Kievuz

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Соединения деталей в строительных машинах

Соединения деталей между собой бывают разъемными и неразъемными; в последнем случае разъединение невозможно без разрушения или повреждения как самих деталей, так и соединяющих их элементов или швов.

К разъемным соединениям относятся резьбовые, шпоночные и шлицевые.

Резьбовые соединения применяют в сборочных единицах, которые в процессе эксплуатации подвергаются периодической j сборке или разборке. Резьбовые соединения надежны, недороги технологичны, удобны в работе, однако наличие большого количест- < ва концентраторов напряжений несколько снижает их выносливость.

Для получения резьбы на поверхность детали наносят винтовую канавку, один оборот которой на теле резьбы называется витком или ниткой. В зависимости от количества ниток, начинающихся с торца тела резьбы, резьба (рис. 17) бывает одно-, двух-или многозаходной.

Резьба может быть цилиндрической и конической, наружной и внутренней, правой и левой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Цилиндрическая резьба характеризуется числом заходов (числом ниток резьбы); шагом, т. е.

расстоянием, на которое переместится винт вдоль своей оси при одном обороте в неподвижной гайке и которое равно Si; углом подъема резьбы а, образованным между винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной оси резьбы. В многозаходной резьбе различают также шаг резьбы, равный расстоянию между соседними витками. В однозаходной резьбе S = t.

К наиболее распространенным в строительных машинах резьбам( рис. 18) относятся следующие.

Метрическая, выполняемая как с крупным, так и с мелким шагом и применяемая для полых тонкостенных цилиндров, деталей, работающих в условиях динамических нагрузок, регулировочных винтов. При крупном шаге метрическую резьбу обозначают буквой М с добавлением числа, указывающего наружный диаметр резьбы (мм). Применяется в основном для крепежных деталей.

Дюймовая, в которой вместо шага указывается число витков на один дюйм (25,4 мм) длины резьбы. Применяется для крепежных деталей.

Трубная с профилем дюймовой резьбы, но с закругленными вершинами. Применяется в газовой и водопроводной арматуре.

Трапецеидальная, применяемая для винтовых передач.

Упорная с асимметричным трапецеидальным профилем, используемая для ходовых винтов с большой односторонней осевой нагрузкой.

Круглая, предназначенная для винтов, работающих с большими динамическими нагрузками, и соединительных узлов гидроарматуры.

Рис. 17. Элементы резьб:
а — двухзаходной правой, б — однозаходной левой; S — шаг винта, t — шаг резьбы, а —угол подъема винтовой линии, Р -* сила, перемещающая груз по винту резьбы, Q — масса груза, d — средний диаметр

Коническая, применяющаяся для уплотнительных соединений трубопроводов.

Во всех перечисленных резьбах профили, диаметры и шаги стандартизированы.

К ненормируемым резьбам относится прямоугольная, каждый виток которой в поперечном сечении имеет форму квадрата со стороной, равной половине шага резьбы. Этот вид резьбы применяется в ходовых винтах.

К резьбовым соединениям относятся болтовые и винтовые.

Болтовые соединения включают в себя болт и гайку. По форме стержня болты (рис. 19) бывают нормальные, с подголовком, с утолщенным и чисто обработанным стержнем, предназначенным для установки в развернутое отверстие, с уменьшенным диаметром, снижающим концентрацию напряжений у резьбы.
По точности обработки болты бывают черными, получистыми и чистыми.

Болты резьбовых соединений бывают крепежными (рис. 19) и специальными (рис. 20). Фундаментными болтами крепят оборудование к фундаменту, призонными предотвращают боковое смещение деталей; откидными быстро крепят детали и рым-болтами облегчают захват оборудования.

Гайки (рис 21) для болтовых соединений бывают шестигранными, корончатыми с прорезями для их стопорения шплинтами и круглыми установочными со шлицами или отверстиями.

Иногда вместо болтов применяют шпильки, представляющие собой болты без головки с резьбой на обоих концах.

Винтовые соединения осуществляют винтами, завертываемыми в одну из деталей. Формы головок винтов показаны на рис, 22,

Рис. 18.а — метрическая, б — дюймовая, в — трубная, г — трапецеидальная, д — упорная, е — круглая, ж— коническая; 11 — гайка, 2 — винт, 3 — муфта, 4—

труба

Для предохранения резьбовых соединений от развертывания применяют стопорение с помощью способов, показанных на рис. 23г а также используют прихватку, расклепку и кернение. Контргайки ставят и затягивают только после полной затяжки основной гайки.

Элементы резьбовых соединений изготовляют из различных сталей — от обычных углеродистых до высоколегированных. Для ответственных сборочных единиц детали резьбовых соединений дополнительно упрочняют. Применяют также резьбовые соединения, элементы которых изготовлены из пластиков.

