Соединение цилиндрических деталей

 

 

 

 

 

 

 

Фиксация деталей цилиндрической формы с помощью герметика  является сложным процессом. При правильном выборе конструкции соединения, кле­евого продукта и метода сборки, технология дает значительные преимущества для производства.

 

2.1. Методы сборки цилиндрических деталей

 

Узлы, используемые для передачи вращающих, осевых или радиальных нагрузок от вала к ступице (или наоборот), подразделяются на четыре катего­рии:

 

  • Жесткое механическое соединение (например, шлицевое)
  • Соединение трением (например, прессовая по­садка)
  • Сварка или пайка
  • Клеевое соединение
  • Категории 3 и 4 иногда объединяются в одну и упо­минаются как соединение по контактируемым по­верхностям.

 

 

 

2.1.1. Жесткое механическое соединение

 

 

 

Это наиболее распространенный метод кинемати­ческой связи на основе стандартных шпоночных со­единений, включающий шлицы, пальцы и зубья. Они относительно просты для сборки и демонтажа и могут передавать достаточно большие крутящие моменты. Однако, наряду с этими преимущества­ми, имеется ряд недостатков типа возникновения высоких нагрузок из-за "эффекта зазубривания", который возникает непосредственно в местах фик­сации, высокой стоимости механической обработ­ки, а также необходимости устранения осевых пе­ремещений и люфта, присущих большинству конструкций.

 

Шпоночным соединениям также свойственно не­равномерное распределение массы, отсутствие равновесия, что может повлечь за собой возникно­вение дисбаланса и вибраций при высоких скоро­стях вращения.

 

 

 

2.1.2. Соединение трением

 

 

Наиболее распространенные соединения трением включают в себя зажимные муфты и детали, собран­ные с применением прессовой, горяче-прессовой и конусной посадок.

 

Применение этого способа соединения может быть очень экономичным, обеспечивающим хорошую ба­лансировку и не требует дополнительной осевой фиксации.

 

Однако, эти методы имеют свои недостатки: передача крутящего момента основываются только на трении, поэтому для них имеются ограничения в применяемых материалах, форме поверхностей, а также необходи­мость точной механической обработки, что приводит к высокой себестоимости производства. Демонтаж та­ких сборок, за исключением конусных посадок и раз­вальцованных втулок, может быть затруднен или вообще невозможен из-за внедрения друг в друга материала контактных поверхностей. Напряжения, возникающие при прессовых посадках, могут привести к усталостному разрушению соединяемых деталей, особенно при значительных эксплуатационных нагрузках.

 

 

 

2.1.3. Сварка и пайка

 

 

 

Основными преимуществами этих методов соеди­нений являются высокая прочность, тепло- и элект­ропроводность и устойчивость к коррозионному из­носу. Однако, имеется ряд ограничений для их применения. Например, как правило, соединению подлежат только однородные металлы, при этом воздействие высоких температур может привести к ухудшению структуры, остаточным напряжениям и деформированию деталей. Демонтаж при этом так­же может быть затруднен или невозможен.

 

 

2.1.4. Клеевое соединение

 

Существуют два различных типа склеивания цилин­дрических деталей:

 

Склеивание деталей с зазором - полимеризованный в зазоре клей передает все нагрузки.

Склеивание деталей с натягом, как с нагре­вом, так и без него - нагрузка передается как через полимеризованный клей, так и трением между деталями благо­даря натягу.

В обоих случаях применяется жидкий герметик, который полностью покрывает контактируемые поверхнос­ти соединения, и, отверждаясь до состояния жест­кой пластмассы, склеивает обе поверхности.

 

 

 

2.2. Примеры применение герметиков для

соединения деталей цилиндрической формы

 

  • Установка подшипников в корпуса или на валы
  • Фиксация роторов, шестерен, звездочек и шки­вов на валах
  • Установка цилиндрических втулок и гильз в кор­пуса
  • Герметизация заглушек в двигателях внутреннего сгорания
  • Возможность отказа от применения шпоночных и резьбовых соединений
  • Отсутствие   необходимости   в   использовании точных инструментов или станков
  • Использование  специальных  приспособлений для установки втулок
  • Фиксация маслозаливных трубок в литых корпу­сах
  • Ремонт изношенных станков

 

 

2.3. Преимущества склеивания деталей цилиндрической формы

 

  • Применяются в качестве дополнения или полной замены механических типов соединения
  • Получение прочных и более жестких соединений
  • Устраняют люфт в шпонках и шлицах
  • Снижают необходимость в дополнительных фик­сирующих элементах
  • Уменьшают размеры соединения
  • Снижают требование к допускам
  • Возможен демонтаж склеенных деталей путем нагрева с целью ослабления прочности клея
  • Возможно использование разнородных матери­алов для соединения
  • Достигается равномерное распределение дав­ления по всей площади склеивания и уменьше­ние внутреннего напряжения в деталях
  • Снижается стоимость механической обработки
  • Возможность соединения как твердых, так и мяг­ких поверхностей без их деформации
  • Получение полностью герметичного соедине­ния, что предотвращает возникновение корро­зии в зазоре

 

           Склеивание позволяет упростить конструкцию, производство и процесс сборки деталей. Напри­мер, при монтаже подшипников, клей, в пределах допустимых ограничений, компенсирует отсутст­вие точного центрирования деталей. Валы и под­шипники, смонтированные без нагрузок и наруше­ния центрирования, имеют более длительный срок эксплуатации и могут многократно использоваться после их демонтажа и очистки. Клеевые соедине­ния, в отличие от прессовых посадок, дают возмож­ность использовать тонкостенные конструкции со­прягаемых деталей.

