Лекции по дисциплине " Технология производства деталей автотракторной техники"
план-конспект занятия на тему

МДК 02.01. «Разработка технологических процессов, технической и технологической документации».

Тема 1.2. Технологические процессы сборки автотракторной техники

Сборка подшипниковых узлов.

УСТАНОВКА ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ

В КОРПУСЕ

(Схемы см. М.П.Новиков Основы технологии сборки машин и механизмов 1048027, стр. 281-301).

Последовательность установки подшипников скольжения

в корпусе зависит от конструкции подшипников, а также всей со¬

бираемой сборочной единицы. Подшипники скольжения могут

быть цельными и разъемными. В первом случае подшипник пред¬

ставляет собой втулку, изготовленную из антифрикционного

материала, запрессовываемую в корпус. Во втором случае под¬

шипник состоит из двух частей — вкладышей с диаметральным

разъемом.

Процесс установки втулки в корпусе включает ее запрессовку,

закрепление от провертывания и подгонку отверстия.

Запрессовку в зависимости от размеров втулки и натяга в сопря¬

жении производят при обычной температуре, с нагревом или же

с охлаждением самой втулки.

Простейший способ запрессовки втулки в корпус ■— при по¬

мощи обычной универсальной выколотки и молотка. Этот способ,

широко распространенный в индивидуальном и мелкосерийном

производстве, дает удовлетворительные результаты лишь при ма¬

лых натягах в сопряжении, относительно большой толщине сте¬

нок втулки и при тщательном выполнении операции. Направле¬

ние движения при запрессовке создается здесь только отверстием

в корпусе, поэтому большое значение имеет правильная первона¬

чальная установка втулки, предотвращающая ее перекос, дефор¬

мацию и задир поверхности корпуса.

Операция запрессовки значительно упрощается применением

несложных приспособлений (рис. 258), которые обеспечивают

втулке направление и предотвращают ее перекашивание. Однако

диаметр втулки при этом способе запрессовки уменьшается, воз¬

можно также искажение ее формы. Поэтому при относительно

больших натягах, во избежание перекосов и сдавливания втулок

(особенно при монтаже тонкостенных втулок), их при запрессовке

необходимо более точно центрировать относительно отверстия

в корпусе.

Схема оправки, обеспечивающей такое центрирование, дана

на рис. 210, а. Направление для запрессовки создается утолщен¬

ной цилиндрической частью самой оправки, на которой центри¬

руется и втулка. Усилие запрессовки передается через накладку,

навинченную на хвостовик оправки. Такие оправки применяют

при сборке в крупносерийном и массовом производствах. Каждая

из них может быть применена только для запрессовки определен¬

ной втулки.

Существенным недостатком такой оправки является неудобство

ее применения при запрессовке коротких втулок, так как в этом

случае длина направляющей части оправки должна быть ограни¬

чена размерами посадочного отверстия, а при короткой направля¬

ющей части возможны перекосы самой оправки. Чтобы избежать

этого, целесообразно пользоваться приспособлением с направляю¬

щим стержнем (рис. 259, а и б).

Втулку надевают на шлифованную цилиндрическую часть

оправки 1. Оправка хорошо центрируется в стойке или на стержне

2. При давлении штока ^пресса 4 или при вращении гайки 3

оправка 1, перемещаясь вместе со втулкой 5, запрессовывает ее

в отверстие корпуса 6.

В другом приспособлении для запрессовки втулок в сборочные^единицы

средних габаритов (рис. 260, а) корпусная деталь 1 устанавливается на подставку 2

и центрируется направляющим пальцем 3. Запрессовываемая втулка крепится

на оправке 4 ползуна пресса с помощью шарикового зажима и направляется ста¬

каном 5. При запрессовке втулки направляющий палец 3, преодолевая сопротив¬

ление пружины 6, опускается вниз до опорной пластины 7, ограничивая осевое

перемещение втулки.

Часто монтаж втулок производят в стесненных или неудобных

для работы местах корпуса, когда удерживать втулку руками

в начале запрессовки невозможно. В таких случаях целесообразно

пользоваться оправкой с шариками (рис. 260, б). Три шарика, раз¬

жимаемые пружинами, удерживают втулку, насаженную на цен¬

трирующую часть. Последовательную запрес¬

совку нескольких втулок

многоопорного вала произво¬

дят с помощью приспособле¬

ния, показанного на рис. 261.

Оно состоит из длинного

винта 1 с несколькими вы¬

точками, предназначенными

для постановки сменных сту¬

пенчатых колец 2, на кото¬

рых центрируют запрессо¬

вываемые втулки 3, гайки-во¬

ротка 4 и упорного стакана 5.

Это же приспособление мож¬

но использовать' и для вы¬

прессовки втулок.

Перед запрессовкой втул¬

ка и отверстие корпуса

должны быть тщательно ос¬

мотрены, острые углы на

торцах зачищены, а поверх¬

ности сопряжения протерты.

Часто при больших натягах во избежание задира сопрягаемые

поверхности деталей смазывают чистым машинным маслом или

другими смазками.

При установке втулок с нагревом охватывающей детали послед¬

нюю помещают в электрическую печь или ванну с горячим маслом.

Время выдержки зависит от формы, массы и материала детали.

Запрессовку втулки в нагретый корпус следует производить по

возможности быстро, так как втулка будет нагреваться и расши¬

ряться, что усложнит операцию. Если втулка идет неправильно

или деформируется, запрессовку надо прекратить, а втулку при

помощи выколотки аккуратно выпрессовать, установить причину

погрешности и устранить ее.

Необходимо иметь в виду, что диаметр отверстия втулки после

ее запрессовки уменьшается. Особенно это ощутимо при посадках

Рис. 260.

втулок

а)        6)

Схемы запрессовки подшипников* со значительными натягами (например,-^-, —• Если это

не учтено при расточке втулки до запрессовки, то отверстие ее при¬

ходится дополнительно обрабатывать. Чистовое растачивание или

протягивание втулки в сборочной единице производят в механи¬

ческих цехах, а развертывание и калибрование — обычно в сбо¬

рочных.

В крупносерийном производстве развертывание выполняют дельными или

регулируемыми развертками с применением кондуктора. Операцию осуществляют

двумя-тремя развертками, отличающимися по диаметру на 0,01—0,02 мм, с не¬

большим количеством зубьев (пять—девять). После окончания развертывания

острые кромки зачищают шабером и тщательно промывают узел.

