18 сборка и регулировка типичных сопряжений. Сборка типовых соединений, узлов, автомобиля

Резьбовые соединения являются наиболее распространенным видом разъемного соединения. Трудоемкость сборки резьбовых соединений составляет 25-40% общей трудоемкости сборочных работ. Наиболее часто применяемые резьбовые соединения:

• винтовые;
• болтовые;
• шпилечные.

1. Сборка и разборка болтовых соединений

1.1. Подготовка к сборке

Сборку болтового соединения начинают с подготовки поверхностей, по которым соединяются детали. Для создания герметичности иногда плоскости пришабривают или притирают. Следует учесть, что герметичность стыка увеличивается в 2-2,5 раза при повторной сборке соединения. Величина зазора между плоскостями разъема должна быть указана в чертежах. Кованые или литые детали должны иметь обработанные поверхности под устанавливаемые крепежные детали.

1.2. Сборка болтовых соединений

Наиболее распространенный тип болтового соединения – соединение, собранное на болтах или винтах. При подготовке соединения к сборке необходимо проверить, что в собираемом соединении крепежных деталей с метрической резьбой (табл. 1) обеспечены запас резьбы, глубина сверления и выход конца винта из гайки с метрической резьбой в соответствии с табл. 1.

Таблица 1. Запас резьбы, глубины сверления и выход конца винта из гайки с метрической резьбой, мм, для крепежных деталей с метрической резьбой (значения эмпирические)

Резьба болта или винта должна быть чистой от грязи, без забоин и слегка смазанной. Болт обычно вставляют снизу, а затем навинчивают гайку. Гайки затягивают только тогда, когда поставлены все болты, шайбы и гайки.

Затягивают гайки или винты постепенно. На длинных крышках, например на крышках блоков двигателей внутреннего сгорания, на крышках больших редукторов, гайки или винты затягивают от середины к краям. Гайки или винты, расположенные по кругу, например на фланцах крышек цилиндров и т. д., затягивают крест-накрест. Сначала все гайки или винты завертывают до соприкосновения с шайбами или с поверхностью детали, затем слегка затягивают и только в третий раз затягивают окончательно.

Если гайки или винты затягивать последовательно, то затяжка может оказаться неравномерной и вызвать перегрузку отдельных гаек, смятие резьбы и даже обрыв болта. Затягивание гаек от краев к середине приводит к искривлению крышек.

Контроль усилия затяжки винтов и болтов осуществляют либо выбором соответствующей длины рукоятки ключа, либо применением предельных и динамометрических ключей.

Для затяжки крепежного резьбового соединения осевой силой F (рис. 1) необходимо создать момент завинчивания Мзав, равный сумме момента сил в резьбе d и момента сил трения на опорной поверхности гайки.

Рис. 1.

Длина стандартных ключей L ≈ 15d. Приложив к концу ключа силу Fp, можно определить отношение F/Fp, т. е. выигрыш в силе за счет резьбы. Так как Мзав=FpL, то 0,2Fd=15Fpd, откуда F/Fp ≈ 75.

Таблица 2. Допускаемая сила затяжки резьбового крепежного соединения

Расчет и практика эксплуатации резьбовых соединений показали, что болты с резьбой менее М10 при затяжке стандартными ключами (L ≈ 15d) могут быть разрушены. Например, болт с резьбой М6 из стали СтЗ разрушается при силе на ключе Fр ≈ 45H.

Поэтому в резьбовых соединениях для машин технологического назначения, как правило, не применяют болты с резьбой менее М8 (безопасная затяжка болтов малых диаметров осуществляется специальными ключами, ограничивающими размер силы Fр).

После сборки болтовое соединение должно быть застопорено от отвинчивания.

1.3. Стопорные устройства для резьбовых крепежных соединений

Резьбовые соединения в процессе работы не должны ослаблять соединение закрепленных деталей, т.е. они не должны самопроизвольно отвинчиваться под действием вибраций, возникающих при движении, толчках и ударах деталей машин во время работы. Поэтому ответственные резьбовые соединения после затяжки стопорят.

Стопорение ответственных резьбовых соединений производят разными способами. Их выбор зависит от доступа к местам крепления, от условий работы соединения, от конструкции соединения и др. Различают следующие способы предохранения резьбовых элементов от самоотвинчивания:

• контргайкой (рис. 2, а) , которая препятствует самоотвинчиванию силой трения в резьбе и на торцовых поверхностях двух гаек. Этот способ позволяет легко регулировать силу затяжки резьбового соединения, фиксируя положение нижней гайки путем поворота верхней гайки после касания на соответствующий угол затяжки;
• пружинными шайбами (рис. 2, б), которые обеспечивают напряженное состояние резьбового соединения. Пружинная шайба имеет высокую твердость, концы разреза разведены и заострены. Это позволяют произвести затяжку соединения и расплющить шайбу. При этом заостренные концы разреза пружинной шайбы прижаты к торцу гайки или головки болта и к поверхности закрепляемой детали (рис. 2, ж).

Шайбы специального назначения применяют как стопорные детали, предотвращающие самоотвинчивание гаек, болтов. Примеры таких шайб приведены на рис. 2, е.

Рис. 2.

При отвертывании под действием пружинных сил заостренные концы разреза пружинной шайбы внедряются в металл гайки или головки болта и в металл закрепляемой детали и тем самым удерживают болт или гайку от отвинчивания; разводными шплинтами (рис. 2, в) – один из распространенных и наиболее надежных способов. Разводные шплинты изготовляют с кольцевой головкой из стальной проволоки полукруглого сечения. Концы шплинта вставляют в отверстие, соединяющее болт с гайкой, и разводят; мягкой проволокой (рис. 2, г), которую применяют для нескольких и целых групп болтов. При этом головки болтов должны быть соединены проволокой так, чтобы ослабление затяжки одного из них вызывало натяжение проволоки и этим способствовало затяжке остальных; жестким соединением резьбовых деталей, которое осуществляют применением деформируемых стопорных шайб с носком (рис. 2, д) и с лапкой (рис. 2, е). Деформируемая шайба такой формы имеет выступы. Один из них, вставляется в отверстие детали или обжимается по краю детали, а другие отгибают и прижимают к грани завернутого болта или гайки, чем фиксируют их от отвинчивания; путем сварки головки винта, болта, гайки или шпильки (рис. 2, ж); посредством кернения резьбовых деталей с торца и бокового (рис. 2, з), расклепывания стержня резьбовой детали, закрашиванием лаком выхода резьбы из гайки и др.

Для стандартной крепежной резьбы угол подъема резьбы Ψ≤4°, а приведенный угол трения φ’ в зависимости от материала гайки и винта – φ’=6 ÷ 16°, следовательно, все крепежные резьбы – самотормозящие и при статической нагрузке не самоотвинчиваются.

Мелкие крепежные резьбы (по сравнению с крупными) имеют меньший угол подъема резьбы и поэтому они менее склонны к самоотвинчиванию при динамических нагрузках.

1.4. Разборка болтового соединения

Разборку болтового соединения начинают с освобождения гаек от стопорных устройств. После этого приступают к отвинчиванию гаек. Если гайка не отвинчивается, то не следует удлинять рукоятку ключа или прикладывать большие усилия, так как этим можно сорвать резьбу или скрутить болт. В этом случае смачивают резьбу керосином и через некоторое время (когда керосин проникнет в резьбу) вновь пытаются отвинчивать гайку. Если гайка после этого тоже не отвинчивается, то пробуют завинтить ее дальше и когда она сдвинется с места, вновь начинают отвинчивать.

Когда все гайки отвинчены, удаляют болты.

Затем начинают последовательно завинчивать отжимные болты до тех пор, пока зазор между деталями не будет достаточным для того, чтобы снять деталь или сборочную единицу.

1.5. Подготовка к сборке других резьбовых соединений

Подготовка к сборке других резьбовых соединений заключается в проверке соответствия размеров сбегов, недорезов, проточек и фасок на соединяемых резьбовых деталях по нормам, приведенным в табл. 3, 4, 5.

