Классификация размерных цепей и методы их расчета.

Требования по технологичности к авиационным конструкциям

Требования по технологичности к авиационным конструкциям предъявляются, в основном, исходя из специфических особенностей этого вида транспорта и высокой удельной стоимости на каждый килограмм массы. Так, стоимость 1 кг магистрального самолета типа Ту-204 составляет1050$, бытовой электроники-100$, автомобиля- 20$. Эти показатели вытекают из следующих особенностейавиационного транспорта:

· большая длительность(до7-12 лет) разработки самолетов и вертолетов, что означает, что сегодняшние лидеры(«Черная акула», МиГ-29, Ту-334, транспортный МиГ-110 и др. разработаны еще в советское время

· длительная отработка двигателей(должны создаваться на5-6 лет раньше, чем самолет, на который их ставят) и аэродинамики летательных аппаратов(ЛА),

· проведение сотен тысяч циклов усталостных испытаний для обеспечения высокой надежности и безопасности;

· постоянное ужесточение норм по уровню воздействия на окружающую среду;

· необходимость обеспечения высокого технического уровня гражданской авиационной техники с учетом постоянно возрастающих требований по безопасности полетов, совершенствования не только авиационной техники, технико-экономических и летно-технических характеристик самолетов, вертолетов, но и всей системы авиационных операций, снижение стоимости эксплуатации.

РАЗМЕРНЫЕ ЦЕПИ

Классификация размерных цепей и методы их расчета.

Размерной цепью называется совокупность размеров, которые определяют взаимное расположение поверхностей или осей поверхностей одной детали или сборочного соединения. Эти размеры расположены по замкнутому контуру.

Размерные цепи подразделяются на технологические и конструкторские.

Технологическая размерная цепь определяет расстояния между поверхностями изделия при выполнении операций механической обработки или сборки, при настройке станка или расчете межоперационных размеров и припусков.

Конструкторская размерная цепь определяет расстояния или относительный поворот между поверхностями или осями поверхностей деталей в изделии.

Все размеры, которые входят в размерные цепи называются звеньями. То звено, которое связывает две исполнительные поверхности и является исходным при постановке задачи или получающееся последним в результате её выполнения, называется замыкающим. Остальные звенья цепи называются составляющими.

Точностью исходного звенаразмерной цепи определяется точность размеров составляющих звеньев.

Поиск размерной цепи начинают с исходного звена, причем сначала определяют от какой конструкторской базы детали зависит её требуемое положение в пространстве. Затем соединяют последовательно основные и вспомогательные базы сопрягающихся деталей или сборочных единиц пока размерная цепь не замкнётся.

Размерная цепь должна быть обязательно замкнутой.

При механической обработке заготовки или при сборке исходное звено становится замыкающим и формируется в последнюю очередь, замыкая размерную цепь. Обычно на чертежах размер замыкающего звена не проставляется. В технологических размерных цепях замыкающим звеном часто является размер припуска на обработку заготовки.

В сборочных размерных цепях замыкающим звеном могут быть зазор, линейный или угловой размеры, точность которых является решающей при обеспечении работоспособности узла.

Звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено увеличивается, называется увеличивающим и обозначается звено, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается, называется уменьшающим и обозначается .

Правильно составленная размерная цепь позволяет:

- разобраться во взаимосвязях деталей, которые входят в состав машины и её сборочных единиц;

- определить методы достижения требуемой точности;

- проверить правильность простановки размеров и допусков и, если надо, то внести поправки в чертежи;

- установить последовательность обработки или сборки.

Расчёт размерных цепей сводится к решению прямой или обратной задачи.

При прямой задаче по заданным параметрам замыкающего звена определяются параметры составляющих звеньев, т.е. по допуску замыкающего звена рассчитываются допуски составляющих звеньев.

При обратной задаче по параметрам составляющих звеньев определяются параметры замыкающего звена, т.е. по номинальным размерам и допускам составляющих звеньев рассчитывают номинальный размер замыкающего звена, его допуск и предельные отклонения.

