RU2093334C1

RU2093334C1 - Method for stationary connection of articles

Info

Publication number: RU2093334C1
Application number: RU96100257A
Authority: RU
Inventors: Игорь Иванович Воячек
Original assignee: Игорь Иванович Воячек
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this relates to mechanical assembling operations to obtain stationary connection of articles of shaft-bush type. According to method, located on conjugating surface of one of articles being connected are rod-like members which are oriented along axis of articles being connected and are fixed in this position. Then articles are assembled by pressing in. During this process rod-like members penetrate into bodies of both articles being connected. For more accurate centering of shaft and bush, used is even number of rod-like members. Members of each pair are located diametrically opposite relative to axis of articles being connected. Orientation and fixing of members are effected for example by fastening rod-like members in holes or slots of washer which is installed on end surface of one of articles being connected. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области механосборочных работ, в частности к способам неподвижного соединения деталей типа вал-втулка. The invention relates to the field of mechanical assembly, in particular to methods for fixedly connecting parts of the shaft-sleeve type.

Известен способ, при котором на валы наносят рифли в виде продольных выступов треугольного поперечного сечения с наружным диаметром на 0,05 0,2 мм больше диаметра отверстия втулки. При запрессовке острые грани рифлей врезаются в материал втулки и образуется неподвижное соединение. Твердость материала втулки должна быть на 10.15 единиц HRC_э меньше твердости материала вала [1] что не всегда выполнимо. Кроме того, необходимо выполнять специальную операцию по накатыванию рифлей на валу.There is a method in which riffles are applied to the shafts in the form of longitudinal protrusions of a triangular cross section with an outer diameter of 0.05 0.2 mm larger than the diameter of the sleeve bore. When pressing, the sharp edges of the corrugations cut into the sleeve material and a fixed connection is formed. The hardness of the sleeve material should be 10.15 HRC _e units less than the hardness of the shaft material [1] which is not always feasible. In addition, it is necessary to perform a special operation for rolling the grooves on the shaft.

Известен способ получения неподвижного соединения деталей типа вал-втулка путем запрессовки, включающий размещение на сопрягаемой поверхности одной из соединяемых деталей элементов стержневой формы, ориентирование их вдоль оси соединяемых деталей, фиксацию в этом положении и последующую сборку деталей запрессовкой [2]
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности и технологичности полученного соединения.A known method of obtaining a fixed connection of parts such as a shaft-sleeve by pressing, including placing on the mating surface of one of the connected parts of the elements of the rod form, orienting them along the axis of the connected parts, fixing in this position and subsequent assembly of parts by pressing [2]
The technical problem to which the invention is directed is to increase the strength and manufacturability of the obtained compound.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения неподвижного соединения деталей типа вал-втулка путем запрессовки, включающем размещение на сопрягаемой поверхности одной из соединяемых деталей элементов стержневой формы, ориентирование их вдоль оси соединяемых деталей, фиксацию в этом положении и последующую сборку деталей запрессовкой, в процессе запрессовки обеспечивают внедрение элементов стержневой формы в тело обеих соединяемых деталей. The problem is solved in that in the known method of obtaining a fixed connection of parts of the shaft-sleeve type by pressing, including placing on the mating surface of one of the connected parts of the rod-shaped elements, orienting them along the axis of the connected parts, fixing in this position and subsequent assembly of parts by pressing, in the process of pressing in, they ensure the introduction of rod-shaped elements into the body of both connected parts.

Кроме того, чтобы обеспечить точное относительное центрирование вала и втулки элементы стержневой формы ориентируют оппозитно, т.е. располагая попарно один против другого. In addition, in order to ensure accurate relative centering of the shaft and the sleeve, the elements of the rod shape are oriented in the opposite direction, i.e. placing in pairs one against the other.

Ориентирование и фиксация элементов стержневой формы могут быть осуществлены путем закрепления их в отверстиях пли прорезях шайбы, которую устанавливают на торцевой поверхности одной из соединяемых деталей, обращенной при запрессовке к другой детали. Orientation and fixation of the elements of the rod form can be carried out by fixing them in the holes or slots of the washer, which is installed on the end surface of one of the connected parts, which is facing when pressing into another part.

