روش اندازه های تعمیر اضافی. قوانین طراحی اتصالات پرس

روش تعمیر قطعات اضافی مبتنی بر استفاده از قطعات تعمیری از پیش ساخته شده است که بر روی سطوح فرسوده از پیش آماده شده قطعه نصب می شود یا با آنها

قسمت فرسوده قطعه را به طور کامل تعویض کنید. نیاز به استفاده از این روش به این دلیل است که در بسیاری از قسمت‌های با شکل پیچیده، سطوح منفرد فرسوده یا آسیب می‌بینند: سوراخ‌های صاف و رزوه‌دار، ژورنال‌های شفت، قسمت‌های نشیمن برای یاتاقان‌های غلتشی در قسمت‌های بدن.

پردازش قطعات فرسوده برای قطعات اضافی انجام می شود راه های مختلف: حفاری، حفاری، سنگ زنی، سنگ زنی و غیره.

انتخاب مواد برای قطعات اضافی باید با در نظر گرفتن مواد قطعه در حال بازسازی انجام شود. استثناء ترمیم سطوح نشیمن قطعات چدنی است که در آن مواد بوش فولادی است.

سطح کار قطعه اضافی باید تمام الزامات (سختی، تمیزی پردازش و غیره) تحمیل شده بر روی سطح قطعه در حال بازسازی را برآورده کند. بستن قطعات اضافی (AD) اغلب از طریق اتصالات تداخلی انجام می شود، در برخی موارد با جوشکاری در سراسر محیط یا در چندین نقطه، پیچ های قفل، ناودانی و روش های دیگر.

میزان تداخل را می توان با فرمول های زیر تعیین کرد:

جایی که δ m تداخل مناسب جدول بندی شده است. R Z1 و R Z2 - ارتفاع ریز زبری سطوح جفت گیری. انحرافات حسابی Ra1 و Ra2 پروفیل های ریز زبری روی سطوحی که باید به هم متصل شوند، میکرومتر. K1 و K2 - ضرایبی که بی نظمی های باقی مانده در نزدیکی شفت و سوراخ پس از فشار را در نظر می گیرند، برابر با 0.6 در نظر گرفته می شوند.

برای تسهیل فشار دادن بوشینگ (بدون گرم کردن یا سرد کردن سطوح جفت گیری)، سطوح جفت شونده باید با روغن ماشین یا دی سولفید مولیبدن روغن کاری شوند. علاوه بر این، برای وسط بهتر بوشینگ در حین پرس و جلوگیری از خراشیدگی، لبه آن در امتداد قطر بیرونی باید با زاویه 45 پخ شود.

هنگام فشار دادن و فشار دادن در بوشینگ ها (شکل 43.)، قطرهای بیرونی به ترتیب افزایش و قطرهای داخلی کاهش می یابد. این باید در هنگام تخصیص هزینه برای پردازش سطوح کاری بوشینگ ها پس از فشرده سازی یا فشار دادن آنها در نظر گرفته شود.

هنگام فشار دادن بوش، کاهش قطر داخلی آن با فرمول تعیین می شود

جایی که σ تنش فشاری روی سطح تماس قطعه، MPa است. د - قطر خارجی قطعه، متر؛ d1 - قطر داخلی قطعه، متر؛ E1 - مدول الاستیسیته قسمت تحت پوشش، MPa.

هنگام فشار دادن یک بوش بر روی یک شفت، افزایش قطر خارجی آن با فرمول تعیین می شود:

که در آن E2 مدول الاستیکی است که قطعه را می پوشاند. ضخامت آستین با فرمول تعیین می شود

جایی که [σ] - ولتاژ مجازمواد بوش، MPa؛ σ t - قدرت تسلیم مواد بوش، MPa. د - قطر بیرونی بوش، متر؛ P - نیروی فشار، N.

به ضخامت محاسبه شده بوش، لازم است مقدار دیگری برای ماشینکاری بوش پس از پرس یا پرس آن اضافه شود که با فرمول قابل تعیین است.

که در آن μ نسبت پواسون است.

پرس یا پرس باید با گرم کردن قسمت مادگی یا خنک کردن قسمت نر انجام شود. در این مورد، قدرت تناسب 2 ... 3 برابر افزایش می یابد.

دمای گرمایش قسمت مادگی یا دمای خنک کننده قسمت نر را می توان با فرمول تعیین کرد

که در آن α ضریب انبساط در حین گرم کردن یا فشرده سازی در هنگام خنک شدن مواد قطعات است. د - قطر قسمت نر یا ماده، متر.