В зависимости от цели и производственных условий размерные цепи рассчитываются на максимум и минимум, с учётом регулирования размеров при сборке, с учетом пригонки отдельных размеров деталей при сборке. Выбор того или иного способа зависит от того, какой метод заложен при достижении требуемой точности изделия: метод полной или неполной взаимозаменяемости.

Основным параметром геометрической точности поверхности является шероховатость, которая зависит от методов обработки, режимов резания, геометрических параметров и качества заточки режущих пластин инструмента, физико-механических характеристик обрабатываемого материала, жёсткости технологической системы, наличия охлаждающей жидкости и др.

Профессором П.Е. Дьяченко предложена общая формула, определяющая параметр шероховатости:

где: R_P - расчетная высота шероховатости, зависящая от продольной подачи;

R_ПЛ - шероховатость, получаемая в результате пластического деформирования металла лезвием инструмента;

R_УПР - доля высоты шероховатости, которая получается в результате упругого восстановления металла после прохода инструмента;

R_Л - шероховатость, создаваемая неровностями и дефектами лезвия инструмента;

R_Д - шероховатость, получаемая за счет взаимодействия стружки с обработанной поверхностью детали или за счет повторного взаимодействия с лезвием режущего инструмента;

R_Ж - шероховатость, возникающая из-за податливости технологической системы.

Из параметров режимов резания наибольшее влияние на шероховатость обработки оказывают скорость резания и подача. С изменением скорости резания изменяется высота нароста, которая наибольшим образом связана с возникновением на поверхности обработанной детали сколов, микротрещин и других дефектов.

Первая зона соответствует малым скоростям резания, порядка 1 м/мин. Нарост при такой скорости не образуется, поверхность после обработки не имеет задиров.

Во второй зоне скорость резания составляет от 1 до 30 м/мин. В этом случае величина нароста максимальна, поверхность имеет высокую шероховатость.

Третья зона соответствует скоростям резания от 25 до 80 м/мин. При резании с такими скоростями величина нароста уменьшается, а качество обработанной поверхности улучшается.

При скорости резания более 80 м/мин нарост отсутствует. В этой зоне параметр шероховатости близок к расчетному и с изменением скорости резания практически не изменяется.

На рис.55 представлена зависимость шероховатости от подачи при точении сталей.

Из графика видно, что чем больше подача, тем больше степень шероховатости обработанной поверхности. Наибольший рост шероховатости имеет место при подаче 0, 6...0, 7 мм/об, когда кривая устремляется вверх.

При малых подачах большую роль в формировании шероховатости начинают играть дефекты лезвия инструмента.

Величина шероховатости может быть значительно снижена, если обработку производить не обычными резцами с цельнометаллическими державками, а резцами, державки которых имеют полости, заполненные композиционным материалом на полимерной основе, например, синтеграном. Этот материал состоит из различных фракций гранита или габбро-диабаза, соединенных эпоксидной или полиэфирной смолой. В поперечном сечении державки могут иметь различную комбинацию металла и композиционного материала, как показано на рис. 56.

Рис. 55.Зависимость шероховатости поверхности от подачи

Виды сборки

Сборка - это соединение нескольких деталей в единое изделие. Соединения бывают:

- неподвижные разъёмные (резьбовые, конические, пазовые);

- неподвижные неразъёмные (клёпка, запрессовка);

- подвижные разъёмные (подшипники скольжения, зубья зубчатых колёс);

- подвижные неразъёмные (подшипники качения, запорные клапаны).

По своему объёму сборка подразделяется на общую сборку, при которой собирается изделие в целом, и на узловую сборку, объектом которой является только часть изделия, т.е. узел или сборочная единица.

В условиях единичного и мелкосерийного производства изделия собираются из отдельных деталей сразу на общей сборке, а при увеличении серийности первоначально собираются отдельные сборочные единицы, а потом они собираются в изделие. Так, например, при изготовлении автомобиля отдельно собираются двигатель, коробка передач, кузов, мосты, и после этого они поступают на. общую сборку.

