Поверхностей соединения

Из погрешностей изготовления наибольшее влияние, распространяющееся на циклическую прочность винтов всех классов прочности и статическую прочность высокопрочных винтов, имеют перекосы в резьбе. Отклонение опорной поверхности гаек относительно оси резьбы допускается для точных винтов до 48', средней точности в 1,5 раза и грубых в 2 раза больше. В балансе погрешностей отклонения от параллельности опорных поверхностей соединяемых деталей составляет 35— 50%.

в плоскости соприкасания поверхностей соединяемых брусьев (рис. 2.33, б). Такое разрушение соединительных деталей (штрифта, болта, шпильки, заклепки, шпонки), происходящее под действием нагрузок, перпендикулярных их собственным осям (поперечные нагрузки), называется срезом.

Шайбы подкладные (3, рис. 3.21, а) ставят под гайку 4 или головку 1 болта для предупреждения смятия поверхностей соединяемых деталей, предупреждения от царапин при завинчивании гаек (винтов) и перекрытия зазора между стержнем 2 болта и отверстием в деталях.

Чтобы исключить повреждение поверхностей соединяемых деталей, при завинчивании гаек под них подкладывают шайбы (см. рис. 32.3).

Допускаемые напряжения [аиз„] из условий ограничения изнашиваемости назначают в зависимости от вида термической обработки и твердости рабочих поверхностей соединяемых деталей: для лучшенных Гаизн] = 0,032 НВ; для закаленных aH1H] = 0,3HRC;**.

Значения [а]изн при неограниченном числе циклов нагружения принимают в зависимости от вида термообработки и твердости рабочих поверхностей соединяемых деталей: (Н/мм2):

Выбор разновидности болтов производится в зависимости от конструкции соединяемых деталей, требуемой надежности скрепления, точности изготовления поверхностей соединяемых деталей и болта с учетом экономических соображений. Расчет болтовых соединений состоит из: определения значения, направления и вида нагрузки, действующей на болт (если она не задана), выбора допускаемого напряжения; определения диаметра болта и других его размеров, а также размеров гайки и шайбы.

Как видно из представленных выше данных, уточненный анализ температурных напряжений дает существенно большие значения, чем по теории оболочек. Поэтому в зонах, примыкающих к внутренним и наружным поверхностям, может возникать упругопластическое деформирование. Дая анализа напряжений в этих зонах могут быть в первом приближении использованы соотношения § 2. Приведенные здесь результаты могут быть использованы также для выбора размеров конечных элементов или сгущения разностной сетки в осевом направлении около стыка разнородных материалов и в радиальном направлении около поверхностей соединяемых разнородных элементов.

Соединения not) уОарами молотка применяются для посадки небольших размеров штифтон, клиньев, шпонок, втулок, заглушек. Вес молотков 0,25 — 1,25 кг. Чтобы избежать повреждения поверхностей соединяемых деталей (забоины, вмятины), применяют мягкие или протектированные молотки.

К точности и чистоте поверхностей соединяемых деталей не предъявляются высокие требования.

Для избежания этих явлений при сборке соединений необходимы: 1) обеспечение требуемой точности сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей и 2) осуществление крепления с помощью винтов, гаек и т. д. в установленной последовательности и с постоянной по величине силой.

При черновой и получистовой обработке, когда требуется сильное охлаждающее действие среды, применяют водные эмульсии. Количество эмульсии, используемой в процессе резания, зависит от технологического метода обработки и режима резания и колеблется от 5 до 150 л/мин. Увеличивать количество подаваемой жидкости рекомендуют при работе инструментов, армированных пластинками твердого сплава, что способствует их равномерному охлаждению и предохраняет от растрескивания. При чистовой обработке, когда требуется получить высокое качество обработанной поверхности, используют масла. Для активизации смазочных материалов к ним добавляют активные вещества — фосфор, серу, хлор. Под влиянием высоких температур и давлений эти вещества образуют с металлом контактирующих поверхностей соединения, снижающие трение — фосфиды, хлориды, сульфиды. При обработке заготовок из хрупких металлов, когда образуется стружка надлома, в качестве охлаждающей среды применяют сжатый воздух, углекислоту.

