Сборка с применением термовоздействия

Сборка с применением термовоздействия имеет три разновидности:

1. Путём нагрева охватывающей детали;

2. Путём охлаждения охватываемой детали;

3. Путём одновременного нагрева охватывающей детали и охлаждения охватываемой детали;

Температура нагрева (охлаждения), необходимая для получения теплового сборочного зазора в соединении должна быть:

Δт + i + Δк

Т = ----------------- ± То

a * d

где Δт –максимальный натяг в соединении, мм; i – суммарная величина термического расширения охватывающей и сжатия охватываемой деталей, мм; Δк –компенсационное расширение за время подачи детали на сборочную позицию, мм; a - коэффициент линейного расширения материала, 1/°C; d – номинальный диаметр соединения, мм; То – температура окружающей среды, °C.

Сборка с термовоздействием повышает прочность соединения в 1,5…2 раза по сравнению со сборкой обычной запрессовкой. При сборке с термовоздействием микронеровности на поверхностях сопрягаемых деталей не сглаживаются, а входят друг в друга, что повышает прочность сцепления.

С помощью данного метода собирают тонкостенные детали, бандажи колёс, зубчатые венцы, диски турбин с валами и другие ответственные соединения.

Сборку с термовоздействием целесообразно выполнять на специальных механизированных стендах, станках, полуавтоматах и автоматах. Выбор положения оси собираемых деталей зависит от следующих факторов:

а) геометрическая форма, размеры, масса собираемых деталей;

б) точность относительной ориентации собираемых деталей;

в) число одновременно собираемых деталей;

г) потери теплоты на базирующих устройствах.

При сборке с нагревом охватывающей детали температура нагрева не должна превышать 320…350 °С во избежание изменения физико-механических свойств материалов деталей. В зависимости от особенностей производства нагрев производят следующим образом:

- в масляных ваннах;

- в электропечах сопротивления;

- в газовых печах;

- в индукционных установках.

Соединения, полученные с термовоздействием, образуют высокопрочные соединения, которые очень трудно распрессовать. При разборке таких соединений целесообразно использовать гидропрессовый или индукционный тепловой методы. При последнем способе разборки посадочные поверхности полностью сохраняются в результате образования теплового зазора за счёт опережающего нагрева охватывающей детали по сравнению с охватываемой. Индукторы, используемые при этом, обеспечивают скорость нагрева 1,5…2 °С/c.

При сборке соединений с термовоздейтвием прочность соединений можно повысить за счёт применения разнородных гальванических покрытий (цинк-медь, кадмий-медь), нанесённых на сопрягаемые поверхности – до 2,5…3 раз по сравнению со сборкой обычной запрессовкой. Нанесение антикоррозионных полимерных плёнок толщиной 10..20 мкм на сопрягаемые поверхности увеличивает статическую прочность соединений. Повысить прочность этих соединений можно также с помощью применения промежуточных сред из легкоплавких металлов или сплавов (олово, алюминий, баббит), которые при оплавлении заполняют микропустоты в сопряжении, увеличивая тем самым коэффициент трения.

Прочность термосоединений проверяют путём приложения нагрузки, превышающей в 1,35…1,5 раза рабочую нагрузку. Контроль качества ответственных соединений осуществляют с помощью ультразвука. Перед сборкой контролируют размеры посадочных поверхностей для обеспечения качества соединений.

Соединения, получаемые с помощью охлаждения охватываемой детали, примерно на 10…15% прочнее, чем соединения, получаемые с нагревом охватывающей детали. Сборка с помощью охлаждения охватываемой детали не изменяет исходную структуру и физико-механические свойства материалов деталей. Поэтому данный способ целесообразно применять для сборки ответственных узлов, к которым предъявляют повышенные требования эксплуатационной надёжности.

В качестве хладоносителей применяют обычно применяют твёрдую углекислоту (сухой лёд) – температура -78°С или жидкий азот -195°С.