Существуют следующие виды сборки:

- предварительная сборка, предназначенная для сборки отдельных узлов или изделия в целом с целью определения величины компенсаторов. После этого изделие снова разбирают;

- промежуточная сборка для совместной дальнейшей обработки сборочной единицы (например, шатун собирается с крышкой для дальнейшей обработки отверстия под вкладыши подшипника);

- сборка под сварку. Например, при изготовлении автомобиля отдельные элементы кузова устанавливаются в специальные ориентирующие приспособления, которые обеспечивают правильное их взаимное положение, и производится сварка;

- окончательная сборка после которой последующая разборка не предусмотрена. Для крупногабаритных изделий после окончательной сборки возможен демонтаж отдельных узлов с целью обеспечения возможности транспортировки изделия к потребителю (например, при сборке турбин, кранов, ракет и т.д.).

По способу образования соединений сборка подразделяется на:

- слесарную - сборку изделия с использованием слесарно-сборочных операций;

- монтаж - установку изделия не месте постоянного использования (монтаж ракеты на стартовой площадке, монтаж турбины на гидростанции и т.д.);

- электромонтаж - монтеж изделий, имеюших токоведущие элементы;

- сварку, пайку, клёпку и склеивание.

Обработка отверстий

Отверстия в деталях машин бывают цилиндрические гладкие и ступенчатые, фасонные. Под ступенчатыми понимают отверстия разных диаметров, расположенные на одной оси, последовательно одно за другим. Отверстия могут быть открытые с двух сторон или с одной стороны (глухие). Отверстия с соотношением длины к диаметру больше пяти считаются глубокими.

Обработка отверстий несколько сложнее, чем наружных поверхностей тел вращения. В связи с этим точность (квалитет) на отверстия назначают на один порядок грубее и, как правило, не точнее 7-го квалитета.

Отверстия в сплошном металле рекомендуется сверлить спиральными сверлами по стали до 28 мм, а по чугуну до 32 мм за один переход на сверлильных станках. При обработке отверстий больших диаметров (до 80 мм) используют два и более перехода, обычно сверление и рассверливание. Операцию рассверливания делают для того, чтобы сохранить межцентровое расстояние, когда обработка отверстий одним сверлом большого диаметра может дать значительное отклонение оси отверстия. Для сверления отверстий диаметром свыше 80 мм применяют сверла или сверлильные головки специальных конструкций. Эту операцию, как правило, выполняют на расточных станках.

Для повышения точности отверстий после сверления и снижения шероховатости их поверхности применяют зенкерование.

Припуск под зенкерование предварительно просверленных или расточенных отверстий составляет примерно 1/8…1/10 диаметра отверстия. Скорость резания для твердосплавного инструмента при обработке стали 25…120 м/мин, подача 0, 4…0, 5 мм/об. Для чугунных заготовок соответственно скорость резания составляет 50…150 м/мин и подача – 0, 3…0, 6 мм/об. Отверстия диаметром до 12 мм не зенкеруют, а сразу развертывают черновой разверткой.

Режущим инструментом при зенкеровании является зенкер. В зависимости от назначения зенкеры изготавливают цельными с числом зубьев 3…8, диаметром 3…40 мм; насадными – 30…100 мм; сборными регулируемыми со вставными ножами диаметром 40…120 мм и комбинированными (рис. 58). Насадные зенкеры наиболее часто применяются при обработке нескольких отверстий диаметром более 30 мм, находящихся на одной оси.

Зенкерование является достаточно производительным методом, повышает точность предварительно обработанных отверстий, частично исправляет искривление оси после сверления. Применение направляющих кондукторных втулок позволяет значительно повысить точность обработки.

Для придания отверстию более точных размеров в пределах до 7-го квалитета и шероховатости поверхности в пределах Rа =2, 5…0, 63 мкм применяется развертывание.

В процессе нарезания резьбы одним резцом режущая кромка его затупляется и теряет форму. Поэтому рекомендуется черновые проходы производить одним резцом с менее точным профилем, а последний, чистовой проход выполнять чистовым резцом.

При черновом проходе скорость резания находится в пределах 20…80 м/мин, при чистовом – 4…5 м/мин. Для резьб с небольшим шагом (менее 2 мм) величина поперечной подачи перед каждым черновым проходом устанавливается в пределах 0, 15…0, 25 мм, а при чистовых – 0, 05…0, 1 мм. Для более крупных резьб с шагом резьбы более 2 мм боковая подача устанавливается в пределах 0, 3…0, 5 мм на проход, а при чистовом нарезании поперечная подача не превышает 0, 1 мм.

В крупносерийном и массовом производстве нарезание производится на резьбовых полуавтоматах, у которых подача на глубину, рабочий ход, отвод резца и обратный ускоренный ход осуществляются автоматически.

Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб является более сложным процессом по сравнению с нарезанием треугольных резьб. Эти резьбы на ходовых винтах и червяках бывают однозаходными и многозаходными. При нарезании таких резьб для установки резцов по углу подъема винтовой линии наиболее часто применяют специальные державки.

Наиболее распространенным методом получения треугольных резьб является нарезание резьбы метчиками, плашками и резьбонарезными головками. Внутренние резьбы с диаметром до 30мм нарезаются метчиками. Метчики бывают ручные и машинные.

Наружную резьбу наиболее часто нарезают плашками различных конструкций. Круглыми плашками нарезают резьбы невысокой точности, так как профиль резьбовой нитки у этих плашек не шлифуют. Работа может выполняться как вручную, так и на станках. Скорость резания находиться в пределах 2…5 м/мин. Недостатком нарезания резьб плашками является необходимость свинчивать плашки с нарезанной резьбы. Для повышения производительности на автоматах, револьверных и болторезных станках широко применяют самораскрывающиеся резьбонарезные головки.

Применение таких головок позволяет увеличить скорость резания до 15…20 м/мин, что, в конечном счете, увеличивает производительность резьбонарезания в 2-3 раза по сравнению с нарезанием резьбы плашками.

В серийном и массовом производстве для нарезания треугольных и трапецеидальных резьб широко используется резьбофрезерование. При этом профиль фрезы должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы. Нарезание производят обычно за один рабочий ход. Скорость фрезерования около 30…80 м/мин. Фрезерование наружных резьб производят чаще всего дисковыми фрезами. При этом инструмент устанавливают под углом, равным углу подъема нитки нарезной резьбы. В процессе нарезания резьбы фреза вращается и поступательно перемещается вдоль оси заготовки на один шаг за один оборот заготовки. Вращение заготовки создает круговую подачу. Круговая подача (скорость вращения заготовки) выбирается из такого расчета, чтобы обеспечить подачу на зуб фрезы в пределах 0, 03…0, 08 мм.

Крепежные наружные резьбы производятся в основном накатыванием в холодном состоянии. Резьба, полученная таким способом, имеет ровный и чистый профиль с уплотненной поверхностью, что значительно увеличивает ее прочность. Накатывание производится накатными плашками и накатными роликами. На качество резьбы в значительной степени влияет материал заготовки. Наиболее качественные резьбы получаются на заготовках из пластичных металлов, например из низкоуглеродистых сталей.

Резьбу накатывают также роликами – двумя и тремя. Резьбы диаметром от 5 до 26 мм накатывают одним роликом на токарных или токарно-револьверных станках.

Резьбы с мелким шагом (до 1, 5 мм) образуются вышлифовыванием непосредственно на гладкой закаленной заготовке без предварительной прорезки лезвийным инструментом. Более крупные резьбы шлифуют после предварительного нарезания и термической обработки.

Общие положения разработки технологических процессов (технологического маршрута обработки).

Общее количество операций в маршруте технологического процесса можно определить по коэффициенту уточнения.

1. В первую очередь целесообразно обрабатывать поверхности которые будут технологическими базами для последующей обработки.

2. Во вторую очередь обрабатывают поверхности с которых снимается наибольший припуск.

