Неподвижные посадки (посадки с натягом)

Неподвижными посадками или посадками с натягом называются такие посадки, у которых между сопрягаемыми поверхностями имеется гарантированный натяг, обеспечивающий взаимную неподвижность деталей после их сборки (рис. 3.7).

Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом при сборке соединения. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений эти посадки применяют во всех отраслях машиностроения.

Натягом называется разность размеров вала и отверстия до сборки. Натяг характеризует степень сопротивления смещению одной детали относительно другой после сборки. Натяг рассчитывается по уравнению:

Для посадок с натягом поле допуска вала расположено над полем допуска отверстия (рис. 3.8).

Предельные значения натягов определяются по формулам:

Допуском натяга называется разность наибольшего и наименьшего натягов:

Если в формулу (3.26) подставить предельные значения натягов, то можно получить еще одну зависимость для определения допуска натяга:

Допуск натяга определяется как сумма допусков отверстия и вала.

В ЕСДП насчитывается 12 неподвижных посадок, которые тоже располагаются в соответствии с латинским алфавитом.

В соответствии с расположением посадки в алфавите натяг будет меняться: к концу его натяг будет увеличиваться. Посадки с двойными обозначениями

обычно применяются для соединений деталей, выполненных из неметаллических деталей.

Взаимная неподвижность деталей достигается за счет внутренних напряжений на поверхностях контакта вследствие упругих деформаций, однако получить неподвижное соединение обычной сборкой не удается, так как вал больше отверстия, поэтому существуют различные способы сборки соединений с натягом:

прессование – при незначительной величине натяга, т. е. при небольшой разнице диаметров вала и отверстия. Сборка может производиться как со смазкой поверхностей, так и без нее. Однако при прессовании наблюдаются смятие и срезы неровностей поверхностей, что приводит к задирам. Поэтому повторное использование таких деталей после разборки невозможно;

нагревание втулки – способ сборки при увеличенной величине натяга. Этот способ не всегда применим, так как при нагреве меняются структура и качественные свойства материала, полученные в результате термообработки, кроме того, происходит коробление детали. Этот метод целесообразен для неответственных деталей и узлов при сравнительно небольшом нагреве;

охлаждение вала жидким азотом (–196º) или сухим льдом (–80º);

комбинированный способ – сочетанием указанных выше способов.

Переходные посадки иногда называют посадками центрирования, они являются промежуточными между подвижными и неподвижными, т. е. могут дать как зазор, так и натяг.

Для переходных посадок поля допусков отверстия и вала частично или полностью перекрываются (рис. 3.9). При наибольшем предельном размере вала и наименьшем предельном размере отверстия получается наибольший натяг, а при наибольшем предельном размере отверстия и наименьшем предельном размере вала – наибольший зазор.

Можно рассмотреть посадки, образованные сочетанием поля допуска отверстия TD и полей допусков валов Td₁, Td₂ и Td₃.

Для обоснования вероятного значения натяга или зазора производится специальный расчет с использованием значения нормированной функции Лапласа Ф(z).

Допуск посадки можно определить двумя способами:

Переходные посадки предназначены для неподвижных соединений, которые служат для обеспечения хорошего центрирования сопрягаемых поверхностей и должны легко разбираться. Натяги и зазоры в этих посадках небольшие и не могут передавать значительные крутящие моменты поэтому используется дополнительное крепление шпонками, штифтами, винтами и т. п. Наиболее широко переходные посадки применяют при установке подшипников качения.

Необходимые эксплуатационные свойства механизмов обеспечивают выбором соответствующих посадок при соединении деталей друг с другом. Выбор посадок является не только технической, но и экономической задачей, правильное решение которой во многом способствует не только обеспечению качества изделий, но и эффективности производства.

Обычно конструкторы в своей практике пользуются сравнительно небольшим количеством разного вида посадок (не более 10), несмотря на то, что рекомендованных к применению посадок в системах допусков значительно больше. Основаниями для определения необходимых параметров посадки могут быть результаты аналитических расчетов, экспериментальных исследований, а также накопленный производственный опыт. Чаще всего выбирают посадку, ориентируясь на аналогичные соединения, условия работы которых хорошо известны и их применение оправдало себя на практике.

Для условий серийного производства ответственные соединения подвергают экспериментальным исследованиям, результаты которых используют при выборе той или иной посадки.