Рис. 19. Формы болтов:
а—с нормальным стержнем, б— с под головком, в— с утолщенным чисто обработанным стержнем, г — со стержнем уменьшенного диаметра; 1 — головка, 2 — стержень

Рис. 20. Специальные болты: а — фундаментные, б — призонные, в — откидные, г — рым-болты-; 1 — стержень болта, 2 — нарезанная часть болта, 3 — головка болта

Рис. 21. Формы гаек:
а — шестигранных, б — корончатых, в — установочных; 1 — тело гайки, 2 — шлицы

Рис. 22. Формы головок винтов:

Шпоночные соединения применяют для передачи крутящего момента с вала на втулку или наоборот. Этот вид соединении не обеспечивает точную посадку деталей и не позволяет передавать большие крутящие моменты, однако в связи с низкой стоимостью и простотой изготовления широко распространен.

По конструкции различают клиновые, призматические и сегментные шпонки (рис. 24).

В клиновых шпонках с уклоном 1 : 100 в качестве рабочих поверхностей использованы широкие грани. Возможность смещения соединяемых деталей в радиальном направлении сокращает область их применения.

Призматические шпонки, характеризующиеся прямоугольным сечением и закругленными концами, используют как для неподвижных, так и для подвижных соединений (скользящие и направляющие шпонки).

Рис. 23. Стопорение с помощью:
а — контргайки, б — пружинной шайбы, в — корончатой гайки со шплинтом, г — отгибной шайбы, д — стопорной проволоки, е — круглой гайки и замковой шайбы; 1 — основная гайка, 2 — контргайка, 3 — пружинная шайба, 4 — корончатая гайка, 5 — шплинт, 6 — отгибная шайба, 7 — стопорная проволока, 8 — круглая гайка, 9 — замковая шайба

Рис. 24. Виды шпонок:а — призматическая, б — сегкентная, в — клиновая обычная, г — клиновая на лыске, д — клиновая фрикционная; 1 — вал, 2 — призматическая шпонка, 3 —

корпус, 4— сегментная шпонка, 5 — клиновая шпонка, 6 — клиновая шпонка на лыске, 7—клиновая фрикционная шпонка

Сегментные шпонки используют исключительно для неподвижных соединений. Их рабочие поверхности — боковые.

Шлицевые соединения (рис. 25) отличаются от шпоночных большей прочностью при переменных и ударных нагрузках, возможностью передачи значительных усилий и точным центрированием деталей. Несмотря на высокую стоимость, шлицевые соединения широко применяют как для неподвижных, так и для подвижных (с осевым перемещением) соединений.

Рис. 25. Формы шлицевых соединений:
а — прямобочные, б — эвольвентные, в — треугольные

К неразъемным соединениям относятся заклепочные и сварные.

Заклепочные соединения применяют для создания прочных швов в металлоконструкциях, герметичных швов в резервуарах и прочноплотных швов в паровых котлах, а также в случаях, затрудняющих использование сварки.

Основным элементом заклепочного соединения служит заклепка (рис. 26), представляющая собой цилиндрический стержень с расположенными по его концам головками, из которых закладную делают заранее перед постановкой заклепки.

При клепке происходит силовое воздействие на свободный конец заклепки, формируется замыкающая головка и расклепывается стержень, плотно заполняя все отверстие. Силовое воздействие может быть как ручным, так и машинным.

Клепка бывает горячей, при которой заклепки перед постановкой в гнезда нагревают до температуры 1000—1100°С (светло-красный цвет), и холодной, применяемой для заклепок диаметром менее 12 мм.

Используют также смешанную клепку, во время которой нагревают только свободный конец заклепки.
Заклепки, поставленные горячим способом, создают большую силу сжатия склепываемых листов и трения между ними, что облегчает работу заклепочного соединения.

При постановке заклепок холодным способом более плотно заполняются отверстия.

В качестве материала для изготовления закледок применяют вязкие стали, для специальных случаев — медь, латунь, алюминиевые сплавы. Заклепки из цветных металлов ставят только в холодном состоянии.

Диаметр отверстия под заклейку должен превышать диаметр заклепки на 0,5—1 мм. Отверстие выполняют путем сверления или пробивания с последующей просверловкой.

Размер и форма сплошных заклепок для прочных и плотнопроч-ных швов определены соответствующими ГОСТами.

Рис. 26. Типы заклепок:
а —с полукруглой головкой, б —с потайной головкой, в —с полупотайной головкой; 1 — стержень, 2 — замыкающая головка, 3 — обжимка, 4 — закладная головка, 5 — подставка; б, 6Ь 62 — толщина соединяемых деталей, d — диаметр стержня заклепки, а — длина части стержня, необходимая для образования головки; обычно ai=(0,7—1,3)

Заклепочные швы (рис. 27) по конструкции подразделяют на односрезные нахлесточные или с одной накладкой и двухсрезные— с двумя накладками.

По расположению заклепок швы бывают одно- и многорядные. В последнем случае различают прямое и шахматное построение швов. При работе заклепочных соединений происходит сдвиг соединяемых деталей. Если силы сдвига превосходят силы трения, то тело заклепки подвергается срезу, смятию и изгибу.

Рис. 27. Виды заклепочных швов:
а — нахлесточное, б — с одной накладкой, в — с двумя накладками; 1 — заклепка, 2, 3 — соединяемые части, 4 — накладки

В соединениях, в которых взаимный сдвиг деталей не допускается (например, в плотных швах), заклепки рассчитывают на срез.

Сварные соединения распространены наиболее широко, так как в большинстве случаев позволяют добиваться прочности основного металла.