3. Последовательность обработки устанавливается в зависимости от требований точности, чем более высокая точность задана для данной поверхности тем позднее ее надо обрабатывать.

4. Дальше последовательность обработки диктуется заданным качеством, шероховатостью, чем выше качество тем позднее нужно обрабатывать данную поверхность.

Сборка сварных соединений.

– Электро–дуговая сварка: ручная, полуавтоматическая, автоматическая

– Точечная, роликовая и т.д.

– Сварка трением (для тел вращения)

– Сварка лазерным лучом

– Сварка плазменная (струей плазмы)

– Электро–лучевая сварка

– Сварка взрывом.

Метод сварки выбирают исходя из условий предприятия, из требований конструктора, технологичности сварки и т.д

Технология сварки.

1Подготовка поверхностей к сварке.

Разделка кромок для большой толщины.

2.Установка свариваемых деталей в приспособление и закрепление.

3.Сварка каким-то выбранным методом.

4.Зачистка сварочных швов.

5.Контроль качества (визуальный, рентгеновский, ультразвуковой).

Сборка методом пайки.

Пайкой называется соединение двух или нескольких деталей с применением присадочного материала (припоя), путем согревания в собранном виде до температуры плавления припоя. Припой затекает в зазор и диффундирует в материал этих деталей. Материал прочнее припоя в месте пайки. В процессе диффузии возникает сплав более прочный, чем припой.

Припой бывают мягкие и твердые.

Мягкие на основе олова и свинца (температура плавления до 400 С. Твердые на основе меди, также медноцинковые, серебряные и золотые. Температура плавления 400-1200 С.

Кроме припоя используются флюсы. Для предотвращения окисления, место спая окисляется и смачивается водой.

Для пайки мягкими припоями используется канифоль, хлористый цинк, фосфорная кислота и др. При твердом припое используют буру или шпат.

Твердый припой применяется при напайке режущих пластин на резцы и другие инструменты.

Технология пайки.

1.Подготовка поверхностей к пайке (зачистить и обезжирить).

2.Зборка в приспособление, если требуется.

3.Нанесение флюса и припоя.

4.Нагрев до определенной температуры (температуры плавления припоя).

5.Выдержка определенное время.

6.Зачистка шва.

7.Контроль качества.

Мягкими припоями паяют в приборостроении.

Твердые припои исп. в инструментальной промышленности

В качестве нагревателей используют различные типы паяльников. Электрические паяльники разной мощности для пайки мягкими припоями. Для пайки твердыми припоями используют паяльные лампы и газовые горелки. Применяют также разные нагревательные печи, с использованием ультра звука.

Сборка клееных соединений.

При склеивании между деталями вводится слой специального вещества (клея), способном при определенном физическом состоянии за счет сил адгезии, неподвижно скреплять детали.

1. Таким методом можно собирать разнородные Металлы, Металлы с не Металлами и однородные Металлы.

2. При склеивании не возникает внутренних напряжений и деформации.

3. При склеивании используются клея двух видов: 1)конструкционные (жесткие), 2)не конструкционные (эластичные).

На производстве в основном применяют жесткие клеи ( металлические, неметаллические – эпоксидная смола, БФ–эластичный клей.

Клей выбирают в зависимости от предела прочности.

1.Подготовка поверхностей к склеиванию (зачистка и обезжиривание).

2.Нанесение клея.

3.Выдержка и подсушивание.

4.Произвести склеивание при определенной температуре и давлении.

5.Зачистка швов.

6.Контроль качества.

Пример: На Металл чаще всего приклеивают резину, дерево и др. неметаллы и Металлы. Для того чтобы получить разные посадки, обеспечить неподвижность резьбового соединения.

Клеевые соединения.

Склеивание применяют для сопряжений по цилиндрическим поверхностям (посадка втулок в корпусные детали, постановка заглушек и пр.), а также для соединений по плоскостям. Клеевые соединения хорошо работают на сдвиг, но хуже на отрыв. С помощью склеивания можно соединять разнородные материалы – металлы, керамику, пластмассы, стекло. Большинство клеев имеют органическую полимерную основу. Наибольшее практическое применение получили синтетические клеи на основе эпоксидных, фенольных и полиуретановых смол. Обычный температурный диапазон использования этих клеев до 100˚ С. При более высоких температурах их прочность резко снижается.