مقدار دمای حاصل باید افزایش یابد و در حین خنک شدن 20 ... 90٪ کاهش یابد، با در نظر گرفتن تغییر آن در طول فرآیند انتقال، نصب و پرس.

روش تعمیر با جایگزینی یک عنصر قطعه در مواردی استفاده می شود که یک قطعه پیچیده با تعداد زیادیسطوح کار دارای سایش بیش از حد هستند، برخی از آنها، در حالی که بقیه کمی فرسوده هستند. در این حالت، عنصر فرسوده قطعه برداشته شده و با یک قطعه جدید ساخته شده جایگزین می شود. عنصر در حال تعویض با رزوه یا فشار دادن به قسمت اصلی و سپس جوشکاری یا هر دو به قسمت اصلی متصل می شود.

معایب روش قطعات اضافی این است که استفاده از قطعات اضافی منجر به تضعیف سفتی قطعه، افزایش تنش حرارتی آن و تغییر در تعداد حلقه‌های زنجیره بعدی که قطعه را در بر می‌گیرد، می‌شود. از همین رو این روشمترقی نیست

روشی برای بازیابی ابعاد اولیه (اسمی) قطعات.

پیشرفته ترین و در عین حال پرهزینه ترین روش، بازگرداندن ابعاد اولیه (اسمی) قطعات است. با این روش، شکاف یا تداخل در جفت گیری با بازیابی به مقدار اسمی (اولیه) می رسد. اندازه های اسمیقطعات، شکل هندسی و تمیزی سطح آنها.

با استفاده از این روش، بازیابی ابعاد و تناسب اولیه معمولاً با اعمال یک لایه فلز یا مواد پلیمری با ضخامت مورد نیاز بر روی سطح فرسوده مخصوص تهیه شده با در نظر گرفتن موارد بعدی انجام می شود. ماشینکاریسطوح

استفاده از یک لایه از مواد را می توان به روش های مختلفی انجام داد: سطح کاری، آبکاری الکتریکی، پوشش های شیمیایی، روش های فرسایش الکتریکی، متالیزاسیون پاشش، اعمال مواد پلیمری و غیره.

این روش معایبی را که در استفاده از روش بازگرداندن تناسب با تغییر ابعاد اولیه وجود دارد ندارد و به همین دلیل پیشرونده است.

علاوه بر سایش سطوح نشیمنگاه، ممکن است عیوب دیگری در قطعات وجود داشته باشد - ترک، سوراخ، خراش، تراشه و غیره که با روش های دیگری که در این طبقه بندی گنجانده نشده است، می توان آنها را از بین برد. برای رفع این گونه عیوب از جوشکاری قوس الکتریکی و گازی، مواد پلیمری، لحیم کاری و روش های دیگر استفاده می شود.

ویژگی اتصالات کششی این است که حتی قبل از اعمال بارهای کاری، توسط نیروهای ناشی از تداخل روی سطح نشیمن، پیش تنیده می شوند و تنش های کششی سه محوری که برای استحکام نامطلوب هستند، در قسمت مادگی ایجاد می شوند. هنگامی که پیش تنیدگی به آن ها اضافه می شود، ممکن است تنش هایی ایجاد شود که از قدرت تسلیم ماده بیشتر شود، در نتیجه اتصال از کار می افتد.

در عین حال، محاسبه رسمی اتصالات کششی، بر اساس فرض ثابت بودن سطوح مقطع در طول قطعات و نادیده گرفتن شرایط مرزی، تنش های واقعی را آشکار نمی کند. ظرفیت باربری واقعی و استحکام اتصال به شدت به شکل قطعات مادگی و نر بستگی دارد. صلبیت ناهموار قطعات (شفت پلکانی، هاب با دیسک و ...) باعث توزیع نابرابر فشارها و تنش های تماس در طول اتصال می شود. نوسانات تنش شدید در لبه های اتصال رخ می دهد.

محاسبه رسمی، حتی با یک ضریب ایمنی زیاد، همیشه کارایی اتصال را تضمین نمی کند، به ویژه از آنجایی که توزیع تنش های عملیاتی در بخش های قطعه، و همچنین ماهیت تعامل آنها با پیش تنیدگی ها در بیشتر موارد، به ویژه در اتصالات. در معرض بارگذاری چرخه ای، نامشخص هستند. بنابراین صرف نظر از نتایج محاسباتی، لازم است با استفاده از اقدامات سازنده، اتصالات تداخلی را به هر نحو ممکن تقویت کرد.

