Способ сборки прессовых соединений типа вал-втулка Советский патент 1992 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к машиностроению, сборке соединений вала с втулкой с гарантированным натягом и по переходным посадкам, в частности соединений с нежесткими тонкостенными втулками, например подшипниковыми кольцами.

Цель изобретения - повышение геометрической точности наружной поверхности втулки, например подшипникового кольца, за счет совмещения процессов запрессовки и доработки поверхности вала микрорезанием.

На фиг.1 приведена схема к расчету сил. прикладываемых к втулке для компенсации погрешности вала; на фиг 2 - круглограмма поверхности вала: на фиг.З - то же, наружной поверхности втулки,запрессованной на вал (фиг.2) обычным способом: на фиг 4 - то же, втулки, запрессованной на вал (фиг 2) по предлагаемому способу

На наружную поверхность подшипникового кольца в местах расположения отклонений от круглости вала (фиг 1)

прикладывают силы Р, упруго деформирующие кольцо на величину Д г, определяемые в зависимости от величины этих отклонений следующим образом.

Относительная деформация F -- определяется по известной зависимости

г |,(D

где Е - модуль упругости материала кольца;

о - напряжения, действующие в рассматриваемом сечении.

Напряжения-вычисляют по известным зависимостям сопротивления материалов при совместном изгибе и растяжении:

-Й+Т-и

где W - момент сопротивления сечения;

сл

с

VI со

СА) Ю

Ј

w

b -h

(3)

где b - ширина кольца:

h - толщина кольца:

F b-h - площадь сечения кольца1 (4)

М - изгибающий момент:

N - нормальная сила.

М и N определяют с помощью канонических уравнений метода сил:

зз

М(р)2Р ГХ1Р() Р г ( V ) :

1 з1(5

N(p) 2-p-#pfai) P2kp(iPi) где

Л, / „ 1 + Ф sin p .

tfp(iP)2я

г/ sin о5 Р

(6)

Значения функции #1Р (с/) и$р (у) в зависимости от (/ приведены в табл.6.1 1.

Подставляя (2-5) в (1) и решая относи-20 тельно Р, получим

Р

Д г b tf

зз

)Xip(y) + (f/)

После точного совмещения оси вала и подшипникового кольца на вал подают продольные ультразвуковые колебания и прикладывают к нему силу запрессовки Р3ап. При запрессовке вала в кольцо осуществляется срезание (микрорезачие) отклонений от круглости.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

На фиг.2 приведена круглограмма поперечного сечения вала с отклонениями от круглости Дг 0.01 мм . На вал было запрессовано безбортовое внутреннее кольцо роликового подшипника № 32205 обычным методом. Некруглость внутренней поверхности кольца составляла 0,002 м. Запись круглограммы с беговой дорожки кольца после запрессовки показала, что основные дефекты вала скопировались и на кольцо (фиг.З). хотя величина некруглости снизилась до 0.006 мм.

Для посадки кольца по предлагаемому способу были определены места на поверхности вала, имеющие наибольшие отклоне- ния Дг 0,01 мм от круглости (точки 1,2,3) с помощью построения прилегающей окружности. Координаты этих точек: 0 (fa-: 150°; 185° . Геометрические парамет

ры кольца: b 15 мм: h 3.5 мм; г 25 мм. Модуль упругости Е 2-104 кг/мм2.

SOP (/) 0,15916 + 0,36749 + 0,13 0,65665 SezP(0) 0 +0,2083 0,01372 0,1946.

Значения %ip (у) и $p (у) определяли из табл.6.1 1. Силу Р для приложения в точках 1,2.3 определяли по формуле (7)

15

в .

си-20

7)

25

и п. 30 яй

35

001 15 Ч,52 2 104

Г 15 кГс.

26 (6 25 O.fi5665 + 3,5 0,1946 )

Силы Р 15 кГс были приложены в точ-, ках 1,2,3, проведена запрессовка с подачей ультразвуковых колебаний на вал. На фиг.4 представлена круглограмма беговой дорожки кольца после такой запрессовки, Некруглость ее составляет 0,002 мм, т.е. в три раза меньше, чем при обычной сборке. Формула изобретения Способ сборки прессовых соединений типа вал-втулка, включающий центрирование соединяемых деталей, приложение усилия к одной из деталей и воздействие на детали ультразвуковыми колебаниями, о т- личающийся тем. что. с целью повышения геометрической точности наружной поверхности втулки, с поверхности вала снимают круглограмму, определяют места наибольших значений некруглости и прикладывают на соответствующие места наружной поверхности втулки радиальные силы, определяемые по формуле

Р -

Д г b h Е

r 6rixip(y) + hi;#p(P)

11

где Р - радиальная сила:

Л г - чекруглость вала;

b - ширина втулки;

h - высота сечения втулки (толщина);

Е - модуль упругости втулки;

г - радиус внутренней поверхност втулки.

,, / „N 1 + Р sin p IP( /),П . .

#р2 я

угол, определяющий положение отклонения от круглости окружности вала.

Втулка Вал

Использование: машиностроение, сборка соединений вала и втулки с гарантированным натягом и по переходным посадкам, особенно соединений с нежесткими тонкостенными втулками, например подшипниковыми кольцами. Сущность изобретения: прикладывают усилия в местах наибольших отклонений от круглости по наружной поверхности втулки. Предварительно эти места определяются по круглограмме. Причем силу прикладывают одновременно с ультразвуковыми колебаниями определенной величины, которая определяется по формуле, приведенной в описании.4 ил.