Классификация соединений выполняемых при сборке машин
7.5. Классификация соединений, выполняемых при сборке машин и механизмов
Соединения деталей и узлов в зависимости от их конструкций могут быть подразделены на подвижные и неподвижные.
Подвижные и неподвижные соединения с точки зрения возможности разборки подразделяют на разъёмные (разбираемые) и неразъёмные (неразбираемые).
Разъёмными, или разбираемыми, называют соединения, которые могут быть разобраны без особых затруднений и без повреждений сопряжённых или крепёжных деталей.
Неразъёмными, или неразбираемыми, называют соединения, разборка которых в процессе эксплуатации не предусмотрена и поэтому крайне затруднительна, требует больших усилий или сопровождается повреждением сопряжённых или крепёжных деталей либо скрепляющего вещества.
Неподвижные неразбираемые соединения выполняют клёпкой, сваркой, пайкой, посадкой с натягом, склеиванием, заливкой металлом, прессованием, холодной штамповкой и др.
Неподвижные неразбираемые соединения отличаются точностью. В некоторых случаях к соединениям могут предъявляться дополнительные требования (герметичность, электропроводность и др.).
Точностью соединения называется правильное взаимное расположение соединённых деталей в соответствии с требованиями чертежа или технических условий.
Прочность неразбираемого соединения означает неизменность взаимного расположения соединённых деталей при действии предельно допустимых расчётных сил.
Герметичностью (плотностью) соединения называется его непроницаемость для газов и жидкостей (воды, керосина и т. п.).
Электропроводность означает наличие в соединении электрического сопротивления в допустимых пределах.
На поверхности деталей не должно быть вмятин, забоин, пятен очагов коррозии, неровных швов и т. п. Неподвижные разбираемые соединения выполняют глухой, тугой, напряжённой и плотной посадками, винтовыми соединениями (винтами, шпильками, болтами и т. п.), соединениями при помощи штифтов, посадкой на конус в комбинации с винтовыми или клиновыми соединениями и другими способами.
Разбираемые соединения должны быть точны, прочны, допускать многократную сборку и разборку и иметь хороший внешний вид.
Прочность соединения должна обеспечивать неизменность взаимного расположения деталей соединения в пределах требований к конструкции при повторных сборках и разборках, а также при работе в условиях вибраций.
Многократные сборки и разборки не должны изменять форм и размеров деталей.
Разборка не должна вызывать особых затруднений (допустимы повреждения только специальных легко заменяемых деталей — шплинтов, штифтов, винтов).
Подвижные соединения осуществляют по цилиндрическим, коническим, сферическим, винтовым поверхностям и другими способами.
В процессе сборки отдельные детали и сборочные единицы (группы и подгруппы) соединяют в пределах соответствующих норм точности, жёсткости и с соблюдением технических условий, которыми установлены качественные нормы собираемой машины. При завершении сборочного процесса фиксируют окончательную точность выходных параметров всей машины. Таким образом, сборочный процесс существенно влияет на точность эксплуатационных свойств изделия и на степень взаимозаменяемости его узлов.
Заклёпочные соединения применяют для создания прочных и плотных швов между двумя или несколькими соединяемыми деталями, изготовленными преимущественно из листа, полосового и фасонного проката.
Обычно закладную головку заклёпки устанавливают в гнездо поддержки, соответствующее форме головки. Замыкающую головку нужной формы формируют обжимкой, на которую давит пуансон пресса. В труднодоступных местах давление пуансона прикладывается к закладной головке, а замыкающая головка формируется гнездом поддержки.
Для соединения неметаллических деталей, а также в малонагруженных узлах с ограниченным весом, не требующих высокой плотности, применяют трубчатые заклёпки, выпускаемые по ГОСТ 12639-67, а для соединения легко деформируемых материалов (кожи, ткани, пластмассы и т. п.) применяют трубчатые заклёпки — пистоны, выпускаемые по ГОСТ 12638-67. Замыкающую головку этих заклёпок получают обжатием или развальцовыванием.
В тех местах, где нельзя подвести обжимку и поддержку, применяют клёпку взрывом. В этом случае стержень заклёпки также делают полым. Полость стержня заполняется взрывчатым веществом, которое при электронагреве через закладную головку взрывается и расширяет полый стержень заклёпки, стягивая сопрягаемые детали.