К основным видам сварных соединений относятся стыковые, которые в зависимости от толщины свариваемых листов выполняет без или с предварительной разделкой кромок, и угловые, которые по расположению к направлению действия нагрузки бывают лобовыми, фланговыми и комбинированными и предназначаются для нахлесточных и тавровых соединений.

По технологии выполнения угловых швов различают горизонтальные (наиболее прочные), вертикальные и потолочные (наименее прочные).

Рекламные предложения:

Читать далее: Механические передачи в строительных машинах

Категория: – Устройство строительных машин

→ Справочник → Статьи → Форум

Источник: http://stroy-technics.ru/article/soedineniya-detalei-v-stroitelnykh-mashinakh

Детали машин

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ


Каждая машина состоит из деталей, число которых зависит от сложности и размеров машины. Так автомобиль содержит около 16 000 деталей (включая двигатель), крупный карусельный станок имеет более 20 000 деталей и т.д.

Чтобы выполнять свои функции в машине детали соединяются между собой определенным образом, образуя подвижные и неподвижные соединения. Например, соединение коленчатого вала двигателя с шатуном, поршня с гильзой цилиндра (подвижные соединения). Соединение штока гидроцилиндра с поршнем, крышки разъемного подшипника с корпусом (неподвижное соединение).

Подвижные соединения определяют кинематику машины, а неподвижные – позволяют расчленить машину на отдельные блоки, элементы, детали.

Соединения состоят из соединительных деталей и прилегающих частей соединяемых деталей, форма которых подчинена задаче соединения. В отдельных конструкциях специальные соединительные детали могут отсутствовать.

С точки зрения общности расчетов все соединения делят на две большие группы: неразъемные и разъемные соединения.

Неразъемными называют соединения, которые невозможно разобрать без разрушения или повреждения деталей. К ним относятся заклепочные (клепаные), сварные, клеевые соединения, а также соединения с гарантированным натягом. Неразъемные соединения осуществляются силами молекулярного сцепления (сварка, пайка, склеивание) или механическими средствами (клепка, вальцевание, прессование).

Разъемными называют соединения, которые можно многократно собирать и разбирать без повреждения деталей. К разъемным относятся резьбовые, шпоночные и шлицевые соединения, штифтовые и клиновые соединения.

По форме сопрягаемых поверхностей соединения делят на плоское, цилиндрическое, коническое, сферическое, винтовое и т.д.

Выбор типа и вида соединения определяется условиями взаимодействия деталей, требованиями к прочности соединения, условиями работы, требованиями к надежности, долговечности и др.

***



Как уже указывалось выше, подвижные и неподвижные соединения деталей машин для различых узлов, агрегатов и механизмов подбираются с учетом наибольшей целесообразности – прочностных характеристик, особенностей монтажа, экономичности (стоимости изготовления и эксплуатации) и т. д.

Сварные соединения применяются обычно для соединения деталей, испытывающих значительные по мощности, но постоянные по направлению нагрузки. Получают сварные соединения при помощи сварочных аппаратов различных типов (электродуговая сварка, газосварка и т.

д.). Сварные швы могут быть сплошными, прерывистыми, круговыми.
Бывает так же точечная сварка; применяются т.н. “электрозаклепки”, представляющие собой сварные швы, уложенные внутри отверстия одной из соединяемых деталей на поверхность другой детали.

Пайка, в общем, по технологии и характеристикам сходна со сваркой, но отличается тем, что для пайки применяются специальные составы (припои), как правило на основе олова, свинца и флюсовых добавок. Наиболее широко пайка применяется в радиотехнике, электронике, при соединении деталей гидравлических систем (пайка трубок и штуцеров) и т.д.

Заклепочное (клепаное) соединение применяется в случаях, когда соединяемые детали испытывают знакопеременные нагрузки малой и средней мощности (в том числе вибрации), или знакопеременные нагрузки большой мощности, исключающие работу на срез. Пример: рамы, корпуса, крепление несъемных облицовок и т.п.

Резьбовые соединения применяются повсеместно и являются наиболее распространенным видом соединения в технике. Суть резьбового соединения в применении пары дополнительных деталей, соединяющихся посредством вворачивания одной детали в другую по резьбе, и тем самым соединяющих основные детали.

Надежность резьбового соединения обеспечивается за счет силы трения в витках резьбы. Коэффициент трения в правильно соединенных деталях должен превышать коэффициент сдвига основных деталей. Величина коэффициента трения зависит от момента затяжки резьбового соединения, размеров и свойств резьбовой пары.

Наиболее распространенными элементами резьбовых соединений являются болты, винты, шпильки, гайки.

Шпоночные и шлицевые соединения применяются при соединении деталей совместного вращения. Чаще всего это валы и зубчатые колеса, валы и шкивы, валы и муфты, а так же валы и всевозможные рукоятки, толкатели и т.п. Шлицевое соединение обеспечивает передачу значительно большего момента, чем шпоночное и применяется в более нагруженных узлах.

Штифтовое соединение обеспечивает неподвижность и точную ориентацию деталей относительно друг друга и применяется, например, для обеспечения соосности отверстий в деталях разъемных корпусов (корпуса редукторов, коробок перемены передач и т.д.).

