутствие забоин, царапин, глубоких рисок от обработки, коррозии, заусенцев и загрязнений.

Если подшипники, служащие опорой одного вала, устанавливают в различные (раздельные) корпуса, соосность корпусов, в соответствии с требованиями технической документации, должна быть обеспечена с помощью прокладок или других средств.

При установке на одну посадочную шейку двух подшипников (радиальных: шариковых, роликовых сферических и цилиндрических) разница в радиальных зазорах не должна превышать 0, 03 мм, а по внутреннему и наружному диаметрам колец - не более половины поля допуска.

Классификация крепежа — виды и элементы крепежных изделий

Широко применяемые в машиностроении неподвижные соединения делят на два вида: разъемные (выполняемые в основном с помощью резьбовых крепежных изделий - болтов, винтов, шпилек и гаек) и неразъемные (выполняемые различными видами заклепок, сваркой, пайкой, склеиванием).

Классификатор государственных стандартов крепежные изделия общемашиностроительного применения относит к группе ГЗ, которая включает в себя следующие классы: Г31 - болты; Г32 - винты, шпильки; ГЗЗ - гайки; Г34 - заклепки; Г36 - шайбы, шплинты; Г37 - штифты; Г38 - прочие промышленные метизы. Крепежные изделия массового применения; высокопрочные резьбовые крепежные изделия; крепежные изделия для односторонней постановки и безударной клепки; крепежные изделия для высокоресурсных и герметичных соединений; крепежные изделия для соединения полимерных композиционных материалов.

, винтов, гаек, в группу высокоресурсных - классы болтов, заклепок и т.д.

Виды крепежных деталей

К деталям с внешней рабочей поверхностью следует отнести гвозди, шурупы, винты, болты, шпильки, заклепки. Внутренней рабочей поверхностью, которая определяет их функциональность, обладают гайки. Анкеры и дюбели имеют как наружную, так и внутреннюю рабочие поверхности.

Гвозди

Этот класс крепежных изделий не требует детального описания, поскольку хорошо знаком всякому, но заслуживает более подробного рассказа, что не входит в рамки данного материала за одним исключением. Это гвоздеобразный шуруп для гвоздевого дюбеля — гвоздь с резьбой, который работает в комплексе с пластмассовым дюбелем. Подобное изделие при монтаже забивают как гвоздь, а при необходимости разборки вывинчивают как шуруп. Используется для установки плинтусов и крепежа легких деревянных конструкций.

Болты

Болт — это крепежное изделие в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и с головкой на другом, образующее соединение при помощи гайки.

Винты

Винт — это крепежное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом.

Шпильки

Шпилька — крепежное изделие в форме цилиндрического стержня с наружной резьбой на обоих концах или на всей длине стержня.

Шурупы

Шуруп — крепежное изделие в форме стержня со специальной наружной резьбой, резьбовым коническим концом и головкой на другом конце, образующее резьбу в отверстии соединяемого деревянного или пластмассового изделия.

Гайки

Гайка — это крепежное изделие с резьбовым отверстием и конструктивным элементом для передачи крутящего момента.

Шайбы

Шайба — это крепежное изделие с отверстием, подкладываемое под гайку или головку болта либо винта для увеличения опорной поверхности и (или) предотвращения их самоотвинчивания.

Заклепки

Заклепка это крепежное изделие в форме гладкого цилиндрического стержня с головкой на одном конце, служащее для получения неразъемного соединения за счет образования головки на другом конце стержня пластической деформацией.

Дюбели и анкеры

Анкерное (дюбельное) крепление состоит из двух элементов. Во-первых, это гильза, которая устанавливается в предварительно высверленное отверстие. Между гильзой и материалом основания возникает сила трения. Это происходит за счет механического расширения гильзы в отверстии — что может достигаться разными способами. В гильзу вставляется крепежная деталь — болт, винт, шпилька, шуруп, специальный гвоздь. Кроме этого, анкеровка может происходить за счет внешнего или внутреннего упора. Анкеры предназначены для восприятия высоких нагрузок и поэтому выполняются из металла. Дюбели рассчитаны на меньшие нагрузки и изготавливаются из пластика (нейлон, полиэтилен).

