Нормальный натяг в коническом штифтовом соединении может быть получен, если штифт, вставляемый в отверстие вручную без применения каких-либо инструментов, входит в него на 70–75 % длины. Устанавливают штифт с помощью молотка, используя оправку, или на прессе. Для того чтобы при разборке штифт можно было легко удалить, он должен на 1–2 мм выступать над поверхностью сопрягаемых деталей.
13.5. Контроль качества сборки соединений
Контроль резьбовых соединений . Детали резьбовых соединений должны отвечать таким требованиям, как: прямолинейность оси стержня болта, винта, шпильки; перпендикулярность опорных поверхностей гайки и головки болта к оси резьбы; наличие резьбы полного и неискаженного профиля; отсутствие сорванных витков, забоин, вмятин и трещин на резьбе; наличие фаски на концах резьбовых деталей; отсутствие смятия граней гаек и головок болтов и винтов, а также отверстий и шлицев для ключей и отверток; высота выступающего из гайки конца болта или шпильки, не превышающая трех витков; одинаковый размер под ключ всех гаек, болтов или винтов в групповом резьбовом соединении.
Прямолинейность осей и перпендикулярность поверхностей проверяется угольником.
В технических условиях на сборку ответственных резьбовых соединений указывают предельные значения усилия затяжки гаек и винтов, которые обычно устанавливают в зависимости от диаметра резьбы и материала деталей резьбового соединения.
Затяжку резьбового соединения можно проконтролировать измерением удлинения болта и шпильки индикатором или микрометром. Индикатором измеряют удлинение болта с помощью контрольного штифта, который устанавливают в специальном отверстии болта, а микрометром измеряют длину резьбовой детали до и после затяжки резьбового соединения.
Контроль шлицевых соединений . Шлицевые соединения контролируют комплексными измерительными приборами — калибр-пробками и калибр-кольцами. При контроле комплексными приборами изделие считают годным, если калибр-пробка проходит в отверстие, а диаметр и ширина паза не выходят за установленные пределы. Вал считают годным, если калибр-кольцо свободно проходит по нему, а диаметр и толщина зуба не выходят за установленное нижнее предельное отклонение.
Контроль положения шлицов и пазов относительно центрирующего диаметра определяют следующим образом (рис. 13.10, а). На призмах 2 устанавливают вал 1 с помощью индикатора, выставляя его по боковым поверхностям шлицов в нулевое положение. Затем вал поворачивают на 180° и устанавливают его так, чтобы показания индикатора при его перемещении по двум боковым поверхностям шлицов были одинаковы. Эти показания определяют отклонение положения шлицов относительно оси центрирующего диаметра, которое может быть измерено с помощью прибора 3 (рис. 13.10, б), установленного опорными поверхностями на боковые поверхности шлицов, а измерительным наконечником 4 — по центрирующему диаметру. В процессе измерения деталь поворачивают, по отклонению стрелки индикатора 5 определяют величину отклонения положения шлицов.Рис. 13.10. Приспособление для контроля положения шлицов:
а — относительно центрирующего диаметра; б — относительно оси центрирующего диаметра; 1 — вал; 2 — призмы; 3 — измерительный прибор; 4 — измерительный наконечник; 5 — индикаторНо наиболее точно отклонение определяют при установке проверяемого шлицевого вала в центрах делительной головки. Измерения производят по индикатору, предварительно настраиваемому по блоку концевых мер длины.
Контрольные вопросы
1. Назовите крепежные детали резьбовых соединений и охарактеризуйте их.
2. Из каких этапов состоит технологический процесс сборки болтовых соединений?
3. Перечислите материалы для уплотнения резьбовых соединений и требования к ним.
4. Какие существуют способы предотвращения резьбовых соединений от самоотвинчивания?
5. Назовите основные типы шпонок. В каких случаях их применяют?
6. Расскажите о процессе сборки клиновых шпоночных соединений.
7. Опишите преимущества шлицевых соединений перед шпоночными и назовите способы их центрирования.
8. Объясните различия между силовыми и установочными клиньями.
9. Какие бывают штифты? Как выполняется процесс сборки штифтовых соединений?
10. Каким образом контролируют затяжку резьбовых соединений?Глава 14 Сборка механизмов вращательного движения
14.1. Технология сборки валов и осей
Валы предназначены для передачи вращающего момента и, как правило, поддержания установленных на них деталей. Кроме вращающих моментов валы нагружены обычно поперечными силами и изгибающими моментами.
Оси обеспечивают вращательное движение закрепленных на них деталей, нагружены поперечными силами и изгибающими моментами, а вращающих моментов не передают. Оси бывают вращающимися и неподвижными.
Различают валы прямые и коленчатые, ступенчатые и гладкие, сплошные и пустотелые, цельные и составные, а также гибкие проволочные. Чаще всего валы выполняют ступенчатыми, состоящими из участков различных диаметров, называемых монтажными шейками и служащих для установки на них различных деталей. Крепление деталей на валах во избежание проворота осуществляется с помощью шпонок, шлицов, штифтов, клиньев и др., а для предотвращения осевого перемещения — втулками, запорными кольцами, винтами и др.