Таблица 3. Сбеги, недорезы, проточки и фаски для трубной цилиндрической резьбы (по ГОСТ 10549-80)

Размеры	Число	Наружная резьба							Внутренняя резьба
		сбег х	недорез,	проточка				фаска	сбег	недорез,	проточка				фаска
				f	R	R 1	d f				f	R	R 1	d f
1/8	28	1,6	2,5	2,5	1,0	0,5	8	1,0	2,2	4	4	1,0	0,5	10,0	1,0
1/4	18	2,4	4,0	4	1,0	0,5	11	1,6	3,3	5	5	1,6		13,5
1/2	14	4,5	5,0	5	1,6		18	2,0	4,8	8	8	2,0	1,0	21,5	1,6
1	11	4,1	6,0	6		1,0	29,5	2,5	6,0	10,0	10	3,0		34,0
2 1 / 2							71,5							76
3							84							89
4							109							114
5							134,5							139
6							160							165

Таблица 4. для конической дюймовой резьбы с углом профиля 60° по ГОСТ 6111-52

Размеры	Число витков на 1”	Наружная резьба						Внутренняя резьба
		сбег	недорез	проточка				сбег	недорез	проточка				фаска с=с 1
				b	r	r 1	d 4			b	r	r 1	d 4
1/16	27	2,5	3,5	2	0,5	0,3	6	3,0	6	3	1,0	0,5	8,5	1,0
1/4	18	3,5	5,5	3	1,0	0,5	11	4,0	9	4			14,0	1,6
1/2	14	4,5	6,0	4			18	5,5	11	6	1,6	1,0	22,0
1	–	5,5	7,0	5	1,6		29	6,5	14	7			34,0	2,0

Таблица 5. Сбеги, проточки и фаски для трапецеидальной однозаходной резьбы по ГОСТ 10549-80

Шаг резьбы	Проточка					Фаска
	f	R	R 1	наружная резьба d f	внутренняя резьба d f
2	3	1,0	0,5	d-3,0	d+1,0	1,6
3	5	1,6		d-4,2		2,0
4	6		1,0	d-5,2	d+1,1	2,5
5	8	2,0		d-7,0	d+1,6	3,0
6	10	3,0		d-8,0		3,5
8	12			d-10,2	d+1,8	4,5
10	16			d-12,5		5,5
12	18			d-14,5	d+2,1	6,5
16	25	5,0	2,0	d-19,5	d+2,8	9,0
20				d-24,0	d+3,0	11,0
24	30			d-28,0	d+3,5	13,0

1.6. Постановка контрольных штифтов

Для возможности установки на прежнее место снятую тщательно выверенную и приработанную деталь или сборочную единицу применяют конические или цилиндрические штифты.

Штифтовые соединения применяют для фиксации взаимного положения деталей (рис. 3). В качестве распространенного примера можно привести фиксацию двумя коническими штифтами взаимного положения корпуса и крышки редуктора (рис. 3, б), чем обеспечивается сохранение их взаимного положения при совместной механической обработке, сборке и разборке редуктора.

Рис. 3. а – с цилиндрическим штифтом; б, в, – с коническим штифтом

Диаметр штифта должен быть на 20 ÷ 30% меньше диаметра болта или винта, которым крепится деталь или сборочная единица.

Отверстия под контрольные штифты сверлят после того, как соединяемые детали выверены относительно друг друга и закреплены окончательно.

Штифтов в соединении должно быть не менее двух, и они должны быть расположены друг от друга на максимально возможном расстоянии. Например, при соединении деталей прямоугольной формы контрольные штифты ставят по диагонали между крепежными деталями. При сверлении отверстий под штифты оставляют припуск на развертывание посадочного отверстия под устанавливаемый штифт.

Цилиндрические штифты обычно ставят на рабочее место с гарантированным натягом K7/m6 или по переходной посадке Н7/m6, а в движущихся соединениях – с расклепыванием концов.

Окончательно забитый штифт должен выступать над поверхностью на размер не менее двух фасок. Если нет возможности выбить штифт или отверстие несквозное, то применяют вытяжные штифты (рис. 3, в).

2. Сборка и разборка соединений на шпильках

Соединения на шпильках осуществляют неподвижной посадкой шпилек в тело детали одним из четырех способов:

• по сбегу резьбы;
• с помощью плотной резьбы;
• с помощью бурта и с упором в дно отверстия.

Правильно завернутая шпилька в отверстие должна сидеть плотно и при отвинчивании гайки даже с тугой резьбой не должна вывинчиваться из детали. Шпилька должна быть строго перпендикулярна той плоскости, в которую она ввернута. Глубину отверстия делают больше длины резьбовой части шпильки. В глухих отверстиях резьбу нарезают с большой осторожностью.

Шпильки завертывают и вывертывают разными способами.

Первый способ. На свободный резьбовой конец шпильки навинчивают две гайки и верхней гайкой контрят нижнюю. Вращая ключом за верхнюю гайку, ввертывают шпильку в резьбовое отверстие плотно на сбег резьбы.

Второй способ. На конец шпильки свободно навинчивают специальное приспособление (рис. 4, а), представляющее собой высокую шестигранную гайку с внутренней резьбой для шпильки. Гайка стопорится на конце шпильки винтом, который упирается в торец шпильки. Затем обычным гаечным ключом вращают гайку за наружный шестигранник и завинчивают шпильку в деталь. Когда шпилька завинчена, стопорный винт ослабляют, придерживая гайку ключом; после этого гайка легко свинчивается со шпильки.

Для повышения производительности используют электро- и пневмоинструмент с применением специальной головки для шпильковерта (рис. 4, б). Сменную гайку 1 навинчивают на шпильку до упора-шарика 2, перемещение которого ограничивается пятой 3. При завертывании шпильковертом шпильки до конца в резьбовое отверстие в головке шарик 2 будет проскальзывать по пяте 3. После этого шпильковерт переключают на обратный ход, и головка свинчивается со шпильки.

Рис. 4.

Используя сменные гайки 1 можно завинчивать шпильки различного диаметра. Наличие на хвостовике шести граней 4 под ключ позволяет использовать головку при завинчивании гаек вручную.

При установке шпилек необходимо выполнять следующие основные правила:

1. шпилька должна иметь плотную посадку в корпусе;
2. ось шпильки должна быть перпендикулярна к поверхности детали.

Контроль установки резьбовых шпилек осуществляется одним из двух способов:

• по шаблону для нескольких шпилек (рис. 5, а);
• по угольнику или шаблону на каждую шпильку (рис. 5, б).

Рис. 5.

Категорически запрещается подгибать шпильки, если они не попадают в отверстия детали, так как они при этом деформируются у корня (по резьбе) и могут лопнуть во время работы. Перекос шпилек можно исправлять только нарезанием новой резьбы в отверстии.

Важным условием нормальной работы резьбового соединения являются отсутствие изгибающих напряжений в стержне болта или шпильки. В связи с этим неплотное прилегание гайки к торцу детали недопустимо. Гайки должны навертываться на шпильки от руки до соприкосновения с деталью. При большом числе гаек рекомендуется завертывать их в определенном порядке Общий принцип затяжки – сначала затягивают гайки, находящиеся в середине детали, затем попеременно по паре с каждой стороны. Гайки целесообразно затягивать постепенно, т. е. сначала затянуть все гайки на одну треть затяжки, затем на две трети и, наконец, на полную затяжку. Гайки, расположенные по кругу, следует затягивать крест-накрест и также постепенно.

Следует особо тщательно выбирать крепежные детали для крепления фланцев и крышек, прижимающих прецизионные подшипники шпиндельных узлов. Перекосы резьбы или торцов винтов и зенковок под головки винтов приводят к деформации фланцев и крышек и, как следствие, к перекосу самого подшипника. Большое значение в этих случаях приобретает также равномерность затяжки.