В качестве элементов стержневой формы можно использовать проволоку с различной формой поперечного сечения, имеющую твердость на 5.15 единиц HRC_э больше, чем у материалов соединяемых деталей. Сами детали могут соединяться как с зазором, так и с натягом. В первом случае поперечный размер элементов стержневой формы должен быть больше величины зазора между валом и втулкой.As elements of the rod shape, you can use a wire with a different cross-sectional shape, having a hardness of 5.15 HRC _e units more than that of the materials of the parts to be joined. The parts themselves can be connected both with a gap and with an interference fit. In the first case, the transverse size of the elements of the rod shape should be greater than the gap between the shaft and the sleeve.

На фиг. 1 и 2 показаны, соответственно, втулка и вал, на соединяемой поверхности которых установлены элементы стержневой формы;
на фиг. 3 и 4 варианты процесса запрессовки с приложением усилия запрессовки к валу или втулки;
на фиг. 5 и 6 зона контакта деталей с внедренными в их тело стержневыми элементами, поперечное сечение которых имеет различную форму, например, круглую и ромбическую.In FIG. 1 and 2, respectively, are shown a sleeve and a shaft, on the connecting surface of which rod-shaped elements are installed;
in FIG. 3 and 4 are variants of the pressing process with the application of a pressing force to the shaft or sleeve;
in FIG. 5 and 6, the contact zone of the parts with the rod elements embedded in their body, the cross section of which has a different shape, for example, round and rhombic.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

При соединении втулки 1 и вала 2 на соединяемой поверхности одной из соединяемых деталей размещают и фиксируют элементы стержневой формы 3. Один из способов фиксации заключается в закреплении элементов стержневой формы 3 в отверстиях или прорезях шайб 4 и 5, которые устанавливают на торцевой поверхности вала или втулки, обращенной при запрессовке к сопрягаемой детали. В процессе запрессовки, осуществляемой при приложении к одной из деталей усилия Р₃, элементы стержневой формы размещаются как в теле вала, так и втулки.When connecting the sleeve 1 and the shaft 2 on the connecting surface of one of the parts to be joined, the elements of the rod form 3 are placed and fixed. One of the fixing methods is to fix the elements of the rod form 3 in the holes or slots of the washers 4 and 5, which are installed on the end surface of the shaft or sleeve facing during fitting to the mating part. In the process of pressing, carried out upon application of a force P ₃ to one of the parts, the elements of the rod form are placed both in the body of the shaft and in the sleeve.

Количество элементов, их форма, поперечный размер, материал и твердость зависит от вида посадки вала во втулку (с зазором или натягом), размеров и материалов соединяемых деталей, необходимой точности их центрирования и передаваемой соединением нагрузки. Вследствие влияния множества факторов, параметры, относящиеся к элементам стержневой формы, следует подбирать экспериментальным образом. The number of elements, their shape, transverse size, material and hardness depends on the type of shaft fit into the sleeve (with clearance or interference), the dimensions and materials of the parts to be joined, the necessary accuracy of their centering and the load transmitted by the connection. Due to the influence of many factors, the parameters related to the elements of the rod form should be selected experimentally.

Таким образом, при осуществлении способа выполняют следующие действия:
1. Элементы стержневой формы 3 закрепляют в прорезях или отверстиях шайб 4 или 5.Thus, when implementing the method, the following actions are performed:
1. Elements of the rod form 3 are fixed in the slots or holes of the washers 4 or 5.

2. Шайбы с элементами устанавливают на торцевую поверхность вала или втулки, обращенную при запрессовке к другой детали (фиг. 1 и 2). При этом элементы ориентируются и фиксируются относительно соединяемой поверхности одной из деталей. 2. Washers with elements are installed on the end surface of the shaft or sleeve, facing when pressing to another part (Fig. 1 and 2). In this case, the elements are oriented and fixed relative to the joined surface of one of the parts.

3. Осуществляют запрессовку с определенным усилием Р_з (фиг. 3 и 4). При этом элементы размещаются в зоне контакта деталей путем вдавливания как в тело вала, так и втулки.3. Carry out a press fitting with a certain force P _s (Fig. 3 and 4). In this case, the elements are placed in the contact zone of the parts by pressing both into the shaft body and the sleeve.

4. После получения соединения, выступающие концы элементов освобождают из прорезей шайбы и отрезают, если это необходимо. 4. After receiving the connection, the protruding ends of the elements are released from the slots of the washer and cut off, if necessary.

