RU2086381C1 - Method for assembling shaft-and-bushing connections - Google Patents
Method for assembling shaft-and-bushing connections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086381C1 RU2086381C1 RU93001663A RU93001663A RU2086381C1 RU 2086381 C1 RU2086381 C1 RU 2086381C1 RU 93001663 A RU93001663 A RU 93001663A RU 93001663 A RU93001663 A RU 93001663A RU 2086381 C1 RU2086381 C1 RU 2086381C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- sleeve
- auxiliary shaft
- bushing
- amplitude
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Automatic Assembly (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к механосборочному производству и может быть использовано при сборке соединений с натягом продольно-прессовым методом. The invention relates to mechanical assembly production and can be used in the assembly of joints with interference by the longitudinal pressing method.
Одной из проблем современного машиностроения является повышение контактной жесткости соединений, под которой понимается деформация поверхностного слоя деталей под действием внешней нагрузки. Большие деформации приводят к потере точности узла, что в конечном итоге сказывается на его долговечности и надежности. Для повышения контактной жесткости соединений смещают начало деформаций в зону более высоких нагрузок путем применения упрочняющей технологии, например поверхностного пластического деформирования (ППД), при котором контактирующие поверхности деталей упрочняют шариком, роликом, алмазным выглаживанием, вводя тем самым дополнительные операции в технологический процесс. One of the problems of modern engineering is to increase the contact stiffness of joints, which is understood as deformation of the surface layer of parts under the influence of an external load. Large deformations lead to a loss of accuracy of the assembly, which ultimately affects its durability and reliability. To increase the contact stiffness of the joints, the onset of deformations is shifted to the zone of higher loads by applying hardening technology, for example, surface plastic deformation (PPD), in which the contacting surfaces of the parts are strengthened with a ball, roller, and diamond smoothing, thereby introducing additional operations into the technological process.
Известны способы соединения деталей, повышающие эксплуатационные характеристики соединений, в том числе и контактную жесткость. Известен способ сборки, согласно которому после вала и втулки воздействуют на вал ультразвуковыми колебаниями, производя фрикционное упрочнение поверхностей [1] Недостатком способа является невысокая производительность, связанная с тем, что упрочнение ведут после сборки соединения, увеличивая время на операцию. Known methods for connecting parts that increase the operational characteristics of the joints, including contact stiffness. A known method of assembly, according to which, after the shaft and the sleeve act on the shaft by ultrasonic vibrations, producing friction hardening of the surfaces [1] The disadvantage of this method is the low productivity due to the fact that hardening is carried out after assembly of the connection, increasing the time for operation.
Наиболее близким по технической сущности является способ, в котором деталям сообщают при сборке ультразвуковые колебания, создающие ударные нагрузки за счет изменения диаметральных размеров соединяемых деталей и производящие благодаря этому упрочнение сопрягаемых поверхностей [2]
Недостатком его является неравномерное упрочнение поверхностей деталей, т. к. при прохождении вала в отверстие втулки ее внутренняя поверхность, располагающаяся со стороны запрессовываемого вала, получит большее упрочнение, чем противоположная, вследствие более длительного ударного контакта.The closest in technical essence is the method in which the parts are informed during assembly of ultrasonic vibrations that create shock loads due to changes in the diameters of the parts to be joined and thereby harden the mating surfaces [2]
Its disadvantage is the uneven hardening of the surfaces of the parts, because when the shaft passes into the bore of the sleeve, its inner surface, located on the side of the pressed shaft, will receive more hardening than the opposite, due to a longer impact contact.
Так, при скорости запрессовки 1 мм/с и длине втулки 10 мм поверхность втулки со стороны запрессовываемого вала будет подвергаться ударным нагрузкам в течение всего времени запрессовки (10 с), а противоположная сторона всего 1 с, что при частоте ультразвуковых колебаний 2000 с-1 составит соответственно 200000 и 20000 ударов.So, at a pressing-in speed of 1 mm / s and a sleeve length of 10 mm, the surface of the sleeve from the side of the pressed-in shaft will be subjected to shock loads during the entire pressing-in time (10 s), and the opposite side will be only 1 s, which at an ultrasonic vibration frequency of 2000 s -1 will be respectively 200,000 and 20,000 strokes.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение производительности и контактной жесткости соединений при сборке. The technical problem to which the present invention is directed is to increase the productivity and contact stiffness of the joints during assembly.
Указанная цель достигается тем, что после центрирования деталей со стороны, противоположной запрессовываемому валу, во втулку с зазором вводят вспомогательный вал на всю длину втулки, на втулку подают поперечные ультразвуковые колебания (УЗК), а на валы продольные, причем амплитуду УЗК вспомогательного вала назначают такой, чтобы изменение его поперечных размеров компенсировало сумму величин натяга в соединении, зазора, с которым введен во втулку вспомогательный вал, и амплитуды УЗК запрессовываемого вала, к запрессовываемому валу прикладывают усилие и производят запрессовку, одновременно приложив усилие к вспомогательному валу, выводят его из отверстия, причем скорость запрессовки и вывода вспомогательного вала равны. This goal is achieved by the fact that after centering the parts from the opposite side of the press-fit shaft, an auxiliary shaft is inserted into the sleeve with a clearance for the entire length of the sleeve, transverse ultrasonic vibrations (ultrasonic vibrations) are fed to the sleeve, and longitudinal shafts are applied to the shafts, and the amplitude of the ultrasonic contact of the auxiliary shaft is assigned such so that a change in its transverse dimensions compensates for the sum of the tightness in the connection, the gap with which the auxiliary shaft is inserted into the sleeve, and the amplitude of the ultrasonic testing of the pressed shaft to the pressed shaft put in force and press-fit, while applying force to the auxiliary shaft, bring it out of the hole, the press-in and output speed of the auxiliary shaft being equal.
Указанные действия позволяют получить равномерно упрочненную поверхность втулки непосредственно в момент операции сборки, что приводит к повышению контактной жесткости соединения и производительности процесса. These steps allow to obtain a uniformly hardened surface of the sleeve directly at the time of the assembly operation, which leads to an increase in the contact stiffness of the joint and the process productivity.
На фиг. 1 приведена схема, поясняющая предлагаемый способ, где приведены следующие обозначения: 1 втулка, 2 запрессовываемый вал, 3 - вспомогательный вал; на фиг. 2 изменение деформационного упрочнения по длине втулки при сборке по известному способу; на фиг. 3 изменение степени упрочнения по длине втулки по предлагаемому способу. In FIG. 1 is a diagram explaining the proposed method, which shows the following notation: 1 sleeve, 2 a press-fit shaft, 3 - an auxiliary shaft; in FIG. 2 change in strain hardening along the length of the sleeve during assembly by a known method; in FIG. 3 the change in the degree of hardening along the length of the sleeve according to the proposed method.
Способ осуществляют следующим образом (см. фиг. 1). The method is as follows (see Fig. 1).
1. Производят центрирование вала 2 и вала 3 относительно отверстия во втулке 1. 1. Center the shaft 2 and shaft 3 relative to the hole in the sleeve 1.
2. Вал 3 вводят с зазором в отверстие на всю длину втулки. 2. The shaft 3 is inserted with a gap into the hole over the entire length of the sleeve.
3. Подают на втулку поперечные ультразвуковые колебания, а на валы продольные колебания, причем амплитуду колебаний вала 3 устанавливают равной
где d зазор между втулкой и вспомогательным валом;
D натяг в соединении;
x амплитуда ультразвуковых колебаний вала;
m коэффициент Пуассона.3. Submit transverse ultrasonic vibrations to the sleeve, and longitudinal vibrations to the shafts, and the amplitude of vibrations of the shaft 3 is set equal to
where d is the clearance between the sleeve and the auxiliary shaft;
D interference fit;
x the amplitude of the ultrasonic vibrations of the shaft;
m Poisson's ratio.
4. Прикладывают к валу 2 усилие P1, а к валу 3 усилие P2 и производят перемещение валов с одинаковой скоростью.4. Apply force P 1 to shaft 2, and force P 2 to shaft 3 and move the shafts at the same speed.
Проведен анализ отличительных признаков и механизм способа. The analysis of the distinguishing features and the mechanism of the method.
1. Использование способа по авт. св. N 1344566 приводит к неравномерному упрочнению поверхности втулки (фиг. 2). Это связано с тем, что запрессовываемый вал 2 (фиг. 1) в момент соединения больше по времени контактирует с верхней поверхностью втулки, чем с нижней. При этом ударные нагрузки, вызванные поперечным изменением размеров вала и втулок под действием ультразвука, сообщаются верхней поверхности втулки чаще, чем нижней. 1. Using the method according to ed. St. N 1344566 leads to uneven hardening of the surface of the sleeve (Fig. 2). This is due to the fact that the pressed shaft 2 (Fig. 1) at the time of connection is more in contact with the upper surface of the sleeve than with the lower. In this case, shock loads caused by a transverse change in the size of the shaft and bushings under the action of ultrasound are communicated to the upper surface of the sleeve more often than the lower.
Для устранения этого использован вспомогательный вал 3, вводимый с зазором на всю длину втулки, которому сообщаются ультразвуковые колебания с амплитудой:
где d величина зазора;
x амплитуда ультразвуковых колебаний запрессовываемого вала;
D натяг в соединении.To eliminate this, an auxiliary shaft 3 was used, introduced with a gap over the entire length of the sleeve, to which ultrasonic vibrations with an amplitude are communicated:
where d is the amount of clearance;
x amplitude of ultrasonic vibrations of the pressed shaft;
D interference fit.
Эта амплитуда изменяет диаметр вспомогательного вала на величину:
Dd = ξ1μ = δ+Δ+μξ
Необходимость выдерживания такого соотношения связана с созданием одинаковых контактных давлений на поверхность втулки как со стороны запрессовываемого вала, так и вспомогательного.This amplitude changes the diameter of the auxiliary shaft by:
Dd = ξ 1 μ = δ + Δ + μξ
The need to maintain this ratio is associated with the creation of the same contact pressure on the surface of the sleeve both from the side of the pressed shaft and the auxiliary.
2. Скорость вывода вспомогательного вала должна быть равна скорости запрессовки для того, чтобы каждая точка внутренней поверхности втулки получила одинаковое количество ударов при изменении размеров валов, что способствует одинаковой степени упрочнения (частота колебаний валов и втулки 20000 с-1).2. The output speed of the auxiliary shaft must be equal to the pressing speed so that each point of the inner surface of the sleeve receives the same number of strokes when changing the dimensions of the shafts, which contributes to the same degree of hardening (the oscillation frequency of the shafts and the sleeve is 20,000 s -1 ).
Производилась запрессовка вала диаметром 10 мм из незакаленной стали 45 во втулку из того же материала. Натяг в соединении составлял Δ 0,005 мм. Зазор между втулкой и вспомогательным валом составлял 0,002 мм. Амплитуда ультразвуковых колебаний втулки составляла 0,01 мм, а запрессованного вала 0,005 мм. A shaft with a diameter of 10 mm was pressed from unhardened steel 45 into a sleeve of the same material. The interference fit in the joint was Δ 0.005 mm. The clearance between the sleeve and the auxiliary shaft was 0.002 mm. The amplitude of the ultrasonic vibrations of the sleeve was 0.01 mm, and the pressed shaft 0.005 mm.
Вспомогательному валу сообщались колебания амплитудой
Скорость запрессовки составляла 1 мм/с. The insertion speed was 1 mm / s.
Измерение микронеровности поверхности втулки после запрессовки позволило получить результаты, приведенные на фиг. 3. Поверхностная микронеровность отверстия втулки увеличилась на 25% по сравнению с запрессовкой по известному способу, причем по всей длине втулки она была постоянной и составляла 240 МПа. Таким образом, в результате применения способа удалось не только получить равномерно упрочненную поверхность, но и увеличить степень упрочнения, что ведет к повышению контактной жесткости соединения. Measurement of the microroughness of the surface of the sleeve after pressing in allowed to obtain the results shown in FIG. 3. The surface microroughness of the bore of the sleeve increased by 25% compared with the press-fit according to the known method, and over the entire length of the sleeve it was constant and amounted to 240 MPa. Thus, as a result of applying the method, it was possible not only to obtain a uniformly hardened surface, but also to increase the degree of hardening, which leads to an increase in the contact stiffness of the joint.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93001663A RU2086381C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Method for assembling shaft-and-bushing connections |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93001663A RU2086381C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Method for assembling shaft-and-bushing connections |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93001663A RU93001663A (en) | 1997-01-27 |
| RU2086381C1 true RU2086381C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=20135492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93001663A RU2086381C1 (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Method for assembling shaft-and-bushing connections |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2086381C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542201C2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Procedure for assembly of parts of shaft-bush type |
| RU2747172C2 (en) * | 2019-03-22 | 2021-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" | Connection method of parts with interference |
-
1993
- 1993-01-11 RU RU93001663A patent/RU2086381C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1664494, кл. B 23 P 11/02, 1991. 2. Авторское свидетельство СССР N 1344566, кл. B 23 P 11/02, 1987. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542201C2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Procedure for assembly of parts of shaft-bush type |
| RU2747172C2 (en) * | 2019-03-22 | 2021-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" | Connection method of parts with interference |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4892433A (en) | Process for producing a joint between a metallic inner sleeve and a tube of fiber-reinforced plastic material and the resulting joint produced thereby | |
| US6059923A (en) | Rotary acoustic horn with sleeve | |
| RU2086381C1 (en) | Method for assembling shaft-and-bushing connections | |
| CN109986018B (en) | Mounting unit for a press-riveting device, press-riveting device and method for producing same | |
| EP0656240B1 (en) | Drilling device with radially movable drill spindle | |
| Juuma | Torsional fretting fatigue strength of a shrink-fitted shaft | |
| US6237834B1 (en) | Linear friction welded brake shoe assembly | |
| Prikhodko et al. | Improvement of operational properties of parts permanent joints with ultrasound technologies use | |
| SU1664494A1 (en) | Method for assembly of shaft-bush type pats | |
| SU1291378A1 (en) | Method and apparatus for finishing and burnishing parts | |
| SU967766A1 (en) | Method of connecting parts | |
| SU1555101A1 (en) | Method of assembling by press-fitting the parts of shaft-bushing type | |
| SU1344566A1 (en) | Method of joining shaft-bush parts | |
| SU1761426A1 (en) | Assembling method for shaft-bearing connection | |
| RU2093334C1 (en) | Method for stationary connection of articles | |
| JPS6142444A (en) | Coupling method of metallic members | |
| RU2023565C1 (en) | Shaft-bush type pieces coupling assembly method | |
| SU1731568A1 (en) | Method to assemble interference-fit connections of shaft-sleeve type | |
| SU1263510A1 (en) | Method of burnishing metal surfaces | |
| SU1646815A1 (en) | Apparatus for ultrasonically finish-machining workpiece surfaces | |
| SU1294509A1 (en) | Method of working cylindrical hollow articles | |
| JP2021156593A (en) | Fretting fatigue reduction structure for shaft member and fretting fatigue test device | |
| SU1706781A1 (en) | Device for holes machining | |
| SU1601028A1 (en) | Method of connecting propeller screw hub and shaft | |
| SU1227691A1 (en) | Method of relieving residual stress in metal structures |