Лекции по "Слесарь-ремонтник"

Шпонки всех основных типов стандартизованы.

Для призматических шпонок стандарт указывает ширину и высоту сечения. Глубина шпоночного паза в валу принимается как 0,6 от высоты шпонки.

 

Шлицевые соединения

Образуются выступами на валу, входящими в сопряжённые  пазы ступицы колеса. По динамическим условиям работы  шлицы можно  считать многошпоночными соединениями. В основном используются прямобочные шлицы (а), реже встречаются эвольвентные (б) и треугольные (в) профили шлицов.

Прямобочные шлицы могут центрировать колесо по боковым поверхностям (а), по наружным поверхностям (б), по внутренним поверхностям (в).

В сравнении со шпонками шлицы:

• имеют большую несущую способность;
• лучше центрируют колесо на валу;
• усиливают сечение вала за счёт большего момента  инерции ребристого сечения по сравнению с круглым;
• требуют специального оборудования для изготовления отверстий.

 

Основными критериями работоспособности  шлицов являются:

• сопротивление боковых поверхностей смятию (расчёт аналогичен шпонкам);
• сопротивление износу при фреттинг-коррозии (малые взаимные вибрационные перемещения).

Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования D, d или b, числа зубьев Z, номинальных размеров d x D (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Например, D 8 x 36 H7/g6 x 40 означает восьмишлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру с размерами d = 36 и D = 40 мм и посадкой по центрирующему диаметру H7/g6.

 

2.1.7. Неразьемные соединения. 

К неразъемным относятся соединения, которые нельзя разобрать без  разрушения соединительных элементов  или повреждения соединенных  деталей. Это соединения с гарантированным натягом, заклепочные, сварные, соединения пайкой, клеевые.

Сварные соединения

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла  сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки  постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации  процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств  сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

ручную дуговую сварку

полуавтоматическую дуговую сварку

автоматическую дуговую сварку

По роду тока различают:

электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде)

электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности

электрическая дуга, питаемая переменным током

По свойствам сварочного электрода различают

сварку плавящимся электродом

сварку неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

дуговая сварка без защиты (голым  электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)

дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми  электродами, под флюсом)

дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)

дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)

дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Сварные соединения не имеют соединяющих деталей. Выполняются за счёт местного нагрева и диффузии (перемешивания частиц) соединяемых деталей. Создают одну целую, монолитную деталь. Прочны, т.к. используют - силы межмолекулярного сцепления.

 

Типы сварных швов.

Сварные соединения (швы) по взаимному расположению соединяемых элементов делятся на следующие группы:

Для сварки характерна высокая экономичность: малая трудоёмкость; сравнительная  дешевизна оборудования; возможность  автоматизации;

Недостатки сварки состоят в  том, что при низком качестве шва возникают температурные повреждения материала, кроме того, из-за неравномерности нагрева возникает коробление деталей. Это устраняется применением автоматической сварки, а также специальными приспособлениями, в которых деталь фиксируется до полного остывания.

 Общее условие проектирования  сварных соединений – обеспечение  равнопрочности шва и свариваемых деталей.

 

Заклёпочные соединения

Образуются с помощью специальных деталей – заклёпок. Заклёпка имеет грибообразную форму и выпускается с одной головкой (закладной) вставляется в совместно просверленные детали,  а затем хвостовик ударами молотка или пресса расклёпывается, образуя вторую головку (замыкающую). При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достоинства заклёпочного соединения:

соединяют не свариваемые детали;

не дают температурных деформаций;

детали при разборке не разрушаются.

Недостатки заклёпочного соединения:

детали ослаблены отверстиями;

высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;

повышенный расход материала.

Заклёпки изготавливают из сравнительно мягких материалов: Ст2, Ст3, Ст10, Ст15, латунь, медь, алюминий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заклёпки стандартизованы и  выпускаются в разных модификациях.

