Способ соединения деталей с натягом
Союз Советсиик
Социалистические
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 740470 (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 17.01.78 {21) 2568586/25 2 (51)м. Кл.
В 23 P 11/02 с присоединением заявки,%
Ьеумретеенный квинтет
СССР ав IIIIIlae нзебретеннй н еткрытнй (23) Приоритет
Опубликовано 15.06.80. Бюллетень М 22
Дата опубликования описания 17.06.80 (53) УЙК 658. .515(088.8) H. Е. Курносов, Г. Ф, Тютиков, В. Б. Моисеев и М. М. Свирский (72) А вторы изобретения (71) Заявитель
Пензенский политехнический институт (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
С НАТЯГОМ
Изобретение относится к механосборочньтм работам, в частности к прессовым соединениям деталей типа валвтулка., Известен способ соединения деталей с . натягом типа вал-втулка, при котором пе5 ред сборкой на контактирующей поверхности одной из деталей выполняют углубления и соединяют детали с последующей деформацией другой детали до эаполне16 ния углублений ее металлом И .
Однако такой способ сборки не обеспечивает достаточной прочности соединения, так как увеличение прочности, происходятцее за счет затекания металла в yr лужения, в обычных условиях протекает медленно. Зффект от применения углублений в данном способе становится минимальным, если предел текучести мате,риала деталей высок, а напряжение в по- 2п ,садке вследствие малого натяга незначительны, так как при этом отсутствуют условия, обеспечивающие затекание металла в углубления.
Бель изобретенич — упрочнение и повьтшение надежности соединения.
Это достигается тем, что в предлагаемом способе деформация детали осуществляется путем нагрева соединении до температуры пластического сск-..ояния контактирующей поверхности одной из деталей и выдержки при заданной тем1тературе в течение 1,5-2 ч с последующим охлаждением со скоростью 2-3 грал/мин.
Деформация детали может быть осуществлена путем нагрева соединения до температуры пластического состояния контактирующих поверхностей обеих деталей.
Предлагаемый способ поясняется чертежом.
Сущность способа состоит в том, что перел сборкой на одной из деталей вьтполняют углубления и производят сборку соединения с заранее заданным натягом.
После сборки соединение нагревают, например, в безокислительнот1 среде и вы740470
Т
+ЯО С, (1 бт—
Ра Рь а > Время выдержки соединения в нагретом состоянии, равное 1,5-2 ч, обеспечивает оптимальную прочность соединения. Дальнейшее увеличение времени выдержки не приводит к увеличению прочности соединения. Скорость охлаждения обусловлена тем, ц что охватываемая деталь выполнена из материала с повьпценным значением коэффициента температурного удлинения или с повышенной теплопроводностью по сравнению с охватывающей деталью, у как правило, в то же время обладает повышенной,;теплоотдачей, вследствие чего охлаждается быстрее. При быстром охлаждении может произойти нарушение соединения за счет того, что сокращения 20 посадочного размера вследствие охлаждения охватываемой летали происходит быстрее, чем у охватывающей, что приводит к потере натяга в процессе охлаждения. Температуру, до которой необходимо д нагревать соединение, следует определять из равенства Д Ь. Я ъ «ъ б Р+ « об о и предел . текуче ст и материала детали, на которой не имеется,выточек; наружный радиус охватывающей детали; радиус сопряжения; внутренний радиус охватываемой детали (фиг. 1); 40 модули упругости соответственно охватывающей и охватываемой деталей; коэффициенты Пуассона охватывающей и охватываемой 45 деталей соответственно; натяг, возникающий при сборке с нагревом или охлаждением или под прессом (разница в, диаметрах охватываемой и 50 охватывающей деталей при температуре 20 C); з коэффициенты линейного расширения охватывающей и охватываемой деталей соответ5S A — коэффициент, который определяЬ -с ется из равенства д= если углубления сформщ ованы а-Е на охватывающей детали,A -- если углубления сформированы на охватываемой детали. Возникающая в процессе нагрева пластическая деформация и температурная интенсификация процесса ползучести поверхностных слоев приводит к затеканию металла одной из деталей в углубления, расположенные на другой. Направление углублений должно быть перпендикулярно к направлению действия результирующего вектора эксплуатационного усилия, т.е. если на соединение действует скручивающая нагрузка, то углубления располагаются вдоль оси соединения; если на соединение действует сдвигаюшая сила, направленная вдоль оси соединения, то углубления выполняются в виде кольцевых канавок на одной из сопрягаемых деталей; если результирующий вектор нагрузки направлен под углом к оси соеаинения, то углубления выполняются в виде винтовой линии, угол наклона которой к оси соединения равен 90 — g . Углубления выполняются на той детали, предел текучести которой наибольший. Если предел текучести соединяемых деталей одинаков, то углубления выполняют на охватывающей аетали, так как при этом сокращается время на затекание металла в эти углубления и не понижается предел усталости охватываемой детали при работе ее в режиме знакопеременных нагрузок. Пример . Осуществлялась сборка деталей тина вал-втулка, из которых охватывающая деталь была изготовлена из ст. 45 ГОСТ 1050-60 с диаметрами: наружным 45 мм и внутренним 30 мм, а охватываемая - из бронзы Бр. АЖ94 ГОСТ 613-65. Посадочные диаметры . деталей обрабатывались шлифованием, натяг в соединении был равен 70+5мкм. Перед сборкой на одной из деталей, например, на посадочной поверхности охватывающей детали, выполнялись углубления шириной 3,5 мм и глубиной 0,15 мм в виде кольцевых канавок (при испытании на осевой сдвиг) и в виде пазов вдоль оси соединения (при испытании на скручивание). Одну аеталь запрессовывали в другую. ственно; Т» минимальная температура, до которой следует нагреть сое» динение после сборки; Соединение после сборки нагревалось до температуры 480 С, например, в му- О фельной печи, выдерживалась в течение 2 ч, после чего охлаждалось со скорос;- . тью 2-3 град/мин. Испытания соединений на скручивание и осевой сдвиг показали значительное увеличение прочности соединения по пред- 5 лагаемой технологии. 1. Способ соединения деталей с натя- 10 гом типа вал-втулка, заключающийся в том, что перед сборкой на контактирующей поверхности одной из деталей выполняют углубления и соединяют детали с последующей деформацией другой 15 детали до заполнения углублений ее металлом, отличающийся тем, что, с целью упрочнения и повышеФормула изобретения 740470 6 ния надежности соединения, деформацию летали осуществляют путем нагрева соединения до температуры пластического состояния контактирующей поверхности одной из деталей и выдерживают при за. данной температуре в течение 1,5-2 ч с последующим охлаждением со скоростью 2-3 град/мин, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что деформ щию детали осуществляют путем нагрева соединения до температуры. пластического состоянии контактирующих поверхностей обеих деталей. Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 277712, кл. B 21 Э 39/06, 1968. Составитель А. Киселева Редактор 3. Нечаева Техред Я. Бирчак Корректор М. Пожо Заказз6694/14 Тираж 1160 1Гсаиисиса ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
