З’єднання деталей методом глибокого охолодження полягає в охолодженні внутрішньої деталі (вала) до температури, достатньої для вільного встановлення її в отвір зовнішньої деталі. Порівняно з іншими методами запресовування цей метод має певні переваги, а саме: зменшується деформація запресовуваної деталі, забезпечується висока міцність з’єднання, відсутні задирки й короблення від нагрівання, підвищується продуктивність праці.

Глибоке охолодження деталей виконують у рідкому азоті (температура -195,8 °С) або у твердій вуглекислоті (температура -78,5 °С). Під час охолодження в рідкому азоті різниця температур деталей досягає 200-215 °С, а у твердій вуглекислоті — майже 100 °С. Для охолодження деталей не використовують рідкий кисень або повітря через їхню вибухонебезпеч-ність.

Для охолодження деталей у рідкому азоті використовують спеціальну посудину з подвійними стінками, кришкою з отвором для виходу газів і отвором для заливання рідини. Між стінками посудини й кришкою розміщують термоізолятор.

Складання методом охолодження виконують у такій послідовності:

• детально очищають спряжувані поверхні від бруду, пилу й мастил;

• перевіряють відсутність задирок та інших нерівностей;

• установлюють упор для правильного запресовування;

• завантажують деталі в посудину за допомогою кліщів;

• заливають у посудину охолоджувальну рідину (рівень рідини має перекривати деталі на 80-100 мм).

Ознакою глибокого охолодження деталі є припинення бурхливого кипіння охолоджувальної рідини. Тонкостінні деталі завтовшки 7-10 мм витримують у рідкому азоті 8-10 хв, завтовшки 20-30 мм — 15-20 хв, завтовшки 40-50 мм — 25-35 хв. Витрати рідкого азоту становлять майже 0,6 л на 1 кг маси зануреної в азот деталі за охолодження її до температури -195,8 °С. Якщо температура охолодження деталі є вищою, то для охолодження 1 кг маси деталі на 1 °С необхідно 0,003 л рідкого азоту.

Після охолодження деталі швидко виймають кліщами й установлюють в отвори. Бити по деталі не можна через зменшення ударної в’язкості металу й можливість виникнення тріщин.

Для з ’єднання деталей з використанням твердої вуглекислоти (сухого льоду) застосовують спеціальний термос. Щоб покращити тепловіддачу, тверду вуглекислоту поміщають у рідину з нижчою температурою затвердіння (метиловий або денатурований спирт, ацетон). Спочатку в термос заливають розчинник, а потім додають вуглекислоту. Цей метод використовують, коли зовнішня деталь велика й нагрівати її недоцільно, а внутрішня деталь має малі розміри. Недоліком такого з’єднання є зниження ударної в’язкості металу, а після охолодження загартованих деталей натяг у з’єднанні збільшується, тому можливі поява тріщин і руйнування деталей.

Іноді для з’єднання деталей лише охолодження деталі недостатньо. Тоді використовують комбінований метод посадки деталей — нагрівання зовнішньої деталі й охолодження внутрішньої. Цей метод є доцільним, коли великі розміри зовнішньої деталі утруднюють її нагрівання до потрібної температури або коли зміни температури деталей мають бути обмежені.

Складання деталей із нагріванням або охолодженням потребує суворого дотримання правил техніки безпеки під час користування нагрівальними й охолоджувальними пристроями та зрідженими вибухонебезпечними газами.

Запитання та завдання

1. Що таке пресове з’єднання?

2. Як складають пресові з’єднання з використанням пластичної деформації?

3. Як виконують складання пресових з’єднань за допомогою механічного впливу?

4. Охарактеризуйте способи запресовування деталей.

5. Як складають пресові з’єднання з використанням теплового впливу?

6. У чому полягає складання пресових з’єднань методом глибокого охолодження?

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