Соединение деталей с натягом (прессовые соединения), страница 3

При определении численного значения давления  по формуле (3) в качестве расчетного натяга следует принимать наибольшее из возможных значений, а именно:

Что касается выбора коэффициента трения в формуле (4), то его значение колеблется в пределах 0,08…0,1. В качестве расчетного следует также принимать наибольшее значение коэффициента трения.

Температурную сборку соединения, как уже упоминалось выше, осуществляют либо путем нагрева детали 2 (рис. 6 а), либо путем охлаждения детали 1 (рис. 6 б). Охватывающую деталь (2) нагревают в горячем масле, охватываемую деталь (1) охлаждают сухим льдом (углекислота) или жидким азотом.

Рис. 6. Схема к определению температуры нагрева (а)

и охлаждения (б) деталей при сборке соединения

Минимально необходимый зазор , обеспечивающий свободную сборку деталей соединения, принимают равным минимальному зазору  посадки  (рис. 6 в). Приращение температуры нагрева (охлаждения) деталей определяется из равенства, вытекающего из рассмотрения схемы температурных приращений размеров деталей  рис. 6:

,                                                                                            (5)

где  – измеренный натяг конкретных деталей соединения или принимаемый равным максимальному натягу посадки  в случае, если речь идет о сборке партии деталей с возможным разбросом их размеров в диапазоне ….

Обозначая через  и  коэффициенты линейного расширения материала охватываемой (1) и охватывающей (2) деталей, а через и  - необходимое приращение температуры этих деталей, представим равенство (5) в виде:

.

Откуда                              .

Тогда требуемая температура нагрева охватывающей детали

,                                                                                          (6)

а требуемая температура охлаждения охватываемой детали

.                                                                                       (7)

Здесь  – температура окружающей среды.

5.  Влияние температуры окружающей среды на величину сборочного натяга

Температура окружающей среды в процессе эксплуатации или хранения изделия, содержащего соединение с натягом, может существенно отличаться от температуры сборки соединения. Это обстоятельство, в свою очередь, может в случае разных коэффициентов линейного расширения материала деталей соединения привести к значительному изменению первоначального  (сборочного) натяга или точнее – первоначального (сборочного) давления. При этом натяг, а следовательно и давление на посадочной поверхности, может как уменьшиться, так и увеличиться. В первом случае возникает опасность потери несущей способности соединением, во втором – опасность возникновения в деталях недопустимо больших напряжений или даже разрушения деталей соединения.

В общем случае приращение натяга , обусловленное приращением температуры , определяется следующей зависимостью:

,                                                                        (8)

где  – как и прежде, температура окружающей среды при сборке соединения.

Тогда значение натяга, соответствующего температуре ,

.                                                            (9)

Здесь  соответствует смыслу рис. 1.

При сборке соединения нагревом (охлаждением) одной из деталей второе слагаемое в выражение (9) принимается равным нулю.

6.  Критерии работоспособности и расчет соединений с натягом

Работоспособность соединений с натягом оценивается по двум критериям: прочности соединения (прочность связи) и прочности деталей соединения.Вполне понятно, что соединение будет выполнять заданные функции, если под действием внешних сил будет выполняться условие относительной неподвижности деталей соединения (вала и втулки) и, кроме того, каждая из деталей соединения под действием сборочных напряжений и напряжений от внешней нагрузки не разрушится.

Это и должно быть установлено в процессе расчета соединения, либо же должны быть найдены такие параметры соединения (размеры деталей, натяги, материалы и др.), при которых оба условия выполняются одновременно.