Сварные соединения в значительной мере вытесняют клёпаные благодаря тому, что сварные конструкции легче, обладают большей плотностью и герметичностью швов. Конструкции сварных изделий проще, а себестоимость их ниже.
Во многих случаях сварку с успехом заменяет пайка, а иногда является единственно возможным способом соединения деталей. При пайке меньше остаточные напряжения, чем при сварке.
В процессе пайки соединяют металлические или металлизированные детали посредством связующего металла или сплава (припоя), температура плавления которого ниже температуры плавления материала спаиваемых деталей.
Когда нежелательно или невозможно механическое крепление, применяют соединение деталей специальными клеями. Чаще сего склейку применяют для получения соединений из разнородных материалов. Склейка обеспечивает равномерность распределения напряжений, повышает вибростойкость соединения.
Клеевые соединения рекомендуется применять при равномерном отрыве или при работе на сдвиг. При неравномерном отрыве прочность соединения резко снижается и необходимо применять в таких случаях комбинированные соединения: клеезаклёпочные или клеесварные.
Соединения с гарантированным натягом — это напряжённые соединения, в которых натяг создаётся за счёт разности посадочных размеров. Этот вид соединения можно отнести к неразъёмным соединениям, так как после разборки (выпрессовки) деталей их первоначальные посадочные размеры меняются, а детали, соединяемые за счёт температурных деформаций, трудно разобрать без их разрушения.
Для соединения вала с охватывающей деталью (зубчатым колесом, маховиком и т. п.) и передачи крутящего момента предназначены шпоночные и шлицевые соединения.
Классификация соединений, применяемых при сборке.
При сборке основным видом работ является выполнение различных соединений деталей. В зависимости от конструкции соединения могут быть разделены на подвижные и неподвижные.
При неподвижном соединении собранные детали или сборочные единицы сохраняют неизменное взаимное положение.
При подвижном соединении сопряженные детали имеют возможность определенного взаимного перемещения.
Соединения могут быть также неразборными или разборными. Неразборные соединения применяют в тех случаях, когда при эксплуатации машины разборка соединенных деталей не предусматривается. Если же по условиям эксплуатации необходимо производить разборку соединений, их выполняют разборными.
Неподвижные неразборные соединения осуществляются различными способами: сваркой, v пайкой, склепыванием, прессованием, нагреванием охватывающей детали и охлаждением охватываемой детали.
Неподвижные разборные соединения осуществляются путем соединения сопрягаемых деталей посадками с натягом, посадкой на конус (для плотных соединений, подвергающихся частой и быстрой разборке), резьбовыми креплениями (болтами, винтами, шпильками).
Подвижные соединения являются разборными (неразборные подвижные соединения встречаются редко). Они осуществляются при подвижных посадках -посадках с зазором, а также при соединении шаровых, конических и винтовых поверхностей.
Сборке подвергаются различные соединения:
— неразъемные неподвижные (сварные, клееные, паяные и др.);
— разъемные неподвижные соединения (резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые и др.);
— механические передачи (редукторы передач );
— механизмы вращательного движения (подшипники скольжения, подшипники качения);
— механизмы передачи движения (ременные передачи, цепные передачи, зубчатые передачи и т.п.);
— механизмы поступательного движения (направляющие МРС);
— механизмы преобразования движения (кривошипно-шатунный механизм, винт-гайка, эксцентриковый механизм и т.д.);
— гидравлические и пневматические приводы и передачи.
Требования к сборке соединений.
На поверхности деталей не должно быть вмятин, забоин, коррозии, неровных швов и других внешних дефектов.
К неподвижным неразъемным соединениям предъявляют требования по точности, прочности, иногда по герметичности, электропроводности и др.
Разъемные соединения должны быть точны, прочны, допускать возможность многократной сборки и разборки и иметь хороший внешний вид.
В процессе сборки изделие собирают с соблюдением технических условий, что влияет на точность эксплуатационных свойств изделия.
Дата добавления: 2017-10-04 ; просмотров: 1739 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Тема 2. Классификация соединений деталей в машинах
Лекция № 2.
