2.3 Разборка и сборка соединений

В процессе текущего ремонта машин выполняется большой объем разборочно-сборочных работ. Соблюдение технологий этих работ позволяет улучшить качество ремонта и снизить его себестоимость за счет более полной сохранности деталей. При этом выделяются основные операции — по разборке-сборке соединений и вспомогательные — по съемке, перемещению, установке или укладке снятых сборочных единиц и деталей.

Соединения деталей ремонтируемых машин классифицируются следующим образом (рис. 2.1)

Рис. 2.1 Классификация видов соединения деталей

Наиболее весомы в конструкции машин резьбовые соединения (РС), составляющие около 70% для тракторов и автомобилей. В зависимости от условий эксплуатации РС классифицируются на три группы:

– тяжелую, когда РС расположенные снаружи машины, работают в условиях запыленности, загрязненности и повышенной коррозии;

– среднюю, когда РС расположены снаружи машины, но закрыты кожухами и т.д.;

– легкую, когда РС расположены внутри корпусов и находятся в масляной ванне.

Момент отвертывания гаек и болтов  10–26 мм можно примерно определить по формуле:

М = k₀d²_ср (H·м);

где k₀ = 0,5–0,8 — коэффициент, учитывающий состояние резьбы;

d_ср — средний размер резьбы, мм.

В зависимости от назначения РС разделяются на ответственные и неответственные. Первые применяются для крепления высоконагруженных деталей и изготавливаются с повышенной точностью и из качественных сортов стали. Для большинства из них при ремонте не допускается обезличивание (болты и гайки шатунных крышек, коренных крышек и т.д.).

Шпильки вывертывают только при острой необходимости.

Это относится к болтовым соединениям в передней подвеске автомобилей, где широко применяются болты и гайки из легированных сталей типа 40Х. Такие болты имеют клеймо на торце головки болта. Болты крепления карданного вала и т.д.

Правила разборки:

1) при затруднении разборки РС применяют:

- отстукивание граней гайки частыми, но мягкими ударами;

- смачивание места соединения керосином или уксусной кислотой;

- нагрев гайки;

2) крепежные детали следует устанавливать на свои места;

3) в многопозиционных креплениях деталей, особенно из хрупких материалов (чугун), сначала отпускаются все болты (гайки) на пол-оборота, а затем полностью.

Правила сборки:

1) перед сборкой детали РС проверяют на соответствие техническим требованиям:

- оси стержней болтов, шпилек должны быть прямолинейными;

- опорные поверхности гайки или головки болта должны быть перпендикулярны оси резьбы;

- на резьбовой поверхности не должно быть сорванных витков, забоин, вмятин, трещин;

- не допускается смятие граней гаек и болтов;

- в групповых резьбовых соединениях все гайки, болты или винты должны быть одного размера «под ключ»;

- должна соблюдаться установленная техническими требованиями последовательность и очередность (от середины к краю, крест накрест), а также момент затяжки;

- после затяжки гайки стержень шпильки должен выступать не менее чем на 2 шага резьбы;

2) должны быть приняты меры по предохранению от самоотвинчивания:

а) стопорение контргайкой ненадежно;

b) стопорение шайбами Гровера пружинными шайбами:

- развод шайбы должен быть равным 2S (S – высота шайбы);

- после затяжки шайба по всей окружности должна прилегать к торцу гайки или болта;

- установка двух и более пружинных шайб не допускается;

- использование пружинных шайб внутри тяжелонагруженных механизмов не допускается или не рекомендуется;

c) стопорение фигурными шайбами и фигурными пластинами — просто и надежно;

d) стопорение шплинтами:

- головка шплинта должна утопать в прорези гайки;

- концы шплинта должны быть разведены: короткий на гайку, длинный на болт;

e) стопорение вязальной проволокой — проволоку заправляют так, чтобы после ее стягивания каждый болт имел натяжение в сторону завинчивания.

При разборке-сборке используют ключи:

1) - открытые;

- раздвижные;

- накидные;

- торцовые;

2) специальные:

- трещеточные;

- шарнирные;

- коловоротные;

3) с регулируемым вращаемым моментом:

-динамометрические;

- предельные.

Механизированный инструмент в 3–5 раз повышает производительность. По типу привода гайковерты делятся на:

- пневматические (ИП);

- электрические (ИЭ);

- гидравлические (ИГ).

Гайковерты могут иметь фиксированный или регулируемый крутящий момент. Большое распространение получил ударно-вращательный способ разборки (сборки) с помощью ударных гайковертов. В последнее время стали выпускаться гайковерты с редкоударным (до 3 секунд) механизмом ИЭ-3112, ИЭ-3115, ИЭ-3115А и ИЭ-3118, которые имеют наиболее высокий КПД и малую массу. Они позволяют выполнять тарировочную затяжку резьбовых соединений, их можно использовать в широком диапазоне резьб.

Преимущества и недостатки перечисленных типов гайковертов:

ИП-преимущества: малая масса, безопасность, высокий крутящий момент, возможность полного затормаживания;

недостатки: низкий КПД (7–11%), высокий уровень шума, загазованность на рабочем месте, зависимость М_кр от давления воздуха в магистрали.

ИЭ-преимущества: высокий КПД (60%), малая масса и габариты;

недостатки: повышенная опасность, выход из строя при длительном затормаживании.

ИГ-преимущества: высокий КПД (60%), низкий уровень шума;

недостатки: большая масса.

