Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Прикрепление между плотно прилегающими деталями
Fastening between tightly fitting parts
Интерференционная посадка, также известная как посадка с натягом или посадка на трение, – это вид соединения двух плотно прилегающих соединяемых деталей, которое создает соединение, удерживаемое силой трения после соединения деталей. В зависимости от величины интерференции, детали могут быть соединены ударом молотка или запрессованы с помощью гидравлического пресса. Критически важные компоненты, которые не должны быть повреждены при соединении, также могут быть значительно охлаждены ниже комнатной температуры для уменьшения размеров одного из компонентов перед установкой. Этот метод позволяет соединять компоненты без приложения силы и создает интерференционную посадку при сжатии, когда компонент возвращается к нормальной температуре. Интерференционные посадки часто используются в авиационных крепежных элементах для повышения усталостной прочности соединения. Хотя такие посадки применимы к сборке вала и отверстия, они чаще используются для сборки корпуса подшипника или вала подшипника. Это называется монтажом "с запрессовкой".
An interference fit, also known as a pressed fit or friction fit, is a form of fastening between two tightfitting mating parts that produces a joint which is held together by friction after the parts are pushed together. Depending on the amount of interference, parts may be joined using a tap from a hammer or forced together using a hydraulic press. Critical components that must not sustain damage during joining may also be cooled significantly below room temperature to shrink one of the components before fitting. This method allows the components to be joined without force and produces a shrink fit interference when the component returns to normal temperature. Interference fits are commonly used with aircraft fasteners to improve the fatigue life of a joint. These fits, though applicable to shaft and hole assembly, are more often used for bearing housing or bearing shaft assembly. This is referred to as a 'press in' mounting.
Плотность приспособления
Степень плотности посадки контролируется величиной натяга; допусками (запланированной разницей от номинального размера). Существуют формулы для расчета допусков, которые обеспечат различные виды посадок, такие как свободная посадка, посадка с небольшим натягом и посадка с натягом. Значение допуска зависит от используемого материала, размеров деталей и требуемой степени плотности. Эти значения уже были определены для многих стандартных применений и доступны инженерам в виде таблиц, что избавляет от необходимости повторных вычислений. Например, вал из нержавеющей стали 303 образует плотную посадку при допуске. Скользящая посадка может быть получена, когда диаметр отверстия больше диаметра вала; или, если диаметр вала на 12–20 мкм меньше заданного диаметра отверстия. Пример:
The tightness of fit is controlled by amount of interference; the allowance (planned difference from nominal size). Formulas exist to compute allowance that will result in various strengths of fit such as loose fit, light interference fit, and interference fit. The value of the allowance depends on which material is being used, how big the parts are, and what degree of tightness is desired. Such values have already been worked out in the past for many standard applications, and they are available to engineers in the form of tables, obviating the need for re derivation. As an example, a shaft made of 303 stainless steel will form a tight fit with allowance of A slip fit can be formed when the bore diameter is wider than the rod; or, if the rod is made 12–20μm under the given bore diameter. An example:
Допуск на дюйм диаметра обычно находится в диапазоне (0,1–0,25%), при этом (0,15%) является вполне приемлемым средним значением. Как правило, допуск на дюйм уменьшается с увеличением диаметра; таким образом, общий допуск для диаметра может составлять (0,2%), в то время как для диаметра общий допуск может быть не более (т.е. 0,11–0,12%). Детали, собираемые посадкой с натягом, обычно изготавливаются цилиндрическими, хотя иногда они слегка конические. Преимущества конической формы: снижается вероятность износа сопрягаемых поверхностей; требуется меньшее усилие при сборке; и детали легче разъединяются при необходимости замены. С другой стороны, коническая посадка менее надежна, поскольку при ослаблении посадки возникает люфт с небольшим осевым перемещением. Перед сборкой на штифт и в отверстие следует нанести смазку, например, белила и смазочное масло, смешанные до консистенции краски, чтобы уменьшить износ.