В процессе узловой и общей сборки соединяют разнообразные детали. Метод образования соединения назначает конструктор с учетом условий работы изделия, экономики его производства и эксплуатации. По конструкции и условиям эксплуатации соединения подразделяются на подвижные и неподвижные. Первые характеризуются возможностью относительного перемещения составных частей, вторые такого перемещения не имеют. Все соединения можно подразделять на разъемные и неразъемные. К разъемным соединениям относятся те, которые могут быть полностью разобранными без нарушения целостности собираемых деталей. Разъемные соединения наиболее распространены (65 – 85%), однако в последнее время во многих машинах удельный вес неразъемных соединений начинает расти в связи с более широким использованием неремонтируемых узлов. Сочетанием приведенных признаков (по ГОСТ …) все соединения можно разбить на четыре класса: I – неподвижные разъемные; II – неподвижные неразъемные; III – подвижные разъемные; IV – подвижные неразъемные. Наиболее распространены в машиностроении соединения класса III, затем I и II. Соединения класса IV встречаются редко. Для общего машиностроения число соединений указанных классов, (включая сборку в заготовительных процессах) можно выразить соотношением
В большинстве случаев усилие для сборки и разборки соединений невелико, а надежность их работы высокая даже в условиях толчков и вибраций. Соединения с упругими элементами применяют как при узловой, так и при общей сборке.
Класс IV объединяет разъемные соединения осуществляемые различными крепежными и фиксирующими деталями (резьбовые детали, клинья, цилиндрические и конические штифты). Наиболее распространены резьбовые соединения; их выполняют отдельными крепежными деталями (винтами, болтами, шпильками) а также специальными крепежными деталями. При сборке данных соединений обеспечивают требуемый натяг и стопорение резьбовых деталей различными способами.
К классу V относят соединения, осуществляемые введением в зону контакта сопрягаемых деталей дополнительного материала (расплавляемого металла при сварке, припоя, клея, пластмасс, мастик). Эти соединения являются неподвижными и неразъемными. Их применяют при выполнении заготовок (сваркой, пайкой), на промежуточных этапах механической обработки (перед окончательной обработкой), а также на сборочных операциях (при отдельных методах сварки и пайки, склеивания). В последнем случае сварка допускается, если обработанные поверхности расположены достаточно далеко от швов и допуски на расположение обработанных поверхностей в соединенных элементах достаточно широки.
К классу VI относятся соединения, получаемые специальными методами (заливкой деталей расплавленным металлом или пластмассой, обвязкой проволокой, соединением тонкостенных деталей из мягких листовых металлов или пластмасс скрепками, сшивкой тонких листовых деталей из неметаллов и др.). Эти методы имеют ограниченное применение.
При выборе способа соединения учитывают условия работы изделия, обеспечение необходимой его надежности, технологии обработки и сборки, условия эксплуатации, включая необходимую разборку, ремонт и сборку соединения, а также затраты на изготовление и эксплуатацию в течение заданного срока службы изделия.
Из нескольких возможных вариантов, удовлетворяющим требованиям работы и эксплуатации, окончательно отбирается метод, обеспечивающий наименьшие затраты на изготовление и эксплуатацию соединения.
Тема 3. Организационные формы сборки.
В различных типах и при различных условиях пр-ва организация сборки приобретает различные формы. По перемещению собираемого изделия сборка подразделяется на стационарную и подвижную, по организации на непоточную, групповую и поточную.
1. Непоточная стационарная сборкахарактеризуется тем, что весь процесс сборки изделия и его СЕ выполняется на одной сборочной позиции. Все детали поступают на эту позицию.
Достоинства:1) сохранение неизменного положения основной базовой детали, что способствует достижению высокой точности изделия; 2) использование универсальных транспортных средств, приспособлений и инструментов, что сокращает продолжительность и стоимость ТПП.
Недостатки 1) длительность общего цикла сборки, выполняемого последовательно; 2) потребность в высококвалифицированных рабочих, способных выполнять любую сборочную операцию; 3) увеличение потребности в больших сборочных стендах, т.к. машина длительное время занимает монтажный стенд.
Область применения – единичное и мелкосерийное производство тяжелого и энергетического машиностроения, экспериментальные и ремонтные цехи.