Распространен также метод окончательной обработки отвер¬

стия втулки после ее запрессовки калиброванием шариком или

пуансоном-прошивкой (рис. 262, а, б).

Шарик применяют при отношении длины отверстия к его диаметру ме¬

нее 8, а прошивку — при более длинных отверстиях. В результате калибрования

получают высокую точность и шероховатость поверхности Ra = 0,63-^0,16 мкм.

Припуск на калибрование для отверстий диаметром 30—50 мм составляет

примерно 0,12—0,15 мм для стальных втулок, 0,10—0,12 для чугунных и 0,09—

0,12 для бронзовых. Калибрование может быть применено и для фиксирования

втулки от осевого смещения двусторонними буртиками. При проталкивании

шарика в отверстие втулки за счет технологического припуска конец ее отборто-

Еывается (рис. 262, а).

Калибрование выполняют на пневматическом прессе. В качестве смазыва¬

ющей жидкости используют керосин для чугунных втулок, минеральное масло

или смесь его с графитом — для бронзовых.

После такой обработки обычно не требуется крепления втулок

от провертывания. Если же втулки монтируются с посадками

<Н7 I А \        Н7 / А \        ,

~~ИГ \~Н ) или "пбто ДиаметРы их отверстии и форма

почти не изменяются, и дополнительная обработка в сборе, как

правило, поэтому не предусматривается. Но такие втулки после

запрессовки крепят от провертывания; некоторые способы креп-

ления^втулок представлены на^рис. 263.

При закреплении стопо¬

ром с резьбой во втулке про¬

сверливают несквозное или

сквозное отверстие 1 (рис.

263, а). Если крепление осу¬

ществляется штифтом (рис.

263,6), по отверстию в бур¬

тике втулки сверлят отвер¬

стие в корпусе. Сделать это

заранее обычно не предста¬

вляется возможным, так как

при запрессовке втулки труд¬

но добиться его совпадения

с отверстием в буртике.

Штифт вставляют в отвер- Рис. 263. Закрепление подшипников-втулок от провертывания

стие с натягом и с торца слегка раскернивают, затем заподлицо

зачищают напильником и шабером.

Закрепляя втулку винтом (рис. 263, в), вначале сверлят от¬

верстие под резьбу, затем буртик втулки рассверливают и зенкуют

под винт. После ввертывания винта головка его должна быть утоп¬

лена относительно торца на 0,2—0,3 мм. Резьба под винт во избе¬

жание его самоотвинчивания должна быть тугой. Также осущест¬

вляют крепление резьбовым штифтом (рис. 263, д).

Втулку можно также крепить гладким стопором, удерживаемым

в корпусе за счет обжатия металла (рис. 263, г). В этом случае

отверстие в корпусе может быть просверлено заранее, а отверстие

во втулке сверлят после ее запрессовки. Стопор должен входить

в отверстие с натягом.

При креплении втулки коническим штифтом (рис. 263, ё)

обработка отверстия под штифт производится по отверстию в кор¬

пусе. Штифт запрессовывают легкими ударами молотка, чтобы не

деформировать втулку. а)        V        е)        г>

Рис. 264. Возможные погрешности при запрессовке подшипников-втулок в корпус

Основными условиями, от которых зависит нормальная работа

подшипников многоопорного вала, являются точность геометри¬

ческих размеров втулки и цапфы вала, соосность подшипников и

состояние поверхностей скольжения.

Из теории смазки известно, что допускаемая удельная нагрузка

на цапфе вала может быть тем больше, чем тоньше масляный слой

в подшипнике. Толщина же масляного слоя зависит от состояния

подшипников и может быть тем меньше, чем тщательнее обрабо¬

таны и собраны цапфа и втулка.

Если хорошо обработанная втулка при сборке деформируется

и получит овальную (рис. 264, а) или коническую (рис. 264, б)

форму, а также если она будет установлена с перекосом (рис. 264, в)

или будет повреждена ее рабочая поверхность (рис. 264, г), то

вследствие этих неточностей в подшипниках возможно местное

сухое трение. Если же требуемая минимальная толщина масляного

слоя будет выдержана в наиболее неблагоприятных точках, то

в других зонах контакта толщина слоя масла будет больше и не¬

сущая способность подшипника сократится, он будет работать

ненормально и быстрее износится. Поэтому после сборки следует

тщательно проверить состояние рабочей поверхности и форму за¬

прессованной втулки, не допуская указанных дефектов, а также

царапин, трещин, отслаивания антифрикционного слоя и других

погрешностей.

Овальность отверстия запрессованной втулки обнаруживают

путем промера диаметров отверстия индикаторным нутромером

(рис. 265) в двух взаимно перпендикулярных направлениях

в двух-трех поясах. Таким же способом может быть обнаружена

конусность.

В крупносерийном и массовом производствах такой контроль

осуществляется с помощью пневматических калибров (рис. 266),

выполненных в виде пробок 1 с соплами 2, имеющими отверстия

диаметром 1,4—1,5 мм.

Перпендикулярность оси отверстия запрессованной втулки

торцу корпуса можно обнаружить проверкой по схемам, приве¬

денным на рис. 267. Если ось отверстия неперпендикулярна торцу

корпуса, то между торцовой плоскостью сборочной единицы и

угольником измерительного устройства (рис. 267, а) или краем буртика калибра (рис. 267, б) будет зазор, измеряемый щупом.

Отклонение от перпендикулярности можно также обнаружить

на краску (рис. 267, в), причем буртик калибра 2 и кольцо 1 дают

возможность проверить на краску одновременно два торца.

Более точную проверку перпендикулярности оси торцу можно

выполнить контрольным приспособлением с индикатором

(рис. 268, а). Приспособление состоит из конической оправки 1, каретки 2 с индикатором 3

и втулки 6. Коническую оправку вставляют в проверяемое отверстие. На цилин¬

дрическую часть оправки надевают втулку с кареткой. Втулка при этом упрется

!        в высшую точку проверяемого торца. Измерительный штифт 4 через рычаг 5

передаст на индикатор 3 отклонение данной точки от высшей точки торца. Пово¬

рачивая каретку, проверяют отклонения по всей поверхности торца.