К резьбовым соединениям предъявляют следующие требования:

• все гайки, входящие в резьбовые соединения, должны быть до отказа и равномерно затянуты;
• в резьбовых соединениях, работающих при толчках, ударах, вибрации, гайки должны быть застопорены (затянуты контргайкой), а у подкладных шайб – отогнуты выступы, вставлены штифты и т. д.;
• болт или шпилька должны выступать над гайкой не менее чем на два витка резьбы;
• на выступающих концах болтов и шпилек резьба должна быть чистой и полной;
• под гайками и головками болтов не должно быть зазоров, и они должны плотно соприкасаться с соединяемыми деталями;
• при сборке болтовых соединений не допускается наращивание рукояток ключей. Применять можно ключи только с рукоятками стандартной длины.

Резьбовые соединения в машинах составляют от 15 до 25% от общего количества соединений. Такая распространенность объясняется их простотой, высокой прочностью, надежностью, удобством сборки и разборки, наличием большого многообразия стандартных резьбовых деталей и их взаимозаменяемостью.

Основными видами резьбовых соединений являются шпилечные, болтовые и винтовые (рис. 7.2).

Рис. 7.2. а - шпилечное; 6 - болтовое; в - винтовое

Процесс сборки резьбового соединения в общем случае складывается из следующих основных этапов: наживления (предварительного завинчивания на 1-2 витка шпилек, винтов, гаек), завинчивания и затяжки. При автоматической сборке все эти этапы выполняются последовательно одним инструментом. При механизированной сборке наживление для исключения возможности повреждения резьб часто производят вручную.

Надежность резьбовых соединений, особенно тяжелонагру- женных, очень существенно зависит от того, насколько правильно выполнена их затяжка. Напряжение растяжения в шпильке, болте или винте при затяжке должно составлять: для резьбовых деталей из углеродистой стали а р = (0,6-Д),7)а т; для деталей из легированной стали а р = (0,5н-0,6)а г

Для контроля затяжки измеряют обычно один из следующих параметров: крутящий момент, угол поворота гайки, удлинение стержня болта или шпильки. Применяют также комбинированные методы контроля.

В большинстве случаев при затяжке контролируют крутящий момент, предельные значения которого указываются в технических требованиях на сборку ответственных резьбовых соединений. С этой целью при ручной сборке применяют динамометрические ключи, а при механизированной (автоматизированной) сборке - резьбозавертывающие инструменты с ограничительными муфтами.

Сборка шпилечных соединений состоит из следующих этапов: завинчивание шпильки в резьбовое отверстие корпуса с заданным крутящим моментом, установка на шпильки присоединяемой к корпусу детали, установка шайб и завинчивание гаек с заданным крутящим моментом.

Неподвижность шпильки, ввинченной в корпус, обычно достигается натягом в соединении. Натяг обеспечивается в большинстве случаев за счет сбега резьбы на шпильке (рис. 7.3, а ), упорного бурта на ней (рис. 7.3, б) и соответствующей посадки по среднему диаметру резьбы (рис. 7.3, в).

В первом варианте шпилька завинчивается свободно до сбега резьбы, при дальнейшем завинчивании в витках сбега возникают расклинивающие силы, создающие необходимый натяг. Прочность такого соединения зависит преимущественно от механических свойств материалов корпуса и шпильки, угла сбега резьбы (см. рис. 7.3, а) и момента завинчивания. Для стальных шпилек и корпусов из алюминиевых и магниевых сплавов угол сбега обычно составляет 20°. При стальных корпусах для большей прочности соеди-

Рис. 7.3.

нения угол сбега уменьшают. Этот вариант постановки шпилек имеет существенные недостатки - расклинивающие силы нередко приводят к чрезмерному смятию начальных витков резьбы в отверстии и образованию около него микротрещин, особенно если корпус выполнен из чугуна. Поэтому использование сбега резьбы для обеспечения неподвижности шпильки в корпусе применяют лишь в соединениях, не подверженных большим силовым нагрузкам и вибрациям.

Во втором варианте натяг в соединении «шпилька - корпус» создается за счет упорного бурта на шпильке при ее затяжке. Однако при последующей затяжке гайки шпилька неизбежно удлиняется и этот натяг и прочность удержания шпильки в корпусе снижаются.

В третьем варианте неподвижность соединения «шпилька- корпус» достигается за счет натяга по среднему диаметру этого резьбового соединения. Этот вариант постановки шпилек нашел наиболее широкое применение. Посадки с натягом рекомендованы ГОСТ 4608-81, который распространяется на метрические резьбы диаметром 5-45 мм и шагом 0,8-3 мм. Точность посадок с натягом в большинстве случаев достигается методом групповой взаимозаменяемости. Для устранения заклинивания при свинчивании резьбы с натягом по наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены гарантированные зазоры. При установлении этих зазоров учтено, что при свинчивании вследствие пластической деформации витков наружный диаметр резьбы шпильки увеличивается, а внутренний диаметр резьбы в корпусе уменьшается. Для снижения трения завинчивание шпилек выполняют с применением смазочного материала (например, масел с графитом или дисульфидом молибдена).

При завинчивании шпилек их захватывают либо за резьбовую часть, либо за гладкую. Последнее является предпочтительным, так как исключает возможность повреждения резьбы.

Ручной ключ для захвата шпильки за резьбовую часть показан на рис. 7.4, а. Он содержит головку 1, навинчиваемую на шпильку, и размещенный в отверстии головки 1 стержень 2 с запрессованным в него штифтом 3, концы которого взаимодействуют с наклонными пазами в головке 1. При повороте рукоятки ключа по часовой стрелке торец стержня 2 нажимает на торец шпильки и фиксирует ее. При обратном повороте рукоятки ключа торец стержня 2 отходит от шпильки и освобождает ее.

Рис. 7.4.

На рис. 7.4, б показан ручной роликовый ключ для захвата шпильки за гладкую часть. Головка 1 ключа содержит спиральные канавки, в которых размещены три ролика 2 , удерживаемые свободно установленной в головке 1 обоймой 3. При повороте головки 1 по часовой стрелке ролики 2 охватывают с трех сторон гладкую часть шпильки и обеспечивают ее вращение вместе с рукояткой ключа. При повороте рукоятки ключа в обратном направлении ролики 2 отходят от шпильки и освобождают ее.

Описанные инструменты применяют в единичном и мелкосерийном производствах. С увеличением объема выпуска изделий операции постановки шпилек механизируют и автоматизируют. В крупносерийном и массовом производствах эти операции выполняют на полуавтоматах, автоматах и автоматических линиях, оснащенных многошпиндельными шпильковертами.

Сборка болтовых и винтовых соединений. При сборке болтовых соединений болт с надетой шайбой вставляют в отверстия соединяемых деталей и удерживают его от выпадения и провертывания (рис. 7.5, а), а затем устанавливают шайбы и завинчивают гайку с заданным крутящим моментом (рис. 7.5, б).

Рис. 7.5.

Затяжку гаек в многоболтовом (шпилечном) соединении (если она выполняется вручную или с помощью механизированного одношпиндельного гайковерта) нужно выполнять в определенной последовательности. Общий принцип - затягивать сначала средние гайки, затем пару соседних справа и пару соседних слева и т.д., постепенно приближаясь к краям соединяемых деталей по спирали (рис. 7.6). Если гайки расположены по окружности, то их следует затягивать крест-накрест. Нарушение этого принципа может привести к деформациям соединяемых деталей и их неплотному стыку.

Рис. 7.6.

При использовании многошпиндельных гайковертов затяжка всех гаек осуществляется одновременно с установленным крутящим моментом.

Сборка винтовых соединений по сравнению с болтовыми и шпилечными является значительно более простой. После установки соединяемых деталей в требуемое положение винт подается в их отверстия и завинчивается с заданным крутящим моментом.

На рис. 7.7 показана схема устройства для автоматического завинчивания винтов. Винт 1 подается по желобу 2 через боковое

Рис. 7.7.

