Глава 4. Способы соединения деталей машин.
Задача соединения материалов друг с другом актуальна во всех сферах промышленного производства. В энергетических установках такой способ должен также обеспечивать герметичность. Знание способов соединения имеет решающее значение при создании новых промышленных изделий и при совершенствовании технологических процессов.
Применяются разные способы: резьбы, деформирование деталей, сварка и др. Рассмотрим некоторые из них.
4.1. Резьбовые соединения.
4.1.1. Формы резьбы.
Соединения осуществляются болтами, шпильками, винтами (рис. 4.1,а…г).
Существуют подвижные и неподвижные резьбовые соединения. 1-е обеспечивают высокую точность перемещений, равномерность, плавность, бесшумность хода, реверсивность; 2-е – высокую прочность, герметичность и т.п..
Подвижные резьбовые соединения применяются в виде ходовых винтов станков, прессов.
Неподвижные- при креплении фланцев, труб и т.п.
В подвижных соединениях используются резьбы трапецеидальные, упорные, имеющие высокие к.п.д. и износостойкость. В них должно быть как можно меньшее трение.
Крепежные резьбы (метрические, конические, трубные и др.) должны иметь самоторможение. Кроме того, конические, трубные резьбы должны обеспечивать герметичность соединения.
Для точных ненагруженных винтов измерительных и делительных механизмов часто применяют треугольную резьбу с углом профиля 30 и 60.
На рис. 4.1,д изображен профиль метрической резьбы. Такая резьба болта, винта наружным диаметром 20 мм обозначается следующим образом М2О; М20х1,25. Цифры 20 соответствуют диаметру d, а 1,25 – шагу t резьбы. Отсутствие указания о шаге резьбы, свидетельствует, что применен крупный (нормальный) шаг. Резьба на гайке имеет такое же обозначение.
Резьбы могут быть одноходовые или многоходовые (многозаходные). Ход резьбы h= zt, где z- число заходов; t - шаг.
Угол подъема резьбы tg= t/(dсрz) (Рис. 4.1,е).
Установлено 3 класса точности резьб: точный (4H/4h; 5H/ 4h) , средний (6G/6h, Gh/6g) и грубый (7H/8g, 7G/8h). Здесь в обозначении посадок числитель- гайка, знаменатель- винт.
а)
б)
в) г)
ж) з)
к)
Рис. 4.1 Формы резьбовых соединений: а) болтовое соединение; б) соединение на шпильках; в, г) винтовое соединение; д) метрическая резьба; е) развертка винтовой линии; ж) трубная резьба; з) трапецеидальная резьба; к) коническое резьбовое соединение, состоящее из ниппеля и муфты.
Трубная цилиндрическая резьба (рис. 4.1,ж) применяется для соединения труб. Ее закругленный профиль предполагает герметичность соединения. Однако на практике такая резьба требует дополнительного уплотнения, например, льняными волокнами. Номинальный диаметр измеряется в дюймах 1/8”….6”.
Конические резьбы (рис. 4.1,к) хорошо обеспечивают герметичность. Для их изготовления нужны калибры: кольца и пробки. При проверке резьбы определяется крутящий момент во время свинчивания механическим ключом или натяг в процессе свинчивания от руки.
Способы стопорения резьбовых соединений.
Самоотвинчивание разрушает соединение и может проивести к аварии. Предохранение от самоотвинчивания очень важно для повышения надежности резьбовых соединений и совершенно необходимо при вибрациях, переменных и ударных нагрузках.
Рис.4.2 Стопорение с помощью:
а) контргайки (1); б) пружинной шайбы (гровер-шайба-2).
Рис. 4.3. Стопорение с помощью шплинта.
Рис. 4.4. Стопорение с помощью прошивки проволокой.
Рис. 4.5. Стопорение с помощью специальной шайбы (а) или планки (б).
Существует много способов стопорения. Часто они дают хороший результат, но иногда стандартные методы не действуют, и тогда возникает необходимость в разработке иного способа стопорения.
На рис.4.2- 4.5 показаны некоторые широко применяемые способы стопорения.