Такой контроль можно осуществлять также с помощью приспособления

с гидропластмассой (рис. 268, б). Головку 1 с двумя тонкостенными (толщиной

0,9—1,2 мм) поясками вводят внутрь отверстия и винтом 2 смещают плунжер 3.

Вследствие этого в гидропластмассе повышается давление, и пояски головки рав¬

номерно выпучиваются, строго центрируя головку в отверстии. После этого

измеряют щупом зазоры между калибром 4 и контролируемой плоскостью.

!        В быстродействующих приспособлениях этого типа вместо винта 2 исполь¬

зуют диафрагменную пневматическую камеру.

Повреждение рабочей поверхности втулки (выпучивание, вмя¬

тины, риски и пр.) может быть обнаружено ее осмотром и проме¬

ром. При установлении поверхностных дефектов запрессованную

втулку, как уже отмечалось, дополнительно обрабатывают.

Во многих конструкциях предусматривается торцовое сопря¬

жение вала со втулкой по переходным поверхностям. Целесооб¬

разно проконтролировать, чтобы радиус переходной поверхности

втулки был больше радиуса пе¬

реходной поверхности вала, что        ’1 ч

очень важно для нормальной смаз- | ^

ки торцового сопряжения.

Рис. 265. Определение эллипсности (оваль¬

ности) запрессованной втулки индикатор¬

ным нутромером

Рис. 266. Контроль формы

отверстия запрессованной

втулки пневматическим ка¬

либром Рис. 267. Определение отклонения от перпендикулярности оси запрессованной втулки

плоскости торца корпуса;

с, б — промером; в — на краску

й)

Рис. 268. Приспособления для определения перекоса втулки

Рис.'269. Схема разваль-

цовывания        концов

втулки

В некоторых случаях для получения пе¬

реходной поверхности втулку после запрес¬

совки развальцовывают. Эту операцию про¬

изводят на сверлильном станке или с по¬

мощью сверлильной машины, .применяя

вальцовки с фигурными роликами (рис. 269).

Процесс вальцевания ведут с небольшим

осевым нажимом так, чтобы отбортовка

происходила постепенно. При большой по¬

даче инструмента возможно образование тре¬

щин и разрывов на отбортованных концах

втулки.

Широкое распространение имеют подшипники

скольжения из пластических масс, в частности из

полиамидов (поликапролактама, нейлона, капрона и

др.). Цельные пластмассовые втулки запрессовывают

обычными методами. Втулки с разрезом, выполня¬

ющим роль компенсирующего зазора, монтируют как

металлические свертные. Зазоры в сопряжениях с валом здесь несколько боль¬

ше, чем при металлических втулках. Например, для втулки из поликапролак¬

тама с порошкообразным наполнителем при диаметре отверстия 40 мм зазор

не должен быть менее 0,12 мм, так как размеры втулки при работе изменяются и

при меньшем зазоре происходит заклинивание вала.

Процесс сборки сборочных единиц с разъемными подшипниками

скольжения в значительной мере определяется их конструкцией.

Разъемные подшипники (рис. 270) могут быть толстостенные и

тонкостенные. Однако, пользуясь таким условным делением, сле-

дует^иметь_в виду, что главным критерием отнесения подшипника

к тому или иному типу является не абсолютное значение толщины

его стенки, а отношение k толщины стенки (без заливки) к наруж¬

ному диаметру. Для толстостенных подшипников k = 0,065 -г-

ч-0,095, а для тонкостенных k = 0,025-М),045.

Комплект разъемных подшипников состоит из двух деталей-

вкладышей. Во многих конструкциях нарушение этой комплек¬

тации не допускается.        -Щ

Вкладыши толстостенных подшипников изготовляют из мало¬

углеродистой стали, чугуна или бронзы и заливают баббитом или

Рис. 270. Разъемные подшипники скольжения:

а, б, в — толстостенные; г — тонкостенный

Рис. 271.. Установочные штифты вкладышей подшипников

другим антифрикционным сплавом. Толщина слоя баобита 0,Old +

+ (0,5 -г-2) мм, где d — диаметр отверстия подшипника.

Вкладыши устанавливают в корпус и в крышку с небольшим

натягом или со скользящей посадкой. При монтаже вкладышей

в постели деревянную или алюминиевую планку накладывают на

обе плоскости вкладыша и по ней наносят легкие удары.

Для предотвращения перемещения вкладышей применяют уста¬

новочные штифты (рис. 271, 272). Их запрессовывают в .корпус при

помощи пресса или выколотки и молотка. Посадку штифтов в кор¬

пусе (б) осуществляют с натягом 0,04—0,07 мм. Вкладыш должен

устанавливаться на штифт с зазором а = 0,1 0,3 мм. Кроме того,

в одной из половин вкладышей отверстие под штифт в плоскости

возможного вращения подшипника должно иметь несколько вытя¬

нутую форму, чтобы при перекосе плоскостей разъема вкладыш

мог самоустанавливаться.

Перед установкой вкладышей в корпус и крышку все сопря¬

гаемые поверхности должны быть просмотрены, а при наличии

на них заусенцев зачищены шабером. Необходимо также прове¬

рить совпадение масляных каналов в корпусе и в крышке с отвер¬

стиями во вкладышах. Несовпадение этих отверстий на величину,

превышающую 0,2 их диаметра, не допускается. Масляные каналы

в корпусе перед установкой вкладышей должны быть тщательно

промыты керосином при помощи шприца. В единичном производ¬

стве после подгонки вкладышей по ме¬

сту на них должны быть нанесены метки.

Крышки подшипников, как правило,

фиксируют штифтами (рис. 273, а), па¬

зами (см. рис. 272, 273, б), шипами

(рис. 273, е) или на точно пригнанных

болтах (рис. 273, г). Штифты запрессо¬

вывают в корпусе с натягом 0,03—

0,07 мм. Посадка крышки в пазах может

быть с небольшим зазором или натя¬

гом. При фиксации на шипе натяг может быть двусторонний , т.е по обеим плоскостям шипа, или односторонний, т. е. когда с одной стороны

шипа допускается зазор, а с другой — натяг. Для получения од¬

нородности посадки (в крупносерийном и массовом производст¬

вах) крышки сортируют по посадочному размеру на две-три

группы.

Крышки подшипников при установке надевают на две или четыре шпильки.

Установка крышек производится легкими ударами деревянного или пластмассо¬

вого молотка. Возможны перекосы крышек на шпильках и искривления их.

