Розділ 51. ПРЕСОВІ З’ЄДНАННЯ

51.1. Загальні відомості про пресові з’єднання

Пресовими називають з’єднання, у яких одна деталь охоплює іншу з натягом. За такого з’єднання деталі не можуть зміщуватися одна щодо одної під впливом попередніх навантажень. Натяг залежить від шорсткості поверхонь спряжених деталей. Рекомендована шорсткість R_a = 2,500...0,063 мкм.

Пресові з’єднання належать до нерознімних нерухомих з’єднань, у яких розміщення деталей завжди є незмінним.

Складання пресових з’єднань виконують кількома способами: із використанням пластичної деформації, за допомогою механічного та теплового впливу, методом глибокого охолодження тощо.

51.1. Складання пресових з’єднань із використанням пластичної деформації

За допомогою пластичної деформації з’єднують деталі, які мають достатню пластичність (сталь, мідь, алюміній тощо). Для створення пластичної деформації деталь піддають напругам, більших за границю її пружності, але меншим за границю міцності. У пресових з’єднаннях не можна використовувати деталі з таких крихких матеріалів, як чавун, бронза та ін.

Найпоширенішими видами з’єднання деталей із використанням пластичної деформації є розвальцьовування, відбортовування та розкатування.

Розвальцьовування — вид з’єднання, за якого натяг створюють шляхом радіального розширення труби обертовим роликовим інструментом — валь-цівкою. Його застосовують для з’єднання труб із фланцями й іншими деталями. Вальцівки бувають ручні й машинні (рис. 51.1).

Ручна вальцівка (рис. 51.1, а) складається зі сталевого стрижня, на одному кінці якого є конус 1, а на іншому — квадратна головка 4 для захоплення воротком. Стрижень подається вперед порожнистим гвинтом 3, який укручують у корпус. Для розвальцьовування на кінець труби 5 установлюють фланець 6 із канавками в його отворі. Потім у трубу вставляють вальцівку й починають її обертати. Під час обертання ролики 2, які насаджені на конус 1, розвальцьовуватимуть трубу, втискаючи її метал у канавки фланця.

Машинні вальцівки (рис. 51.1, б) приводять у дію переносні пневматичні або електричні машини. Під час обертання стрижня 7 разом із конусом 12 роликам 8 і корпусу 9 передається обертовий рух. Стрижень 7 укручується в корпус і розсуває ролики, допоки гайка 10 не доторкнеться торцевими зубами до зубів муфти 13, яку підтискає пружина 14. Характерне потріскування вказує на закінчення процесу розвальцьовування. Натяг пружини 14 регулює гайка 10, яку застопорює контргайка 11. Для витягування вальцівки їй надають зворотного обертання. Швидкість машинного розвальцьовування становить 15-20 м/хв.

Рис. 51.1. Вальцівки: а — ручна вальцівка і схема розвальцьовування труби; б — машинна вальцівка;

1, 12 — конуси; 2, 8 — ролики;

З — гвинт; 4 — квадратна головка; 5 — труба;

6 — фланець; 7 — стрижень;

9 — корпус; 10 — гайка;

11 — контргайка;

13 — муфта; 14 — пружина

Для розвальцьовування труб використовують також метод «вибухового дроту». Трубу вільно встановлюють у фланець. Усередину труби вкладають дріт, з’єднаний із джерелом живлення. Під впливом імпульсу струму великої потужності (напругою 5-10 кВ) дріт із діелектричним покриттям миттєво (за 10-15 мкс) випаровується, утворюючи вибухову хвилю, яка розвальцьовує трубу. Механізація процесу вальцювання підвищує продуктивність праці порівняно з ручним процесом у 8-10 разів.

Кінці труб розвальцьовують і вручну. У цьому випадку гайку 1 (рис.51.2, а) установлюють на трубу 2 і затискають у лещатах 3. Оправкою 4 розвальцьовують торець труби та притискають її до гайки 1 (рис. 51.2, б).

Розвальцьовування зручніше виконувати за допомогою гвинтового пристосування (рис. 51.2, в). Трубку 6 уставляють в один з отворів (матрицю) між двома паралельними пластинами 3 і 4, які закріплюють гвинтами 5 і 7. Пластини укладають у прорізи стола 8 так, щоб трубка 6 містилася під центром 2. Повертаючи гвинт 1, його конусною частиною розвальцьовують трубу.

Відбортовування — це з’єднання деталей шляхом відгинання кінців труб (бортів) під кутом 90° до осі труби для закріплення на них фланців або інших деталей. Відбортовування роблять уручну, на пресах і відбортову-вальних верстатах.

Ручне відбортовування виконують металевими, текстолітовими і дерев’яними молотками на ковадлі за допомогою оправок і розпірних кілець. У разі відбортовування на ковадлі, яке закріплюють у лещатах, удари наносять не прямо по краях, а навскіс, щоб не утворилися тріщини. Операцію здійснюють поступово за 3 переходи. Під час першого переходу кромки відгинають на кут 30-45°, під час другого — на 60° і під час третього — на 90°. Борт утворюється внаслідок розтягування металу під ударами молотка (рис. 51.3, а).

Рекомендовано, щоб не змінився основний діаметр труби, усередину вставляти (запресовувати) розпірне кільце. Фланець туго встановлюють

на зовнішню поверхню труби й ударами молотка здійснюють відбортовування.

Під час відбортовування за допомогою оправки (або пуансона) 2 і матриці 1 удари наносять молотком або створюють осьовий тиск пуансоном (рис. 51.3, б).

Розкатування — операція, яку використовують для отримання нерухомих з’єднань тонкостінної трубки (втулки) з корпусом. Втулку, яку запресовують із невеликим натягом, розтискають роликами обертової розкатки до потрібного діаметра. Через пластичну деформацію втулки на спряжених поверхнях проходить активне зчеплення мікронерівностей і збільшується міцність посадки. Спочатку роликам надають радіальну подачу, а потім калібрують отвір за незмінного розміщення роликів. Частота обертання розкатки становить 90-120 об/хв, тривалість розкатування — 1,2— 1,5 хв, зокрема калібрування — 18-20 с. Припуск на розкатування не перевищує 0,04-0,06 мм (для втулок діаметром 50 мм).

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021