Прессовые соединения

Прессовые соединения — это соединения цилиндрических деталей с гарантированным натягом. Натяг создается благодаря тому, что охватываемая деталь имеет наружный диаметр больший, чем диаметр отверстия охватывающей детали. Потеря работоспособности прессового соединения вызывается ослаблением деталей в посадке и чаще всего у соединений, детали которых испытывают при работе ударную или циклическую нагрузку. При ослаблении деталей в посадке в одном случае происходит наклеп, в другом —

Рис. 4.6. Характер распределения давления между контактными поверхностями при гидравлической распрессовке до нагнетания масла (а) и после нагнетания масла, когда его давление равно контактному давлению (б) и превышает его (в)

проворот одной детали относительно другой, сопровождаемый износом деталей, а в отдельных случаях и задиром контактирующих поверхностей.

Ослабление деталей в посадке можно определить как по внешним признакам, так и другими способами. Внешними признаками иногда служит смещение контрольных рисок, например, рисок на бандаже и колесном центре, скопление грязи в виде валика или ржавчины в местах соединения.

В некоторых случаях эффективным оказывается обстукивание молотком (акустический способ). Иногда ослабление посадки деталей в собранных узлах удается обнаружить по их сдвигу вокруг оси при перемене направления вращения вала. Например, надежность посадки деталей на валах вертикальной передачи дизеля определяют путем измерения линейной величины камеры сжатия в одном из цилиндров дизеля по свинцовым выжимкам. Первый свинцовый кубик обжимают между поршнями дизеля при повороте коленчатого вала по часовой стрелке, а второй — при вращении вала против часовой стрелки. Если толщины обжатых частей свинцовых кубиков разнятся (в данном случае более чем на 0,2 мм), то это укажет на ослабление одной из деталей на валу. В процессе разборки ослабление посадки деталей можно заметить по усилию распрессовки, а после разъединения — по наличию наклепа, коррозии, а также путем обмера диаметров деталей.

Разборка. Когда деталь может быть извлечена в обе стороны, например втулка без заплечиков в сквозном отверстии, ее вы-прессовывают в направлении запрессовки. В этом случае потребуется меньше усилия и лучше сохранятся контактные поверхности разбираемых деталей.

На рис. 4.6 показано распределение давления между деталями: контактное давление до нагнетания масла (рис. 4.6, а); после нагнетания масла, когда его давление сравнивается с контактным давлением (рис. 4.6, б) и когда давление масла превышает контак-

Рис. 4.7. Плунжерный насос высокого давления: 1 — вентиль; 2, 8 — шарико-ные клапаны; 3 — ограничи-I ель подъема; 4 — пружина; "> — масляный резервуар; 6 — штуцер; 7 — рычаг; 9 — плунжер

Рис. 4.8. Ручной винтовой пресс: 1 — сменные наконечники; 2 — рукоятка пресса тное (рис. 4.6, в). В последнем случае масло начинает проникать между деталями и почти полностью отделяет контактные поверхности деталей, за исключением узкой полоски по обоим концам охватываемой детали. Масло между деталями нагнетается ручным винтовым прессом до давления 0,1 ГПа.

diesel_46

Лучше всего распрессовку производить гидравлическим способом путем нагнетания масла под высоким давлением между контактными поверхностями деталей. Охватывающая деталь расширяется, а охватываемая получает усадку, чем практически устраняется трение между деталями при их разъединении. Для возможности гидравлической распрессовки в охватываемых деталях предусматривают каналы и кольцевые канавки, по которым под давлением подается масло (рис. 4.7, 4.8).

Ремонт. Нормальную посадку деталей восстанавливают приданием посадочной поверхности одной из деталей цилиндрической формы, если в этом есть необходимость, наращиванием посадочной поверхности другой детали до размера, обеспечивающего необходимый натяг, а также наращиванием посадочных поверхностей обеих деталей и приданием им нормальных размеров.

Сборка. Прочность прессового соединения деталей зависит от правильности цилиндрической формы и величин микронеровностей сопрягаемых поверхностей, величины натяга и способа сборки. При неправильной форме сопрягаемых поверхностей (овальности и конусности) напряжения, возникающие при посадке, будут распределены неравномерно по окружности деталей, что отрицательно скажется на прочности соединения.

Сборку прессовых соединений можно вести холодной запрессовкой, т.е. без нагревания деталей, с нагреванием охватывающей или охлаждением охватываемой детали. Предпочтительнее сборку вести двумя последними способами. Соединения деталей при этом получаются более прочными, так как микронеровности сопрягаемых поверхностей не сглаживаются, как при холодной запрессовке, а как бы сцепляются друг с другом. Кроме того, требуется меньше времени на сборку и более простое оборудование. Сглаживание неровностей, происходящее при холодной запрессовке, приводит к ослаблению посадки деталей. В зависимости от конструкции, материала и необходимого натяга детали можно нагревать в жидкой среде, в газовой или электрических печах и индукционным способом. К нагреванию в жидкой среде (в масляной или водяной ванне) прибегают в тех случаях, когда достаточна температура 110 "С и нужно поддерживать ее около этого значения. При нагревании в содовой воде (10 г соды на 1 л воды) деталь дополнительно очищают и обезжиривают. После нагревания индукционным способом деталь размагничивают.

Деталь до температуры -75 "С охлаждают в среде твердой углекислоты (сухого льда). Для этого деталь помещают в деревянный или металлический ящик с хорошей изоляцией, заполненный твердой углекислотой. Жидким азотом деталь можно охладить до -195 "С. Для охлаждения требуется меньше времени, чем для нагревания детали. Кроме того, охлаждение исключает температурные напряжения, местные деформации и окисление поверхностей деталей, особенно сложной формы. Время выдержки при нагревании или охлаждении зависит от формы, массы и материала детали.

Прочность соединения возрастает при покрытии посадочных поверхностей деталей промежуточным слоем металла (медь, никель, цинк) или полимерных материалов — клея ГЭН-150В, смолы ВДУ и т. п. Такие покрытия толщиной не более 20 мкм предохраняют сопрягаемые поверхности деталей как при сборке, так и при разборке, а также защищают их от коррозии. Для устранения задиров при холодной запрессовке посадочные поверхности деталей покрывают тонким слоем смазки, применяют приспособления, обеспечивающие действие усилия строго по оси запрессовываемой детали.