Этого нужно избежать. Целесообразно применять специальное приспособление

в виде груза 1, перемещающегося по стержню 2 (рис. 274).

В процессе сборки, подшипниковых сборочных единиц крышки

приходится демонтировать. Для съема крышек следует применять

пневматические или пневмогидравлические съемники одиночного

(см. рис. 226) или группового действия (рис. 275). Пневматический

съемник, выполненный по схеме рис. 275, предназначен для сня¬

тия одновременно пяти кры¬

шек.

Как уже отмечалось, тол¬

стостенные вкладыши можно

пригонять в процессе сборки по

месту или они могут быть вза¬

имозаменяемыми. В первом слу¬

чае поверхности трения оконча¬

тельно обрабатывают после ус¬

тановки вкладышей в постели.

Требуемые размеры отверстия

получают обычно путем одно¬

временного развертывания под¬

шипников при одной установке

приспособления. При этом воз¬

можные деформации вкладышей

до их пригонки не оказывают

влияния на состояние рабочей

поверхности. Если же толсто стенные вкладыши взаимозаменяемы, то окончательную обра¬

ботку их производят по жестким допускам до сборки, поэтому

деформация таких вкладышей при их установке в корпус может

явиться причиной искажения формы отверстия и вызвать ухуд¬

шение работы подшипника. Вкладыш нормально работает только

тогда, когда не менее 85% его наружной поверхности равномерно

прилегает к постели или крышке подшипника. Если площадь кон¬

такта меньше (рис. 276) и вкладыш опирается только некоторыми

участками, то на этих участках возникают повышенные сжимаю¬

щие напряжения, являющиеся причиной появления усталостных

трещин в антифрикционном слое. Под действием сил, нагружаю¬

щих цапфу вала, вкладыш станет периодически изменять свою

форму — «дышать», что неизбежно вызовет растрескивание и от¬

слаивание антифрикционного слоя. Даже канавка для масла на

постели, уменьшающая поверхность контакта, иногда может быть

причиной такого явления. Перенапряжение антифрикционного

слоя возможно также при значительной овальности или конус¬

ности подшипника.

Надлежащую плотность соприкосновения невзаимозаменяемых

вкладышей с постелью и крышкой обеспечивают иногда увеличен¬

ными натягами, чего при взаимозаменяемых вкладышах по ука¬

занным выше причинам допустить нельзя. Следовательно, требо¬

вания к качеству подбора и установки взаимозаменяемых толсто¬

стенных вкладышей должны быть более жесткими. Одновременно

необходимо учитывать, что крышка подшипника при затяжке гаек

тоже деформируется. Например, по опытным данным, искажение

формы отверстия под вкладыш

характеризуется кривой, пока¬

занной на рис. 277, а.

Рис. 276. Неправильная пригонка толсто¬

стенных вкладышей

Под действием силы затяжки

зазоры s (рис.277, б) между вкла¬

дышем и крышкой уменьшаются,

а размер L крышки возрастает.

Эти деформации крышки могут нарушить нормальное положение

вкладыша и вызвать искажение формы отверстия подшипника.

Ограничить влияние этих погрешностей можно тщательным под¬

бором деталей в пределах допустимых натягов, соблюдением после¬

довательности и требуемой степени затяжки гаек, крепящих

крышки, а также строгим контролем подшипниковых сборочных

единиц после сборки.        ;

Тонкостенные вкладыши (рис. 278) изготовляют из малоугле¬

родистой стали и заливают изнутри слоем антифрикционного

сплава. Распространены сталебаббитовые и сталебронзовые вкла-;

дыши, получаемые заливкой свинцовистой бронзы в стальную

трубу, а также сталеалюминиевые биметаллические, изготовлен¬

ные из полосы. В быстроходных автомобильных двигателях ис¬

пользуют триметаллические вкладыши со стальным основанием,

металлокерамическим или медно-никелевым подслоем и баббито¬

вой заливкой. В зарубежной практике распространены биметал¬

лические вкладыши, имеющие стальное основание и антифрикцион¬

ный слой из спеченной свинцовистой бронзы. Эти вкладыши про¬

сты в изготовлении и значительно дешевле, чем со свинцовистой

бронзой. Для рационального использования материалов в некото¬

рых тяжело нагруженных сборочных единицах верхний и нижний

вкладыши имеют различную заливку: более нагруженный вкла¬

дыш — из стали со свинцовистой бронзой, а парный с ним — из

стали с оловянистым баббитом.

Тонкостенные подшипники взаимозаменяемы, но верхний и

нижний вкладыши образуют комплект. Замена в комплекте одного

из вкладышей обычно не допускается.

Фиксация тонкостенных вкладышей осуществляется посредст¬

вом специального уса 3 (см. рис. 278), выштампованного в месте

разъема, реже — установочными штифтами. Усы упираются

в опорные плоскости крышки или корпуса подшипника и препят¬

ствуют проворачиванию вкладышей, а также их осевому смеще¬

нию.

В крупносерийном и массовом производствах после механи¬

ческой обработки вкладышей и гнезд для них особой подгонки

сопрягаемых поверхностей друг к другу не требуется. Иногда

лишь подбирают вкладыши на прилегание их в постелях по краске.

При хорошем подборе отпечатки краски на стыках корпуса и вкла¬

дышей, а также в постелях располагаются равномерно и примерно

везде одинаковы.

Плотное и равномерное прилегание вкладыша к корпусу имеет

большое значение для обеспечения нормальной работы подшип¬

ника. При недостаточно плотном прилегании в процессе эксплуа¬

тации возможно ослабление посадки и провертывание вкладышей

в постели. Причинами неравномерного прилегания являются мест¬

ные вмятины на сопрягаемых поверхностях, конусность и оваль¬

ность постелей, непараллельность торцовых поверхностей стыка

образующим наружной поверхности вкладышей, чрезмерная ше¬

роховатость поверхностей сопряжения постелей. Под действием

динамических нагрузок в процессе работы машины вкладыши де¬

формируются, и в сопряжении возникают относительные микро¬

перемещения, сопровождаемые значительным износом вкладышей

и гнезд. Неплотное прилегание ухудшает теплоотдачу от вкладыша

к корпусу при работе подшипника, в связи с чем повышается тем¬

пература вкладыша и создаются неблагоприятные условия для

работы антифрикционного слоя.