Существующие методики аналитических расчетов параметров насадок в основном являются весьма приближенными, так как не могут учитывать всех факторов, влияющих на свойства посадок при разных допущениях. Такие методики расчетов (в том числе на ЭВМ) применяют для предварительного определения тех величин зазоров или натягов в посадках, которые могли бы обеспечить исследование заданных функций в предполагаемых условиях эксплуатации изделий. Следует признать, что в настоящее время основой для выбора посадок является производственный опыт и экспериментальные данные.

Системой допусков для гладких цилиндрических соединений, как и для других сопряжений, называется закономерно построенная на основе расчета и опыта совокупность рядов допусков и посадок.

Система предназначена для того, чтобы можно было выбрать минимально, но достаточное для практики число вариантов посадок. Она позволяет обеспечить стандартизацию режущих инструментов и калибров, облегчить конструирование и достижение взаимозаменяемости соединений, повысить качество изделий и упростить расчеты посадок.

Различают две системы: систему вала и систему отверстия.

Отверстие в системе отверстия является основным. Система характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номинальных размерах предельные размеры отверстия остаются постоянными, а осуществление различных посадок достигается за счет изменения предельных размеров валов.

В системе отверстия поле допуска основного отверстия обозначается буквой Н и располагается на нулевой линии, т. е. EI = 0 (рис. 3.10).

Расположение поля допуска основного отверстия в «плюс» приводит к экономии материала, так как его действительный размер всегда будет больше номинального при том условии, что отверстие будет годной деталью.

Сочетание полей допусков основного отверстия Н и полей допусков Td₁, Td₂, Td₃ дает различные посадки. Так, сочетание H/Td₁ дает посадку с зазором (общее их количество 11), H/Td₃ – посадку с натягом (12) и H/Td₂ – переходную (5). Следовательно, для одного номинального размера и одного квалитета может быть 28 посадок.

С учетом того, что в диапазоне от 0 до 500 мм насчитывается 130 номинальных размеров, а при образовании посадки можно брать разные квалитеты для вала и отверстия, то получится чрезвычайно большое их количество. В практической деятельности это многообразие не используется, т. е. наблюдается разумное ограничение, приводящее к образованию рекомендуемых посадок [9].

В системе вала основной деталью считается вал, который называется основным. Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одной степени точности при одинаковых номинальных размерах предельные размеры вала остаются постоянными, а осуществление различных посадок достигается за счет изменения предельных размеров отверстий.

Поле допуска основного вала обозначается буквой h и располагается под нулевой линией, т. е. es = 0 (рис. 3.11).

Расположение поля допуска основного вала в «минус» способствует экономии материала для вала, так как его действительный размер будет меньше номинального.

Сочетание TD₁/h дает посадку с зазором (их количество – 11), а TD₂/h – переходную посадку (5), TD₃/h образует посадку с натягом (12). Таким образом, в системе вала в одном номинальном размере и одинаковом квалитете может быть 28 посадок различного характера.

Системы отверстия и вала дают совершенно одинаковое количество посадок с равными значениями зазоров и натягов, т. е. обе системы равноправны. Однако преимущественное распространение имеет все-таки система отверстия, так как основным ее преимуществом является сокращение ассортимента дорогих режущих инструментов для обработки отверстий (развертки, протяжки) и средств для их контроля (калибров-пробок). Система отверстия экономически более выгодна для производства, поэтому она предпочтительна.

Система вала имеет ограниченное применение, т. е. в тех случаях, когда невозможно использование системы отверстия. Когда оси, валики, штифты изготавливаются из точных холоднотянутых прутков («серебрянки»), тогда не требуется механическая обработка по диаметру и поэтому экономически целесообразнее подобрать к готовому валу втулку.

Если производится соединение деталей с парными, ранее выполненными по системе вала деталями – шпонки различных типов, подшипники качения по наружному диаметру, то посадочные места под них надо изготавливать по системе вала.

В некоторых случаях по конструктивным соображениям приходится применять систему вала, например, когда требуется чередовать соединения нескольких отверстий одинакового номинального размера, но с разными посадками. На рис. 3.12 показано соединение, имеющее подвижную посадку поршневого пальца 1 с шатуном 2 и неподвижную в бобышках поршня 3, которое целесообразно выполнить в системе вала (рис. 3.12, в). Если это соединение выполнить в системе отверстия, то детали невозможно будет собрать (рис. 3.12, б).

В исключительных случаях целесообразно применять посадки, образованные таким сочетанием полей допусков отверстия и вала, когда ни одна из деталей не является основной или они обе основные. Такие посадки называются внесистемными.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: