7. Паянные и клеевые соединения (0,5 часа)

Пайка, в отличие от сварки, осуществляет неразъёмное соединение деталей без их расплавки с помощью припоя.

Передача нагрузки обеспечивается силами молекулярного взаимодействия поверхностей деталей с припоем, имеющим сравнительно низкую температуру плавления t_пл. Позволяет соединять разнородные материалы (чёрные и цветные металлы и сплавы, керамика, графит).

Широко используется в авиации, при изготовлении радиаторов и труб. Паяные конструкции некоторых узлов самолётов оказались прочнее клёпаных. Применяется при изготовления камер сгорания ЖРД, ядерных реакторов. Паяные соединения могут работать при высоких температурах и давлениях, в кислотах и других средах.

Паяные нахлёсточные соединения наиболее распространены, они позволяют за счёт длины нахлёстка l (рис.7.1) достигнуть равнопрочности по месту пайки с материалом деталей. Толщина припоя берётся от одной до нескольких сотых миллиметра в зависимости от его материала.

Для предотвращения окисления поверхностей пайки используются припойные флюсы, улучшающие качество пайки (канифоль, ортофосфорная и другие кислоты).

Припои бывают мягкие - оловянно-свинцовистые - марок ПОСЗО. ПОС40 (числом % Рb) и твёрдые - серебряные - марок Пср40, Пср45 (числом % Ag). Это сплав Ag+Cu+Zn. Твёрдые припои применяют для пайки изделий из металлов и сплавов с t_пл>800'C.

Оловянно-свинцовый припой называют третник (Sn+Pb). Его t_пл до 280'С.

Расчёт на прочность (на сдвиг) аналогичен сварным соединениям. Только здесь опасное сечение сдвига равно bxl (рис.7.1). Это поверхность пайки. Серебряные припои (временное сопротивление срезу τв~300 Н/мм^2) в 10 раз прочнее оловянно-свинцовых (у них τв ~20Н/мм^2).

Клеевые соединения внахлёстку получили наибольшее распространение (на рис.7.1 вместо припоя будет слой клея).

Здесь ещё шире диапазон склеиваемых материалов (сталь, чугун, алюминий, медь, стекло и др.) при затвердевании клея появляются силы адгезии, передающие нагрузку. Практически отсутствует нагрев соединяемых деталей.

Рис.7.1

Применение клеевых соединений расширяется (мосты, самолёты, электрорадиооборудование). Нагрузочная способность клеевых соединений зависит от толщины слоя клея (оптимально (0,05.. .0,15)мм).

Поверхность склеивания обрабатывается шкуркой или пескоструйным устройством с последующим обезжириванием. Такая обработка весьма существенно увеличивает поверхность склеивания (в несколько раз!).

Клеев более 100 марок. В основном эти клеи на основе полимерных органических смол (феноловые, полиуретановые, эпоксидные, полиэфирные и др.) они обладают теплостойкостью до 200`С.

Клеи второй группы на основе кремнийорганических соединений и неорганических полимеров. Они обладают теплостойкостью до 1000`С. Клеевые соединения лучше работают на сдвиг по поверхности склеивания bxl (опасное сечение) аналогично паяным (рис.7.1). У клеев из органических полимерных смол временное сопротивление срезу τв ~(20.. .40) Н/мм^2; у клеев второй группы - τв~(1...8) Н/мм^2.

Недостатком клеевых соединений (при ряде достоинств) является снижение прочности из-за старения со времени. Большинство марок клеев имеют низкую теплостойкость, а теплостойкие - низкую прочность.

МУФТЫ ПРИВОДОВ (1 час).

Муфты приводов осуществляют соединение валов, концы которых подходят один к другому вплотную или разведены на небольшое расстояние, причем соединение должно допускать передачу вращающего момента от одного вала к другому.

Большинство муфт нормализованы. Некоторые нестандартные муфты изготавливают по нормалям завода и проектных организаций. Соответственно размеры муфт принимают по ГОСТу или по каталогам заводов и проектных организаций.

Основные характеристики при подборе муфт по ГОСТу каталогу или справочнику:

- диаметры соединяемых валов - при этом диаметр присоединяемого вала должен быть равен (допускается меньше на 5%) диаметру вала электродвигателя, т.к. посадочные диаметры муфт расточены под диаметры валов электродвигателей,

- передаваемый муфтой крутящий момент, учитывающий наиболее тяжелое условие её нагружения и называемый расчетным крутящим моментом:

,

где: - коэффициент безопасности, принимаемый равным 1, если поломка муфты не вызывает аварии машин;

1,2 – если поломка муфты ведет к аварии машины;

1,5 – если поломка муфты может привести к человеческим жертвам.

- коэффициент, учитывающий условие работы муфты;

при спокойной работе;

при тяжелых условиях работы с ударами неравномерно нагруженных и реверсивных механизмов.

Из большого числа разнообразных муфт, ниже приводятся лишь широко применяемые в механических приводах.