2. Непоточная стационарная сборка с расчленением сборочных работпредполагает дифференциацию процесса на узловую и общую сборку. Сборка каждой СЕ и общая сборка выполняется в одно и тоже время различными бригадами и многими сборщиками. Собираемая машина остается неподвижной на одном стенде. В результате длительность процесса сборки значительно сокращается.
Преимущества: 1) значительное сокращение длительности общего цикла сборки; 2) сокращение трудоемкости выполнения отдельных сборочных операций за счет: а) специализации рабочих мест и их оборудования соотв. приспособлениями и механизирующими устройствами; б) специализации рабочих-сборщиков; в) лучшей организации труда; 3) снижение потребности в дефицитной рабочей силе сборщиков высокой квалификации; 4) более рациональное использование помещений и оборудования; 5) уменьшение размеров высоких помещений сборочных участков оборудованных мощными подъемно-транспортными устройствами; 6) сокращение себестоимости сборки.
Область применения – серийное производство средних по размеру и крупных машин.
3. Непоточная подвижная сборка характеризуется последовательным перемещением собираемого изделия от одной позиции к другой. Перемещение может быть свободным или принудительным. ТП сборки при этом разбивается на отдельные операции.
Сборка со свободным перемещением собираемого объекта заключается в том, что рабочий закончив свою операцию, с помощью средств механизации или вручную перемещает собираемую СЕ на следующую рабочую позицию, СЕ также могут собираться на тележках, рольгангах и т.п.
Сборка с принудительным перемещением собираемого объекта состоит в том, что он передвигается при помощи конвейера или тележек, замкнутых ведомой цепью.
Фактическая продолжительность выполнения каждой операции колеблется, для компенсации таких колебаний создается межоперационный задел.
Область применения – переход от сборки единичных изделий к их серийному изготовлению.
4. Поточная сборкахарактеризуется тем, что при построении ТП сборки отдельные операции процесса выполняются за одинаковый промежуток времени – такт, или за промежуток времени, кратный такту. При этом на более продолжительных операциях параллельно работают несколько рабочих-сборщиков. Обеспечение одинаковой продолжительности технологических операций, называемое синхронизацией операций, достигается их перестройкой.
Поточная сборка может быть организована со свободным или принудительным ритмом. Межоперационное перемещение собираемого изделия осуществляется: вручную или с помощью тележек, наклонного лотка или рольганга, с помощью конвейера с периодическим или непрерывным перемещением.
Поточная сборка сокращает длительность производственного цикла и уменьшает межоперационные заделы деталей, повышает специализацию сборщиков и возможности механизации и автоматизации сборочных операций, что в конечном итоге приводит к снижению трудоемкости сборки на 35 – 50%.
Главным условием поточной сборки является обеспечение взаимозаменяемости собираемых узлов и деталей. В случае необходимости использования пригоночных работ они должны осуществляться за пределами потока на операциях предварительной сборки.
4а. Поточная стационарная сборка является одной из форм поточной сборки, требующих наименьших затрат на ее реализацию. Она применяется при сборке крупных и громоздких изделий (самолеты и т.д.). При этом виде сборки все собираемые объекты остаются на рабочих позициях в течении всего процесса сборки. Рабочие (или бригады) по сигналу все одновременно переходят от одних собираемых объектов к следующим через периоды времени, равные такту. Каждый рабочий (или бригада) выполняет закрепленную за ним одну и ту же операцию на каждом из собираемых объектов.
Преимущества: работа с установленным тактом, равномерный выпуск продукции, короткий цикл сборки, высокая производительность труда, высокий съем продукции с 1 м 2 площади.
Область применения – серийное производство машин, отличающихся недостаточной жесткостью базовых деталей, большими габаритами и массой (станков, крупных дизелей, самолетов и т.п.).
4б. Поточная подвижная сборка становится экономически целесообразной в тех случаях, когда выпуск машин и СЕ значительно возрастают.
Этот вид сборки может осуществляться с непрерывно или периодически перемещающимися собираемыми объектами.
Преимущества – выполнение работы с требуемым тактом и возможность почти полного совмещения времени, затрачиваемого на транспортирование объектов, со временем их сборки.
