Монтаж и демонтаж соединений с прессовыми посадками

Наиболее распространенным способом соединения валов гидропередачи с фланцами, колесами гидроаппаратов, шестернями и другими элементами являются прессовые соединения по конусной поверхности. Такие соединения собирают и разбирают с помощью гидравлических прессов, индукционных нагревателей и маслом высокого давления, подаваемым в зону сопряжения деталей.

При использовании гидравлических прессов необходимо создание больших осевых усилий, которые в конечном итоге приводят к разрушению посадочных поверхностей сопрягаемых деталей. Применение индукционных нагревателей в ряде случаев невозможно из-за сложности формы деталей и возможности их перегрева.

Прессовые соединения деталей по конусной поверхности легко собираются и разбираются с помощью масла высокого давления. Конусные масло-прессовые соединения получили широкое распространение благодаря простоте технологии сборки и разборки.

Минеральное масло под высоким давлением (до 2500 кгс/см2) впрессовывается между сопрягаемыми поверхностями вала и втулки. В результате втулка в пределах упругих деформаций расширяется и может быть насажена или снята незначительным осевым усилием. Масляная пленка одновременно служит для смазки сопрягаемых поверхностей и предотвращает их ржавление.

Надежность монтажа и демонтажа масло-прессовых конусных посадок обеспечивается контролем шероховатости сопрягаемых шлифованных поверхностей, формы конусной части вала и втулки, формы канавки притока масла на валу или во втулке и величины осевого натяга.

Глубина шероховатости одной сопрягаемой поверхности должна составлять не более 0,003 мм, т. е. шероховатость поверхности должна быть не менее 8-го класса по ГОСТ 2789—73. Форма конусной части вала и втулки проверяется специальными конусными калибрами. Непосредственно перед монтажом посадочные поверхности проверяют по краске на прилегание. Площадь соприкосновения должна быть не менее 80% площади сопрягаемой поверхности при равномерном расположении пятен краски.

Особенно тщательно проверяется кольцевая канавка и сверление подвода масла. Канавка притока масла на валу или во втулке должна быть закруглена после шлифовки, чтобы масло могло растекаться от канавки. Для этой же цели на валу наносятся чертилкой риски в аксиальном направлении. Они должны заканчиваться за 20 мм до обоих торцов втулки. В противном случае масло под давлением может вытекать наружу.

Величина натяга в сопряжении зависит от конусности сопрягаемых поверхностей вала и втулки и величины осевого перемещения, т. е. осевого натяга. Конусность посадочных поверхностей деталей гидропередач, как правило, составляет 1 : 50.

Высокое давление масла может быть создано винтовыми масляными инжекторами, специальными насосами высокого давления и мультипликаторами. Рабочей жидкостью для этих устройств является турбинное масло 22 ГОСТ 35—53 или авиационное масло МС 20 ГОСТ 1013—49. Масло с большей вязкостью применять не разрешается.

Винтовой масляный инжектор (рис. 43) состоит из поршня, перемещаемого кожухом с резьбой, и цилиндра с резьбой для соединения с валом гидропередачи. Наполнение цилиндра рабочей жидкостью (маслом) производится при полностью вывернутом кожухе и вынутом поршне. При поворачивании кожуха по резьбе поршень перемещается в цилиндре и нагнетает масло между сопрягаемыми поверхностями деталей. Обратный шариковый клапан в соединительной части цилиндра обеспечивает поддержание давления при необходимости

Винтовой масляный инжектор;

Рис. 43. Винтовой масляный инжектор;

1 — стержень; 2 — кожух-, 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 —гнльза; 6 — обратный клапан

Рис. 44. Насос высокого давления:

/—¦корпус насоса; 2 — резервуар масла; 3 — плунжер; 4 — рукоятка

Монтаж соединения конусной посадкой

Рис. 45. Монтаж соединения конусной посадкой:

1 — упорная шайба; 2 —шпиндель; 3 — гидропресс; 4 — нажимная гайка; 5 — штуцер; в — корпус мультипликатора; 7 — ступенчатый поршень дополнительной заливки масла в цилиндр. Такая заливка создает определенные трудности при работе с винтовым масляным инжектором.