Качество и работоспособность клеевого соединения зависит главным образом от того, насколько правильно выбран клей, какие он имеет свойства и насколько правильно выбрана и выдержана технология склеивания.

Технология выполнения клеевых соединений предусматривает подготовку поверхности деталей, приготовление и нанесение клея, сборку деталей с приложением прижимных сил и последующую выдержку узла для отверждения клея.

В большинстве случаев подготовка поверхностей заключается в очистке их от загрязнений, обезжиривания и придания им необходимой шероховатости. Оптимальные параметры шероховатости R_Z = 20…63 мкм. Для подготовки поверхностей применяют обезжиривание органическими растворителями, пескоструйную и дробеструйную обработку, зачистку шкуркой или напильником, химическое или электрическое травление. Идеальной можно считать такую подготовку поверхности, при которой наблюдается когезионное (по клею) разрушение клеевых соединений.

Качество клеевого шва в значительной степени зависит от приемов нанесения клея. При нанесении клея на поверхность необходимо следить, чтобы слой клея был равномерным и строго определенной толщины. Оптимальной следует считать толщину 0, 1…0, 2 мм. При увеличении клеевой прослойки до 0, 5 мм прочность соединения снижается в 1, 5…2, 0 раза. Выбор способа нанесения клея определяется его вязкостью. Для нанесения пастообразных клеев чаще всего используют шпатели, низковязких – кисти и щетки. Низковязкие клеи можно наносить и валиком. Хорошие результаты получаются при нанесении клея с помощью пульверизатора.

Для достижения заданной прочности клеевых соединений практически для всех типов клеев необходимо отверждение. Технология склеивания предусматривает также стадию выдержки после нанесения клея с целью удаления летучих компонентов. Параметрами отверждения являются давление склеивания, температура и продолжительность. Температура отверждения для различных клеев колеблется в очень широких пределах: от комнатной до 300^оС. С повышением этой температуры сокращается продолжительность отверждения, увеличивается прочность клеевых соединений, однако одновременно снижается эластичность клеевой прослойки.

Для нагрева соединяемых деталей при склеивании применяют обычные электрические печи, обдув теплым воздухом, комнатные и рефлекторные электронагреватели, токи высокой частоты, инфракрасные лучи и др. При выборе способа отверждения необходимо учитывать экономическую целесообразность применения каждого конкретного способа нагрева.

Важным параметром технологического процесса склеивания является давление. При использовании пленочных клеев, например, давление должно быть в пределах от 0, 3…1, 4 МПа. Для обеспечения давления в процессе формирования клеевых соединений используют различные грузы, гидравлические прессы, гидравлические и вакуумные мешки и другие способы.

При выборе типа клея необходимо учитывать природу склеиваемых материалов, условия работы клеевых конструкций (продолжительность эксплуатации, рабочая температура, характер нагрузки и др.), стоимость клея, санитарно-гигиенические условия его применения, горючесть и т.п.

Необходимо иметь в виду и тот факт, что в любом случае при эксплуатации клеевых соединений происходит постепенное ухудшение их свойств и разрушение адгезионных связей в результате температурных и атмосферных воздействий, нагрузки, влаги и других факторов. Поэтому для оценки работоспособности клеевых конструкций необходимы их испытания с учетом воздействия всех эксплуатационных факторов.

Сборка клепаных соединений.

Такой вид применяется, когда машина, изделие работает со знакопеременными нагрузками или условиях вибраций.

Заклепки выполняются из прочного и вязкого материала. Низко углеродистые стали обладают большой вязкостью. Применяют латунь медь сплавы алюминия. Между заклепкой и заготовкой должен быть зазор 0, 1-0, 3 мм. Длина выступающей части 1, 3-1, 6 диаметра заклепки. Диаметр заклепки не превышает 14мм. Клепка происходит в холодном состоянии, при нормальной температуре, но может и при горячей.