плошные с полукруглой головкой (а) ГОСТ 10299-80, 14797-85  для силовых и плотных швов;

Сплошные с плоской головкой (б) ГОСТ 14801-85 для коррозионных сред;

Сплошные с потайной головкой (в) ГОСТ 10300-80, 14798-85 для уменьшения аэро- и гидросопротивления (самолёты, катера);

Полупустотелые (г,д,е) ГОСТ 12641-80, 12643-80  и  пустотелые (ж,з,и) ГОСТ 12638-80, 12640-80 для соединения тонких листов и неметаллических  деталей без больших нагрузок.

Заклёпочное соединение — неразъёмное соединение деталей при помощи заклёпок. Обеспечивает высокую стойкость в условиях ударных и вибрационных нагрузок. На современном этапе развития технологии уступает место сварке и склеиванию, обеспечивающим большую производительность и более высокую прочность соединения. Однако, по-прежнему находит применение по конструктивным или технологическим соображениям: в соединениях, где необходимо исключить изменение структуры металла, коробление конструкции и перегрев расположенных рядом деталей; соединение разнородных, трудно свариваемых и не свариваемых материалов; в соединениях с затруднительным доступом и контролем качества; в случаях, когда необходимо предотвратить распространение усталостной трещины из детали в деталь.

Применяют в основном в  авиа- и судостроении, металлоконструкциях и других изделиях с внешними нагрузками действующими параллельно плоскости стыка.

 

Виды заклёпочных соединений

Заклёпочные соединения делятся на:

прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),

плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в  резервуарах с невысоким давлением),

прочноплотные (восприятие силовых  нагрузок и герметичность соединения).

Герметичность соединения обеспечивается нанесением различных герметиков на поверхность стыка или подкладыванием под стык различных пластичных материалов. Заклёпки герметичных соединений имеют усиленные головки.

Ряд заклепок, соединяющих детали, называется заклепочным ш в о  м. В зависимости от числа рядов  заклепок и их расположения различают  однорядные, двухрядные и многорядные швы. По расположению скрепляемых деталей швы подразделяются на швы внахлестку и встык с одной или двумя накладками.

Заклёпки изготовляют для разных способов установки. Для односторонней  клепки существует множество видов  заклёпок, в том числе отрывные и взрывные. Обычная клёпка может выполняться, когда наковаленка-поддержка находится с лицевой стороны и, когда наковаленка находится с тыльной стороны. Последний способ стал наиболее распространенным, поскольку требует меньшей массы наковаленки-поддержки.

Способ соединения

В предварительно подготовленные отверстия  в деталях (пакете листов) вставляют заклепки. После производится осадка (клёпка) специальным инструментом второй замыкающей головки.

В процессе клёпки производят стяжку (сжатие) пакета, и за счет поперечной упругопластической деформации стержня происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками отверстия, часто приводящее к образованию натяга.

Недостатки заклёпочных соединений

Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную. Повышенная материалоёмкость соединения. Заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке.

Необходимость специальных мер  для герметизации. Это очень важно  для самолётостроения и ракетной техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле самолётов, как правило, держат топливо — авиационный керосин. Резиновый герметик, устойчивый к керосину, должен закрывать все заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки килограммов.

Процесс сопровождается шумом и  вибрацией. Это приводит к ряду профессиональных заболеваний у сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

Инструменты и приспособления для  клёпки

В последнее время клепальный пневмомолоток  и наковальня-поддержка всё чаще вытесняется другим оборудованием. Это — пневмоклещи, клепальный пресс. Клепальные прессы с ЧПУ (числовым программным управлением) позволяют с высокой производительностью изготовлять крупные панели для фюзеляжей и крыльев самолётов.

 

2.1.8. Пружины, их классификация.

В каждой машине есть специфические  детали, принципиально отличающиеся от всех остальных. Их называют упругими элементами. Упругие элементы имеют  разнообразные, весьма непохожие друг на друга конструкции. Поэтому можно дать общее определение.

Упругие элементы –  детали, жёсткость  которых намного меньше, чем у  остальных, а деформации выше.