Способ сборки деталей с натягом Советский патент 1986 года по МПК B23P11/02 F16B4/00 

Изобретение относится к сборочному производству и может быть использовано при тепловой сборке соединений с натягом, которые передают или воспринимают крутящие моменты и осевые нагрузки в узлах и механизмах различных машин.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа и повышение прочности полученного соединения за счет расширения диапазона типоразмеров соеднняе- мых деталей и обеспечения полного проникновения покрытия во впадины микрорельефа на сопрягаемых поверхностях соеданяемых деталей, а также исключения схватывания указанных поверхностей в процессе сопряжения деталей.

Пример. Проводят тепловую сборку экспериментальных соединений с натягом, втулки и валы которых изготавливают из нормализованной стали 45. Соединения имеют диа- метр посадочной поверхности 40 мм, дпину 60 мм, отношение длины посадочной поверхности к диаметру 1. Наружный диаметр втулок 80 мм, исходная шероховатость поверхностей и валов 2Л/, натяг соединений на- ходится в диапазоне от 0,015 до 0,025 мм.

Приготовление смеси, используемой в каче- стве покрытия охватываемой детали, осуществляется смешиванием наиболее распространенного натриевого раствора жидкого стекла NajO-n-SiOj с модулем п в пределах 3,0- 3,3 и полиметилсилоксановой жидкости типа ПМС-60, представляющей собой смесь полимеров линейной и разветвленной структуры, применяемой как демпфирующая, амортизаторная жидкость.

Указанные пределы модуля п, который определяет отношение числа молекул SiO2 к чилу молекул NajO в растворимом стекле, наиболее благоприятны для приготовления смеси с точки зрения ее вязкости.

Сборка соеданений с натягом осуществляется следующим образом.

Втулки устанавливаются в специальные гнезда поворотного стола и подаются в С-образ- ный индукционный нагреватель с раздвижными полюсными наконечниками, где осуществляется их нагрев до 250-300 С. Затем в каждую нагретую втулку свободно вводится вал с нанесенным на его посадочную поверхность тонким слоем смеси жидкого стекла I SiOj с полиметилсилоксановой жидкостью типа ПМС-60 в соотношении по объему 3:1.

ВНИИПИ Заказ 2730/16 Тираж 1001 Подписное Произв.-полиг. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После полной сборки собранное соединение снова подается в С-образный индукционный нагреватель, где путем замыкания полюсных наконечников на выступающие концы вала осуществляется его нагрев в пределах от 0,9 до 1,1 температуры вспышки ПМС-60 со скоростью 270-300°С/мин.

Нагрев охватываемой детали после ее сборки с охватывающей со скоростью 270-300° С/ /мин способствует быстрому н астанию временного температурного натяга между сопряженными поверхностями собранного соединения, в результате чего нанесенное на вал покрытие, будучи еще достаточно вязким, заполняет имеющиеся щероховатостн сопряженных поверхностей. Проникнув во впадины шероховатостей, нанесенное покрытие по мере формирования соединения с натягом затвердевает в них. Дальнейший нагрев вала до температуры вспышки ПМС-60 (300°С) приводит к исключению в зоне контакта полимерных компонентов и образованию из затвердевшего покрытия окиси кремнезема SiOj, которая увеличиваясь в объеме, разрывает тонкие окисные пленки выступов и впадин шероховатостей. При этом под воздействием контактного давления между сопряженными поверхностями по обнаженным выступам образуется точечная диффузионная мккросварка, обуславливающая прочное их cKpemieime.

Более продолжительное время нагрева охватываемой детали, т.е. с меньшей скоростью, не обеспечит полного заполнения смесью впадин шероховатостей, так как она может затвердеть, не успев проникнуть во впадины, и, таким образом, уменьшится эффект тотечной диффузионной микросварки на значительной части сопряженных поверхностей.

После естественного охлаждения деталей соединения до 15-20 С и выдержки в течение . 3 проводится испытаете их щючности скрепления на осевой сдвиг путем .выпрессов- ки. В результате испытания установлено, что Для соединений собранных предложенным спо собом, усилие при выпрессовке достигает 65- 75 т, но относительного сдвига не наблюдается. При дальнейшем увеличении усилия вы- прессовки наблюдается необратимая деформация выступающего хвостовика вала (расплющивание) без относительного сдвига сопряженных поверхностей вала и втулки.