о — среднее давление на рабочих поверхностях, МПа; Т—пе-крутящий момент, Н • мм; SF =•• 0,5dcphz — удельный сум-статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм (см. табл. 4.4); dcp — средний диаметр шлицевого соединения (см. табл. 4.4); h — рабочая высота зубьев, мм (см. рис. 4.4 и табл. 4.4); z —-число зубьев (см. табл. 4.4); / — рабочая длина соединения, мм; >см] — допускаемое среднее давление из расчета на смятие, МПа:

где sp — удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм, для соединений шлицевых прямобочных sp = 0,5 (D + d) [0,5 (D — d) — — fb — fc] (табл. 5.5), для соединений шлицевых эвольвентных с центрированием по боковым сторонам SF = 0,5m2z2; / — рабочая длина соединения, мм; [crcj — допускаемое среднее давление из

/ = 50 мм; е= 10 мм. Материал рабочих поверхностей — сталь 40Х, термообработка—улучшение #HRC28; смазка обильная. Срок службы Lh = 15 • 103ч, частота вращения п = 1200 об/мин, передаваемый крутящий момент (Г = 200 Н-м) изменяется по нормальному распределению (см. рис. 1.8). Выполнить проверочный расчет для шлицевого соединения.

Решение. 1. По табл. 5.5 находим удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала SF =

Для удобства расчетов введем понятие удельного суммарного статического момента SF — площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала (значения SF в мм3/мм для всех типоразмеров приведены в таблице ГОСТ 21425 — 75).

где ст — среднее давление на рабочих поверхностях; Т — • вращающий момент, передаваемый соединением; S — удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала (значения S, мм3, для стандартных прямобочных соединений приведены в таблице вышеуказанного ГОСТа); / — рабочая длина соединения; [асм] — допускаемое среднее давление из расчета на смятие, определяемое в зависимости от предела текучести материала шлицев меньшей твердости и коэффициентов запаса прочности, концентрации и динамичности нагрузки, устанавливаемых по таблицам стандарта.

S* — удельный (на единицу длины) суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала (см. табл. 5.2); /—рабочая длина шлицев (см. рис. 5.8).

Каждое соединение следует проверить так, чтобы лучи входили в наплавленный металл по четырем направлениям, т. е. шли с двух сторон и от двух поверхностей соединения.

С течением времени сальниковая набивка приходит в негодность и требуется ее замена. При протечках коррозионной среды поверхность шпинделя в сальниковом узле также приходит в негодность. В запорном органе уплотнительные кольца подвергаются механическому изнашиванию, эрозии и коррозии, что приводит к потере герметичности запорного органа. В ходовом узле изнашиваются поверхности резьбы шпинделя и гайки. Под действием температуры может происходить коробление уплотнительных поверхностей соединения крышки с корпусом и корпуса с трубопроводом, между которыми обычно устанавливается прокладка; в результате нарушается герметичность соединения. При действии тепло-смен в прокладке периодически происходят сжатие, пластические деформации, уплотнение материала, после чего упругие свойства материала прокладки ухудшаются и она не в состоянии обеспечивать герметичность. Этому при протечках может способствовать и коррозионное действие среды. Резиновые прокладки с течением времени твердеют. Изнашиваются детали электропривода, пневмопривода; контакты электроаппаратуры подвергаются электроэрозионному разрушению.

Пайку жаропрочных сталей широко применяют при изготовлении различных конструкций и соединений, в зависимости от марки припоя и используемого способа она обеспечивает требуемые прочностные свойства [7]. Трудности пайки жаропрочных нержавеющих сталей связаны с наличием на их поверхности прочных окисных пленок, препятствующих хорошему смачиванию поверхностей соединения.