Общие сведения и расчет соединений с натягом

Соед-е 2х деталей можно осуществить без применения болтов, шпонок, сварных швов и т.д., для этого достаточно при сборке запрессовать одну деталь в другую. При этом диаметр охватыв-емой детали делают больше, чем диаметр отверстия охват-ющей детали.

Натягом называют положительную разность диаметров вала и отверстия:

В месте соединения детали упруго деформируются - диаметр посадочных (контактирующих) поверхностей становится общим , на поверхностях деталей возникает контактное давление и соответствующие ему силы трения. Силы трения обеспечивают неподвижность соединения и позволяют воспринимать вращающий момент, осевую силу и изгибающий момент.

Нагрузочная способность соединения зависит от величины натяга, который в свою очередь зависит от величины нагрузки.

Соединения деталей с натягом относят к неразъемным соединениям условно, т.к. они допускают ограниченное число разборок и новых сборок.

Достоинства соед-й с натягом: простота конструкции; хорошее восприятие больших стат и динам нагрузок; хорошее центрирование соед-х деталей; возможность разборки соед-й.

Недостатки соединений с натягом: сложность разборки; возможность уменьшения натяга соединяемых деталей и повреждения их посадочных поверхностей при сборке (запрессовке), а вследствие этого – требование повышенной точности изготовления посадочных поверхностей; высокая концентрация напряжений у краев отверстия втулки.

По способу сборки различают соединения с натягом выполненные: прессованием; температурным деформированием (нагревом втулки либо охлаждением вала).

Прессование – достаточно распространенный и несложный способ сборки, выполняемый на прессах; однако, у данного метода есть недостатки: смятие и частичное срезание (шабровка) шероховатостей посадочных поверхностей (а, следовательно, уменьшение натяга), возникновение неравномерных деформаций деталей по длине контакта и повреждений их торцов. Срезание и смятие шероховатостей приводят к ослаблению прочности соединения до 1,5 раз по сравнению с соединением выполненным температурным деформированием.

Сборку температурным деформированием выполняют с предварительным нагревом охватывающей (втулки) или с охлаждением охватываемой детали (вала). Температура нагрева должна быть ниже температуры низкого отпуска, чтобы не происходило структурных изменений в металле, т.е. изменений физико-механических свойств материала (для сталей - , для бронз - ). Для охлаждения вала используют твердую углекислоту или жидкий воздух ).

Основной задачей расчета соединения с гарантированным натягом является выбор посадки, обеспечивающей передачу заданной нагрузки.

При определении несущей способности соединения принимают допущение – контактные давления распределяются равномерно по поверхности контакта.

Критерии работоспособности соединений с натягом: прочность соединения - за счет неподвижности деталей, которая обеспечивается силами трения, возникающими на поверхности контакта; прочность деталей, образующих соединение, т.к. натяг может вызвать их разрушение или недопустимые деформации.