Название: Технологии отрасли(Э.З. Мартынов )

Жанр: Технические

Просмотров: 1424


3.4. способы сборки неразъёмных соединений

 

Все соединения деталей машин в механизмах разделяются на два вида: разъёмные и неразъёмные. Разъёмные соединения допускают разборку и повторную сборку без нарушения целостности соединяемых деталей. К ним относятся гладкие соединения, соединения болтами, гайками, винтами, шпильками и штифтами. Неразъёмные соединения не могут быть разобраны без повреждения соединённых деталей. Их получают сваркой, пайкой, склёпыванием и запрессовкой.

Рассмотрим процессы сборки неразъёмных соединений.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений в результате местного оплавления соединяемых деталей и образования атомно-молекулярных связей. Это один из самых распространенных технологических процессов. С помощью сварки можно соединять детали из самых различных материалов: металлов и сплавов, керамических материалов, пластмасс (рис. 3.2).

б

 

а

 

      в                                    г                           д

 

 

Рис. 3.2. Сварные швы: а – стыковой; б – нахлесточный;

в – с накладками; г – угловой; д – тавровый

 

Сварка является сравнительно дешевым (низкая стоимость оборудования), высокопроизводительным и достаточно механизированным процессом. Сварку широко применяют во всех отраслях машиностроения и строительной промышленности: в строительстве – это сварка металлических каркасов зданий, бетонной арматуры; в энергомашиностроении – сварка котлов, паропроводов.

Сварка позволяет заменить сложную цельнометаллическую конструкцию (литую, кованую) на сборную, состоящую из простых элементов, получаемых прокаткой – профилей, листов. Особенно широко сварка используется в единичном и мелкосерийном производстве. Применение сварки дает экономию металла (сокращается объём механической обработки), снижает трудоемкость и себестоимость продукции (исходный прокат относительно дешев).

Но сварные соединения менее прочны (на 20…30 \%), чем основной металл (окисление места сварки, термические напряжения).

Существует два класса сварочных процессов: сварка плавлением и сварка давлением.

При сварке плавлением происходит расплавление кромок соединяемых деталей, а иногда и присадочного материала (электрода) – для заполнения шва между деталями. Для этого область шва разогревают до 2000 °С. Остывая, металл образует сварочный шов

Технологический процесс сварки плавлением включает следующие операции:1) разделка кромок соединяемых деталей;

2) установка и закрепление деталей на специальных сварочных стендах для придания им точного и неизменного положения;

3) собственно сварка; 4) очистка шва от шлака; 5) контроль сварного шва (осмотром, смачиванием керосином).

При сварке давлением образование соединения деталей происходит за счет диффузии атомов металлов в месте соприкосновения двух поверхностей. Процесс диффузии возможен, если расстояние между поверхностями не превышает 10-8 см, причем поверхности должны быть идеально чистыми.

Способ применяется для соединения достаточно пластичных металлов: низкоуглеродистых сталей, медных и алюминиевых сплавов, а также уникальных материалов (платина, золото) и уникальных конструкций.

Склёпывание всё чаще заменяют сваркой. Но ещё остаются некоторые соединения, выполняемые медными, алюминиевыми и стальными заклёпками. При соединении заклёпками (рис. 3.3) закладная головка опирается на поддержку 1, а замыкающая головка 3 формируется ударом бойка 4. Мелкие заклёпки 1…8 мм ставятся в холодном состоянии, крупные (диметром свыше 10 мм) прогревают до 800…900 °С и расклёпывают горячими. При большом объёме работ применяют специальные клепальные молотки, прессы, автоматы и т.д.

Запрессовка деталей – это соединение деталей с натягом при помощи усилия пресса. Натяг возникает вследствие разницы в размерах соединяемых деталей, например, вал имеет размер  а отверстие  Тогда минимальный натяг составит 100,02 – 100 = 0,02 мм, а максимальный – 100,08 - 99,95 = = 0,13 мм, т.е. простым движением их не соединить. Необходимо приложить достаточно большое усилие, чтобы за счёт упругих деформаций соединяемых деталей надвинуть их друг на друга.

Но можно одну из деталей, например с отверстием, нагреть, тогда за счёт теплового расширения натяг уменьшится, появится зазор, и детали легко соединятся. После охлаждения отверстие плотно сожмёт вал. Запрессовка с применением нагрева или охлаждения деталей в 2…2,5 раза повышает прочность соединения по сравнению с соединениями, получаемыми при холодной запрессовке, так как микронеровности на соединяемых поверхностях деталей не сглаживаются. Мелкие и средние детали нагревают в масляных или водяных ваннах, для крупных деталей выполняют местный нагрев газовым пламенем или индуктором ТВЧ. Мелкие детали охлаждают в термостате с сухим льдом

(до –75 °С), крупные в холодильной установке.

Склеивание деталей в последние годы стало применяться чаще. Клеевые соединения удовлетворительно сопротивляются сдвигу и динамическим нагрузкам. Однако их тепловая стойкость не превышает 90 °С. В качестве основной части клея применяют эпоксидную смолу ЭД5 и ЭД6. Этим клеем прочно склеивают текстолит – чугун, текстолит – сталь, бронзу – чугун (прочность при сдвиге до 9…10 МПа).

Склеиваемые поверхности деталей тщательно очищают, обезжиривают и соединяют в большинстве случаев без давления. При склеивании деталей из листового материала прикладывают небольшое давление, порядка 5…10 Па.

Пайкой называется технологический процесс соединения металлических заготовок посредством вводимого между ними расплавленного материала – припоя. Припой имеет температуру плавления ниже, чем у соединяемых металлов и заполняет зазор между соединяемыми поверхностями за счет действия капиллярных сил. При охлаждении припой кристаллизуется и образует прочную связь между заготовками.

Соединение, полученное пайкой, может быть распаяно, т. е. заготовки разъединены без нарушения форм и размеров исходного состояния.

Процессы пайки широко используется при различных электромонтажных работах, в производстве радиоаппаратуры, электротехнических изделий, ремонтных работах. Процесс отличается дешевизной используемого оборудования, дороги только припои.