Постели под тонкостенные вкладыши обрабатывают с повышен¬

ной точностью (овальность не более 0,02 мм, конусность 0,01 —

0,015 мм на 100 мм диаметра), так как вкладыши при зажиме копи¬

руют форму постели. Чистота сопрягаемых поверхностей постелей

и вкладышей обычно соответствует Ra — 1,25—0,63 мкм.

Длина наружной окружности двух тонкостенных вкладышей

несколько больше длины окружности постели. Поэтому при сборке

происходит сжатие вкладышей и за счет этого достигается плотное

их прилегание к постели.

Необходимо отметить, что создание чрезмерно больших на¬

тягов недопустимо, так как это может вызвать в материале вкла¬

дышей напряжения, приближающиеся к пределу текучести. Кроме

того, если допустить, что высота двух половинок вкладыша превы¬

шает необходимую, то при затяжке шпилек или болтов половинки

вкладыша в стыках деформируются (см. рис. 279, в). При этом

шейка вала может соприкасаться с поверхностью вкладышей,

удельное давление резко увеличится, что приведет к быстрому

нагреву и разрушению антифрикционного слоя. Чтобы не допу¬

стить этого явления, концы вкладышей делают обычно

на 0,03—0,05 мм тоньше, чем в среднем сечении.

Однако и недостаточный натяг также ухудшает условия работы

подшипника, так как при этом затрудняется теплоотдача, а пере¬

грев может_быть причиной растрескивания и выкрашивания за¬

ливки.

В связи с тем, что точность изготовления тонкостенных вкла¬

дышей при малой их жесткости очень высокая, а для некоторых

современных машин рабочая поверхность вкладышей обрабаты¬

вается по гиперболе, к сборщику предъявляют повышенные тре¬

бования в отношении культуры сборки этих деталей. Вкладыши

и гнезда при окончательной сборке должны быть тщательно про¬

мыты и обдуты воздухом. Попадание даже мельчайших посторон¬

них частиц между вкладышами и гнездом неизбежно вызывает

искажение формы подшипника (см. рис. 279, г), нарушает его нор¬

мальную работу и ведет к быстрому выходу подшипника из строя.

Следует предохранять вкладыши от коррозии, возникающей

в результате соприкосновения с их рабочими поверхностями пот¬

ных рук. С этой целью при сборке целесообразно применять хлоп¬

чатобумажные перчатки или смазывать руки специальной эмуль¬

гирующей смазкой.

Большое значение для обеспечения нормальной работы под¬

шипников при многоопорном вале имеет их соосность. Как ука¬

зывалось выше, нарушение соосности может вызвать изгиб вала,

деформировать масляный слой, быть причиной появления мест¬

ного сухого трения, уменьшить несущую способность подшипника

и снизить прочность вала. Кроме того прогиб вала вызывает зна¬

чительные кромочные давления на вкладыши и изгибные напряже¬

ния в слое заливки. Исследованиями доказано, что в результате

смещения отдельных опор коленчатого вала относительно его гео¬

метрической оси на 0,1—0,2 мм возникают дополнительные напря¬

жения, в 2—3 раза снижающие запасы прочности. При этом во

столько же раз уменьшается нагрузочная способность подшипни¬

ков. Поэтому после установки подшипников многоопорного вала

их необходимо проверить на соосность. Относительное смещение

осей подшипников допускается в узких пределах, например для

некоторых тракторных двигателей смещение осей соседних опор

не должно превышать 0,02 мм, а всех опор — 0,03 мм. Несоос-

ность опор коленчатого вала в пределах 0,08—0,09 мм вызывает

снижение прочности щек на 55—60%, что нередко приводит к раз¬

рушению вала.

Соосность подшипников можно проверить макетным валом

(рис. 281, а), который вставляется внутрь смонтированных втулок.

При совпадении осей всех отверстий втулок этот вал, очевидно,

может быть введен в эти отверстия свободно. Невозможность такой

установки вала указывает на перекос или на смещение осей под¬

шипников. Диаметр макетного вала должен быть меньше мини- мального диаметра отверстия подшипников на двойную величину

допускаемой несоосности. Вначале под макетный вал в каждом

подшипнике подкладывают полоски тонкой бумаги. Они должны

хорошо зажиматься. Слабее зажатие полоски свидетельствует о на¬

рушении соосности. После такой предварительной проверки ма¬

кетный вал равномерно покрывают тонким слоем краски и контро¬

лируют соосность по ее отпечаткам на вкладышах.

Для проверки соосности подшипников крупных размеров при¬

меняют сборные макетные валы (рис. 281, б), состоящие из трубы

1 и нескольких сменных 2 и передвижных 3 колец.

В сборочных единицах повышенной точности при больших диа¬

метрах отверстий подшипников соосность можно проверять ка¬

либром и индикатором (рис. 282); показания индикатора записы¬

вают через каждые 45° поворота.

В крупносерийном и массовом производствах целесообразно

применять пневматический контроль соосности (рис. 283). Сжатый

воздух от заводской пневматической сети давлением 4—5 кгс/см2

поступает через фильтр к стабилизатору 1, где поддерживается

постоянное давление 2 кгс/см2. В ресивер 2 воздух поступает через

калиброванное сопло 3, далее по трубке 4 он поступает к измери¬

тельной головке и через зазор между ней и контролируемой де¬

талью выходит в окружающую среду. Давление воздуха в реси¬

вере 2 контролируется манометром 5. Так как это давление зависит

от расхода воздуха (от величины зазоров), то по показаниям мано¬

метра можно судить о плотности прилегания головки к подшип¬

нику. Измерительной головкой в данном случае является калибр

для контроля соосности отверстий. Калибр состоит из двух центро¬

вочных конусов 6 и 7 и трубы 8. Против каждого контролируемого

отверстия в этой трубе запрессованы жиклеры 9, к которым после¬

довательно подводится воздух от регулятора давления. Повора¬

чивая трубу 8, по показаниям манометра 5 судят о соосности край¬

них и промежуточных опор.

Макетные валы нередко также применяют в мелкосерийном

производстве для обеспечения необходимой точности установки и

закрепления отдельных частей корпуса с подшипниками. В этом

случае вал выполняет роль материальной оси, на которой элементы

корпуса базируются своими подшипниками.