***

Требования к соединениям деталей машин

Проектирование соединений является очень ответственной задачей, поскольку большинство разрушений в машинах происходит именно в местах соединений.

К соединениям в зависимости от их назначения предъявляются требования прочности, плотности (герметичности) и жесткости.

При оценке прочности соединения стремятся приблизить его прочность к прочности соединяемых элементов, т. е. стремятся обеспечить равнопрочность конструкции.

Требование плотности является основным для сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Уплотнение разъемного соединения достигается за счет:

  • сильного сжатия достаточно качественно обработанных поверхностей;
  • введения прокладок из легко деформируемого материала.

При этом рабочее удельное давление q в плоскости стыка должно лежать в пределах q = (1,5…4)p, где: p – внутренне давление жидкости в сосуде.

Экспериментальные исследования показали, что жесткость соединения во много раз меньше жесткости соединяемых элементов, а поскольку жесткость системы всегда меньше жесткости наименее жесткого элемента, то именно жесткость соединения определяет жесткость системы.

***

Классификация неразъемных соединений



Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/detali_mashin/6-dm/index.shtml

Виды соединений

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Любые машины, их узлы и агрегаты состоят из множества различных отдельных деталей. Все эти детали определенным образом взаимодействуют между собой, составляя единый целый функционирующий механизм. Взаимодействие это определяет виды соединения деталей. Соединения могут быть как разъемными, так и неразъемными.

Разъемные соединения

Разъемные соединения – это те, при помощи которых возможно, как правило, неоднократно произвести сборку и разборку узлов механизма. Примеры разъемных соединений – это резьбовые, шплинтовые, штифтовые, зубчатые и пр. В свою очередь, они могут быть как подвижными, так и неподвижными.

Разъемные соединения получили широкое применение там, где необходима периодическая замена одной детали на другую в связи с регламентным обслуживанием или ремонтом механизма, смены какого-либо рабочего элемента машины (приспособление, инструмент), для постоянной или временной фиксации детали, периодическим взаимодействием деталей механизмов друг на друга в процессе их работы и т.д.  Такие соединения образуются при помощи крепежных резьбовых элементов (болты, резьбовые шпильки, различные гайки, винты), ходовых винтов (червячных, шнековых), шлицов (зубьев) сопрягаемых деталей, шпонок, штифтов, шплинтов, клиньев, а также комбинацией нескольких таких элементов. Возможно разъемное соединение способом сочленения специальных выступов на скрепляемых деталях.

Резьбовое соединение – самое распространенное из разъемных соединений. Широко применяется оно из-за простоты и легкости монтажа и демонтажа, а также относительно низкой стоимости изготовления крепежных элементов.

Резьба представляет собой ряд равномерно расположенных друг от друга выступов постоянного сечения различной формы, образованных на боковой поверхности прямого кругового стержня или конуса. Она бывает метрической (наиболее используемая в крепеже) и дюймовой (применяется в трубных соединениях).

Также по различным признакам резьба может классифицироваться как цилиндрическая и коническая, трапецеидальная, круглая, упорная, ходовая, одно- и многозаходная. Могут изготавливаться нестандартные и специальные резьбы.

Рис. Резьбовое соединение.

Соединения при помощи ходовых винтов используется там, где необходимо преобразование вращательного движения в поступательное для перемещения суппортов, кареток, фартуков и других механизмов.

Зубчатое соединение представляет собой скрепление деталей при помощи шлицов-зубьев, по сути это многошпоночное соединение, где шпонки составляют монолитное целое с деталью, например, валом, и расположены вдоль ее продольной оси. Такие соединения используются в коровках передач, в карданных валах, в узлах, где происходит перемещение вдоль осей валов.

Рис. Зубчатое соединение.

Шпоночное соединение используется для фиксации одной вращающейся ведомой детали на другой – ведущей. Так при помощи шпонки крепится колесо, шкив на валу для передачи крутящего момента. Для белее точной фиксации вместо шпонок используется штифтовое соединение.

Рис. Штифтовое соединение

Шплинты применяются в основном для стопорения прорезных и корончатых гаек.

Рис. Шплинтовое соединение

Неразъемные соединения

Неразъемные соединения – это те, разборка которых невозможна без механических воздействий, разрушающих и/или повреждающих сопрягаемые детали. Образовываться такие соединения могут при помощи сварки, пайки, склепки и даже склеивания деталей между собой.

Для неразъемного соединения применяют методы:

  • сварки,
  • склепки,
  • склейки,
  • опрессовки,
  • развальцовки,
  • посадки с натягом,
  • сшивания,
  • кернения.

Такие соединения имеют место там, где оно работает весь срок службы машины, механизма, агрегата или узла, и требуется неподвижная фиксация деталей относительно друг друга.

Сварка представляет собой соединение, в процессе которого разогреваются детали, изготовленные из различных материалов (сталь, пластмасса, стекло), до состояния частичной или полной пластичности в местах их скрепления.

Рис. Сварка

В отличии от сварки при соединении пайкой детали не прогреваются до пластического или расплавленного состояния, а роль скрепляющего элемента играет расплавленный припой из материалов, имеющих существенно более низкую температуру плавления, чем сопрягаемые элементы.