окно в неподвижной трубке 3 питателя и удерживается в ней с помощью трех поворотных кулачков 4. При опускании вращающейся отвертки 5 винт 1 преодолевает сопротивление упругого кольца 6, ввинчивается в отверстие детали 7 и соединяет ее с деталью 8. После затяжки винта / отвертка 5 и кулачки 4 возвращаются в исходное положение.

Неразъемные соединения деталей машин могут быть неподвижными и подвижными.

Неразъемные неподвижные соединения получают сваркой, пайкой, склеиванием, клепкой, развальцовкой, комбинированными способами, например, запрессовкой с последующей развальцовкой или сваркой и др. Наиболее часто неразъемные соединения образуются посредством сварки.

Сборка посредством клепки . В ряде случаев при изготовлении металлических конструкций - ферм, рам, балок и др. вместо сварных применяются заклепочные соединения. Клепка - это процесс соединения деталей с помощью заклепок.

Заклепки, как правило, должны быть из того же вида материала, что и соединяемые детали, так как в противном случае коррозионные процессы в заклепочном соединении протекают более интенсивно.

Место соединения деталей заклепками называют заклепочным швом. Расстояние от центра заклепки до фая склепываемых деталей должно составлять 1,5 диаметра заклепки. Длину стержня заклепки выбирают в зависимости от толщины склепываемых листов (пакета) и формы замыкающей головки.

Процесс клепки включает следующие основные операции:

Образование отверстия под заклепку в соединяемых деталях сверлением или пробивкой;

Зенкование гнезда под головку заклепки (при потайной или полупотай-ной головке);

Фиксация склепываемых деталей с помощью штифтов и сжатие деталей между собой;

Образование замыкающей головки заклепки, т.е. собственно клепка.

Клепку подразделяют на холодную (без нагрева заклепок) и горячую, предусматривающую нагрев стержня заклепки до 1000-1100 °С. При горячей клепке стержень заклепки лучше заполняет отверстие в склепываемых деталях, а при охлаждении заклепка лучше стягивает их. Обычно применяют холодную клепку.

Сборка резьбовых соединений . Они служат для обеспечения прочности и герметичности разъемных соединений, регулирования взаимного расположения и обеспечения неподвижности сопрягаемых деталей. Сборка резьбовых соединений осуществляется постановкой болтов, гаек, винтов, шпилек.

Основным конструктивным параметром, определяющим посадку резьбового соединения, является средний диаметр резьбы. В зависимости от его значения посадка может быть ходовой, скользящей, плотной и с гарантированным натягом. Наиболее распространена скользящая посадка.

Простейшим ручным инструментом для сборки резьбовых соединений являются гаечные и накидные ключи. Наряду с ручными для сборки резьбовых соединений широко применяются механизированные инструменты с электро- или пневмоприводом. По принципу ограничения величины передаваемого крутящего момента они разделяются на три основных типа. К первому типу относятся инструменты с ограничением передаваемого крутящего момента с помощью упругого элемента (пружины), ко второму - инструменты ударно-импульсного действия и к третьему - пневматические инструменты прямого действия (без ограничительных устройств).

Сборка шпоночных, шлицевых и штифтовых соединений . Данные соединения служат для передачи крутящего момента от вала к ступице колеса, шкива, муфты и т.п. или, наоборот, от этих деталей - к валу, а некоторые из них - также для фиксации их относительного положения на валу в осевом направлении. Эти соединения в основном стандартизованы.

Качество сборки шпоночных соединений зависит в первую очередь от соблюдения посадок в сопряжении шпонки с валом и ступицей. Одной из основных причин смятия боковых поверхностей шпонки является увеличение зазора в соединении. Причиной смятия шпонки может также быть неправильное расположение шпоночного паза на валу. Это может значительно затруднить сборку шпоночного соединения и вызвать перекос охватывающей детали на валу. Поэтому при пригонке призматических и сегментных шпонок вначале необходимо по калибру пришабрить боковые стенки паза на валу, которые должны располагаться параллельно его оси с допускаемым отклонением до 0,01 мм на 200 мм длины. Затем по пазу пригоняется шпонка с обеспечением требуемой посадки. Призматические и сегментные шпонки устанавливают в канавки легкими ударами медного молотка, причем между верхней плоскостью шпонки и дном охватывающей детали должен быть зазор. Отсутствие зазора может быть причиной смещения и радиального биения охватывающей детали.

Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными обеспечивают передачу больших крутящих моментов, более точное центрирование ступицы на валу и лучшее направление при перемещении ступицы по валу.

Штифтовые соединения . Штифты служат для фиксации при сборке точного взаимного расположения деталей. Применяются также специальные срезные штифты, являющиеся предохранительными элементами.

Сверление и последующее развертывание отверстия под штифт производят в обеих деталях в сборе. Предпочтительны сквозные отверстия под штифты, что упрощает разборку соединения.Глубина глухого отверстия должна быть достаточной для его развертывания на необходимую глубину с учетом заборной части развертки и чтобы находящийся в отверстии в сжатом состоянии воздух не мог вытолкнуть штифт при работе механизма. Для облегчения удаления из глухих отверстий рекомендуется применять штифты с резьбовым отверстием или резьбовым хвостовиком.Конические штифты могут использоваться многократно. Цилиндрические же штифты удерживаются в отверстии за счет натяга, поэтому при многократном использовании нарушается плотность их посадки и точность установки.

Нормальный натяг в коническом штифтовом соединении может быть получен, если штифт, вставленный в отверстие без применения каких-либо инструментов, входит в него на 0,7-0,75 своей длины. Собирают штифтовое соединение с помощью молотка через подкладку или под прессом. Для облегчения разборки соединения штифт должен выступать на 1-2 мм над поверхностью детали (при сквозном отверстии).

2.3.1. Резьбовое соединение (шпилька-деталь-гайка, болт-деталь, болт-гайка), имеющие вытянутость и износ резьб, забоины резьбы, в зависимости от их конструкции, прочности, материала и экономической целесообразности ремонта допускается восстанавливать одним из следующих способов:

перенарезанием резьбы под ремонтный размер (под меньший размер у болтов, шпилек, концов валов, под больший размер у резьбовых отверстий);

наплавкой с последующим нарезанием резьбы под чертежный размер, кроме резьбовой части болтов, шпилек или валов, работающих со знакопеременной нагрузкой.

нарезкой новых резьбовых отверстий (рядом со старыми) и заделкой старых отверстий резьбовыми пробками или заваркой.

При сборке резьбовых соединений соблюдаются следующие требования:

проходные отверстия под болты в соединительных деталях при относительном их смещении, не допускающие постановку болта соответствующего размера, исправляются рассверловкой, развертыванием или наплавкой с последующей обработкой под чертежный размер, раздача отверстий оправкой не допускается;

запрещается применять болты, шпильки и гайки, имеющие разработанную, сорванную или забитую резьбу, забитые грани головок. Резьба болтов и гаек ответственных соединений проверяется резьбовым калибром 3-го класса точности;

не допускается ввертывать болты, завышенные по длине, или нормальные болты в заниженные по глубине нарезки отверстия;

для плотной посадки шпилек или ввертышей допускается их установка на густотертом сурике или густотертых белилах;

ось резьбы шпильки должна быть перпендикулярна, а торец гайки - параллелен опорной поверхности детали, в которую ввернута шпилька, плоскости шайб должны быть параллельны между собой;

чтобы исключить возможные перекосы и коробление деталей ответственных сборочных единиц, гайки и болты следует затягивать усилием и в последовательности, установленной технологической инструкцией или чертежами на сборку данной сборочной единицы;

стопорение и контровка деталей должно производиться согласно требованиям чертежа на сборку данной сборочной единицы. Негодные пружинные и фасонные шайбы, шплинты и другие детали, служащие для стопорения и контровки деталей, заменяются.