Пример выполнения способа. Проводилась реализация способа для сборки втулки из стали 30 с наружным диаметром D 30 мм и сплошного вала из бронзы Бр. А9Ж4 с посадочным размером d 20 мм. Длина соединения l 20 мм. Посадка вала и втулки осуществлялась с зазором S 0,1±0,02 мм и натягом N 0,04±0,01 мм. Элементы стержневой формы изготавливались из проволоки (сталь 70), значительно более твердой (HB ≈ 300), чем материалы соединяемых деталей, имеющей круглое поперечное сечение с d₁=1 мм. Элементы из проволоки ориентировались и фиксировались относительно соединяемой поверхности вала с помощью шайбы 5 (фиг. 2). Количество элементов 4, располагались они оппозитно (фиг. 6). Запрессовка велась согласно схеме, показанной на фиг. 4. После сборки соединения испытывались на осевой сдвиг и скручивание с фиксацией начального усилия относительного сдвига деталей. Результаты представлены в таблице.An example of the method. Implemented a method for assembling a sleeve of steel 30 with an outer diameter of D 30 mm and a solid shaft of bronze Br. A9Zh4 with landing size d 20 mm. Connection length l 20 mm. Landing of the shaft and the sleeve was carried out with a gap S of 0.1 ± 0.02 mm and a tightness of N 0.04 ± 0.01 mm. The rod-shaped elements were made of wire (steel 70), much harder (HB ≈ 300) than the materials of the parts to be joined, having a circular cross section with d ₁ = 1 mm. Elements of the wire were oriented and fixed relative to the joined surface of the shaft using the washer 5 (Fig. 2). The number of elements 4, they were located opposite (Fig. 6). The pressing was carried out according to the circuit shown in FIG. 4. After assembly, the joints were tested for axial shear and torsion with fixation of the initial effort of the relative shear of the parts. The results are presented in the table.

Таким образом, как осевая, так и особенно круговая прочность соединения с натягом, собранного со стержневыми элементами, размещенными в зоне контакта деталей по предлагаемому способу, существенно возрастают. Кроме того, несмотря на отсутствие контакта между поверхностями вала и втулки (сборка с зазором), их силовое замыкание через промежуточные элементы согласно предлагаемому способу дает возможность получить круговую прочность, соответствующую прочности соединения с натягом N 40 мкм. Данное соединение может также работать и на осевой сдвиг. Кроме получения достаточно прочного соединения, применение предлагаемого способа дает следующие преимущества перед известными: уменьшаются требования к качеству сопрягаемых поверхностей, нет необходимости в дополнительных технологических операциях по изготовлению пазов для размещения элементов, самих элементов или накатывания рифлей. Thus, both the axial and especially the circular strength of the interference fit assembled with the rod elements placed in the contact zone of the parts according to the proposed method significantly increase. In addition, despite the lack of contact between the surfaces of the shaft and the sleeve (assembly with a gap), their power circuit through the intermediate elements according to the proposed method makes it possible to obtain a circular strength corresponding to the bond strength with an interference fit of N 40 μm. This connection can also work on axial shift. In addition to obtaining a sufficiently strong connection, the application of the proposed method gives the following advantages over the known ones: the quality requirements of the mating surfaces are reduced, there is no need for additional technological operations for the manufacture of grooves for placing the elements, the elements themselves or rolling the corrugations.

Реализация предлагаемого способа проста, возможна на любом предприятии как при изготовлении изделий, так и при проведении ремонтных работ. The implementation of the proposed method is simple, possible at any enterprise both in the manufacture of products and during repair work.

Источники информации
1. Романов М.Я. И др. Сборник задач по деталям машин: Учебное пособие. -М. Машиностроение, 1984. -240 с.Sources of information
1. Romanov M.Ya. Et al. A collection of tasks on machine parts: a manual. -M. Engineering, 1984. -240 s.

2. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. Кн.1. Изд. 2-е, перераб. И доп.-М. Машиностроение, 1977. 2. Orlov P.I. Design Basics. Reference manual in 3 books. Book 1. Ed. 2nd, rev. And additional - M. Engineering, 1977.

Claims

1. The method of obtaining a fixed connection of parts of the shaft-sleeve type by pressing, including placing on the mating surface of one of the connected parts of the rod-shaped elements, orienting them along the axis of the connected parts, fixing in this position and subsequent assembly of parts by pressing, characterized in that in the process pressing-in ensures the introduction of the elements of the rod form into the body of both connected parts.

2. The method according to p. 1, characterized in that they use an even number of elements of the rod form, and the elements of each pair are placed diametrically opposite to the axis of the connected parts.

3. The method according to claim 1, characterized in that the orientation and fixation of the elements of the rod form is carried out by fixing them in the hole or slot of the washer, which is installed on the end surface of one of the parts to be joined, facing when pressing in to another part.