Рис. Пайка

В клеевых швах вместо припоя используются различные клеевые составы.

Соединения при помощи клепки хорошо выдерживают вибрационные и температурные нагрузки, устойчивы к коррозии.

Склепываются также трудносвариваемые материалы и материалы, различные по своему химическому составу. Такое соединение образуется при помощи заклепок с коническими, сферическими или коническо-сферическими головками.

Существуют также комбинированные вытяжные заклепки, увеличивающие быстроту монтажа. 

Рис. Соединение при помощи клепки

Опрессовка позволяет армировать изделия, выполняя изолирующие функции от коррозионного воздействия.

Рис. Опрессовка

Кернение и вальцовка осуществляются за счет деформации деталей в месте соединения.

Посадка с натягом производится при определенных терморежимах с определенными допусками изготовленных деталей.

Источник: http://www.big-krepeg.ru/info/vidy_soedinenijj.html

Соединения: назначение, виды соединений. Примеры, достоинства, недостатки видов соединений

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Машины и станки, оборудование и бытовая техника – все эти механизмы в своей конструкции имеют множество деталей. Их качественное соединение – гарантия надежности и безопасности при работе. Какие виды соединений бывают? Их характеристики, достоинства и недостатки рассмотрим подробнее.

Классификация

Различные виды соединений можно поделить на две основные группы. Первая из которых по принципу действия:

  • Подвижные. Детали могут производить движение относительно друг друга.
  • Неподвижные. Обе части детали жестко закреплены между собой.

В свою очередь, каждый вид предыдущей классификации может осуществляться двумя способами соединения:

  • Разъемное. Применяется, когда требуется периодическая замена деталей, сборка и разборка механизма в целом. Это следующие виды соединений: резьбовое (при помощи ходовых болтов), зубчатое, шпоночное и пр.
  • Неразъемное. Такие соединения можно демонтировать только с помощью механического воздействия, при котором происходит разрушение сопряженных частей. Какие это виды соединений? Среди них – сварка, склейка, клепание, развальцовка, опрессовка, посадка с натягом, сшивание, кернение и т. д.

Итак, давайте рассмотрим подробнее основные виды соединений деталей.

Резьбовой метод

Старый и давно испытанный вариант крепления. Для него используются следующие элементы: болты, винты, шпильки, винтовые стяжки и прочие. Крепление осуществляется за счет резьбы на крепеже и в отверстии детали. Спиральные выступы на стержне и в технологическом отверстии деталей называют резьбой. Рассмотрим основные крепежные изделия:

  • Болт представляет собой резьбовой стержень, на одном конце которого находится крепежная головка. Ее форма бывает шестигранной, квадратной, круглой и т. д.
  • Винт отличается от предыдущего изделия тем, что на головке располагается прорезь (шлиц) под отвертку. Он бывает шестигранным, прямым, крестовым и т. д. По типу головки изделия бывают потайными, цилиндрическими, полукруглыми, полупотайными.
  • Шпилька – стержень с резьбой на обоих концах. В отличие от предыдущих вариантов не имеет головки.
  • Установочная шпилька на одном конце имеет шлиц.
  • Гайка – призма со сквозным отверстием или заглушенным с одной стороны.

К этим метизам выпускаются шайбы: плоская, пружинная, деформируемая. Такая фиксация применяется повсеместно.

Шпоночное

Шпонки фиксируют вал с деталями, которые передают вращение и колебание. Конструкция таких элементов может быть призматическая, клиновая, сегментная, тангенциальная. Такой крепеж образует следующие виды соединений:

  • Ненапряженные осуществляются с помощью призматических сегментных шпонок. При сборке нет предварительного напряжения.
  • Напряженные производятся тангенциальными и сегментными шпонками. При сборке появляется монтажное напряжение. Используются для сложных механизмов.

Зубчатые (шлицевые) соединения

Крепление происходит за счет выступающих зубьев на валу и углубления под них в ступице. Размеры закреплены стандартами. Этот способ используется для подвижных и неподвижных креплений.

Здесь выделяют три варианта фиксации по жесткости: легкая, средняя, высокая. Отличие состоит в количестве и высоте зубьев. Оно лежит в диапазоне 6-20 штук. Форма зубьев:

  • Треугольные маловостребованы. Используются для небольших неподвижных валов и с малым вращательным моментом.
  • Прямобочные. Центрируются по боковым граням, по внутреннему и наружному диаметру.
  • Эвольвентные. Применяются для больших валов.

Где используются эти виды? Назначение соединений такого плана – передача вращающего момента. Наиболее известное применение – электроинструменты.

Мы рассмотрели разъемные крепления. Далее изучим основные виды соединений неразъемных.

Сварочное

Чем они особенны? Такие виды соединений образуются за счет нагрева и наплавления материала в месте крепления с образованием сварного шва. Это сцепление считается одним из самых распространенных. Существует несколько вариантов сварки. Самые популярные из них:

  • Сварка электродугой. Можно выделить три основных подвида: автоматическая под флюсом (отличается высокой производительностью и качеством, используется в массовом производстве), полуавтоматическая под флюсом (используется для коротких прерывистых швов), ручная (пониженная скорость производительности, качество зависит напрямую от опыта сварщика).
  • Контактная сварка. Применяется на массовом производстве для тонколистного металла. Шов выполняется нахлесточный.

Один из популярных вариантов крепления представлен на фото. Часто применяется и в загородном строительстве.

Пайка

В отличие от сварки в момент пайки поверхность металла не нагревается до температуры оплавления. Роль связующего выполняет расплавленный припой, который имеет более низкую температуру плавления. Такой способ сцепления применяется для малых деталей. Связано это с ограничением зазора между поверхностями частей.

Клеевые соединения

Для такого крепления не требуется разогрев поверхностей. Под каждый вид металла подбирается свой клей, который обеспечит плотное сцепление. Для таких операций детали подготавливаются.

Поверхность шлифуется, обезжиривается, наносится специальная грунтовка, после этого производят операцию по склеиванию.

Применяемые составы отличаются дополнительными свойствами и адгезией к различным поверхностям.

Клепочная фиксация

Этот способ сцепления применяется в основном для соединения листового металла и фасонных профилей. Технологическое отверстие в поверхностях осуществляют сверлением, далее вставляется клепка.

За счет механического воздействия стержень и головка деформируются, заполняют и фиксируют отверстие. Такую операцию производят ручным и механизированным способом.

Клепками фиксируют материал, не поддающийся сварным работам, пайке, склеиванию, и к деталям, где надо оттянуть разрушающий процесс.

Соединения с натягом

Производится подгонкой посадочных мест деталей. Сцепка происходит за счет силы трения. В основном этот вид считается неразъемным. Но это условно. В практике все же производят демонтаж и замену деталей.

Достоинства, недостатки видов соединений

Каждый крепеж отличается своими характеристиками. Рассмотрим все варианты с точки зрения преимуществ и недостатков:

  • Резьбовое. Выдерживает большие нагрузки, надежное сцепление, широкий ассортимент изделий, легкость монтажа и демонтажа, возможность применять механизацию, невысокая стоимость. Недостатки: повышенное количество концетратов напряжения, снижает сопротивляемость.
  • Шпоночное. Несложная конструкция, легкий монтаж и демонтаж. Недостатки: паз для шпона за счет уменьшения сечения вала и ступицы ослабляет их. Также это происходит за счет концентраций напряжений кручений и изгиба. Трудоемкий процесс изготовления крепежа.
  • Зубчатое. Образует хорошее сцепление и точное направление осевого перемещения, передает больший вращающий момент, меньшее количество деталей, надежность при реверсивных и динамических нагрузках, меньшее ослабление вала, уменьшение длины ступицы. Недостатки: повышенная цена, сложная технология производства.
  • Сварочное. Невысокая стоимость работ, соединение получается герметичным и плотным, применение автоматизированных процессов, возможность работы с толстым профилем. Недостатки: при ручной сварке качество зависит напрямую от квалификации работника, деформация поверхности деталей при нагреве, низкая надежность при вибрациях и ударных воздействиях.
  • Пайка. Нет деформации поверхностей деталей, высокая точность, возможность распайки. Недостатки: сложный процесс подготовки оснований, должен обеспечиваться минимальный зазор.
  • Клеевое. Невысокая стоимость, не происходит ослабление рабочего сечения, возможность комбинированного использования с другими видами креплений, герметичность стыка, повышает антикоррозийные свойства шва, устойчивость к воздействию воды, химии, температурным перепадам, простата технологии нанесения. Недостатки: тщательная подготовка основания, при неправильном подборе состава могут снижаться прочностные характеристики.
  • Клепочное. Возможность применения к материалам, которые не поддаются сварке, надежность, препятствует появлению усталостных трещин. Недостатки: трудоемкость, материалоемкость, при процессе появляется деформация поверхностей деталей из-за механического воздействия.
  • Соединения с натягом. Конструкция достаточно проста, хорошее расположение деталей относительно друг друга, выдерживает большие нагрузки. Недостатки: непростая сборка, прочность рассеивается под воздействием вибраций и колебаний.

Как видно, каждый вид имеет свои преимущества и недостатки. Учитывая эти факторы, подбирают оптимальные виды крепежа в каждом конкретном случае. Рассмотрим, где применяются различные соединения.

Виды соединений. Примеры применения

Резьбовое, клеевое, сварное соединения встречаются повсеместно в любой отрасли. Например, строительной, мебельной, в тяжелой промышленности и так далее. Шпоночные и шлицевые фиксации широко используется в электроинструментах, оборудовании, машиностроении.

Соединения с натягом устанавливаются на валы зубчатых колец, червячные колеса. Пайка часто применяется в работе с электронными системами, где требуется максимальная точность. Клепочное применяется для сшивания листов тонкого металла. Однако, как показано на последнем фото, при помощи заклепок можно скрепить достаточно крупные швеллера.

Это лишь незначительный список применения отдельных вариантов крепления.

Можно сказать, что с техническим прогрессом технология сцепления бурно развивается, а это значит, что будут появляться новые виды соединений деталей. Современный мир наполнен агрегатами, машинами и механизмами. От того, насколько прочно закреплены детали, зависят качество и срок службы узлов.

Также важно, чтобы соединение не искажало форму изделия и не вносило дополнительных изменений в конструкцию. Поэтому оно должно соответствовать технологическим нормам. Если их соблюдать, то количество аварийных ситуаций на предприятиях сократится в разы, а сами агрегаты прослужат очень долго.

Итак, мы выяснили, какие существуют виды соединения деталей.

Источник: https://FB.ru/article/265801/soedineniya-naznachenie-vidyi-soedineniy-primeryi-dostoinstva-nedostatki-vidov-soedineniy

Виды соединений: разъёмные, неразъёмные

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

В процессе изготовления машин некоторые их детали соединяют между собой, при этом образуются неразъёмные или разъёмные соединения. [1]

Неразъёмными называют соединения, которые невозможно разобрать без нарушения или повреждения деталей. К ним относятся заклёпочные, сварные, клеевые соединения, соединения, полученные пайкой, а также условно посадки с натягом.

Разъёмными называют соединения, которые можно разбирать и вновь собирать без повреждения деталей. К разъёмным относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые и другие соединения.

Сварные соединения образуются путём местного нагрева деталей в зоне сварки. Наибольшее распространение получили электрические виды, основными из которых являются дуговая и контактная сварка.

Различают следующие разновидности дуговой сварки:

  • автоматическая сварка под флюсом (этот вид сварки высокопроизводителен и экономичен, даёт хорошее качество шва, применяется в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами);
  • полуавтоматическая сварка под флюсом (применяется для конструкций с короткими прерывистыми швами);
  • ручная сварка (применяется в тех случаях, когда другие виды дуговой сварки нерациональны, этот вид сварки малопроизводителен, качество шва зависит от квалификации сварщика).

Контактная сварка применяется в серийном и массовом производстве для нахлёсточных соединений тонкого листового металла (точечная, шовная контактные сварки) или для стыковых соединений круглого и полосового металла (стыковая контактная сварка).

Достоинства сварных соединений:

  • невысокая стоимость соединения благодаря малой трудоёмкости сварки и простоте конструкции сварного шва;
  • сравнительно небольшая масса конструкции (на 15-25% меньше массы клёпаной):
    • из-за отсутствия отверстий под заклёпки требуется меньшая площадь свариваемых деталей;
    • соединение деталей может выполняться без накладок;
    • отсутствуют выступающие массивные головки заклёпок;
  • герметичность и плотность соединения;
  • возможность автоматизации процесса сварки;
  • возможность сварки толстых профилей.

Недостатки сварных соединений:

  • прочность сварного шва зависит от квалификации сварщика (устраняется применением автоматической сварки);
  • коробление деталей из-за неравномерности нагрева в процессе сварки;
  • недостаточная надёжность при значительных вибрационных и ударных нагрузках.

Соединения с натягом осуществляются подбором соответствующих посадок, в которых натяг создаётся необходимой разностью посадочных размеров насаживаемых одна на другую деталей. Взаимная неподвижность соединяемых деталей обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта деталей.

Соединения деталей с натягом условно относят к неразъёмным соединениям, хотя, особенно при закалённых поверхностях, они допускают разборку и новую сборку деталей. Для этого используют:

  • механическое сопряжение;
  • тепловые посадки;
  • охлаждение охватываемой детали.

Достоинства соединений с натягом:

  • простота конструкции и хорошее базирование соединяемых деталей;
  • большая нагрузочная способность.

Недостатки соединений с натягом:

  • сложность сборки и, особенно, разборки;
  • рассеивание прочности соединения в связи с колебаниями действительных посадочных размеров в пределах допусков.

Резьбовые соединения являются наиболее распространёнными разъёмными соединениями. Их образуют болты, винты, шпильки, гайки и другие детали, снабжённые резьбой.

Резьбы классифицируют в зависимости от:

  • формы поверхности, на которой образуется резьба:
    • цилиндрические;
    • конические;
  • формы профиля резьбы:
    • треугольные;
    • упорные;
    • трапецеидальные;
    • прямоугольные;
    • круглые;
  • направления винтовой линии резьбы:
    • правые (винтовая линия поднимается слева вверх направо);
    • левые (имеют ограниченное применение);
  • числа заходов резьбы (определяется с торца винта по числу сбегающих витков):
    • однозаходные;
    • многозаходные;
  • назначения резьбы:
    • крепёжные (применяют в резьбовых соединениях; имеют треугольный профиль, который характеризуется большим трением, предохраняющим резьбу от самоотвинчивания, а также высокой прочностью и технологичностью);
    • крепёжно-уплотняющие (применяют в соединениях, требующих герметичности; выполняют треугольного профиля, но без радиальных зазоров; как правило, все крепёжные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу);
    • для передачи движения (применяют в винтовых механизмах; имеют трапецеидальный (реже – прямоугольный) профиль, который характеризуется меньшим трением).

Достоинства резьбовых соединений:

  • высокая нагрузочная способность и надёжность;
  • наличие большой номенклатуры резьбовых деталей для различных условий работы;
  • удобство сборки и разборки;
  • малая стоимость, обусловленная стандартизацией и высокопроизводительными процессами изготовления.

Недостатки резьбовых соединений:

  • наличие большого количества концентраторов напряжений, которые снижают сопротивление усталости при переменных напряжениях.

Шпоночные соединения состоят из вала, шпонки и ступицы охватывающей детали.

Шпонка представляет собой брус, вставляемый в пазы вала и ступицы, для передачи вращающего момента между валом и охватывающей деталью.

Шпоночные соединения подразделяют на:

  • ненапряжённые (при сборке соединений в деталях не возникает предварительных напряжений):
    • с призматическими шпонками (рабочие грани – боковые, не удерживают детали от осевого смещения вдоль вала) по форме торцов различают:
      • со скруглёнными торцами (рисунок 1, исполнение 1);
      • с плоскими торцами (рисунок 1, исполнение 2);
      • с одним плоским, а другим скруглённым торцом (рисунок 1, исполнение 3);
    • с сегментными шпонками (рабочие грани – боковые, применяют при передаче небольших вращающих моментов, просты в изготовлении, удобны при монтаже и демонтаже – шпонки свободно вставляют в паз и вынимают) (рисунок 2);
  • напряжённые (при сборке соединений в деталях возникают предварительные (монтажные) напряжения):
    • с клиновыми шпонками (имеют форму односкосных самотормозящих клиньев с уклоном 1:100, не требуют стопорения ступицы от продольного перемещения вдоль вала, хорошо воспринимают ударные и знакопеременные нагрузки) (рисунок 3);
    • с тангенциальными шпонками (состоят из двух форму односкосных клиньев с уклоном 1:100 каждый, работают узкими гранями, вводятся в пазы ударом, применяются для передачи больших вращающих моментов с переменным режимом работы, в соединении ставят две пары тангенциальных шпонок под углом 120°) (рисунок 4).

Рисунок 1 – Соединения призматическими шпонками

Рисунок 2 – Соединение сегментной шпонкой: 1 – винт установочный; 2 – кольцо замковое пружинное

Рисунок 3 – Соединение клиновой шпонкой

Рисунок 4 – Соединение тангенциальными шпонками

Достоинства шпоночных соединений:

  • простота конструкции;
  • сравнительная лёгкость монтажа и демонтажа.

Недостатки шпоночных соединений:

  • шпоночный паз ослабляет вал и ступицу охватывающей детали не только уменьшением сечения, но, главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения;
  • трудоёмкость изготовления.

Шлицевые соединения образуются выступами – зубьями на валу и соответствующими впадинами – шлицами в ступице охватывающей детали. Рабочими являются боковые стороны зубьев. Упрощенно шлицевые соединения можно рассматривать как многошпоночные.

Шлицевые соединения различают:

  • по характеру соединения:
    • неподвижные (для закрепления охватывающей детали на валу);
    • подвижные (допускают перемещение детали вдоль вала);
  • по способу центрирования ступицы относительно вала:
    • по наружному диаметру (наиболее технологично);
    • по внутреннему диаметру (при высокой твёрдости материала ступицы);
    • по боковым поверхностям зубьев (более равномерно распределение нагрузки по зубьям);
  • по форме зубьев:
    • прямобочные (имеют постоянную толщину зубьев) (рисунок 5);
    • эвольвентные (имеют повышенную прочность, используются для передачи больших вращающих моментов) (рисунок 6);
    • треугольные (применяют только в неподвижных соединениях для тонкостенных ступиц, пустотелых валов, при передаче небольших крутящих моментов) (рисунок 7).

Рисунок 5 – Прямобочное шлицевое соединение

Рисунок 6 – Эвольвентное шлицевое соединение

Рисунок 7 – Треугольное шлицевое соединение

Достоинства шлицевых соединений (по сравнению со шпоночными соединениями):

  • обеспечивают лучшее базирование соединяемых деталей и более точное направление при осевом перемещении;
  • уменьшается число деталей соединения (шлицевое соединение образуют две детали, шпоночное – три-четыре);
  • при одинаковых габаритах допускают передачу больших вращающих моментов за счёт большей поверхности контакта;
  • обеспечивается высокая надёжность при динамических и реверсивных нагрузках;
  • вал зубьями ослабляется незначительно;
  • уменьшается длина ступицы.

Недостатки шлицевых соединений (по сравнению со шпоночными соединениями):

  • более сложная технология изготовления;
  • более высокая стоимость.

Перечень ссылок

  1. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей техникумов. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Высшая школа, 1987. – 383 с., ил.

Вопросы для контроля

  1. Какие существуют основные разновидности соединений?
  2. Какие существуют разновидности сварных соединений?
  3. Каковы достоинства и недостатки сварных соединений?
  4. Какие существуют способы сборки и разборки соединений с натягом?
  5. Каковы достоинства и недостатки соединений с натягом?
  6. Какие существуют разновидности резьбовых соединений?
  7. Каковы достоинства и недостатки резьбовых соединений?
  8. Какие существуют разновидности шпоночных соединений?
  9. Каковы достоинства и недостатки шпоночных соединений?
  10. Какие существуют разновидности шлицевых соединений?
  11. Каковы достоинства и недостатки шлицевых соединений?
 < Понятие о взаимозаменяемости деталей Оси, валы, опоры >

Источник: https://eam.su/vidy-soedinenij-razyomnye-nerazyomnye.html

ovdmitjb

Add comment