SU1031711A1 - Способ сборки с нат гом деталей типа вал-втулка - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам сборки соединений и может быть использовано при сборке тонкостенных длинномерных деталей с нат гом, например , тонкостенной длинномерной отулки и вала с применением нагревател , установленногона втулке, и, . может примен тьс  в общем машиностроении , химическом и  дерном реакторостроении . В частности способ может быть использован, дл  надевани  тонкостенных металлических втулок из нержавеющих сталей на валы из стали, подвергающейс  коррозии.

Известен способ сборки соединений с нат гом с нагревом охватывающей детали или глубокого охлаждени  охватываемой детали, при котором детали соедин ют с помощью грузоподъемных средств или с использованием центрирующих приспособлений С ЗОднако известный способ сборки соединений с нат гом с нагревом охватывающей детали не пригоден дл  сборки с нат гом длинномерных тонкостенных деталей, так как из-за длительного нахождени  друг с другом в подвижном контакте происходит быстрое выравнивание температур охватывающей и охватываемой деталей с уменьшением до нул  созданного предварительного зазора, что способствует более быстрому охлаждению охватывающей втулки, после чего происходит ювреждение или разрушение сопр гаемых деталей до того момента, пока они займут заданное положение друг относительно друга.

Известен способ сборки с нат гом деталей типа труб, заключающийс  в коаксиальной сборке труб и последующем деформировании наружной трубы посредством воздействи  на нее оправкой 1г.

Недостатками данного способа  вл ютс  высока  трудоемкость и сложность операции сборки,так как оправке необходимо при этом сообщить перемещение посредством какого-либо механизма .

Цель изобретени  - повышение качества и упрощение сборки.

Дл  достижени  поставленной цели при сборке с нат гом деталей типа вал-втулка путем установки вала во втулке,втулка в оправке и последующего пластического деформировани  втулки посредством оправки, причем втулку изготавливают сзазором по отношению к валу и к оправке, оправку изготавливают из материала; коэффициент термического расширени  которого меньше, чем у материала втулки, а

пластическое деформирование втулки выполн ют путем нагрева вала - втулки и оправки с последующим их охлаждением до температуры окружающей среды, при этом внутренний диаметр

оправки определ ют по формуле

, .()()

опр

опр гдеа

внутренний диаметр оправопр ки;

с(0т- - наружный диаметр втулки; (51. - предел текучести материала

втулки;«

0 Е - модуль упругости материала

втулки;

N - гaf aнтиpoвaнный нат г; S - зазор между валом и втулкой ;

5 соответственно, коэффициенты термического расширени  оправки и втулки; Д-(; - разность температур нагрева и окружающей среды.

На фиг.1-3 показан процесс соединени  вала 1 с втулкой 2 с помощью оправки 3 из материала с низким коэффициентом термического расширени .

г Первоначально (фиг.1) втулка 2 надеваетс  на вал с зазором и помещаетс  с зазором в оправку 3- При помещении узла в печь и повышении температуры происходит увеличение

размеров всех перечисленных элементов . При этом (фиг.2) ;из-за малого коэффициента термического расширени  увеличение внутреннего диаметра оправки 3 будет меньше увеличени  наружJ ного диаметра втулки 2, Это приводит к обжатию втулки 2, благодар  которому при остывании деталей (фиг.2 и 3) происходит соединение вала 1 с втулкой 2 с гарантированным нат гом. При выборе конкретных размеров

и допусков деталей следует учитывать, что вал 1 при нагреве также увеличи вает свой диаметр и его размеры должны выбиратьс  TaKj чтобы температурное расширение вала не превышало температурного расширени  внутреннего диаметра втулки 2 с учетом уменьшени  ее размеров под действием оправки 3.

310317114

В качестве конкретного примера с втулкой из стали 08Х18Н10Т с поосуществлени  способа приведен про- мощью оправки из сплава 29НК (ковар. цесс соединени  вала из стали +ОХ Параметры соединени  приведены ниже.

Ст. 40Х Материалы 9-10- - . с

Дл  получени  гарантированного нат га, равного 0,1 мм, внутренний

/ iO-lOO 1

MQO-2oooa-00V

О Р t-f6,5-400-fO В исходном положении зазор между валом и втулкой составл ет 0,1 мм, а зазор между оправкой и втулкой 0 ,1 мм. При повышении температуры диаметр втулки в свободном состо нии увеличиваетс  до 100, 7 мм, но диаметр оправки увеличиваетс  до 100, мм, в результате втулка обжимаетс  на величину0100,7-100,А 0,3 мм. Одновременно диаметр вала увеличиваетс  до диаметра 99,81 мм, а внутренний диаметр втулки при этом увеличиваетс  до 99,8 мм Л|эи остывании за счет малого коэф фициента термического расширени  оправки между оправкой и втулкой об зуетс  зазор 0 100,14 - 99,9 0,2 мм, что позвол ет свободно сн ть оправку. Диаметр вала приобретает свои первоначальные размеры. Втулка своим внутренним диаметром

диаметр оправки определ етс  по формуле

,--го -400/

29НК (ковар) 08Х18Н10Т 6. -6 17.5-10 уменьшилась бы от воздействи  оправки доф99,1 +0,1 мм (отжим св занный с упругой деформацией 00,2 мм, но так как внутри ее находитс  вал, то она образует с ним соединение с гарантированным нат гом, равным 0,1мм. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключаютс  в возможности снижени  допусков при изготовлении деталей, собираемых друг с другом с гарантированным нат гом и обеспечивает надежную сборку при использовании стандартного термического оборудовани . При этом качество сборки увеличиваетс . Данный способ позвол ет соединить с тонкостенной втулкой без сложной технологической операции, заключающейс  в быстрой установке длинномерного вала относительно нагретой втулки, при этом также не требуетс  нанесени  на вал легкоплавкого материала.

Claims (1)

1. СПОСОБ СБОРКИ С НАТЯГОМ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ВАЛ-ВТУЛКА путем установки .вала во втулке, втулки в оправке .и последующего пластического деформирования втулки посредством оправки, причем йтулку изготавливают с зазором по отношению к валуи к оправке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и упрощения сборки, оправку изготавливают из ма териала, коэффициент термического расширения которого меньше, чем. у материала втулки, а пластическое ·· деформирование втулки выполняют путем нагрева вала-втулки и оправки с последующим их охлаждением до температуры окружающей среды, при этом внутренний диаметр оправки определяют из соотношения где d_ortp - внутренний диаметр оправки ;

   - наружный диаметр втулки;

   (7_Т - предел текучести материала втулки;

   Е - модуль упругости материала втулки;

   N - гарантированный натяг;

   G - зазор между валом и втулкой;

   соответственно коэффициент ты термического расширения оправки и втулки;

   Δ1- разность температур нагрева и окружающей среды.

   Φαζ. f πζιεοι ns >