Клеммовые соединения. Соединения с гарантированным натягом, страница 3

При сборке сопрягаемых деталей, входящих одна в другую, различают охватывающую поверхность (отверстие) и охватываемую (вал). Размер сопрягаемых поверхностей отверстия и вала носит общее название номинального размера соединения, который одинаков для отверстия и вала. Его принимают по стандарту (Прил. 15) и проставляют на чертежах.

Изготовить деталь по номиналу практически невозможно. Измерительными инструментами определяют действительный размер, получаемый обработкой, который должен находиться между предельными отклонениями, ограниченными стандартными значениями.

Разность между размерами отверстия и вала определяет посадку, то есть характер соединения сопряжённых деталей, которая может быть с зазором, с натягом и переходная, допускающая как зазор, так и натяг.

В отечественной Единой системе допусков и посадок (ЕСДП) принята международная буквенно-цифровая система обозначений предельных отклонений размеров от номинала. Отклонения a – h (для валов) и A – H (для отверстий) предназначены для образования полей допусков и посадок с зазором; p – z (P – Z) – для обеспечения гарантированного натяга (прессового соединения); j_s, k, m, n (J_s, K, M, N) дают переходные посадки.

На рис. 7.2 представлено соединение с зазором, где d = D – номинальный размер. Наибольший и наименьший предельные размеры определят по зависимостям:

для отверстия:

D_max = D + ES;    D_min = D + EI;                                          (7.2)

для вала:

d_max = d + ei;   d_min = d + es;                                            (7.3)

Рис. 7.2. Соединение с зазором

В формулах  (7.2) и (7.3)  D_max   и  D_min  - предельные размеры отверстия, d_max и d_min – предельные размеры вала; EI и ei – основные отклонения соответственно отверстия и вала, ES – максимальное предельное отклонение отверстия, es - максимальное предельное отклонение вала. Предельные отклонения:

ES = EI + IT_D;   es = ei + IT_d,                                           (7.4)

где  IT_D – допуск отверстия, определяемый как разность между предельными отклонениями; IT_d – допуск вала.

Величины ES и es зависят от квалитета (quality – качество, имеет смысл класса точности), по которому назначается допуск IT (I – ISO, Toleranz – допуск). Установлено 20 квалитетов, из которых квалитеты 6…8 характеризуют высокую точность размеров, квалитеты 12…15 используют для свободных размеров. Если назначить для вала 6-й квалитет, а для отверстия 7-й, то в формуле (7.3) можно записать IT6 вместо IT_d и IT7 вместо IT_D.

В системе отверстия, являющейся предпочтительной по техническим и экономическим соображениям, минимальное предельное отклонение EI = 0. Каждый из заштрихованных прямоугольников на рис. 7.2, ограниченных верхними и  нижним отклонениями, называется полем допуска. На рисунке показаны поля допусков с зазорами от S_min = D_min – d_max  до   S_max = D_max – d_min. Предельные отклонения наиболее распространённых размеров и посадок приведены в прил. 16.

На рис. 7.3 изображён пример полей допусков посадок с натягом, выполненных в системе отверстия (рис. 7.3, а) и внесистемная посадка (рис. 7.3, б). Обозначают предельные отклонения размеров деталей по типу:

Рис. 7.3. Поля допусков посадок с натягом

          В соединениях предельные отклонения обеих поверхностей обозначают по типу:

 -посадка с зазором:

 - посадка с натягом.

Из приведенных примеров нетрудно рассчитать допуски: IT6= 0,016 мм; IT7 = 0,025 мм.

7.3. Технология сборки

Детали соединяют механическим или тепловым способами. При сборке механическим способом охватываемую деталь с помощью пресса или молотка устанавливают в охватывающую деталь или наоборот (рис. 7.1, а). Однако этому способу присущи некоторые недостатки: смятие или частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей, возможность неравномерных деформаций деталей и повреждения их торцов. Шабровка и смятие шероховатостей приводит к ослаблению прочности соединения. Для облегчения сборки и уменьшения шабровки концу вала и краю отверстия придают коническую форму.

Тепловой способ сборки применяют при больших натягах и производится путем нагрева охватывающей детали (втулки) до температуры 300°С в масляной ванне или охлаждением охватываемой детали (вала) до температуры не выше –150°С в жидком азоте или жидком воздухе. Выбор способа сборки зависит от соотношения массы и конфигурации деталей. При нагревании возможно появление окалины, коробления, изменение структуры металла. Метод охлаждения свободен от этих недостатков. Обычно охлаждение и экономичнее, так как вал имеет меньшую массу.