Для обеспечения соосности нескольких отдельно стоящих

крупных подшипников, имеющих диаметр отверстия более 200 мм

и большое расстояние между крайними опорами (рис. 285, а),

целесообразно пользоваться струной (стальной проволокой диа¬

метром 0,25—0,5 мм). Один конец струны закрепляют на стойке,

а к другому подвешивают груз, масса которого равна 0,5—0,6 ве¬

личины разрывного усилия струны. Конструкция стойки допу¬

скает перемещение точки крепления в вертикальной и горизон¬

тальной плоскостях. Ролик, через который перекидывается второй

конец струны, также может перемещаться в двух направлениях.

Струну натягивают параллельно базовой плоскости корпуса

на требуемом расстоянии Я от нее, измеряя это расстояние по

концам струны. Затем перемещают точку крепления и ролик в го¬

ризонтальной плоскости, добиваясь совпадения струны с осями

крайних подшипников. Для этого штихмасом измеряют радиусы г.

Допускаемые отклонения в размерах г в различных направлениях

зависят от назначения и конструкции опор. По натянутой струне

устанавливают все промежуточные опоры. Размеры г измеряют так

же, как и при установке крайних опор.

Иногда для удобства измерений струну и корпус включают

в низковольтную электросеть (от аккумулятора); в результате при

касании струны в процессе измерения наконечником штихмаса

загорается сигнальная лампочка.

Проверку соосности производят также оптическими методами

с помощью телескопа и коллиматора (рис. 285, б) или посредством

автоколлиматора и зеркала, которые обеспечивают большую точ¬

ность, чем контроль струной.

Для особо точного центрирования сборочных единиц в преци¬

зионном станкостроении, подшипников турбин и других элементов

конструкции машин в настоящее время применяют автоколлима¬

тор с лазерным устройством. Центр луча лазера определяется по¬

средством детектора с электронными координатными считываю¬

щими измерителями. Лазерное устройство устанавливается на ав¬

токоллиматоре. При этом достигается линейная точность до 0,8 мкм

на 1 м и угловая — до 2 с.

Точность монтажа отдельно стоящих подшипниковых опор

длинных валов в ряде случаев достигают методом измерения на¬

грузок на каждой опоре с помощью динамометров. В лапы корпуса

подшипника ввертывают динамометры и по их показаниям регули¬

руют положение подшипниковой опоры, после чего закрепляют

корпус болтами.

Сборка цепных передач. Сборка ременных передач.

Сборка передач с использованием шпоночных и шлицевых соединений. Балансировка деталей перед сборкой.

(См. схемы М.П.Новиков Основы технологии сборки машин и механизмов 1048027 , стр .187-195)

СБОРКА СОЕДИНЕНИЙ СО ШПОНКАМИ

Точность сборки соединения с одной или несколькими шпон¬

ками обеспечивается изготовлением его элементов по размерам

с допусками.

Размеры шпонок выполняют по системе вала, так как посадки

в пазах вала и ступицы, как правило, различны. При неподвиж¬

ных соединениях шпонку устанавливают в паз вала плотно или

даже с натягом, а в пазу ступицы посадка создается более сво¬

бодная.

Р

Посадку ~ шпонки в пазу втулки применяют обычно тогда,

когда втулка, передавая крутящий момент, должна свободно

перемещаться вдоль оси вала. При монтаже на вал охватывающей

детали необходимо следить, чтобы она не «сидела» на шпонке,

т. е. центрировалась бы исключительно на цилиндрической или

конической поверхности вала. При этом между верхней плоскостью

шпонки и впадиной паза втулки должен быть достаточный зазор.

Если в собранной сборочной единице зазор проверить нельзя, то

перед постановкой охватывающей детали рекомендуется промером

определить размер D -j- (рис. 162, б). Он должен быть больше соответствующего размера вала со шпон¬

кой на величину требуемого зазора.

Основные размеры призматических

шпонок и сечений пазов, допуски и ос¬

новные отклонения шпоночных соеди¬

нений регламентированы стандартами

СТ СЭВ 189—75, СТ СЭВ 57—53, СТ

СЭВ 145—75.

Устанавливая в паз шпонки больших разме¬

ну Р

ров с посадками и-^-, не следует пользо¬

ваться молотком или другими ударными приспо¬

соблениями. Вследствие неравномерных и нецен¬

тральных ударов возможен поперечный перекос

шпонки и врезание ее кромки в тело вала или

наоборот. Этого недостатка избегают, запрессовы¬

вая шпонки под прессом или струбцинами.

» N

Ьели шпонку устанавливают с посадкой

в паз охватывающей детали, то эту операцию

удобно производить на прессе в приспособлении, схема которого приведена

на рис. 163. В отверстии плиты 1 укреплен палец 2, на котором центри¬

руется охватывающая деталь. Палец имеет косой срез. Аналогичный срез имеет

и пуансон 3, который помещают внутри детали, после того как последняя со

вставленной от руки шпонкой бывает надета на палец 2. При нажатии штока 4

пресса пуансон 3 опускается, и вследствие косого среза создается радиальная

сила, запрессовывающая шпонку в паз.

Правильная сборка соединений со шпонками в значительной

мере обеспечивает работоспособность и надежность работы сбороч¬

ной единицы. Большое значение при этом прежде всего имеет

строгое соблюдение посадок в сопряжениях шпонки с валом

и охватывающей деталью. Увеличенные зазоры (рис. 164) —•

одна из основных причин нарушения распределения нагрузок,

смятия и разрушения шпонки.

Смещение осей шпоночных пазов в валу и втулке

(см. рис. 162, в) также приводит к неправильному положению

шпонки (см. рис. 162, г) и несовпадению боковых поверхностей

шпонки и паза на величину

Характер распределения действующих сил при этом тоже

нарушается. В тех случаях, когда в соединении имеются две

диаметрально расположенные шпонки и каждая из них смещена

на величину А1( то собрать сборочную единицу с помощью отно¬

сительного поворота сопрягаемых деталей не представляется

возможным (см. рис. 162, д).

Допуск на смещение шпоночных пазов на валу и в охватывающей детали при

одной шпонке не должен превышать двойного допуска на ширину паза, а при двух

шпонках — половины его.