2.3.2. Детали шпоночного соединения, имеющие смятие и износ пазов, ослабление посадки или деформацию шпонки, в зависимости от их конструкции и прочности восстанавливаются следующими способами:

обработкой пазов спариваемых деталей (ручным или механическим способом) до ремонтных размеров с постановкой шпонки ремонтного размера;

обработкой паза одной из деталей под ремонтный размер с постановкой ступенчатой шпонки;

электродуговой наплавкой пазов с последующей обработкой под номинальный размер с постановкой шпонки чертежного размера;

нарезанием нового паза у охватывающей детали (ступицы) с постановкой ступенчатой шпонки или шпонки номинального размера;

заменой части детали – постановкой втулки в отверстие охватывающей детали, заменой шпоночной части конца вала и изготовлением шпонки номинального размера, при этом металл новых частей должен быть той же марки, что и ремонтируемой детали.

Наплавка шпоночных пазов вала, работающего со знакопеременной нагрузкой, запрещается, кроме случаев, когда наплавочные работы ведутся вибродуговым способом с соблюдением соответствующих требований действующих инструктивных указаний по сварочным работам.

При сборке шпоночного соединения необходимо соблюдать следующие требования:

ось шпонки должна быть параллельна оси вала охватывающей детали;

высота выступающей части шпонки должна быть одинаковой по всей длине в пределах допуска чертежа;

допуски на посадку шпонки в пазах деталей должны быть в пределах, указанных в чертеже.

2.3.3. Детали шлицевого соединения с предельным износом шлицев ремонтируются, а детали с отколом шлицев заменяются. В зависимости от прочности деталей и экономической целесообразности ремонта восстанавливаются следующими способами:

наплавкой шлицевой части вибродуговым методом под слоем флюса износостойкой проволокой с последующей обработкой шлицев под номинальный размер;

б) заменой части вала – шлицевого конца или постановкой ремонтной втулки внутрь охватывающей детали (шлицевой муфты), при этом новые детали изготовляются из металла той же марки, что и ремонтируемая деталь.

При сборке шлицевых соединений должны соблюдаться требования чертежа по посадочным зазорам, шлицы - покрываться твердой смазкой.

2.3.4. Детали неподвижных конусных соединений, имеющие задиры, износ, смятие и наклеп контактирующих поверхностей в зависимости от их конструкции и прочности, а также экономической целесообразности ремонта, восстанавливаются одним из следующих способов:

шлифовкой или проточкой сопрягающихся конусных поверхностей;

наплавкой с последующей механической обработкой до номинального размера сопрягающихся конусных поверхностей;

заменой части детали - постановкой втулки в отверстие охватывающей детали или заменой конусной части вала с последующей механической обработкой до номинального размера сопрягающихся конусных поверхностей;

осталиванием или цинкованием сопрягающихся поверхностей с последующей обработкой до чертежного размера.

Наплавка конусных поверхностей деталей, работающих со знакопеременной нагрузкой, производится только вибродуговым способом под слоем флюса.

При сборке неподвижных конусных соединений соблюдаются следующие условия:

сопрягаемые конусные поверхности обрабатываются в соответствии с требованиями чертежа. Прилегание конусных поверхностей контролируются по краске соответствующим калибром или непосредственно конусными поверхностями сопрягаемых деталей. Следы краски, характеризующие степень прилегания конусных поверхностей, должны составлять не менее 70% площади, входящей в конусное соединение;

ступенчатый износ более 0,02 мм на конусной поверхности вала, образованный повторными притирками детали, снимается шлифованием или шабровкой;

натяг в соединении устанавливается в пределах, указанных в чертеже. Сборка соединения осуществляется с предварительным нагревом охватывающей детали, охлаждением вала или с применением пресса.

2.3.5. Детали подвижных конусных соединений с шириной притирочного пояска запорного конуса более 0,5 мм (клапаны цилиндровых крышек, пробковые краны и т. д.) с выгоранием, раковинами, износом, наклепом и другими дефектами запорной конусной поверхности в зависимости от их прочности и материала восстанавливаются следующими способами:

при незначительных размерах дефектов взаимной притиркой запорных конусов с применение притирочных паст или шлифовальных порошков, смешанных с маслом;

при значительных размерах дефектов станочной обработкой (шлифованием или проточкой) конусных поверхностей и последующей притиркой конусов с обязательным доведением углов запорных конусов до первоначальных значений;

при значительных повреждениях и износе деталей наплавкой поверхности запорного конуса одной детали, ее станочной обработкой и последующей взаимной притиркой детали. Этот способ рекомендуется главным образом для пробковых конусных кранов из цветного металла. Притирочный поясок на запорном конусе каждой детали должен быть непрерывным по окружности, шириной в пределах указанных в настоящем Руководстве. Допускается оставлять на конусной части детали круговые и поперечные риски, неглубокие раковины, расположенные вне притирочного пояска.

2.3.6. Детали подвижных конусных соединений с шириной притирочного пояска запорного конуса менее 0,5 мм (типа запорного конуса распылителя форсунки, нагнетательного клапана топливного насоса дизеля) с наклепом или износом конусной поверхности восстанавливаются только станочной обработкой или обработкой при помощи притиров конусных поверхностей деталей с обязательным доведением углов их запорных конусов до первоначальных размеров с последующей легкой притиркой.

Качество притирки запорных конусов подвижных конусных соединений разрешается контролировать предварительно по карандашным рискам, а окончательно наливом керосина, опрессовкой воздухом или жидкостью. При проверке керосином или опрессовкой жидкостью пропуск жидкости или «потение» в соединениях не допускается. При контроле опрессовкой воздухом шипение или образование пузырьков (после смачивания мыльной водой) не допускается.

2.3.7. Ослабление посадки деталей неподвижных соединений с гарантированным натягом в зависимости от конструкции сборочной единицы, прочности и степени ослабления посадки деталей, а также экономической целесообразности ремонта рекомендуется устранять одним из следующих способов:

электроискровым способом, когда толщина наращивания слоя металла на поверхности вала или отверстия не превышает 0,1 мм;

хромированием или омеднением, когда толщина наращиваемого слоя металла не превышает 0,15 мм;

нанесением пленки клея (эластомера) ГЭН-150(В), Ф6, Ф40, когда толщина пленки клея наносимого на поверхность детали не превышает 0,1 мм;

цинкованием или металлизацией, когда толщина наращиваемого слоя металла не превышает 0,3 мм;

раздачей, обжатием или осадкой, когда необходимо увеличить диаметр оси, пальца, валика и подобных деталей или уменьшить диаметр отверстия до 0,3 мм;

осталиванием, электродуговой наплавкой, постановкой ремонтной втулки на вал, втулок в отверстие, когда толщина наращиваемого слоя превышает 0,30 мм. Наплавка валов, работающих со знакопеременной нагрузкой, запрещается, кроме случаев, когда наплавочные работы ведутся вибродуговым способом.

При наращивании посадочной части детали эластомером необходимо пользоваться руководствами по применению эластомера ГЭН-150(В), Ф6, Ф40 при ремонте локомотивов.

Сборка деталей неподвижных соединений с гарантированным натягом выполняется с соблюдением следующих требований:

перед соединением сопрягаемые поверхности деталей тщательно осматриваются и обмеряются, заусенцы на поверхности сопряжения деталей не допускаются. Натяг в соединениях устанавливается в пределах, указанных на чертеже;

сборка соединений выполняется с предварительным нагревом охватывающей детали, охлаждением охватываемой детали или при помощи пресса. В последнем случае применяется приспособление, обеспечивающее действие усилия запрессовки строго по оси запрессовываемой детали. Запрещается вести сборку соединения ударами непосредственно по детали без применения специальных оправок.

2.3.8. Допустимый чертежный зазор в шарнирных соединениях, (т. е. соединениях, осуществляемых при помощи цилиндрических и сферических элементов – осей, пальцев, валиков, втулок и других деталей), с предельным износом деталей в зависимости от их конструкции, прочности материала, а также экономической целесообразности восстанавливается одним из следующих способов:

обработкой оси, пальца или валика под ремонтный размер с соответствующим уменьшением диаметра отверстия (втулочного подшипника);

обработкой отверстия (втулочного подшипника) под ремонтный размер с соответствующим увеличением диаметра оси пальца или валика;

восстановлением номинального размера диаметров отверстия (втулочного подшипника), оси, пальца или вала.