برای افزایش ظرفیت تحملو قدرت اتصالات تداخلی، موارد زیر توصیه می شود:

• کاهش فشار روی سطوح نشیمن با افزایش طول یا قطر اتصال (روش موثرتر).
• با استفاده از فرود با کیفیت بالا، تنش را در محدوده های باریک انتخاب کنید.
• کاهش استرس یک انتخاب مناسبضخامت دیواره های قسمت ماده و نر (افزایش ضخامت دیواره یکی از قسمت ها باعث کاهش تنش در آن می شود، اما در عین حال باعث افزایش تنش در قسمت دیگر می شود).
• اجتناب کردن تغییرات ناگهانیسطح مقطع قطعاتی که باید در محل اتصال (و در مناطق نزدیک به آن) متصل شوند تا از افزایش ولتاژ جلوگیری شود.
• با کاهش بخش های هاب (و شفت) به سمت انتهای اتصال، نوسانات تنش را در لبه های اتصال کاهش دهید.
• سطوح نشیمن را تحت عملیات حرارتی سخت شدنی قرار دهید (به عنوان مثال، خاموش کردن با دمای پایین، سخت شدن با گرمایش با فرکانس بالا) و عملیات سخت شدن تغییر شکل پلاستیک(نگه زدن شات، نورد شفت، نورد یا اجباری شدن سوراخ ها)؛
• از مونتاژ اتصالات با گرم کردن قسمت مادگی یا با خنک کردن قسمت نر استفاده کنید.
• پوشش گالوانیکی سطوح تماس با فلزات نرم (Cd, Cu, Zn) را اعمال کنید.

عملکرد اتصالات تداخل مناسب تا حد زیادی به مونتاژ صحیح بستگی دارد. برای تسهیل فشار دادن، شفت و سوراخ مجهز به پخ های سربی با زاویه α = 30-45 درجه (شکل 535، a)، و برای تداخل های بزرگ α = 10-15 درجه هستند. ارتفاع h پخ طوری تنظیم می شود که قطر ورودی شفت d 0.1-0.3 میلی متر کمتر از قطر سوراخ d0 باشد (شکل 535، b).

بهتر است انتهای شفت را با یک فیله با شعاع متغیر گرد کنید (شکل 535، ج)، اگرچه تولید چنین فیله‌هایی گران‌تر است.

گاهی اوقات یقه های استوانه ای با فیت H7/h6 روی شفت یا در سوراخ ساخته می شوند (شکل 535، d، e). قرار گرفتن یقه مرکزی در سوراخ مستلزم استفاده از سیستم شفت است.

موقعیت محوری قطعات با فشار دادن آنها تا انتها به داخل یقه (شکل 535، f، g)، به پله سوراخ (شکل 535، h)، همسطح با سوراخ ثابت می شود (شکل 535، من). قطعات صاف را می توان در هر موقعیتی با حلقه های فاصله سنج 1 که در زیر پین نورد پرس قرار می گیرد ثابت کرد (شکل 535، j).

جلوگیری از گاز گرفتن و اعوجاج قطعات در حال اتصال که فرآیند پرس را پیچیده می کند و گاهی منجر به آسیب های جبران ناپذیری به اتصال می شود، مهم است.

هنگام فشار دادن، قطعات جدار نازک مانند بوش ها با استفاده از سنبه مرکزی هدایت می شوند (شکل 536، a). هنگامی که به داخل سوراخ ها فشار داده می شود، بوش روی یک سنبه نورد شده با یک ساقه راهنما 1 که در مناسب H7/h6 (536، b) در سوراخ قرار می گیرد، قرار می گیرد. پس از فشار دادن، ساقه باز می شود.

قطعات متصل شده توسط اتصالات تداخلی نباید تحت عملیات حرارتی قرار گیرند، زیرا هنگام گرم شدن، تداخل به دلیل از بین رفتن خاصیت ارتجاعی مواد از بین می رود. در اتصالات دقیق، لازم است تغییر شکل قطعات در حین پرس (کاهش ابعاد داخلیقسمت نر و افزایش ابعاد خارجی قسمت ماده). هرچه کشش بیشتر و ضخامت قطعات کمتر باشد، تغییر شکل بیشتر است.