Рие 163. Конструктивная

схема приспособления для

установки призматической

шпонки в паз охватыва¬

ющей детали Рис. 164. Правильно (с) и неправильно Рис. 165. Схема перекоса осей шпоноч-

(б ) собранные соединения со шпонкой ных пазов

Часто встречающейся погрешностью является также перекос

осей пазов. Если А3 (рис. 165, а) превышает половину допуска

на ширину паза, то сборка соединения значительно затрудняется

вследствие деформации стенок паза, а также перекоса охватыва¬

ющей детали на валу (рис. 165, б).

В процессе сборки шпоночных соединений с клиновыми шпон¬

ками ось охватывающей детали смещается по отношению к оси

вала на величину посадочного зазора е (см. рис. 162, а). Таким

образом, для уменьшения биения охватывающей детали после

сборки шпоночного соединения посадочный зазор желательно

сокращать до минимума. При сборке соединения с клиновой шпон¬

кой необходимо добиваться, чтобы дно паза охватывающей детали

имело уклон, соответствующий уклону шпонки, так как иначе

ступица будет сидеть на валу с перекосом (рис. 166).

При вынимании шпонок из пазов пользуются одним из спо¬

собов, приведенных на рис. 167. В качестве инструмента обычно

употребляют мягкие выколотки.

Разборку соединения со шпонками производят сдвиганием

охватывающей детали с посадочного места, а при креплении детали

на конце вала — удалением шпонки из паза. Для облегчения ра¬

боты в торце шпонки целесообразно предусматривать отверстие

с резьбой, которое можно использовать для установки Г-образного

штыря, сцепляющегося со съемником (рис. 168, а).

|

Рис. 166. Неправильное (а) и правиль¬

ное (б) соединение с клиновой шпонкой

Рис. 167.

из пазов

Схемы извлечения шпонок 1 — штанга; 2 — упор; 3 — груз        2)

' При извлечении клиновой шпонки с головкой использование молотка и зу¬

била, загоняемого между головкой шпонки и ступицей детали, во всех случаях не

может быть оправдано. Такой способ демонтажа ведет к искривлению шпонки,

порче торцовых поверхностей деталей, а нередко и к деформациям вала. Извле¬

кать шпонку с головкой необходимо при помощи приспособлений, показанных

на рис. 168, б—г. Осевые силы, сдвигающие шпонку в первом приспособлении,

создаются ударами груза, перемещаемого по штанге до упора, во втором — по-        \

средством силового винта, а в третьем — посредством рычага.

Призматическую шпонку после демонтажа охватывающей детали удобно

извлекать при помощи винтов-съемников (рис. 168,.д), ввинчиваемых в предусма¬

триваемые для этой цели отверстия.        -

В условиях крупносерийного и массового производства приз¬

матические и сегментные шпонки обычно не пригоняют (в процессе

самой сборки). В единичном и мелкосерийном производствах

такие работы допускаются, особенно когда к шпоночным соеди¬

нениям предъявляют особые требования в отношении точности.        *

В качестве примера рассмотрим процесс пригонки призмати-        ]

ческих шпонок, осуществляемый при сборке валов турбин. Вал I

устанавливают на призмах на горизонтальной плите. Вначале j

пришабривают боковые стенки паза, при этом вал поворачивают j

так, чтобы пришабриваемая стенка была параллельна плоскости [

плиты. Во избежание перекосов дисков, которые должны насажи¬

ваться на вал, стенки паза вала должны быть строго параллельны

его оси (отклонение не более 0,01 мм на 200 мм длины). Парал- j

лельность проверяют индикатором, ширину паза — калибром.

После пригонки стенок паза шабрят его дно. Контрольными при¬

способлениями при этом ■ являются Добычный шаблон и щуп j

(рис. 169, а). По окончательно отработанному пазу пришабривают

шпонку,        Г .' v ;' Положение боковых стенок паза вала относительно его оси

проверяют при помощи клиновых плиток и линейки или индика¬

торным прибором. В первом случае (рис. 169, б) в паз вкладывают

клиновые плитки и затем щупом контролируют зазоры в местах 1

и 2. При отсутствии перекоса эти зазоры должны быть одинаковы.

Работа индикаторных контрольных приборов при проверке

на перекос оси паза вала или ступицы основана на том, что при

отсутствии перекоса размер I (рис. 169, в) на обоих концах паза

должен быть один и тот же и, следовательно, положения наконеч¬

ника 1 индикатора относительно поверхности вала или отверстия

должны быть неизменными.

После постановки шпонки в паз проверяют высоту выступа¬

ющей части шпонки при помощи микрометрической головки и мо¬

стика (рис. 169, г). Взаимное расположение шпонок на валу

В)

Рис. 169. Схемы контроля при сборке ответственных соединений со шпонками  1 2 3

1 J 2

Рис. 170. Технологические схемы

узлов со шпонками

Рис. 171. Схема бесшпоночного

соединения с упругопластичной

втулкой

контролируют индикатором 1 (рис. 169, д). Индикатор укреплен

на раздвижных ножках 2, оканчивающихся цилиндрическими

валиками 3. Прибор устанавливают, как показано на рис. 169, <3,

и в таком положении закрепляют винтом 4. Показания индикатора

при перестановке прибора на другую сторону вала в случае сим¬

метричного расположения шпонок должны быть такими же.

Последовательность сборки сборочных единиц со шпонками определяется

конструкцией. Например: по рис. 170, а — установить вал в тиски (приспособле¬

ние), закрепить; посадить шпонку 1 в шпоночный паз детали 2; проверить плот¬

ность посадки шпонки; проверить посадку шпонки 1 в пазу детали 2 по специаль¬

ному кольцу 3 на краску;

по рис. 170, б — установить деталь 3 в тиски (приспособление), закрепить;

наживить шпонку 1 в шпоночном отверстии детали 3; установить приспо¬

собление и запрессовать шпонку 1 в шпоночное отверстие и в паз до упора;

вынуть приспособление; проверить посадку шпонки 1 в пазу детали 3 по специ¬

альной контрольной оправке 2 на краску;

по рис. 170, в— установить деталь 2 в приспособление (тиски), закрепить;

посадить в шпоночный паз детали 2 сегментную шпонку 1 до упора; проверить

посадку шпонки 1 в пазу детали 2 по специальному кольцу 3 на краску;

по рис. 170, г — установить деталь 2 в приспособление, закрепить; посадить

шпонку 1 в шпоночный паз детали 2; сверлить отверстия в детали 2 на глубину

I мм через отверстия шпонки 1, очистить отверстия от стружки; нарезать резь¬

бы Md мм в двух отверстиях детали 2 на глубину I мм, очистить отверстия от

стружки; ввернуть два винта Md х I в отверстия детали 2 до упора; проверить

посадку шпонки 1 в пазу охватывающей детали по специальному кольцу на кра¬

ску; шабрить боковые поверхности шпонки 1 по краске, обеспечив плавное

перемещение кольца по шпонке без заеданий и боковой качки.