Увеличение диаметра оси, пальца, валика или уменьшение диаметра отверстия (втулочного подшипника) производится одним из способов, указанных в п. 2.3.7 настоящего Руководства.

Подшипники качения

Техническое обслуживание и ремонт подшипниковых узлов букс колесных пар, тяговых электродвигателей и тяговых генераторов должно выполняться в соответствии с Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту узлов с подшипниками качения локомотивов и моторвагонного подвижного состава, утвержденной МПС России 11.06.1995 № ЦТ‑330.

При техническом обслуживании и ремонте других узлов с подшипниками качения следует руководствоваться Временными инструктивными указаниями по обслуживанию и ремонту узлов с подшипниками качения дизелей и вспомогательного оборудования тягового подвижного состава, утвержденными Главным управлением локомотивного хозяйства МПС СССР 10.04.1985 № ЦТтеп‑87/11.

Зубчатые передачи

2.5.1. Колеса (шестерни) зубчатых передач тепловоза с предельным износом зубьев, трещиной у основания зуба или изломом хотя бы одного зуба подлежат замене. Устранять износ и трещины зубьев колес (шестерен) наплавкой или сваркой запрещается.

Разрешается при текущем ремонте оставлять в работе зубчатые колеса (шестерни):

если вмятины, мелкие раковины в виде сыпи и другие дефекты имеют глубину не более 0,5 мм, а отдельные - до 1 мм и их общая площадь не превышает 25% рабочей поверхности одного зуба;

с отколом части зуба, если отколовшаяся часть, начиная от торца зуба, не превышает 10% его длины, острые кромки места откола зуба скругляются.

Износ зубьев цилиндрических зубчатых колес (шестерен) определяется непосредственным измерением: толщины зуба - штангензубомером, длины общей нормали - зубомерной скобой. Износ зубьев конических зубчатых передач - путем, т. е. по характеру работы передачи.

2.5.2. При сборке зубчатых передач должны соблюдаться следующие условия:

боковой и радиальный зазоры между зубьями колес (шестерен) быть в пределах норм, указанных в технологической документации, а прилегание (контакт) зубьев по их длине (по краске) составлять не менее 70% у цилиндрических зубчатых передач и 30% у конических зубчатых передач со стороны узких концов зубьев;

торцевое биение цилиндрического зубчатого колеса (шестерни), установленного на валу, при измерении индикатором по окружности впадин быть в пределах установленных норм;

точка касания зубьев (т. е. точка приложения окружного усилия) находиться на начальной окружности обоих зубчатых колес (шестерен);

боковой зазора между зубьями колес (шестерен) в зависимости от конструкции передачи измеряться индикатором, щупом или по свинцовой выжимке не менее чем в четырех точках окружности, радиальный зазор - определяться по свинцовой выжимке.

Боковой зазор между зубьями зубчатых колес у конической передачи регулируется смещением зубчатых колес на валах или зубчатых колес вместе с валами, у цилиндрической передачи, как правило, подбором зубчатых колес, а в регулируемых конструкциях - изменением межцентрового расстояния.

Относительное смещение зубьев парных зубчатых колес (ступенчатость у цилиндрических и по "затылкам" у конических) допускается не более 1,5 мм, радиальный зазор – не менее 0,10 мм.

Работа зубчатой передачи считается нормальной, если зубчатые колеса вращаются свободно без толчков и рывков.

Лекция № 7 Сборка типовых соединений, узлов, автомобиля

МЕТОДЫ ДОСТИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ сборки

В машиностроительной промышленности сборку производят методами полной взаимозаменяемости, неполной взаимозаменяемости, групповой взаимозаменяемости, пригонки и регулирования.

При полной взаимозаменяемости точность сборки достигается без подбора или пригонки любых взятых из партии сопряженных деталей. Для ее осуществления необходима обработка деталей с высокой точностью, т.к. точность сборки изделия при этом методе зависит только от точности собираемых деталей.

Например, точность сборки коренных и шатунных подшипников коленчатого вала двигателя определяется величинами допусков размеров на диаметр гнезда под вкладыши, на толщину вкладышей и диаметр шейки вала. Для двигателей ЗМЗ, УАЗ зазор в коренных подшипниках должен быть в пределах 0,036…0,079 мм, допуск зазора 0,043 мм, размер гнезд в блоке цилиндров под вкладыши 68,500…68,518 мм, допуск 0,018 мм; толщина вкладышей 2,232…2,226 мм, допуск 0,006 мм; диаметр коренных шеек коленчатого вала 64,00…63,987 мм, допуск 0,013 мм.

Сборка данного соединения методом полной взаимозаменяемости без подбора, выбора и подгонки деталей обеспечивает требуемую точность сборки подшипников двигателя, так как допуск 0,018+2*0,006+0,013=0,043 мм.

Метод наиболее целесообразно применять в крупносерийном и массовом производствах для двухзвенных размерных цепей (например, в сопряжениях вал - втулка, вал - подшипник). Для многозвенных цепей этот метод трудоемок и экономически нецелесообразен.

Метод неполной взаимозаменяемости состоит в том, что требуемая точность сборки достигается не у всех объектов. Т.е. в отличие от полной взаимозаменяемости устанавливаются более широкие допуски (дешевле) на все детали сборочной размерной цепи. При этом методе сборки часть узлов не будет удовлетворять установленной точности и их придется разбирать и собирать повторно.

В этом случае дополнительные затраты на выполнение разборочно-сборочных работ значительно меньше затрат на изготовление сопрягаемых деталей с более узкими допусками, обеспечивающими получение требуемой точности сборки у всех соединений.

Сборка по этому методу целесообразна в серийном и массовом производствах для многозвенных размерных цепей.

Метод групповой взаимозаменяемости (селективной сборки ) заключается в том, что детали изготавливают с увеличенными полями допусков. Перед сборкой сопрягаемые детали сортируют на размерные группы с одинаковыми допусками. В пределах каждой размерной группы требуемая точность сборки достигается методом полной взаимозаменяемости.

Метод обеспечивает достижение наиболее высокой точности при низких затратах, он применяется при сборке точных (прецизионных) сопряжений: (плунжерные пары, шатунно-поршневые группы и т.п.)

Например, для двигателей необходим допуск посадки поршневого пальца (допуск наружного диаметра 0,010 мм) в бобышках поршня и во втулке верхней головки шатуна (допуск отверстий 0,010 мм), равный 0,005 мм. Сборка указанных соединений методом полной взаимозаменяемости обеспечит допуск 0,010+0,010=0,020 мм, что недопустимо. В этом случае допуск посадки будет в 4 раза шире необходимого. Поэтому для достижения требуемого допуска посадки 0,005 мм сопрягаемые детали сортируют на четыре размерные группы с допуском 0,0025 мм в каждой (табл.).

Сущность метода регулирования заключается в том, что требуемая точность сборки достигается изменением компенсирующего звена (на рис. - К) без снятия слоя металла.

Например, требуемая точность осевого зазора (натяга) в соединении с коническими подшипниками качения (дифференциал, главная передача, механизм рулевого управления и др.) обеспечивается изменением толщины неподвижного компенсатора (группа колец, прокладок, регулировочных шайб и т.п.), а точность зазора между торцом клапана и болтом толкателя достигается путем изменения положения подвижного компенсатора - регулировочного болта в осевом направлении.

Метод пригонки состоит в том, что требуемая точность сборки достигается изменением компенсирующего звена путем снятия слоя металла.

Основными слесарно-пригоночными работами являются опиливание, обработка отверстий по месту, полирование, притирка и др. Пригонка (притирка клапана к седлу, плунжерной пары топливной аппаратуры, приработка ведущей и ведомой шестерен главной передачи) производится в процессе обработки резанием, и детали поступают на сборку спаренными.