Насос высокого давления (рис. 44) обеспечивает разъединение деталей с конусным соединением без дополнительной заливки масла. Корпус резервуара с маслом ввертывается в штуцер насоса. Затем корпус насоса резьбовой частью ввертывается в торец хвостовика вала гидропередачи. При перемещении плунжера вверх с помощью рукоятки масло из резервуара под действием пружины поступает в подплунжерное пространство. При перемещении плунжера вниз масло подается в зону сопряжения деталей. Давление масла, создаваемое насосом, зависит от усилия на рукоятку.

Мультипликатор (рис. 45) состоит из цилиндра и ступенчатого поршня. Давление масла в нем увеличивается пропорционально отношению площадей ступенчатого поршня. Подавая ручным масляным насосом масло под давлением до 350 кгс/см2 при отношении площадей поршня 1 : 8, мультипликатор развивает давление около 2500 кгс/см2.

Масло от мультипликатора к осевому сверлению вала гидропередачи передается через шпиндель или удлинитель. Шпиндель на одном конце имеет резьбу для соединения с мультипликатором, а на другом —• для соединения с центровым отверстием вала. На шпинделе имеется также наружная резьба для установки приспособлений для насаживания и съема деталей. Уплотнение мест соединения деталей и мультипликатора осуществляется медными уплотняющими шайбами или кольцами.

Сборка деталей. Перед сборкой необходимо тщательно проверить шероховатость и форму конусной поверхности, а также наличие сверлений и канавки подвода масла в зону сопряжения. Если детали удовлетворяют всем требованиям, то втулка (фланец, рабочее колесо гидроаппарата, шестерня и др.) плотно насаживается на конусную часть вала от руки.

Затем монтируют шпиндель с установкой уплотнительной шайбы. На шпиндель надевают упорную шайбу, гидропресс с центральным отверстием и нажимную гайку (см. рис. 45). К свободному торцу шпинделя присоединяют мультипликатор.

Ручным насосом масло подается в зону малого поршня мультипликатора. При этом оно заполняет осевое сверление шпинделя, вала и канавку подвода масла в зону сопряжения. Давление масла составляет 350—400 кгс/см2. Затем тем же ручным масляным насосом через переключатель масло подается в зону большого поршня мультипликатора. Ступенчатый поршень, перемещаясь в сторону малого поршня, увеличивает давление в зоне сопряжения. Масло растекается между сопрягаемыми поверхностями деталей и расширяет отверстие ступицы втулки. Давление масла контролируется по манометру. Оно ни в коем случае не должно превышать допустимых значений, указанных на чертеже. В противном случае может произойти пластическая деформация деталей.

Одновременно вторым ручным насосом масло подается в гидропресс, и втулка напрессовывается на конусную часть вала. Процесс напрессовки производится постепенно. При этом втулка насаживается на вал по масляной пленке высокого давления, создавая необходимый осевой натяг.

После напрессовки масло из мультипликатора сливается в сливную камеру ручного насоса и мультипликатор снимается. Втулка под действием упругих сил сжимается и вытесняет масло из зоны сопряжения. Давление масла в зоне сопряжения уменьшается медленно. До полного снижения давления может пройти до трех часов. Поэтому в течение этого времени нельзя нагружать масло-прессовое конусное соединение.

Гидропресс можно снимать не ранее чем через 15—20 мин после снятия мультипликатора.

Восстановление геометрических размеров сопрягаемой поверхности деталей хромированием нежелательно, так как коэффициент трения пары хром — сталь составляет 2/'3 коэффициента трения пары сталь—сталь. Если деталь все же покрыта хромом, то величина осевого натяга должна быть максимально допустимой.

Масло в зону сопряжения может подводиться и через канал в ступице втулки.

Разборка деталей. Перед разборкой деталей с прессовой посадкой монтируют шпиндель таким же образом, что и при сборке. На шпиндель надевают упорную шайбу и закрепляют гайкой на расстоянии от торца ступицы втулки, несколько большем величины ее осевого натяга. К свободному торцу шпинделя присоединяется мультипликатор.

Впрессовывание масла в зону сопряжения деталей должно производиться медленно в течение 8—10 мин, с тем чтобы оно могло равномерно просочиться между сопрягаемыми поверхностями деталей и расширить втулку (фланец, колесо гидроаппарата и др.). Давление масла должно обязательно контролироваться по манометру. Оно ни в коем случае не должно превышать допустимых значений, указанных в чертеже.