Усилие клепки , где

Ф – коэффициент зависящий от формы головки заклепки.,

- предел прочности на разрыв,

Формула применяется для правильного выбора оборудования. Применяются обжимки определенного заданного радиуса. Применяются пневмо- и гидромолотки или клепочные прессовые скобы.

Технология клепки.(единичное, серийное, мелкосерийное производство)

1. Сборка склепываемых деталей по определенной посадке.

2. Сверление отверстия во второй детали.

3. Расклепывание с применением соответствующего оборудования и приспособлений.

5.Контроль качества. (визуальный)

Оборудование: обжимки и пневмомолоты.

Клепаные соединения. Соединение деталей при помощи заклепок применяется в тех случаях, когда невозможно или сложно осуществить сварку. В большинстве случаев оно применяется для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Соединение образуется расклепыванием стержня заклепки, вставленной в отверстие деталей. При этом силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Отверстия под заклепки сверлят или продавливают на клепальной машине.

Клепка может производиться без нагрева заклепок и с нагревом (горячая клепка). Стальные заклепки малого диаметра (до 12 мм) и заклепки из цветных металлов ставятся холодным способом (холодная клепка). Нагрев заклепок производится до температуры 1000…1100^оС, образование замыкающей головки заканчивается при температуре 400…450^оС. Усилие клепки составляет 65…80 кН на 1 см² сечения стержня заклепки. Клепка (осаживание стержня) производится преимущественно машинным способом с помощью пневматических молотков, клепальных прессов, пневматических скоб и других механизмов.

Нагрев заклепок перед постановкой облегчает процесс клепки и повышает качество соединения (достигается лучшее заполнение отверстия и повышенный натяг в стыке деталей). Машинная клепка обеспечивает однородность посадки заклепок, повышает натяг в стыке деталей, что улучшает качество соединения.

Диаметр отверстия под заклепку подбирают в зависимости от диаметра стержня заклепки и точности сборки. Для выравнивания смещенных отверстий их обрабатывают совместно. Номинальный диаметр отверстия в соединенных деталях принимают равным наибольшему предельному размеру диаметра стержня заклепки. Длина выступающей части стержня заклепки для образования замыкающей головки должна составлять 1, 3…1, 6, а для потайных – 0, 9 диаметра стержня.

Для фиксации склепываемых деталей применяют центрирующие вставки, штифты или специальные приспособления.

При горячей клепке каждую заклепку выдерживают под давлением рабочего инструмента для предупреждения ее вытяжки. Постановку заклепок для уменьшения смещения отверстий и выпучивания соединяемых листов следует вести вразброс. При работе на прессах заклепки вставляют вручную щипцами или специальными вилками. В клепальных автоматах пробивка отверстий, вставка заклепок и обжатие замыкающих головок выполняются автоматически.

Качество клепки проверяют внешним осмотром соединения и простукиванием заклепок. Внешним осмотром можно выявить дефекты замыкающих головок, выпучивание или подсечку листов. Простукиванием можно определить слабо затянутые заклепки. Маломерные, плохо оформленные и сбитые на сторону головки обнаруживают шаблонами. Плохое прилегание головок проверяют щупами. Дефектные заклепки высверливаются, а вместо них ставят новые.

Герметичность соединения проверяют воздушным или гидравлическим давлением. Неплотность соединения обнаруживают по воздушным пузырькам после смачивания поверхности мыльной пеной. При гидравлических испытаниях неплотность обнаруживают падением давления по манометру или же по выступанию капелек влаги на наружной поверхности соединения. Величину пробного давления обычно указывают в технических условиях.

К неразъемным относятся соединения, выполняемые с гарантированным натягом, развальцовкой и отбортовкой.