Метод применяется в единичном и мелкосерийном производствах.

ВИДЫ СБОРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Соединения деталей в зависимости от характера разделяются на подвижные и неподвижные, а в зависимости от возможности разборки - на разъемные и неразъемные.

Подвижные разъемные: поршень - цилиндр, зубчатые и некоторые шлицевые соединения. Подвижные неразъемные: радиальные шариковые подшипники. Неподвижные разъемные: резьбовые, шпоночные, конусные и др. Неподвижные неразъемные: заклепочные, соединения сваркой, запрессовкой, пайкой, склейкой и т.п.

Разъемные соединения разбираются без повреждений деталей.

Неразъемные соединения не могут быть разобраны без повреждений деталей.

К неподвижным разъемным соединениям относятся резьбовые, шпоночные и шлицевые, выполненные с переходными посадками и посадками на конус, а также штифтовые соединения.

Детали подвижных соединений при работе могут перемещаться друг относительно друга.

В резьбовых соединениях обычно используются шпильки, болты и винты и гайки.

Шпильки применяют при непосредственном соединении плоских поверхностей или при соединении поверхностей с помощью прокладок, причем этому предшествует ввертывание шпилек в базовую деталь.

Болты применяют, когда отверстия в сопрягаемых деталях сквозные.

Винты необходимы тогда, когда резьбовое соединение в процессе эксплуатации часто разбирается. Поэтому резьба для винтовых соединений выполняется менее плотной, чем в резьбовых соединениях шпильками.

Самоформирующие винты (исключающие применение гаек) предназначены для крепления деталей без предварительного сверления.

Самоформирующие винты делятся на самонарезающие (образуют резьбу нарезанием с удалением материала) и самовыдавливающие (образуют резьбу в отверстии накатыванием без удаления стружки). Если винт завинчивают в латунь, алюминий, пластмассы, то смазки не требуется, в сталь - необходима смачка минеральным маслом, в чугун - керосином.

При выполнении резьбовых соединений широко используются гайковерты, которые бывают одно- и многошпиндельными (до 20). Многошпиндельные гайковерты позволяют завертывать одновременно несколько гаек (при установке колес). При затягивании резьбовых соединений для обеспечения заданного крутящего момента применяют различные тарированные ключи, рассчитанные на автоматическое выключение при достижении заданной силы затяжки, а также динамометрические ключи, контролирующие силу затяжки с помощью специальных указателей. Наиболее точно затяжку резьбовых соединений можно контролировать по изменению удлинения болта или шпильки под действием затяжки. Удлинение измеряется микрометром или индикатором.

В шпоночных соединениях используются клиновые, призматические и сегментные шпонки.

При сборке с помощью клиновой шпонки ось охватывающей детали смещена относительно оси вала. Это смещение является причиной радиального биения охватывающей детали.

В соединениях с призматическими или сегментными шпонками сборка шпонки с валом производится с натягом, шпонка запрессовывается в паз вала при помощи пресса или винтовыми струбцинами.

При сборке шпоночных соединений особое внимание необходимо обратить на точность подгонки шпонок по боковым поверхностям и зазору по наружной поверхности. Так как через торцы шпонок передаются крутящие моменты от одной детали к другой, они должны быть очень точно пригнаны по шпоночному пазу сопряженной детали. При неточной пригонке резко возрастает давление в шпоночном соединении и торцы шпонки и шпоночные пазы сминаются. В шпоночном соединении образуется постепенно увеличивающийся зазор, и это разбивает соединение.

Шлицевые неподвижные соединения выполняют с различными посадками центрирующих элементов и бывают туго- и легкоразъемными. Тугоразъемное шлицевое соединение выполняют с нагревом охватывающей детали до 80-120°С. Нагрев уменьшает усилие напрессовки и, следовательно, обеспечивает более правильную посадку. При сборке легкоразъемных шлицевых соединений больших усилий напрессовки не требуется.

Шлицевые подвижные соединения в автомобилях могут быть прямобочными, эвольвентными и треугольными. Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевые соединения, при сборке которых центрирование охватывающей детали может быть выполнено по наружному диаметру выступов охватываемой детали (вала), по внутреннему диаметру впадин вала и по боковым сторонам шлиц.

При центрировании по наружному диаметру выступов вала его шлифуют по наружному диаметру шлицев. При центрировании по внутреннему диаметру впадин вала шлифуют отверстие детали (наиболее дорогое). Центрирование по боковым сторонам применяется в том случае, если на валу более 10 шлицев. На автомобилях чаще всего применяется первый тип шлицевого соединения.

Штифтовые соединения выполняются при помощи конических и цилиндрических штифтов. Кроме соединения, штифты используются также для обеспечения необходимого взаимного положения собираемых деталей.

Зубчатые колеса насаживают на посадочные шейки валов с небольшим зазором или натягом вручную или при помощи специальных приспособлений.

Зубчатые передачи с цилиндрической зубчатой парой после установки колес на валы проверяют по боковому зазору и пятну контакта.

Расположение пятна контакта проверяют по отпечатку краски.

Боковой зазор измеряют щупом или при помощи индикаторного приспособления (рис.) путем поворота на некоторый угол одного зубчатого колеса при неподвижном другом. При сборке зубчатых зацеплений с большим модулем боковой зазор можно определять с помощью свинцовой пластины, прокатив ее между зубьями, а затем измерив микрометром ее толщину.

Верхнюю шестерню 2 стопорят, ножку индикатора 4 устанавливают перпендикулярно хомутику 3 и проворачивая зубчатое колесо 1, фиксируют отклонение индикатора.

Боковой зазор определяют по формуле

где - диаметр начальной окружности зубчатого колеса, мм;

Длина плеча, мм;

Показания индикатора, мм.

Зубчатые передачи с конической или гипоидной зубчатой парой оценивают по пятну контакта зубьев, боковому зазору и уровню шума.

Правильность расположения пятна контакта достигается путем взаимного перемещения зубчатых колес вдоль оси вращения.

Боковой зазор измеряют с помощью индикаторного приспособления, которое закрепляют на картере. Регулируют зазор перемещением зубчатых колес и установкой прокладок.

Уровень шума проверяют на стенде, он не должен превышать 50...70 дБ.

При проверке пятна контакта зубьев «на краску» рабочие поверхности шестерни покрывают краской и несколько раз проворачивают зубчатые колеса в разные стороны. О контакте рабочих поверхностей зубьев судят по форме и расположению отпечатка (рис.).

Подшипники качения напрессовывают на вал или запрессовывают в корпус с помощью пресса или винтовых приспособлений, избегая ударов.

Для этого используют подкладные кольца (рис. а) и монтажные трубы (рис. б). При запрессовке подшипника в корпус с одновременной напрессовкой его на шейку вала применяют специальную оправку (рис. в).

В сборочном узле с вращающимся валом и неподвижным корпусом внутреннее кольцо подшипника должно иметь посадку с натягом, а наружное - с зазором.

При неподвижном вале и вращающемся корпусе внутреннее кольцо устанавливают с зазором, а наружное - с натягом

Зазор необходим для удобства демонтажа подшипника и возможности провертывания кольца, что обеспечивает более ровный износ кольца и посадочной поверхности детали.

При запрессовке подшипника качения размер его колец изменяется: диаметр внутреннего кольца увеличивается, а наружного уменьшается. При запрессовке подшипников необходимо пользоваться оправками и следить, чтобы усилие запрессовки передавалось на запрессовываемое кольцо.

Регулировку радиального зазора в коническом роликовом подшипнике осуществляют смещением наружного или внутреннего кольца в осевом направлении регулировочным винтом или гайкой или подбором соответствующего комплекта прокладок.

Неразъемные подшипники скольжения (втулки) запрессовывают в гнезда, а затем растачивают или развертывают под диаметр шеек сопряженных валов. Втулки запрессовывают на гидравлических и механических прессах.