تنها در موارد نسبتاً نادری که دیواره‌های قطعات دارای ضخامت ثابتی هستند، می‌توان با محاسبه مطمئن تغییر ابعاد را تعیین کرد و شکل اصلی قطعه را از قبل تنظیم کرد. قطعات با ضخامت دیواره متغیر به طور ناهموار تغییر شکل می دهند. بنابراین، هنگامی که یک بوش یاتاقان جدار نازک در محفظه ای با دیوار مرکزی فشرده می شود (شکل 537، a)، بوش شکل کرست به خود می گیرد. اگر دیوار به طور نامتقارن قرار گیرد، کرست به سمت واحد سفت کننده جابجا می شود (شکل 537، ب). روز تامین عملکرد مناسببلبرینگ باید پس از فشار دادن پردازش شود سطح داخلیبوشینگ ها، با فراهم کردن مقادیر مناسب در قطعه کار. در اغلب موارد، بوش‌ها مجدداً باز می‌شوند، و در هر طرف مقدار 0.02-0.1 میلی‌متر برای باز کردن باقی می‌ماند.

هنگام فشار دادن قطعات به داخل حفره شفت، سطح بیرونی شفت به شکل بشکه ای برآمده می شود که پس از فشار دادن نیاز به تکمیل شفت دارد (شکل 537، ج). هنگام فشار دادن چرخ دنده های جدار نازک روی شفت ها (شکل 537، د)، لازم است دندان پس از فشار دادن به پایان برسد. در صورتی که به دلیل ابعاد (شفت های بلند) این امکان وجود نداشته باشد، باید ضخامت رینگ را افزایش داد یا از بست تاشو (روی کلید یا اسپلاین) استفاده کرد.

فشار دادن بر ابعاد عناصر واقع در آن تأثیر نمی گذارد مسافت طولانیاز سطوح نشیمن (به عنوان مثال، دندان چرخ دیسک). در چنین مواردی، قطعات را می توان بدون ترس از دقت ابعاد به شکل نهایی پردازش شده فشرده کرد. اعوجاج و خروج محوری قطعات دیسک قطر بزرگبا افزایش طول تسمه فرود جلوگیری می شود.

یک اشتباه رایج در هنگام طراحی اتصالات کششی خارج از طراحی (با توجه به نیروهای کوچک یا نامشخص) طول ناکافی تسمه پرس و همچنین ضخامت کم دیواره های قسمت ماده یا نر است (شکل 538). چنین اتصالاتی در نتیجه خرد شدن سطوح نشیمنگاه و فشار بیش از حد دیواره های نازک در حین پرس به سرعت از بین می روند.

برای تعیین تقریبی حداقل طول تسمه های فرود در اتصالات با تداخل همه منظورهمی توانید از فرمول l min = ad 2/3 استفاده کنید، که در آن l min طول کمربند (پخ کمتر)، میلی متر است. d-قطر اتصال، میلی متر؛ ضریب a برای قطعات ماده ساخته شده از فولاد، a = 4، برای چدن، a = 5، برای آلیاژهای سبک، a = 6 است. بر اساس این فرمول، نموداری ساخته شد (شکل 539).

اگر اتصال در معرض لنگرهای خمشی زیاد یا نیروهای برشی، به خصوص قطعات متناوب، و همچنین در مواقعی که لازم است قسمت فشرده شده را به طور دقیق هدایت و محکم کنید (به عنوان مثال، یک ستون قاب)، طول پرس به طور قابل توجهی طولانی تر می شود.

در طرح‌هایی که در سوراخ‌های کور قرار می‌گیرند، لازم است از آزاد شدن هوا در طول فرآیند پرس اطمینان حاصل شود. فشرده شدن هوا در حین پرس، همراه با افزایش حجم مخصوص آن در اثر گرما، می تواند باعث پارگی قسمت ماده شود، به خصوص اگر دیواره های نازکی داشته باشد یا از ماده ای با استحکام کمتر (مثلا آلیاژهای سبک) ساخته شده باشد. برای آزادسازی هوا، شیارهایی (شکل 540، الف) یا سوراخ هایی (شکل 540، ب و ج) در نظر گرفته شده است.

فشار دادن قطعات روی دو تسمه با قطر یکسان غیرقابل قبول است (شکل 541، a). هنگام عبور قطعه از تسمه اول (در حین فشار دادن)، اعوجاج رخ می دهد و قرار دادن انتهای قطعه در تسمه دوم دشوار می شود. علاوه بر این، ممکن است امتیازدهی روی سطح قطعه و سوراخ ایجاد شود. در چنین اتصالاتی باید تسمه فرود ساخته شود قطرهای مختلف(شکل 541، ب). ابعاد محوری اتصال باید به گونه ای باشد که ابتدا قطعه به مقدار m = 2-3 میلی متر وارد تسمه دوم شود (شکل 541، ج)، جهت پایداری به دست آورد و تنها پس از آن وارد تسمه اول شود.