Очистка объектов ремонта

В основу классификации загрязнений положены механизм их образования, адгезия (прилипаемость) к очищаемой поверхности и специфика удаления при техническом обслуживании и ремонте машин.

Большинство очистных операций связано с применением моющих жидкостей. Основное условие качественной очистки ремонтируемых объектов в жидких средах – комплексное воздействие на удаляемые загрязнения физико-химических и механических факторов.

Физико-химический фактор обеспечивается применением эффективных моющих средств или реагентов. Различают три разновидности реагентов:

органические растворители (ОР) и растворяюще-эмульгирующие средства (РЭС);

кислотные растворы (КР);

синтетические моющие средства (CMC) технического назначения.

Кислотные растворы (КР) – водные растворы неорганических и органических кислот. Их используют для удаления таких специфических загрязнений, как продукты коррозии и накипь. Однако при очистке деталей машин кислотным раствором существует опасность их коррозионного поражения. Для избежания этого в его состав вводят ингибиторы кислотной коррозии, предохраняющие металл от разрушения.

Синтетические моющие средства (CMC) технического назначения представляют собой сложные композиции. Их обязательным составным элементом служат поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые, адсорбируясь на границе раздела фаз и понижая поверхностное натяжение водного раствора, способствуют его проникновению в микротрещины и ослабляют связи загрязнений с очищаемой поверхностью.

Механический фактор очистки объектов ремонта проявляется при струйной очистке и при погружной очистке.

При струйной очистке механический фактор проявляется как удар струи на удаляемые загрязнения, что приводит их к разрушению и размыву.

При погружной очистке механический фактор проявляется как вибрация ремонтируемых объектов в моечных ваннах либо колебания моющей жидкости или их совместное воздействие.

Способы очистки (регенерации) моющих растворов:

Естественное отстаивание – происходит под действием гравитационных сил.

Центрифугирование – под действием центробежного очистителя.

Коагуляция – это склеивание мелкодисперсных частиц и выведение их в осадок под действием специальных коагулянтов.

Ультрафильтрация – безреагентный способ очистки с использованием трубчатых мембран.

Разборка машин и агрегатов

Разборку необходимо выполнять в строгой последовательности, предусмотренной технической документацией. В технологических картах указаны порядок выполнения операций, применяемое оборудование, инструмент и технические условия на выполняемые работы.

Если технической документации нет, то сначала снимают детали, которые можно легко повредить (масляные и питательные трубки, шланги, рычаги, тяги). Затем демонтируют отдельные агрегаты в сборе, которые разбирают на отдельных участках. При снятии чугунных деталей, закрепленных большим числом болтов, во избежание трещин сначала отпускают все болты на пол оборота, только после этого их отворачивают.

После разборки крепежные детали укладывают в сетчатые корзины для последующей промывки.

Запрессованные детали снимают под прессом или с помощью съемников и приспособлений, чаще всего изготовленных из цветных металлов (молотки из меди или бронзы).

Нельзя раскомплектовывать детали, которые при изготовлении обрабатываются в сборе (крышки и постели коренных опоров блока цилиндра, крышки шатунов и т.д.). Такие детали метят краской, вновь соединяют укладывают в отдельные корзины, тем самым сохраняя комплектность.

Дефектация деталей

Дефектация – операция технологического процесса ремонта машины, заключающаяся в определении степени годности бывших в эксплуатации деталей и сборочных единиц к использованию на ремонтируемом объекте.

Степень годности деталей к повторному использованию или восстановлению устанавливают по технологическим картам на дефектацию. В них указаны: краткая техническая характеристика детали (материал, вид термической обработки, твердость, нормальные размеры, отклонение формы и взаимного расположения поверхностей), возможные дефекты и способы их устранения, методы контроля, допустимые без ремонта и предельные размеры. Оценку проводят сравниванием фактических геометрических параметров деталей и других технологических характеристик с допустимыми значениями.

Нормальными называют размеры и другие технические характеристики деталей, соответствующие рабочим чертежам.

Допустимыми называют размеры и другие технические характеристики детали, при которых она может быть поставлена на машину без ремонта и будет удовлетворительно работать в течение предусмотренного межремонтного периода.

Предельными называют выбраковочные размеры и другие характеристики детали.

При дефектации используют следующие методы измерения: абсолютный, когда прибор показывает абсолютное значение измеряемого параметра, и относительный – отклонение измеряемого параметра от установленного размера.

Универсальные инструменты и приборы позволяют находить значение контролируемого параметра в определенном интервале его значений.

Специальные мерительные средства предназначены для контроля конкретных деталей с высокой производительностью и точностью.

Методы и средства выявления несплошности материала деталей. Дефекты несплошности материала деталей, бывших в эксплуатации, можно условно разбить на две группы: явные и скрытые.

Явные дефекты – это трещины, обломы, пробоины, смятие, коррозия. Их чаще всего обнаруживают внешним осмотром невооруженным глазом, через лупу 5... 10 - кратного увеличения или ощупыванием. Для обнаружения скрытых дефектов применяют следующие методы контроля.

Капиллярный метод, гидравлический метод, пневматический способ, магнитный метод, ультразвуковой метод, теневой метод, импульсный эхо-метод.

Комплектование деталей

Детали комплектуют в специальном отделении, оборудованном стеллажами подставками, столами, передвижными тележками, ящиками, контейнерами и универсальным мерительным инструментом. Туда поступают: годные детали из отделения дефектации, восстановленные из склада отремонтированных деталей и запасные детали из склада запасных частей.

Комплектовочные работы включают в себя; сортирование деталей, их подбор дли сборки соединений в соответствии с техническими условиями; комплектование по номенклатуре и числу в соответствии с принадлежностью к агрегатам и сборочным постам; раскладку в тару; доставку комплектов на сборочные посты согласованно с ритмом сборки агрегатов.

На ремонтных предприятиях детали комплектуют штучным и селективным (групповым) подбором.

Штучный подбор заключается в том, что к одной детали с каким-то действительным размером, полученным в результате его измерения, подбирают вторую деталь данного соединения, исходя из допускаемого при их сборке зазора или натяга. Его примером может служить подбор поршня и гильзы двигателя, которые обрабатываются с широким полем допусков, вследствие чего любой поршень не может быть поставлен в любую гильзу.

Селективный (групповой) подбор характеризуется тем, что соединяемые детали после их обработки и контроля предварительно сортируют по размерным группам, клеймят цифрами, буквами или помечают цветными красками.

При сборке соединений используют детали одной группы.

Шпоночные соединения

Шпоночные соединения передают вращающий момент от вала к колесу и служат для закрепления на валах и осях различных деталей машин — зубчатых колёс, муфт, шкивов. Образуются посредством шпонки, установленной в сопряжённые пазы вала и колеса.

Шпонка имеет вид призмы, клина или сегмента, реже применяются шпонки других форм. Шпоночные соединения:

просты;

надёжны;

удобны в сборке и разборке;

дёшевы.

Недостатки:

ослабляют сечение валов и ступиц колёс;

концентрируют напряжения в углах пазов;

нарушают центрирование колеса на валу (для этого приходится применять две противоположные шпонки).

Виды шпоночных соединений:

ненапряжённые — призматические или сегментные шпонки, передают момент боковыми гранями;

напряжённые — клиновые шпонки, передают момент за счёт сил трения по верхним и нижним граням;

тангенциальные — состоят из двух клиньев с одинаковым уклоном, составленных так, что рабочие грани их взаимнопараллельны.

Шпонки всех основных типов стандартизованы.

Для призматических шпонок стандарт указывает ширину и высоту сечения. Глубина шпоночного паза в валу принимается как 0, 6 от высоты шпонки. Призматические и сегментные шпонки всех форм испытывают смятие боковых поверхностей и срез по средней продольной плоскости:

σ _смят = 2 × M_вращ / (0, 4 × h × d × l ≤ [σ ]_смят;
τ _срез = 2 × M_вращ / (b × d × l ≤ [τ ]_срез,

где h — высота сечения шпонки, d — диаметр вала, b — ширина сечения шпонки, l — рабочая длина шпонки (участок, передающий момент).

