Сборка неподвижных соединений гладких с натягом

При сборке авиационных двигателей к числу неподвижных соединений гладких с натягом относятся: стальные или бронзовые втулки подшипников скольжения, наружные или внутренние кольца шарико- и роликоподшипников, все возможные пальцы, оси, устанавливаемые с натягом

d_н – посадочный диаметр, d_o – диаметр отверстия, d_нар – наружный диаметр втулки.

После запрессовки возникают напряжения: σ_R – нормальные или радиальные напряжения – максимальные на контактной поверхности – обеспечивает прочность соединения.

σ_t – окружные напряжения, растягивающие для охватывающей детали, сжимающие для охватываемой детали.

Сборка неподвижного соединения с натягом может быть осуществлена двумя методами:

1) Силовой запрессовкой;

2) Температурной посадкой с нагреванием и охлаждением детали.

Силовая запрессовка (продольно-прессовая посадка) заключается в том, что охватываемую деталь под усилием давления пресса вводит в охватывающую на определенную длину. Усилие запрессовки меняются по длине по следующему закону:

Важным параметром является усилие запрессовки. Расчет усилия запрессовки необходим для выбора пресса, рассчитывается следующим образом:

- коэффициент трения;

D – посадочный диаметр;

l – длина;

P_уд – удельное давление на контактной поверхности.

- усилие выпрессовки.

- коэффициент трения при выпрессовки;

- выбирается из таблиц в зависимости от рода материала, смазки, шероховатости.

Геометрические параметры сопрягаемой пары обычно известны. Необходимо знать Р_уд (удельное давление).

кг/мм²

- действительный натяг в соединении;

Е₁, Е₂ – модули упругости сопрягаемых деталей;

С_а, С_b – коэффициенты учитывающие жесткость сопрягаемых деталей.

При силовой запрессовке различают:

1) Расчетный натяг – натяг полученный в результате измерения

2) Действительный натяг. Он обычно меньше расчетного

- максимальная высота микронеровностей на сопрягаемых поверхностях. Их нужно учитывать, т.к. после запрессовки они сглаживаются и натяг становится меньше.

С_а, С_b – рассчитываются по следующим формулам

Где µ – коэффициент посадки (для стали µ=0,3).

Если d_н стремится к бесконечности, то С_а=1- µ.

Если d_о = 0, то С_б=1- µ.

Опытами установлено, что при d_н = 6d_п и более С_а становится практически постоянным и равно 1+ µ.

Р_з зависит от других факторов не учтенных формулой:

1) Угол заходного конуса (оптимальный угол 10-15^о), чем больше угол тем больше Р_з;

2) Скорость запрессовки. Чем больше скорость, тем меньше Р_з. Но падение Р_з происходит при появление пластических деформаций, что очень нежелательно. Поэтому скорость запрессовки ограничивают скоростью 5 мм/с;

3) Место приложения усилия.

При совершенно одинаковых геометрических параметрах толкающее усилие больше (а), чем тянущее усилие (б).

При расчете величин натягов, задаваемых на неподвижное соединение, необходимо произвести расчеты с максимальным Р_уд на контактных поверхностях и сравнить их с допустимыми.

Допустимые Р_уд на контактных поверхностях рассчитываются по следующим формулам

Эти формулы выведены из расчета максимальной потенциальной энергии деформации:

– пределы текучести для материалов охватывающих и охватываемых деталей (т.е. при этих напряжениях возникают пластические деформации). Max Р_уд сравнивают с расчетным кг/м²

Необходимо чтобы Р_уд < Р_удмах этого добиваются уменьшением натяга путем введения групповой взаимозаменяемости.

Процесс запрессовки производится в следующем порядке:

1) Осматривание поверхности;

2) Запрессовывается деталь или вручную, с применением технологической оправки и молотка, либо с применением специальных приспособлений и прессов.

Прессы бывают следующих видов: ручного действия, механические, пневматические, гидравлические, электромагнитные.

При запрессовке вручную и прессом должны быть оправки, обеспечивающие направление прессуемой детали.

Необходимо запрессовать втулку в корпус. Оправка сцентрирована с технологической подставкой, и втулка будет сцентрирована без перекосов.

В графике зависимости Р_з – l Начальное усилие объясняется самоцентрированием детали.