Разборка-сборка соединений с гарантированным натягом производится приложением осевых усилий или с использованием тепловых деформаций (нагрев или охлаждение). Условие сохранности деталей является доминирующим, а это потребовало создания самых разнообразных средств механизации.

Величина усилия распрессовки ≈ в 1,3 раза больше усилия запрессовки и может определяться по формуле:

для стальной ступицы:

Р_распр = 1,3Р_запр = 26 NL, (кН);

для чугунной ступицы:

Р_распр = 1,3Р_запр = 15 NL, (кН);

где N — натяг, мм;

L — длина ступицы, мм.

В ГОСНИТИ разработан комплект гидрофицированного инструмента высокого давления (70–80 МПа). Он состоит из универсальной переносной гидравлической станции и набора исполнительных механизмов вращательного и поступательного действия с диапазоном усилий от 1 до 200 т и набора рабочих органов. Универсальная гидравлическая станция ОР-12516 ГОСНИТИ имеет следующую характеристику:

- рабочее давление 70±2 МПа;

- мощность электродвигателя 1,5 кВт;

- масса 40 кг.

Большие усилия, высокая вероятность повреждений деталей привели к необходимости использования тепловых деформаций деталей.

Нагрев охватывающих деталей, либо охлаждение охватываемых применяется, как правило, при больших диаметрах деталей и натягах более 0,1 мм. Предпочтение должно отдаваться индукционному нагреву током промышленной частоты, либо охлаждению деталей. В последнем случае не нарушаются исходные физико-механические свойства материала детали. Например, установка индукционного нагрева поршней ОР-13833 ГОСНИТИ (65 шт/ч, энергоемкость 0,06 кВт/шт).

Требуемая температура нагрева охватывающих деталей подсчитывается по формуле:

t_н > NН_т/α^.d, ˚С; (2.4)

где N — натяг, мм;

Н_т — коэффициент, учитывающий потери тепла, Н_т = 1,2–1,3;

α — коэффициент линейного расширения, мм/м^.град;

d — диаметр соединения, мм.

Шпоночные соединения не представляют особых хлопот на стадии разборки и сборки, но необходимо выполнение ряда требований при сборке:

1) отсутствие заусенцев и забоин на рабочих местах;

2) правильность размеров шпонки, паза шпонки, вала и ступицы;

3) наличие зазора по высоте для призматических и сегментных шпонок, по ширине для клиновых.

В современных сельскохозяйственных машинах клиновые шпоночные соединения вытесняются шлицевыми, как более надежными и технологичными.

Шлицевые соединения классифицируют по форме рабочих поверхностей на:

- прямобочные;

- эвольвентные;

- треугольные (позволяют более точно ориентировать скрепляемые детали и соединять тонкостенные детали);

По характеру посадки:

- тугоразъемные (сошка рулевого управления, рулевое колесо и т.д.);

- легкоразъемные;

- подвижные.

Перед разборкой шлицевых соединений следует зачистить открытые поверхности шлиц от задиров, удалить продукты коррозии. Разборка может быть ручная или с помощью прессов. Сборка должна проводиться аналогичными способами при условии строгой угловой ориентации (совмещения) выступов и впадин у соединяемых деталей.

Качество сборки у подвижных соединений контролируется по углу поворота в пределах зазора, а неподвижных по радиальному биению.

Разборка заклепочных соединений проводится срубанием головок зубилом, срезании абразивным кругом, высверливании (d_сверла < на 0,2 мм _{заклепки}), пробиванием заклепки на гидравлических прессах или срезанием автогеном. Перспективна воздушно-дуговая резка при разборке автомобильных, тракторных рам и других клепаных соединений. Металл заклепки выплавляется электрической дугой и удаляется струей воздуха, направленной вдоль электрода. Электроды — неплавящиеся угольные или графитовые. Рекомендуется использовать резак РВД_м-315 (резак воздушно-дуговой монтажный, сила тока до 315 А). Ток переменный или постоянный. Давление воздуха 0,4–0,6 МПа при расходе до 20 м²/ч.

 стержня, мм	2–3	3–4	4–5	5–8
Масса молотка, г	200	200–300	350–450	450–500

Клепка в полевых условиях производится с помощью молотка с применением подставки и обжимки. Масса молотка выбирается в зависимости от диаметра стержня заклепки:

Масса подставки должна быть в 4–5 раз больше массы молотка.

В мастерских клепку рекомендуется производить с помощью гидравлических прессов или скоб.

При больших диаметрах заклепок производят клепку на горячую. Необходимая величина давления 0,6–0,8 кН/мм² против 2–3 кН/мм² при холодной клепке.

При снятии подшипников необходимо соблюдать следующие условия:

1) нельзя снимать подшипники с посадочного места, ударяя по ним металлическим предметом;

2) усилие выпрессовки необходимо прилагать только к кольцу подшипника, установленном на посадочном месте с натягом. Передача усилия через тела качения категорически запрещена;

3) не допускается разукомплектовывание разъемных подшипников: конических роликовых, упорных и других.

При монтаже подшипников должны учитываться следующие требования:

1) поступающие на сборку подшипники должны быть чистыми, не иметь разрушений, сколов, цветов побежалости, следов коррозии, особенно на телах качения и беговых дорожках, должны легко вращаться без шума и толчков и др.;

2) посадочные места на валу и в корпусе должны соответствовать точности и быть чистыми.