Исходя из статистики поломок, расчёт на смятие проводится как проектный. По известному диаметру вала задаются стандартным сечением призматической шпонки и рассчитывают рабочую длину. Расчёт на срез — проверочный. При невыполнении условий прочности увеличивают рабочую длину шпонки.

Сборка шпоночных соединений

Призматические шпонки подлежат замене при:

смятии боковых граней;

ослаблении посадки;

смятии шпоночной канавки.

Разборку шпоночного соединения можно вести различными способами, в зависимости от конструкции соединения. Для разборки в средней части шпонки выполняют резьбовое отверстие и ввёртывают в него винт. При подгонке и сборке призматических шпонок рекомендуется выполнить скос на поверхности шпонки со стороны вала, на длину не более высоты шпонки, с обратной стороны сделать пометку. Непременное условие процесса разборки шпоночного соединения — сохранение чистоты и точности посадочных мест.

При небольшой выработке стенки канавки необходимо выровнять стенки шпоночной канавки до получения правильной формы и изготовить новую шпонку, с увеличенным сечением. Расширение шпоночной канавки допускается на величину, не превышающую 10-15% от первоначального размера. При изготовлении новой шпонки и ремонте шпоночной канавки обработку следует вести соответствующим инструментом. Засверливание шпоночных канавок должно проводиться фрезой.

Перед сборкой детали очищают и проверяют посадочные размеры, наличие на сопрягаемых поверхностях забоин, заусенцев и других дефектов. Измерение глубины пазов, высоты и правильности установки шпонок проводится с использованием щупов, шаблонов, индикаторов перемещения часового типа и специальных подставок.

Посадку шпонки в паз вала проводят лёгкими ударами медного молотка (или молотка из мягкого металла), под прессом или с помощью струбцин. Перекос шпонки и врезание в тело паза не допускаются. Отсутствие бокового зазора между шпонкой и пазом проверяют щупом, затем насаживают охватывающую деталь (колесо, шкив) и проверяют наличие радиального зазора.

При сборке клиновых шпонок необходимо следить за тем, чтобы шпонка плотно прилегала к дну паза вала и втулки и имела зазоры по своим боковым стенкам. Верхняя грань клиновых шпонок должна быть выполнена с уклоном по длине 1: 100. Уклоны на рабочей поверхности шпонки и в пазе втулки должны совпадать, иначе деталь будет сидеть на валу с перекосом. Точность посадки шпонки проверяется щупом с обеих сторон втулки. При сборке пазы вала или поверхности шпонки припиливают или пришабривают для исключения перекоса и смещения. В собранном соединении головка клиновой шпонки не должна доходить до торца ступицы на величину, равную высоте шпонки. Во избежание выпадения клиновых и тангециальных шпонок (при их ослаблении) у головок устанавливают упоры на винтах. Следует отметить неопределённость возникающих усилий при запрессовке клиновых шпонок. Это может привести к повреждению ступиц охватываемых деталей.

Шпонки размером сечения более 28× 16 мм необходимо проверять на краску по посадочным местам до получения пяти и более отпечатков на квадратный сантиметр поверхности. Перед установкой шпонки необходимо зачистить и смазать маслом шпонку и шпоночную канавку. Не допускается во всех видах шпоночных соединений устанавливать какие-либо подкладки для достижения плотной посадки шпонок.

Сегментные шпонки в меньшей мере подвержены перекосу и не требуют ручной пригонки (так как шпоночный паз получают фрезой, соответствующей размеру шпонки); паз под сегментную шпонку более глубокий, что ослабляет сечение вала.

В собранном соединении между верхней гранью призматической шпонки и основанием паза ступицы (рисунок 4.1) радиальный зазор должен соответствовать приведенным в таблице 4.1 данным. В соединениях с клиновой шпонкой (рисунок 4.2) боковой зазор между пазом и шпонкой не должен превышать величин, указанных в таблице 4.2.

