Способ упругого соединения деталей с натягом Советский патент 1992 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к механосборочному производству и может быть использовано для получения упругих соединений с натягом при запрессовке деталей.

Целью изобретения является повышение выносливости и долговечности соедине- ния путем увеличения упругости и уменьшения его износа при эксплуатации.

На чертеже изображена схема соединения.

Способ осуществляется следующим образом.

Сопрягаемую поверхность охватывающей детали 2 леред сборкой расчленяют пазами на кольцевые выступы переменной глубины bi и длины hi. Затем осуществляют сборку охватываемой детали 1 в охватывающую 2 в направлении, противоположном действию максимальной эксплуатационной нагрузки Рмакс. После запрессовки на длину, перекрывающую все пазы, в них подают масло под давлением, превышающим в 1,1- 1,2 раза давление в соединении, что обеспе- чивает разделение контактных поверхностей масляной пленкой. Затем

производят окончательную допрессовку, после чего прекращают подачу масла и удаляют его из пазов.

Длину кольцевых участков определяют из условия их прочности и обеспечения отсутствия проскальзывания в зоне контакта, исходя из соотношения

3,14 П2 Ко d рмакс L

Ъ

-0,7-m -d

(D

х VEl./,-

Е2 1 оГ где hi - длина 1-го кольцевого участка;

bi - диаметр 5-го прорезанного паза;

d и da - диаметры соответственно соединения и наружной поверхности охватывающей детали;

щ и - коэффициенты запаса прочности соответственно соединения и материала охватывающей детали при изгибе;

EI и Е2 - модули упругости материалов соответственно охватываемой и охватывающей деталей;

От - предел текучести материала охватывающей детали;

01

о

43

о

N

Рмакс - максимальное контактное давление в соединении;

К0- - коэффициент жесткости, зависяdщий от соотношения т- :

f - коэффициент трения при запрессовке.

Длина первого и последнего кольцевых участков, кроме того, должна обеспечивать необходимую прочность выступов при действии давления масла, откуда;

h, ы

Iп.

(h

-/Г Кгр-Рм

IГСОт

(2)

где hi и hn - длина первого и последнего кольцевых участков;

bi и о, -диаметр первого и последнего прорезанных пэзов;

РМ - давление масла.

Пример. Для проверки эффективности способа были проведены сравнительные испытания соединений, полученных различными способами. Детали соединения изготавливались из стали марки 45 (ГОСТ 1050-74): От 360 МПа; EI Е2 21 104 МПа; f 0,15; ni П2 1,5. Соединения имели следующие конструктивные параметры; d 30 мм; d2 90 мм; длина соединения 50 мм; натяг 20 мкм, что соответствует давлению 64 МПа; шероховатость сопрягаемой поверхности охватываемой детали Rai 1,1 мкм, охватывающей R32 3,1 мкм.

В соединениях первой группы использовались охватывающие детали, сопрягаемые поверхности которых расчленялись Пазами шириной 5 мм на три кольцевых участка длиной hi h2 5 мм; Ьз 30 мм и глубиной bi 60 мм, Ьа 50 мм, Ьз 40 мм. В соединениях второй группы использовались охватывающие детали, сопрягаемые поверхности которых расчленялись пазами шириной 5 мм на три кольцевых участка глубиной bi 60 мм, Ь2 50 мм, Ьз 40 мм и длиной hi 25 мм, h2 5 мм, Ьз 10 мм, определенной из соотношений (1) и (2).

Соединения первой группы формировались путем запрессовки деталей. Соединения деталей второй группы формировались следующим образом. Первоначально осуществлялась запрессовка охватываемой детали в охватывающую со стороны пз 10мм на длину перекрытия 30 мм. После этого в пазы через отверстия охватывающей детали подавалось масло под давлением Рм 66 МПа и производилась допрессовка деталей.

0

5

0

5

0

5

0

После сборки соединения нагружали пульсирующей осевой нагрузкой с амплитудой, составляющей 3/4 от измеренного усилия запрессовки. Причем соединения первой группы нагружали таким образом, чтобы действующая нагрузка совпадала с направлением запрессовки деталей, а соединения второй группы, - чтобы действующая нагрузка была противоположна направлению запрессовки. Испытания проводили на специальном испытательном стенде до разрушения соединений. Из усредненных данных ( ю четырем повторени- ям)соединения первой группы разрушились при N 18й Ю6 циклов, второй группы-- при N 42 10 циклов. Таким образом, предлагаемый способ в 2,3 раза повышает долговечность по сравнению с прототипом, что показывает его высокую эффективность.

Формула изобретения

1.Способ упругого соединения деталей с натягом, заключающийся в том, что сопрягаемую поверхность охватывающей детали расчленяют пазами на кольцевые участки переменной глубины и запрессовкой соединяют детали, отличающийся тем, что, с целью повышения выносливости и долговечности соединения, кольцевые участки выполняют переменной длины, при этом в пазы в процессе соединения подают масло под давлением, причем запрессовку деталей осуществляют в направлении, противоположном действию максимальной эксплуатационной нагрузки.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что масло подают под давлением, превышающем в 1,1-1.2 раза давление в соединении.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что длину кольцевых участков определяют из соотношения .

3,14 П2 Ко Рмакс f

5

От

h 0,7 Щ ch

0

5

УЕГ

-5

где h - длина кольцевого участка;

о - диаметр соединения;

Ко - коэффициент жесткости, зависящий от соотношения d/b;

b -диаметр прорезанного паза;

щ - коэффициент запаса прочности соединения;

П2 - коэффициент запаса прочности при изгибе материала охватывающей детали;

Рмакс максимальное контактное давление в соединении;

Использование: соединение деталей с натягом при запрессовке. Сущность изобретения: перед сборкой сопрягаемую поверхность охватывающей детали расчленяют пазами на кольцевые участки переменной длины. В пазы в процессе соединения подают масло под давлением. Запрессовку деталей осуществляют в направлении, противоположном действию максимальной эксплуатационной нагрузки. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.