The allowance per inch of diameter usually ranges from (0.1–0.25%), (0.15%) being a fair average. Ordinarily the allowance per inch decreases as the diameter increases; thus the total allowance for a diameter of might be , 0.2%), whereas for a diameter of the total allowance might not be over i. e., 0.11–0.12%). The parts to be assembled by forced fits are usually made cylindrical, although sometimes they are slightly tapered. Advantages of the taper form are: the possibility of abrasion of the fitted surfaces is reduced; less pressure is required in assembling; and parts are more readily separated when renewal is required. On the other hand, the taper fit is less reliable, because if it loosens, the entire fit is free with but little axial movement. Some lubricant, such as white lead and lard oil mixed to the consistency of paint, should be applied to the pin and bore before assembling, to reduce the tendency toward abrasion.
Сборка
Существует два основных метода сборки вала большего размера в отверстие меньшего размера, иногда используемые в комбинации: приложение силы и тепловое расширение или сжатие.
There are two basic methods for assembling an oversize shaft into an undersized hole, sometimes used in combination: force and thermal expansion or contraction.
Сила
Существует как минимум три различных термина для описания посадки с натягом, создаваемой посредством приложения силы: прессовая посадка, посадка от трения и гидравлическое расширение. Прессовая посадка достигается с помощью прессов, способных соединять детали с очень большим усилием. Прессы обычно гидравлические, хотя небольшие ручные прессы (например, бортовые прессы) могут работать за счет механического преимущества, обеспечиваемого винтовым механизмом или редуктором, приводящим в движение зубчатую рейку и шестерню. Усилие, прикладываемое гидравлическими прессами, может варьироваться от нескольких фунтов для самых маленьких деталей до сотен тонн для самых крупных. Края валов и отверстий имеют фаску (скос). Фаска служит направляющей для прессовочного движения, помогая равномерно распределять силу по окружности отверстия, обеспечивая постепенное сжатие вместо мгновенного, что делает операцию прессования более плавной, легко контролируемой и требующей меньшей мощности (меньшего усилия в любой момент времени), а также способствует выравниванию вала параллельно отверстию, в которое он запрессовывается. В случае колесных пар поездов колеса запрессовываются на оси посредством приложения силы.
There are at least three different terms used to describe an interference fit created via force: press fit, friction fit, and hydraulic dilation. Press fit is achieved with presses that can press the parts together with very large amounts of force. The presses are generally hydraulic, although small hand operated presses (such as arbor presses) may operate by means of the mechanical advantage supplied by a jackscrew or by a gear reduction driving a rack and pinion. The amount of force applied in hydraulic presses may be anything from a few pounds for the tiniest parts to hundreds of tons for the largest parts. The edges of shafts and holes are chamfered (beveled). The chamfer forms a guide for the pressing movement, helping to distribute the force evenly around the circumference of the hole, to allow the compression to occur gradually instead of all at once, thus helping the pressing operation to be smoother, to be more easily controlled, and to require less power (less force at any one instant of time), and to assist in aligning the shaft parallel with the hole it is being pressed into. In the case of train wheelsets the wheels are pressed onto the axles by force.
Термическое расширение или сжатие
Большинство материалов расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Детали, охватывающие другие, нагревают (например, горелками или газовыми печами) и собирают в горячем состоянии, после чего дают им остыть и сжаться до первоначального размера, за исключением сжатия, возникающего из-за взаимного препятствования. Этот метод также называют посадкой с натягом. Железнодорожные оси, колеса и бандажи обычно собирают таким образом. Альтернативно, охватываемую деталь можно охладить перед сборкой, чтобы она легко входила в соединяемую деталь. При нагревании она расширяется и создает интерференцию. Охлаждение часто предпочтительнее, поскольку оно реже, чем нагрев, приводит к изменению свойств материала, например, при сборке закаленной шестерни на вал, где существует риск перегрева шестерни и отпуска ее закалки.
Most materials expand when heated and shrink when cooled. Enveloping parts are heated (e. g., with torches or gas ovens) and assembled into position while hot, then allowed to cool and contract back to their former size, except for the compression that results from each interfering with the other. This is also referred to as shrink fitting. Railroad axles, wheels, and tires are typically assembled in this way. Alternatively, the enveloped part may be cooled before assembly such that it slides easily into its mating part. Upon warming, it expands and interferes. Cooling is often preferable as it is less likely than heating to change material properties, e. g., assembling a hardened gear onto a shaft, where the risk exists of heating the gear too much and drawing its temper.