Рисунок 4.1 — Зазор при установке призматических шпонок

Таблица 4.1 — Значения радиального зазора для призматических шпонок в зависимости от диаметра вала

Диаметр вала, мм	Радиальный зазор, мм
от 25 до 90	0, 3
от 90 до 170	0, 4
свыше 170	0, 5

Рисунок 4.2 — Зазоры при установке клиновых шпонок

Таблица 4.2 — Значения бокового зазора для клиновых шпонок в зависимости от размера шпонок

Нормальные размеры шпонок, мм	Боковой зазор, мм
b = 12…18; h = 5…11	0, 35
b = 20…28; h = 8…16	0, 4
b = 32…50; h = 11…28	0, 5
b = 60…100; h = 32…50	0, 6

Направляющие призматические шпонки устанавливают с дополнительным креплением в пазу винтами, в пазу перемещаемых деталей делают более свободную посадку.

Шлицевые соединения

Шлицевые соединения образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые пазы ступицы колеса. По внешнему виду и по динамическим условиям работы шлицы можно считать многошпоночными соединениями. Некоторые авторы называют их зубчатыми соединениями. В основном используются прямобочные шлицы, реже — эвольвентные и треугольные профили шлицев. Число шлицев принимают чётным (6, 8, 10).

Прямобочные шлицы могут центрировать колесо по боковым поверхностям, по наружным и внутренним поверхностям (рисунок 4.3). Точные соединения центруют по наружному или внутреннему диаметру, а соединения, передающие большой крутящий момент, — по боковым поверхностям.


(а)	(б)	(в)
Рисунок 4.3 — Виды центрирования прямобочных шлицевых соединений: а) по наружному диаметру; б) по боковым поверхностям; в) по внутреннему диаметру

В сравнении со шпонками, шлицы:

имеют большую несущую способность;

передают больший крутящий момент;

лучше центрируют колесо на валу;

усиливают сечение вала за счёт большего момента инерции ребристого сечения по сравнению с круглым;

требуют специального оборудования для изготовления отверстий.

Основными критериями работоспособности шлицев являются:

сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам);

сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).

Смятие и износ связаны с одним параметром — контактным напряжением σ _см. Это позволяет рассчитывать шлицы по обобщённому критерию — одновременно на смятие и контактный износ. Допускаемые напряжения [σ ]_см назначают на основе опыта эксплуатации подобных конструкций. Для расчёта учитывается неравномерность распределения нагрузки по зубьям:

σ _см = 8 × M_вращ / (Z × h × d_ср × l ≤ [σ ]_см,

где Z — число шлицев, h — рабочая высота шлицев, l — рабочая длина шлицев, d_ср — средний диаметр шлицевого соединения.

Для эвольвентных шлицев рабочая высота принимается равной модулю профиля, за d_ср принимают делительный диаметр. Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев Z, номинальных размеров d× D (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D-8× 36 H7/q6× 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 мм, D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/q6.

При центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H8/h7:

D-8× 36× 42 H8/h7× 7 D10/d10.

Сборка шлицевых соединений

При шлицевом соединении охватывающая деталь может центрироваться по поверхностям впадин, выступов или по поверхности шлицев. Шлицевые соединения бывают жёсткие и подвижные. Подвижные соединения имеют обычно посадку с зазором и собираются от руки, перед сборкой детали смазывают. Жёсткие соединения могут иметь переходную посадку или посадку с натягом и собираются путём нагрева до температуры 80-120 °С и прессования охватывающей детали на вал.

Жёсткие шлицевые соединения после сборки проверяют на биения, а подвижные соединения — на равномерность проворачивания относительно неподвижного вала в четырёх диаметральных сечениях. При сборке ответственных шлицевых соединений прилегание сопрягаемых поверхностей проверяют на краску.

Резьба

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу.

Резьба представляет собой чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии. Основные определения, относящиеся к резьбам общего назначения, стандартизованы.