Соединения с гарантированным натягом . Эти соединения осуществляют ударами ручника (запрессовка штифтов, заглушек, небольших втулок), на различных прессах или путем теплового воздействия на сопрягаемые детали. Надежность прессовых соединений зависит главным образом от величины натяга. С повышением шероховатости посадочных поверхностей сопрягаемых деталей прочность соединений возрастает. Однако при большой высоте микронеровностей часть их при запрессовке сминается и фактически получаемый натяг уменьшается. Поэтому шероховатость сопрягаемых поверхностей назначают в пределах 6…8-го класса.

С помощью сравнительно небольших механических усилий собирают соединения с небольшим натягом (до 0, 001d). Для облегчения сборки и уменьшения сминания (шабровки) неровностей контактных поверхностей рекомендуется конец вала и край отверстия слегка закруглять.

Для предупреждения задиров поверхностей и уменьшения сил запрессовки применяют различные минеральные масла и твердые смазки (например, дисульфит молибдена или графит). Скорость запрессовки не превышает 5…7 м/с. Наибольшая прочность достигается при малых скоростях (до 3 м/с). В случае разборки соединений с гарантированным натягом применяют различные съемники; в конструкциях деталей для облегчения демонтажа предусматривают соответствующие элементы.

В качестве оборудования для запрессовки и распрессовки наиболее часто применяют механические, гидравлические и пневматические прессы. Мощность прессов выбирают по силе распрессовки с коэффициентом запаса 1, 5…2, 0.

Качество соединений с гарантированным натягом контролируют по величине силы запрессовки. При сборке ответственных соединений (например, колесных пар подвижного состава) снимают диаграмму изменения силы запрессовки, которая является паспортом этого соединения. Для проверки качества соединения может быть применен ультразвуковой метод контроля. С помощью этого метода можно обнаружить места с заниженным удельным давлением или с зазорами.

Соединения развальцовыванием и отбортовкой . Эти соединения основаны на пластическом деформировании одной их сопрягаемых деталей, поэтому свойства металла имеют существенное значение для получения качественного соединения. Развальцовыванием и отбортовкой получают плотные и герметичные соединения, способные передавать осевую нагрузку и крутящий момент.

Развальцовывание осуществляется на сверлильных и специальных станках, а также вручную. В качестве инструмента применяют пуансоны различных форм, роликовые и шариковые вальцовки. При развальцовывании цилиндрических поверхностей труб и кольцевых углублений применяют вальцовки с радиальной подачей роликов или шариков. Скорость развальцовывания 15…20 м/мин.

Отбортовку выполняют вальцовками, различными пуансонами и обжимками. Качество соединения в значительной степени зависит от подготовки сопрягаемых поверхностей, которые должны быть чисто и точно обработаны. Шероховатость сопрягаемых поверхностей должны быть не ниже 5-го класса. Собранные соединения проверяют гидравлическим давлением на герметичность и плотность, а также приложением внешней нагрузки для выявления передаваемой осевой силы и крутящего момента.

Сборка подшипниковых узлов

Сборка узлов с подшипниками качения. Перед сборкой узла подшипники должны быть тщательно промыты. После промывки их проверяют на легкость вращения и шум. Для этого шариковый подшипник удерживают за внутреннее кольцо в горизонтальном положении и вращают наружное кольцо.

Неправильно выбранные посадки, перекосы при монтаже, повреждения и загрязнения при сборке могут вызвать интенсивный износ подшипниковых узлов.

Внутреннее (вращающееся) кольцо шарикового подшипника, сопряженное с шейкой вала, должно иметь посадку с натягом, а наружное – с небольшим зазором. При таких посадках наружное кольцо имеет возможность незначительно проворачиваться во время работы, что обеспечивает его более равномерный износ.

Поверхности валов и корпусов, сопрягаемые с подшипником, не должны иметь царапин, забоин, следов коррозии, а также погрешностей формы. Упорные буртики должны быть перпендикулярны посадочным поверхностям. Высота заплечиков валов и отверстий в корпусах должна быть достаточной для надежной фиксации подшипника в осевом направлении. В то же время эта высота должна обеспечивать возможность съема подшипника при демонтаже узла.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