در طرح (شکل 541، د)، برای کاهش ماشینکاری دقیق، سوراخ با دو تسمه فرود کوتاه ساخته می شود. خطا در همان قطر تسمه های فرود است. علاوه بر این، تغییر شکل بوشینگ در مناطقی که تسمه های فرود قرار دارند اجتناب ناپذیر است.

اگر صاف بودن دقیق دیواره‌های سوراخ مهم است، بوشینگ باید پس از فشار دادن باز شود یا بوشینگ باید در تمام طول یا حداقل در بیشتر طول قرار گیرد (شکل 541، e و f).

برای جلوگیری از تغییر شکل تحت نیروی فشار، به قطعات ماده باید استحکام کافی داده شود.

در قسمت چنگال (شکل 541، g)، چشم فوقانی در حین پرس خم می شود، در نتیجه فشار دادن به چشم پایین غیرممکن می شود. اگر به دلیل شرایط ساختاری نمی توان به چشمک ضخامت کافی داد، برای فشار دادن آن باید از دستگاهی استفاده کرد که به طور محکم چشمک را ثابت کند. اکثر به روشی سادهمعرفی یک ترقه نعل اسبی 1 در بین چشم ها است که امکان استفاده از این روش باید در طراحی قطعه پیش بینی شود: فاصله بین چشم ها باید با دقت کافی برای استفاده از ترقه مشخص شود. برای یک سری از قطعات داده شده یکنواخت است.

دیگر راه حل ممکن- مونتاژ با گرم کردن قسمت ماده (یا خنک کردن قسمت نر) تا دمایی که در آن شکاف هایی روی تسمه های فرود ایجاد می شود.

قسمت مادگی و نر باید تا حد امکان دارای سفتی یکنواخت در جهت شعاعی باشد. تضعیف موضعی، بریدگی و غیره در طراحی در شکل. 541، h، فشار دادن به دلیل جابجایی اجتناب ناپذیر آستین به سمت برش دشوار است. علاوه بر این، در ناحیه ای که برش قرار دارد، آستین تحت عمل کشش شعاعی یک طرفه تغییر شکل می دهد. اگر بوشینگ به دو تسمه واقع در بخش های برش نخورده توپی فشرده شود، وضعیت تا حدودی بهبود می یابد (شکل 541، i). صحیح ترین در در این موردبوش را مطابق با اتصال H7/h6 نصب کنید و آن را با پیچ و مهره ببندید (شکل 541، j).

پرس فیتینگ در مواردی استفاده می‌شود که قسمت‌های نر یا ماده دارای بریدگی‌های امتدادی تا انتها نیستند (شکل 541، l). اگر بریدگی ها قابل حذف نیستند، تنها راه حل استفاده از فیت H7/h6 است.

در برخی موارد، لازم است که یک موقعیت زاویه ای خاص از قطعاتی که باید متصل شوند حفظ شود (به عنوان مثال، فشار دادن شفت کلید به داخل هاب). اگر تسمه ای در سمت ورودی شفت (شکل 542، a) با H7/h6 یا H7/g6 مناسب، با طول l بیشتر از فاصله k کلید از انتهای شفت. کلید ابتدا وارد شیار می شود و پس از آن شفت فشار داده می شود.

روش دیگری نیز مورد استفاده قرار می گیرد: کلید در فاصله k کافی برای ثابت کردن شفت در امتداد راه کلید قبل از فشار دادن از شفت رها می شود (شکل 542، b). بهتر است این گونه اتصالات را با پیش گرم کردن هاب یا خنک کردن شفت تا زمانی که شکافی در اتصال ایجاد شود، جمع کنید. تثبیت زاویه ای شفت در سوراخ در این مورد مشکلی ایجاد نمی کند.

مشت با زاویه داده شدهمحل لبه ها (شکل 542، ج) باید از طریق یک دستگاه راهنمای با برش های شعاعی برای لبه ها، بر اساس سوراخ مرکزی دیسک فشار داده شود. طراحی باید امکان استفاده از چنین وسیله ای را فراهم کند.

طراحی در شکل 542، ج نادرست است: پایه در پایه بادامک ها اجازه عبور آنها را از شیارهای راهنمای دستگاه نمی دهد.

در طراحی در شکل 542، g عرض m بادامک ها بزرگتر از قطر فرود d است که جهت مطمئن بادامک ها را در حین فشار دادن تضمین می کند.