При сборке цепных и ременных передач линейкой контролируют их натяжение по величине стрелы провисания нерабочей ветви. Звездочки и шкивы передач должны находиться в одной плоскости, что проверяют, прикладывая к торцам стальную линейку или натягивая струну (леску).

Конусные соединения собирают таким образом, чтобы обеспечивалось плотное прилегание конусных поверхностей. Это достигается развертыванием отверстия конусной разверткой или притиркой поверхностей пастой. Проверку притирки производят по цвету притираемых поверхностей (поверхность должна быть ровной и матовой). Чтобы конусное соединение работало надежно, оно должно собираться с натягом. Без натяга конусное соединение быстро разрабатывается.

Соединения с гарантированным натягом выполняют с применением прессовых посадок или теплового воздействия на собираемые детали.

При запрессовке используются гидравлические прессы, домкраты, струбцины.

Если условия работы сопрягаемых деталей тяжелые, то сборку осуществляют путем теплового воздействия на них. Нагрев деталей осуществляют в кипящей воде, в горячем масле, газовыми горелками, в печах и т.д. Прочность посадки при этом в 2…3 раза превышает прочность обычных прессовых посадок. При осуществлении посадки тепловым воздействием на сопрягаемые детали микронеровности сцепляются (происходит затекание металла одной из деталей в углубления другой), а не сглаживаются, как это имеет место, при обычных соединениях. Примером посадок является соединение заготовок зубчатого венца с маховиком двигателя, подшипника качения с валом и др. Прессовое оборудование выбирают по расчетной силе запрессовки с коэффициентом запаса 1,5...2. Рекомендуется при запрессовке смазывать поверхности машинным маслом для предотвращения задиров, при этом смазка не должна способствовать взаимному перемещению деталей при работе соединений.

При соединении деталей методом охлаждения охватываемую деталь охлаждают до температуры 200  К в сухом льду (твердая углекислота) или до температуры 83...77  К в жидком азоте. Использование для этих целей жидкого кислорода или воздуха не рекомендуется из-за их взрывоопасности. Охлаждение успешно применяют при посадке штифтов, осей и длинномерных втулок с тонкими стенками. Запрессовка таких деталей прессом невозможна вследствие их деформации.

При посадке деталей со значительными натягами производят одновременный нагрев охватывающей детали и охлаждение охватываемой .

В некоторых случаях для соединения стального вала с деталями типа кулачков, эксцентриков, зубчатых колес и т.п. посадочные поверхности сопрягаемых деталей покрывают тонким слоем металлического припоя, заполненного твердыми частицами, например, корунда с последующей посадкой детали при помощи разогрева или охлаждения . При этом достигается высокая прочность неразборного соединения. Таким образом можно соединить вал с шестерней. При этом шестерню нагревают до 473...523  К и осуществляют посадку на вал с последующим охлаждением.

Развальцовывание применяется в том случае, когда требуется обеспечить плотное и герметичное соединение деталей. Оно выполняется специальным инструментом - развальцовкой путем пластического деформирования одной из сопрягаемых деталей. Развальцовывание осуществляется на сверлильных станках и специальных установках. Этот вид соединения применяется в трубопроводах тормозной системы и смазки двигателя.

Клепаные (на заклепках) соединения используются в конструкциях, которые подвергаются воздействию высоких температур и коррозии, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки. Для клепки применяются пневмо- и электроклепальные молотки.

Материалом для заклепок чаще всего служит проволока из стали 10 и из алюминиевых сплавов Д18 и В65. Прочность клепаного соединения зависит от материала заклепок, их термической обработки и диаметра отверстия под заклепку.

Клепальные работы производятся при сборке или ремонте рам автомобилей, кожухов полуосей задних мостов, дифференциалов, дисков сцеплений и т.д.

Сварные соединения применяется для уменьшения числа заклепочных соединений (экономит материал и снижает трудоемкость). Точечную электросварку (рис.) применяют при изготовлении и ремонте кузовов и кабин.

При сварке плавлением металл в зоне сварки расплавляется и переходит в жидкое состояние, соединение возникает за счет самопроизвольного слияния и взаиморастворения металла соединяемых частей.

При сварке давлением металлы совместно сжимаются и деформируются. Приложенное усилие (ковка, давление, удар) вызывает течение металла вдоль поверхности раздела и его перемешивание, разрушает поверхностные слои металла, выводит на поверхность свежие (не бывшие в соприкосновении с атмосферой) слои металла, сближает соединяемые поверхности и способствует соприкосновению их атомов. Сопутствующий нагрев ослабляет связи между атомами, делает их более подвижными, снижает твердость металла и повышает его пластичность.

Пайка в автомобилестроении используется для устранения обнаруженных дефектов (например, течи в трубках радиатора).

Между соединяемыми частями изделия вводится расплавляемый металл-припой, который плавится при более низкой температуре, чем соединяемые металлы. Припой в жидком виде заполняет зазор между поверхностями соединяемых деталей под действием капиллярных сил, а застывая, кристаллизуется, образуя прочные связи.

Метод склеивания сопрягаемых поверхностей. Его эффективность часто выше свинчивания, клепки, сварки. Клеевые соединения обеспечивают высокую прочность, снижают массу, позволяют получить гладкую поверхность изделий и в ряде случаев дают возможность сочетать крепление с герметизацией. Возможно сочетание склеивания с контактной сваркой. Клеевые соединения вал-втулка работоспособны в большинстве узлов машин, где применяют посадку зубчатых колес или шкивов на вал.

В массовом машиностроительном производстве применяют клеи на основе эпоксидных, силиконовых, полиуретановых смол и др.

Склеиванию присущи и определенные недостатки: небольшая прочность при отрыве, склонность к старению, необходимость применения сложного, оборудования и комплекса дорогостоящей высокоточной оснастки.

Последовательность СБОРКи Грузового АВТОМОБИЛя

На первом посту сборочного конвейера на раму в перевернутом положении устанавливают передний и задний мосты в сборе с рессорами, а также амортизаторы передней подвески и тормозную систему. Монтируют карданную передачу и закрепляют на раме глушитель.

После установки на переднюю и заднюю части рамы кантователя подсобранное шасси поднимают, переворачивают и опускают на конвейер.

Сборку продолжают креплением к раме буксирного приспособления. Заполнив тормозную систему сжатым воздухом от заводской сети, проверяют герметичность соединений.

Устанавливают на раме двигатель в сборе с коробкой передач, радиатор. В картер заднего моста и коробки передач заливают трансмиссионное масло и через пресс-масленки заполняют маслом все подвижные сопряжения шасси автомобиля.

Завершающей операцией сборки автомобиля является установка колес и кабины в сборе с арматурой, электрооборудованием, отопителем, облицовкой радиатора, крыльями, подножками и колонкой рулевого механизма.

Средства механизации сборочных работ

При сборке для облегчения труда и повышения производительности применяют различные средства механизации сборочных работ.

По типу привода инструмент делится на пневматический, гидравлический и электрический.

По принципу действия механизированный инструмент делится на следующие группы:

Ударного действия - клепальные молотки, кернеры;

Вращательного действия - дрели, шлифовальные машины, гайковерты, отвертки.

Приспособления, применяемые при сборке, подразделяются на следующие виды:

Для установки и соединения деталей - подставки с призмами для сборки деталей на валу, поворотные столы для монтажа деталей и др.;

Для напрессовки зубчатых колес, шкивов, подшипников и т.д.;

Контрольные приспособления и стенды для проверки качества сборки и определения действительных эксплуатационных характеристик сборочного узла или автомобиля.

В качестве подъемно-транспортных средств используются мостовые краны, электрические и гидравлические подъемники.

Подъемники устанавливают на кран-балках, поворотных и передвижных консольных кранах.

Транспортировка деталей и узлов осуществляется с помощью электрокар и рольгангов.

Для общей сборки автомобилей используются конвейеры.