Сборка неподвижных соединений

1.Вал; 2.Втулка.

d1>d2 - диаметр вала делается больше чем диаметр втулки. d2-d1=i, где i-натяг.

Такое соединение можно осуществить разными способами:

1.Механический способ

К одной из деталей прикладываются осевые силы(либо втулка натягивается на вал, либо вал в втулку).При этом способе возникают значительные силы трения на контактных поверхностях. При больших натягах прочность не может быть гарантирована.

Такой способ применяется, когда d вала не больше 50 мм. (для легких валов которые не передают доп.нагрузки.)

δ > i, где δ-деформация втулки

2. Могут применятся тепловые посадки

δ=α*d*T

α-коэффициент линейная расширения; d-диаметр втулки; T - разность температур T2-T1, где T2- температура нагрева втулки, T1- температура посещения.

α*d*T > i

T> ;

K-коэффициент сборки: K-1.25…1.75(летнее);

K-2.0 (зимнее)

При разборке соединений нельзя избежать разрушения. Втулка часто бывает сложная по геометрической форме. Вместо тепловой посадки можно использовать охлаждение

T=- для посадок холодом с помощью оборудования на металлургическом заводе.(жидкий азот)

3. Посадка холодом- позволяет увеличить предел прочности, предел текучести. Сокращает эластичность детали.

Стали аустенитного класса.Легированные(ванадием, молибденом).При низких температурах переходит в мартенсит. Необратимое увеличение объёма при превращении аустенитного класса в мартенсит.130 мкрон-увеличение

Изменение объёма вала исходя из мартенситного превращения:

а- плотность мартенсита и аустенита

-количество мартенсита

m-масса стали; V-содержание аустенита в стали:

Уст-плотность стали:

Из геометрических соображений изменение объёма будет равняется:

Общие недостатки способов: при сборке крупных деталей требуются огромные механические усилия (до 5000кН сила).

 

13. Гидропрессовый способ:

1) при сборке мы можем устранить разрушение конт. поверхностей.

2) при разборке делается сверление и туда закачивается масло под высоким давлением. Масляная пленка превращает это соединение в соединение с зазором.

Преимущества: нет шпонок, нет пазов.

Масло подается под высоким давлением. Между втулкой и валом образуется масляная пленка, обеспечивающая зазор, необходимый для разборки без деформации наружных поверхностей.

Главная задача-какое давление нужно создать чтобы не разрушить контактные поверхности

Рассмотрим втулку и вал в промежуточном положении:

i1-деформация вала; i2-деформация втулки; i1+i2=i – натяг соединения.

На контактной поверхности создаются давления Р достаточные для создания необходимых сил трения.

Закон Гука:

- относительная деформация; - абсолютная деформация.

Соотношение Ляме:

где k- коеф-т пропорциональности;

p- давление на контактных поверхностях.

k1-коэф-т пропорциональности для вала; D1-диаметр вала; E1-модуль упругости материала вала; P1-давление на контактных поверхностях.

1) Создаём давление масла что бы уравновесить давление на контактных поверхностях Р1.

2) Нужно создать Р2 чтобы диаметр втулки был равен диаметру вала.

3) Нужно создать Р3 для того чтобы не разрушать шероховатость.

Р=Р1+Р2+Р3-общее давление которое нужно создать не разрушая контактные поверхности

i – натяг; k3 – коэф-т величина меньше единицы.

– внутренний диаметр вала

- наружный диаметр втулки

– коэф-ты Пуассона для вала и втулки

- придел текучести для вала;

– придел текучести для втулки.