Шпоночные соединения имеют недостатки, заключающиеся

в том, что при передаче больших и особенно знакопеременных

крутящих моментов шпоночный паз на валу приходится делать

глубоким, при этом снижается прочность вала. При боковых

зазорах между шпонкой и пазом охватывающей детали паз посте¬

пенно разрабатывается, что может вызвать срез шпонки или ее

деформацию. Учитывая это, особые требования предъявляют

к точности центрирования шпоночного соединения и плотности

посадки на валу охватывающей детали. В конструкциях машин начинают применяться разнообразные виды бесшпоночных соеди¬

нений. Один из таких видов — соединение упругопластичными

втулками [1]. Охватывающая деталь 1 (рис. 171) устанавливается

на цилиндрическом хвостовике вала 2, центрируясь на два метал¬

лических кольца, между которыми поставлена втулка из капрона,

паронита- асборезины или других упругопластичных материалов.

Под действием осевой силы Р, создаваемой гайкой, втулка дефор¬

мируется, в результате чего возникают силы трения, прочно удер¬

живающие охватывающую деталь на валу 2.

Среднее удельное давление в сопряжении втулки с охватыва¬

ющей деталью

где [л — коэффициент Пуассона; о — сжимающее напряжение

в среднем сечении втулки.

Это напряжение, очевидно, может быть найдено из формулы

где F — площадь поперечного сечения втулки;

= Р — АТ;

здесь АТ — равнодействующая осевых сил трения.

Крутящий момент, передаваемый соединением, при коэффи¬

циенте трения f втулки о поверхность детали

М = ~y~ qidlf-

Создание при сборке условий для передачи соединением необ¬

ходимого крутящего момента обеспечивается нормированной за¬

тяжкой гайки, в результате чего возникает соответствующая

сила Р.

СБОРКА ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Соединение деталей по шлицам позволяет обеспечить более

точное центрирование, чем при соединении деталей со шпонкой,

а также повышенную прочность. Распространены прямобочные,

эвольвентные и треугольные шлицевые цилиндрические соедине¬

ния. В прямобочном шлицевом соединении охватывающая деталь

может быть центрирована по наружной поверхности шлицев, по

поверхности впадин или по боковым сторонам шлицев. В соеди¬

нениях с эвольвентными шлицами центрирование осуществляется

профилями зубьев или по наружной поверхности шлицев. При

треугольных шлицах детали центрируются по боковым профилям

шлицев. В зависимости от применяемой посадки центрирующих поверх¬

ностей шлицевые соединения можно отнести к одной из следу¬

ющих групп: тугоразъемные, легкоразъемные и подвижные.

При сборке шлицевых соединений полная взаимозаменяемость

даже в условиях массового производства обычно не достигается

из-за весьма малых зазоров, выдерживаемых в центрирующих

сопряжениях.

Сборку шлицевых соединений начинают с осмотра состояния шлицев обеих

деталей. Даже незначительные забоины, задиры или заусенцы в шлицевом соеди¬

нении не допускаются. Особое внимание уделяют осмотру внешних фасок и за¬

круглений внутренних углов шлицев, так как при неправильном выполнении

этих элементов возможно заедание на шлицах при сборке соединения. В туго¬

разъемных соединениях (рис. 172, а) охватывающую деталь обычно напрессовы¬

вают на вал при помощи специального приспособления или на прессе.

Собирать такие соединения, применяя молоток, не рекомендуется. Нерав¬

номерные удары могут вызвать перекос охватывающей детали на шлицах и даже

задир их. При очень тугих шлицевых соединениях целесообразно охватывающую

деталь перед запрессовкой нагреть до 80—120° С.

Зазоры в легкоразъемном (рис. 172, б) шлицевом соединении

являются причиной перекоса сопрягающихся деталей, особенно

при несимметрично действующей нагрузке относительно средней

плоскости охватывающей детали. В результате этого возникают

дополнительные осевые силы, вызывающие колебательное движе¬

ние деталей соединения вдоль шлицев и усиленный износ пос¬

ледних.

Рис. 172. Тугоразъемные (а) и легкоразъемные (6) шлицевые соединения щ

а)        6}

Рис. 174. Шлицевые соединения:

а — при соосности вала и втул¬

ки; 6 — при перекосе осей

После установки и за¬

крепления охватывающей

детали на шлицах соедине¬

ние следует проверить на

биение (рис. 173, а). До¬

пускаемые величины ра¬

диального и торцового

биений зависят от назна¬

чения соединения и ука-

гис. i/o. t/хемы проверки сооранного шли-        ^

цевого соединения        зываются в сборочном чер¬

теже или технических тре¬

бованиях на сборку.

В легкоразъемных и подвижных шлицевых соединениях охва¬

тывающие детали устанавливают на место под действием неболь¬

ших усилий и даже от руки; при этом охватывающие детали кон¬

тролируют, кроме проверки на биение, еще и на перемещение по

шлицам на качку (рис. 173, б и в). В правильно собранной сбо¬

рочной единице перемещение охватывающей детали должно быть

легким, без заеданий. Качка охватывающей детали под действием

создаваемого вручную крутящего момента допустима лишь в очень

ограниченных пределах, определяемых техническими требова¬

ниями на сборку.

Особое значение в подвижных шлицевых соединениях имеет

соосность отверстия охватывающей детали и шлицевого вала.

При полной соосности все шлицы вала имеют контакт со шли¬

цами отверстия (рис. 174, а). В том же случае, если соосность

нарушена, в постоянном контакте теоретически будет находиться

только один шлиц (рис. 174, б), что ухудшает условия работы

соединения. Это обстоятельство необходимо учитывать при сборке.

В целях снижения напряжений смятия на боковых поверхно¬

стях шлицев сопряжения их в тяжело нагруженных ответственных

соединениях проверяют также с помощью краски на прилегание.