Опорные участки осей и валов называются цапфами. Цапфы могут быть цилиндрическими, коническими, шаровыми. Цапфа, расположенная на конце вала, называется шипом , промежуточные цапфы называются шейками . Цапфа, воспринимающая осевые усилия и расположенная перпендикулярно к оси вала, называется пятой . Пяты могут быть плоскими, кольцевыми и гребенчатыми.
Материал валов и осей должен иметь хорошую обрабатываемость, способность подвергаться термической обработке, высокую износостойкость. Этим требованиям отвечают стали 20, 30, 35, 40, 45 (применяются чаще других), Ст3, Ст4, Ст5, а также модифицированные чугуны. Тяжело нагруженные валы в целях обеспечения минимальных диаметров и повышения износостойкости цапф изготовляют из легированных сталей различных марок.
Технические требования к валам: отсутствие износа, забоин и задиров монтажных шеек; наличие заданных размеров и правильной геометрической формы монтажных шеек; перпендикулярность опорных уступов и буртиков оси вала; прямолинейность оси вала и отсутствие его скрученности; отсутствие трещин, изломов; отсутствие износа и смятия рабочих поверхностей шлицов, шпоночных пазов, резьбы.
Наиболее характерные соединения валов — жесткие и быстроразъемные.
Жесткое соединение валов собирают при помощи пресса и приспособления. При сборке охватывающие детали нагревают.
Рассмотрим порядок сборки жесткого соединения валов на примере сборки коленчатого вала пускового двигателя.
Сначала собирают полуоси со щеками на гидравлическом прессе с предварительным подогревом щек до 180 °C. Щеки, собранные с полуосями, нагревают до 180–200 °C. После нагрева переднюю щеку устанавливают на нижнюю плиту 2 (рис. 14.1) приспособления так, чтобы полуось вошла в калиброванное отверстие плиты, а в отверстие щеки под палец кривошипа вошел центр 3. На центр надевают палец кривошипа с роликами и шатуном, устанавливают вторую щеку, верхнюю плиту 1 приспособления и ограничительное кольцо 5 между щеками. При помощи пресса запрессовывают палец в щеки. Качество сборки контролируют в приспособлении. Биение мест посадки роликоподшипников на полуосях, а также торцов щек на крайних точках не должно превышать 0,20 мм.Рис. 14.1. Приспособление для сборки коленчатого вала пускового двигателя:
1 — верхняя плита; 2 — нижняя плита; 3 — убирающийся центр; 4 — колонки; 5 — ограничительное кольцоБыстроразъемные соединения валов получают при помощи шлицевых муфт, гладких цилиндрических муфт со штифтами, конусных поверхностей соединяемых валов, разъемных муфт, фланцев и т. п.
Сборку составного вала с муфтами начинают с установки и закрепления частей вала на призмах так, чтобы оси их лежали в одной плоскости. Отверстия под штифты в валах сверлят по отверстиям в муфте после ее окончательной постановки. Цилиндрические штифты запрессовывают ручным прессом или молотком.
Сборку составных валов при помощи фланцев (рис. 14.2) начинают с подбора полумуфт 1 и 4 (фланцев) к шейкам вала. Затем устанавливают шпонки 3, напрессовывают полумуфты. Посадка полумуфты глухая, поэтому при больших диаметрах, чтобы облегчить напрессовку, полумуфты предварительно нагревают. Далее устанавливают центрирующее кольцо 5, обе части вала тщательно контролируют в центрах на перпендикулярность торцов полумуфт осям. Одновременно проверяют на биение выступающую часть центрирующей поверхности кольца 5. После контроля обе половинки вала помещают на призмы и, сдвигая до соприкосновения полумуфт, фиксируют их в таком положении тремя болтами 2. Затем предварительно собранный вал устанавливают в центрах и с помощью индикатора проверяют биение всех его шеек. Если биение допустимое, монтируют остальные болты. Чтобы отверстия под болты лучше совпадали, их совместно обрабатывают разверткой.Рис. 14.2. Составной вал с жестким соединением
После напрессовки на валы половинок (фланцев) муфты и постановки центрирующего кольца части вала проверяют на приборе на перпендикулярность торцов фланцев к осям валов и на биение выступающей части центрирующей поверхности кольца. Для проверки соосности концов валов двух разных сборочных единиц (агрегатов), например А и Б (рис. 14.3), применяют специальные поворотные приспособления, представляющие собой съемные кронштейны 7 и 4, закрепляемые на концах валов. Между измерительными поверхностями в одном из положений кронштейна винтами 3 и 2 устанавливают (по щупу) зазоры тип (рис. 14.3, а).
Рис. 14.3. Схема проверки соосности валов с помощью специального поворотного приспособления: