Способ соединения деталей типа вал-втулка
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
5493 ОУ О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистическим Республик) Заявлено 20,06.75 прис нением заявк 23) Приорите Юосударственнын комитет Совета Мнннстрав СССР по делам нзоблетенийи открытин Бютчетень9 писания 14.04.77 иковано 05.0 43) О 53) УДК 658,51(45 72) Авторы изобретения Г. Я, Андреев и В. И. Кушаковкраинский заочный политехнический институт) Заявитель 4) СПОСОБ СОЕДИНЕН ТИПА ВАЛ-ВТУЛ ТАЛЕ детали 12.жно применить.Известен также способ соединения деталей машин, включающий последовательно выполняемые операции нагрева охватывающей детали, сборки деталей и искусственного охлаждения собранного соединения охлаждающей жидкостью при положительной температуре 3. Согласно этому способу охлаждение осуществляют путем подачи охлаждающей жидкости в зону сопряжения деталей по кольцевому каналу, охватывающему место соединения деталей у одного из его торцов.Однако при осуществлении этого способа невозможно исключить при локальном охлаждении зоны сопряжения остаточные деформации посадочной поверхности охватываемой детали, если материал, из которого она изготовлена, имеет больший коэффициент линейного расширения, чем материал охватывающей детали. Кроме того, известный способ может бьть осуществлен лишь тогда, когда в теле соединяемых деталей выполнены кольцевые каналы, охватывающие зону сопряжения. Но каналы ухудшают качество соедине. ния и уменьшают его прочность, так как нарушается целостность зоны сопряжения и уменьшается площадь контакта сопрягаемых поверхностей деталей, появляются концентратакже от операций наличие п алеи сающей З 0 Изобретение относится к механосборочным работам, в частности к прессовым соединениям деталей типа вал-втулка, например, при сборке подшипниковых узлов скольжения, и может быть использовано в машиностроении, 5 судостроении и т, п.Известно, что неподвижные соединения типа вал-втулка собираются путем сопряже. ния деталей с предварительным нагревом охватывающей детали или глубоким охлаж дением охватываемой. Однако использование глубокого охлаждения охватываемой детали связано с применением в качестве хладагента жидкого азота или жидкого воздуха.Известен способ скрепления металличе ских деталей путем охлаждения охватываемой детали и последующего их совмещения 1, При этом охватываемую деталь охлаждают до - (30 - 60)С, а затем, при помощи прижимного приспособления прижимают к 2 охватывающей детали. Однако этот способ приемлем лишь для ограниченного диапазона геометрических размеров и материалов охватываемой детали,К недостаткам способа носится необходимость выполнения прижима одной детали к другой и рижимного приспособления.Известен способ соединения детпредварительным нагревом охватыв Однако и его не всегда моторы напряжений в местах каналов и отверстий для подвода и вывода хладагента.Целью изобретения является предотвращение появления остаточных деформаций посадочной повеохцости охватываемой детали, коэффициент линейного расширения материала которой больше, чем материала охватывающей, а также интенсификация теплоотвода от массы охватываемой детали при парообразовацпи для повышения прочностп соединения.Поставленную цель достигают тем, что охлаждение производят посредством мелко- струйного равномерного орошения всей поверхности полости охватываемой детали. Охлаждение производят охлаждающей жидкостью под давлением 1 - 2 кг,сл- при расходе 6 - 8 л/мин.Мел коструйное орошение всей полости втулки предотвращает нагрев ее массы до температуры, вызывающей вследствие расширения появление остаточных деформаций посадочной поверхности втулки, коэффициент линейного расширения материала которой оольше, чем материала охватывающей детали (корпуса). Для выполнения условий сборки деталей необходимо Обеспечить наличие технологичсского сборочного зазора, величина которого зависит от средней температуры нагрева корпуса, После сборки соединения охватываемая деталь (втулка) вследствие теплоотдачи от нагретой охватывающей детали (корпуса) может нагреться до температуры, превышающей температуру кипения охлаждающей жидкости. Например, температура втулки в процессе теплообмена может достигнуть 100 С - температуры кипения воды. Во время теплообмена нагретой корпусной детали с собранной втулкой при внутреннем охлаждении ее полости водой начинается пленочное кипение воды, т. е. Процесс парообразования, характеризующийся зозникцовением новых свободных поверхностей раздела жидкой и паровой фаз внутри жидкости, нагретой выше температуры насыщения. При теплоотдаче от втулки к охлаждающей жидкости температура втулки уменьшается. Так как сопрягаемые детали перед сборкой в производственных условиях очищаются (моются и обезжириваются), очищенная поверхность полости втулки является гидрофильной, т. е. хорошо смачиваемой. Поэтому после того, как температура на поверхности искусственно орошаемой полости станет ниже температуры насыщения охлаждающеи жидкости (при атмосферном давлении), начинается пленочная конденсация т. е. процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое, при котором на гидрофильной поверхности полости втулки образуетс сплошная пленка конденсата, При этом коэффициент теплоотдачи от поверхности полости зтулки к пару резко повышается. Благодаря процессам парообразования и конденсации пара, которые значительно увеличивают коэф 5 ш 15 20 25 30 35 4 О 45 5 Д 55 60 ь 5 фициент теплоотдачи от массы втулки к коцдецсату пара, происходит интенсивный отбор тепла от втулки, Следует отметить, что пар практически це успевает образоваться при внутреннем охлаждении полости втулки сплошным потоком охлаждающей жидкости, что объясняется ес значительной скоростью, а следовательно, и быстрым протеканием через полость охлаждаемой детали. При мелко- струйном же водяном орошении поверхности полости втулки, нагретой до температуры 100 С и более, частички пара успевают образоваться. Это связано с тем, что водяные струйки, орошающие полость втулки, стекают по ее внутренней поверхности под действием собственного веса со скоростью, значительно меньшей, .ем при сплОшнОм струйном потоке, что благоприятствует парообразовангц,Мслкоструйное орошение всей поверхности втулочной полости, независимо от температуры нагрева втулки, обеспечивает интенсивное и равномерное охлаждение ее массы при значительно меньшем расходе охлаждающей жидкости по сравнению с охлаждением сплошным струйным потоком и поэтому является более экономичным и эффективным,В результате такого орошения полости втулки, производимого одновременно с окончанием сборки соединения, средняя температура втулки не достигает величины, при которой вследствие большей величины теплового расширения по сравнению с елоым расширением охватывающей детали (за счет разности коэфф;щиентов линейного расширения их материалов) при температуре окружающей среды появляется остаточная деформация посадочной поверхности втулки. Как известно, при равенстве остаточной деформации одной, либо обеих сопряженных деталей величине расчетного натяга (или ее превышении) прочность соединения становится равной нулю, так как натяг переходит в зазор, и неподвижное соединение становится подвижным, что недопустимо.На чертеже изображена схема искусственного охлаждения посредством мелкоструйного равномерного орошения.П р и м е р. Осуществление предложенного способа включает последовательно выполняе. мые операции нагрева охватывающей детали, сборки деталей и искусственного охлаждения собранного соединения посредством мелко. струйного равномерного орошения всей поверхности полости охватываемой детали воз дой, Сборка производилась по посадке -Пр.1, Операции способа выполняют в следующей последовательности,Корпусную деталь 1 нагревают в электрической муфельной печи до сборочной температуры 270 С. Втулку 2 вводят в посадочное отверстие корпусной детали 1.Одновременно с окончанием операции поВерхпость полости Охватываемой детали (втулки) 2 охлаждают в течение 2 - 3 мак посредством мслкоструйного равномерного орошения водой под избыточным давленпсм 1 - 2 кг/слР (воду г;одают из водопроводной сети). Температура воды равна температуре окружаюгцей среды, расход воды 6 - 8 л/мин.Эффективность предложенного способа проверялась при сборке деталей типа валвтулка, из которых охватывающая деталь была изготовлена из ст, 45 ГОСТ 1050-60 с коэффициентом линейного расширения а (20 - : 300 С) = 13,32,10-1/град, а охватываемая - из бронзы ОЦС 5 - 5 - 5 ГОСТ 613-65 с коэффициентом линейного расширения а, (20 - : 200 С) = 17,9 10 -1/град.Прочность соединений проверялась через трое суток после сборки путем распрессовки на разрывной машине по усилию срыва, Установлено, что в интервале начальных натягов = (0,010 - :0,110) лгм усилие срыва изменялось соответственно от 1500 до 6000 кг. При отсутствии искусственного охлаждения путем мелкоструйного равномерного орошения всей внутренней поверхности охватываемой детали, а также при искусственном охлаждении зоны сопряжения по известному способу через канал у одного из торцов (при прочих равных условиях) прочность соединения отсутствовала, т. е. имело место выпадение втулки из корпусной детали.Предложенный способ дает возможность простыми приемами и средствами осуществить сборку деталей, у которых материал охватываемой детали имеет коэффициент линейного расширения больший, чем у материала охватывающей детали, обеспечивая при этом неподвижность с повышением прочности соединения,Благодаря разной твердости материалов сопряженных деталей корпуса и втулки после их скрепления в процессе сборки предложенным способом происходит внедрение более твердых микронеровностей посадочной поверхности корпуса в менее твердый микропрофиль втулки, вследствие чего коэффициент сцепле ния, а значит, и прочность соединений повыФормула изобретения10 1. Способ соединения деталей типа валвтулка, заключающийся в нагреве охватывающей детали, сборке деталей и последующем охлаждении собранного соединения охлаждающей жидкостью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения появления остаточных деформаций посадочной поверхности охватываемой детали, имеющей коэффициент линейного расширения больше, чем охватывающей, а также интенсификации теплоотвода от массы охватываемой детали за счет парообразования для повышения прочности соединения, охлаждение производят посредством мелкоструйного равномерного орошения всей поверхности полости охватываемой детали,2. Способ по п, 1, отл ич а ю щи й с я тем,что охлаждение производят охлаждающей жидкостью под давлением 1 - : 2 кг/слР при расходе 6 - 8 л/мин.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство220683,35 кл, В 23 р 11/02, 1966 г.2. Глик А. К., Сборка и монтаж изделийтяжелого машиностроения, М., 1968 гстр. 80,3, Авторское свидетельство211305,40 кл. В 23 р 11/02, 1966 г.каз 218/502ЦНИИП Подписв СССР Тип. Харьк, фил ред Патент Изд.460 осударственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, РаушскаяТираж 1229 Совета Минис открытий наб., д. 4/5
СмотретьЗаявка
2147081, 20.06.1975
УКРАИНСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
АНДРЕЕВ ГЕОРГИЙ ЯКОВЛЕВИЧ, КУШАКОВ ВЛАДИМИР ИЛЬИЧ
МПК / Метки
МПК: B23P 11/02
Метки: вал-втулка, соединения, типа
Опубликовано: 05.03.1977
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-549307-sposob-soedineniya-detalejj-tipa-val-vtulka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ соединения деталей типа вал-втулка</a>
Предыдущий патент: Штамп-автомат
Следующий патент: Устройство для сборки пластинчатых калориферов
Случайный патент: Способ изготовления бетонных изделий