Если в качестве поверхности принять цилиндр, то полученная на его поверхности траектория движения точки называется цилиндрической винтовой линией. Если движение точки по образующей и вращение образующей вокруг оси равномерны, то винтовая цилиндрическая линия является линией постоянного шага. На развертке боковой поверхности цилиндра такая винтовая линия преобразуется в прямую линию.

Если на поверхности цилиндра или конуса прорезать канавку по винтовой линии, то режущая кромка резца образует винтовую поверхность, характер которой зависит от формы режущей кромки. Образование винтового выступа можно представить как движение треугольника, трапеции, квадрата по поверхности цилиндра или конуса так, чтобы все точки фигуры перемещались по винтовой линии. В случае, если подъем винтового выступа на видимой (передней) стороне идет слева направо, резьба называется правой, если подъем винтового выступа идет справа налево – левой.

Резьбовые соединения являются самым распространенным видом соединений вообще и разъемных в частности. В современных машинах детали, имеющие резьбу, составляют свыше 60 % от общего количества деталей. Широкое применение резьбовых соединений в машиностроении объясняется их достоинствами: универсальностью, высокой надежностью, малыми габаритами и весом крепежных резьбовых деталей, способностью создавать и воспринимать большие осевые силы, технологичностью и возможностью точного изготовления.

Недостатки резьбовых деталей: значительная концентрация напряжений в местах резкого изменения поперечного сечения и низкий КПД подвижных резьбовых соединений.

Резьбы изготовляют либо пластической деформацией (накатка на резьбонакатных станках, выдавливание на тонкостенных металлических изделиях), либо резанием (на токарно-винторезных, резьбонарезных, резьбофрезерных, резьбошлифовальных станках или вручную метчиками и плашками); на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики, иногда на деталях из чугуна резьбу изготовляют отливкой или прессованием. Следует отметить, что накатывание резьбы круглыми или плоскими плашками на резьбонакатных станках — самый высокопроизводительный метод, с помощью которого изготовляется большинство стандартных крепежных деталей с наружной резьбой, причем накатанная резьба прочнее нарезанной, так как в первом случае не происходит перерезание волокон металла заготовки, а поверхность резьбы наклепывается.

Диаметры стержней под накатывание и нарезание резьб, диаметры отверстий под нарезание резьб, а также выход резьбы (сбеги, недорезы, проточки и фаски) стандартизованы. Кроме того, стандартизованы метки (в виде прорезей) на деталях с левой резьбой.

Основные параметры резьбы

Наружный диаметр d, D (по стандартам диаметры наружной резьбы обозначают строчными, а диаметры внутренней резьбы — прописными буквами); внутренний диаметр d1, D1, средний диаметр d2, D2 — диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого толщина витка равна ширине впадины; угол профиля , шаг резъбы р - расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы; число заходов n (заходность резьбы легко определяется на торце винта по числу сбегающих витков); ход резьбы — величина относительного осевого перемещения гайки или винта за один оборот (в целях унификации обозначений шаг резьбы, как и шаг зубьев зубчатых колес, будем обозначать строчной буквой р, а не прописной, как по стандартам на резьбы).

К основным параметрам относится угол подъема резьбы — угол, образованный касательной к винтовой линии резьбы в точках, лежащих на среднем диаметре, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы. Угол подъема резьбы определяется зависимостью

Диаметр, условно характеризующий размер резьбы, называется номинальным; для большинства резьб в качестве номинального диаметра резьбы принимается наружный диаметр.

Классификация резьбы

Классифицировать резьбы можно по многим признакам: по форме профиля (треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная, круглая и др.); по форме поверхности (цилиндрическая, коническая); по расположению (наружная, внутренняя); по числу заходов (однозаходная, многозаходная); по направлению заходов (правая, левая); по величине шага (с крупным, с мелким); по эксплуатационному назначению (крепежная, крепежно-уплотнительная, ходовая, специальная).