При быстрой распрессовке деталей маслом высокого давления появляется опасность местного увеличения давления и местной пластической деформации деталей.

При нормальном исполнении масло-прессовой посадки на конусной поверхности при распрессовке втулка расширяется и соскакивает с конусной части вала. Для защиты мультипликатора от удара на шпинделе должна обязательно ставиться упорная шайба с гайкой.

Если посадка не разбирается, то необходимо, поддерживая давление масла в зоне сопряжения, слегка ударить по втулке в направлении съема. Если масло вытекает наружу, а соединение не разбирается, то следует применить более вязкое масло. В качестве такого масла используют авиационное масло МС20 или МК20 ГОСТ 1013—49. Масло с большей вязкостью применять не разрешается. Если и последнее мероприятие не помогает, то необходимо применить съемник и одновременно впрессовывать масло в зону сопряжения.

При правильной подготовке и выполнении масло-прессовой конусной посадки сопрягаемые детали можно собирать и разбирать многократно без ухудшения передаточной способности соединения. При неоднократном снятии и насаживании втулки на поверхностях сопряжения может наблюдаться сглаживание «гребешков» неровностей, поэтому допускается уменьшение длины насаживания до 15%. Необходимо при этом учитывать, что величина передаваемого вращающего момента зависит от величины осевого натяга. Если она меньше величины, указанной на чертеже, необходимо заменить или восстановить детали соединения.

Монтаж и демонтаж масло-прессовой конусной посадки можно производить как в стационарных условиях, так и на тепловозе.

Правила выполнения работ. В процессе подготовки насоса высокого давления, мультипликатора и гидропресса к работе необходимо убедиться в наличии клейм, удостоверяющих, что они выдержали контрольные испытания давлением. Особое внимание следует обращать на состояние резьбы и уплотнительных шайб, которые изготовляют из отожженной меди.

При работе с мультипликатором проверяют состояние шлангов высокого давления и надежность крепления их в наконечниках. Резьба наконечника на расстоянии 10—12 мм от торца должна быть закалена до твердости ВДС 30—35.

После заполнения насоса маслом хвостовик его или наконечник шланга мультипликатора вворачивается в резьбовое отверстие маслопроводящего канала. Медленно увеличивая давление масла в системе, убеждаются в отсутствии течи. Течь можно устранять только при отсутствии давления в системе.

Для разборки узла вал желательно устанавливать вертикально, чтобы вес снимаемой детали в какой-то мере гасил кинетическую энергию соскока детали с конусной части вала. Кроме того, снимаемая деталь укрепляется в амортизирующих захватах или устанавливаются упорные шайбы.

В процессе разборки соединения обязательно контролировать по манометру величину давления масла в зоне сопряжения деталей. При этом нужно находиться только со стороны защитного стекла манометра высокого давления.

Величина давления масла в момент разборки масло-прессовой конусной посадки в значительной мере зависит от скорости его нарастания. Поэтому давление рекомендуется увеличивать медленно, а при достижении 1000 кгс/см2 необходимо через каждые 100 кгс/см2 делать выдержку 1—2 мин, что обеспечивает равномерное распределение масла по сопрягаемой поверхности деталей и предотвращает появление местных пластических деформаций металла.

Давление масла в зоне сопряжения деталей узла при нормальном исполнении масло-прессовой конусной посадки составляет 1200— 1800 кгс/см2. При всех условиях не следует повышать его более 2500 кгс/см2.

В процессе монтажа и демонтажа масло-прессовой конусной посадки не допускается стоять по траектории движения снимаемой детали, а также напротив насоса высокого давления масла и мультипликатора. Руки рабочего не должны находиться в зоне снимаемой детали.

После разборки соединения втулку (фланец, колесо гидроаппарата и др.) снимают с конусной части вала и защищают посадочную поверхность деталей чехлами или другими защитными устройствами от повреждений.

К выполнению работ допускаются только лица, знакомые с правилами монтажа и демонтажа маслопрессовых конусных соединений и прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Статическая и динамическая балансировка деталей | Ремонт гидравлических передач тепловозов | Демонтаж и разборка гидропередач