Крепежные резьбы (метрическая, дюймовая) предназначены для скрепления деталей; крепежно-уплотнительные (трубные, конические) применяют в соединениях, требующих не только прочности, но и герметичности; ходовые резьбы (трапецеидальная, упорная, прямоугольная) служат для передачи движения и применяются в передачах винт—гайка; специальные резьбы (круглая, окулярная, часовая и др.) имеют специальное назначение. Большинство применяемых в нашей стране резьб стандартизовано.

Метрическая резьба.(рис 1)

Форма и размеры профиля этой резьбы, диаметры и шаги, основные размеры регламентированы стандартами. Кроме того, стандартизованы резьба метрическая для приборостроения, резьба метрическая коническая, резьба метрическая на деталях из пластмасс (не указанные номера стандартов и срок их действия легко установить по " Указателю стандартов", переиздаваемому ежегодно).

Метрическая резьба имеет исходный профиль в виде равностороннего треугольника с высотой H, вершины профиля срезаны, а впадины притуплены, что необходимо для уменьшения концентрации напряжений и по технологическим соображениям (для увеличения стойкости резьбонарезного и резьбонакатного инструмента). Форма впадины резьбы болта может быть закругленной или плоскосрезанной. В резьбе предусмотрен радиальный зазор, который делает ее негерметичной.

По стандарту метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом. При одном и том же номинальном диаметре метрическая резьба может иметь один крупный и пять мелких шагов, например, при номинальном диаметре 20 мм метрическая резьба имеет крупный шаг, равный 2, 5 мм, и пять мелких шагов, равных 2; 1, 5; 1; 0, 75; 0, 5 мм. Резьбы с мелким шагом имеют меньшую высоту профиля и меньше ослабляют сечение детали; кроме того, эти резьбы имеют меньшие углы подъема резьбы и обладают повышенным самоторможением. Поэтому резьбы с мелким шагом применяют для соединения мелких тонкостенных деталей и при действии динамических нагрузок.

В машиностроении основное применение находит метрическая резьба с крупным шагом как более прочная и менее чувствительная к ошибкам изготовления и износу. Крепежные резьбовые детали имеют обычно правую однозаходную резьбу; левая резьба применяется редко.

Допуски и посадки метрических резьб стандартизованы. Согласно действующим стандартам, точность метрических резьб обозначают полем допуска среднего, наружного (для болта) или внутреннего (для гайки) диаметра; в обозначении допуска цифра указывает степень точности, а буква — основное отклонение. Поля допусков установлены в трех классах точности: точном (для прецизионных резьб), среднем (для общего применения), грубом (при технологической невозможности получения большей точности). Для среднего класса полями допусков предпочтительного применения являются: 6H (для гаек) и 6g (для болтов), что обеспечивает посадку 6H/6g с зазором. Кроме посадок с зазором стандартами предусмотрены посадки переходные и с натягом.

Рис 1

Дюймовая резьба.

Эта крепежная резьба имеет треугольный профиль с углом = 55°, номинальный диаметр ее задается в дюймах (1" = 25, 4 мм), а шаг — числом витков, приходящихся на один дюйм длины резьбы. Дюймовая резьба подобна применяемой в Англии, США и некоторых других странах резьбе Витворта; она используется у нас лишь при ремонте импортных машин. Применение дюймовой крепежной резьбы в новых конструкциях запрещено, а стандарт на нее ликвидирован без замены.

Трубная цилиндрическая резьба.(рис 2)

В соответствии с ГОСТ 6367–81 трубная цилиндрическая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т.е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, равным 55°. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номинальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33, 249 мм.

Трубную резьбу применяют для соединения труб, а также тонкостенных деталей цилиндрической формы. Такого рода профиль (55°) рекомендуют при повышенных требованиях к плотности (непроницаемости) трубных соединений. Применяют трубную резьбу при соединении цилиндрической резьбы муфты с конической резьбой труб, так как в этом случае отпадает необходимость в различных уплотнениях

Рис 2

Трубная коническая резьба.(рис 3)

Параметры и размеры трубной конической резьбы определены ГОСТ6211–81, в соответствии с которым профиль резьбы соответствует профилю дюйм

12 3 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