 

 

 

2.4. Применение  анаэробных герметиков серии «Анаэроб» для соединений деталей цилиндрической формы

 

 

2.4.1. Жесткое механическое соединение

 

 

Применение шлицев, шпонок и т.п. влечет за собой наличие люфта и склонность деталей к коррозион­ному износу. Герметик серии «Анаэроб», используемый для монтажа вышеперечисленных деталей, способен заполнять все имеющиеся пустоты в соединении, а затем, полимеризовавшись, устранять перемещения деталей относительно друг друга, повышая при этом способность узла выдерживать длительные нагрузки.

 

Способность герметика противостоять осевым нагруз­кам позволяет в некоторых случаях отказаться от применения таких элементов крепления, как запор­ные кольца, втулки, пальцы и т.д.

 

 

 

2.4.2. Склеивание деталей с натягом

 

 

 

Прочность соединения по посадке в натяг без при­менения герметика определяется следующей формулой:

 

Прочность = Напряжение втулки х Коэффициент трения х Площадь контакта

 

Значения переменных зависят от следующих фак­торов:

 

  • Напряжение посаженной в натяг втулки зависит от величины натяга, модуля упругости материа­лов и конструкции деталей. Чем больше величи­на натяга, тем выше напряжение.
  • Коэффициент трения зависит от типа материа­ла, его обработки и состояния поверхности.
  • Контактируемая площадь: исследования показали, что максимальный контакт между соеди­няемыми металлическими поверхностями вала и втулки составляет 25-30% от площади поверх­ности даже при соединении деталей по прессо­вой или горячей посадке.
  • При применении герметиков серии «Анаэроб» контактируемая площадь увеличивается до 100%, позволяя нагрузкам на сдвиг и на сжатие равномерно распределяться по всей поверхности соединения.

 

При использовании герметиков серии «Анаэроб» для соединения деталей цилиндрической формы старые конструкции могут быть модернизированы (усилены), а новые - выпу­скаться более компактными, легкими и дешевыми.

 

Существует два метода сборки по посадкам в натяг с использованием герметика:

 

Соединение по прессовой посадке:

 

Герметик нано­сится в виде пленки на одну или обе поверхности, затем детали соединяются. Очень важно в момент сборки избегать стирания клея с поверхностей деталей или выдавливания его наружу

 

Соединение деталей по прессовой посадке с нагревом:

 

Детали имеют определенное напряжение при рабо­чих температурах, хотя во время монтажа собира­ются с определенным зазором. Предпочтительной методикой для клеевых соединений по горячей по­садке является нанесение герметика на внутреннюю де­таль и нагрев внешней для получения необходимо­го зазора. Технологии соединения деталей по горячей посадке дают оптимальную прочность со­единения, поскольку нагревание помогает достичь высокую скорость полимеризации, а усадка внеш­ней детали вызывает нагрузки на сжатие на отверждающийся клей. В результате полученная общая прочность соединения намного выше прочности клея на сдвиг и выше прочности при посадке в натяг без клея.

 

 

 

2.5. Конструкторские приемы

 

2.5.1. Окончательная обработка поверхностей

 

 

 

Рекомендуется окончательная обработка поверх­ностей до уровня шероховатости от 0.8 до 3.2 мик­рон. Необходимо избегать очень гладких поверхно­стей, так как они уменьшают коэффициент "сцепления" материалов.

 

 

 

2.5.2. Применение фасок

 

 

 

Для минимизации возможности схода герметика с по­верхностей деталей в момент сборки желательно на торцевых краях соединяемых деталей выполнять фаски шириной 1.0 мм под углом от 15 до 35° к осе­вой линии детали.

 

 

 

2.5.3. Конусные соединения

 

 

 

Использование герметиков серии «Анаэроб» для соединения конусных де­талей устраняет коррозию и увеличивает способность сборки выдерживать продолжитель­ные нагрузки. Конусные соединения обеспечивают точную концентричность и, благодаря форме дета­лей, позволяют обеспечить хорошую эффектив­ность работы герметика на больших сопрягаемых поверх­ностях, подвергнутых обдирочной операции, например шабрению.

 

 

 

2.5.4. Герметизация с помощью герметиков серии «Анаэроб»

 

 

 

Герметики серии «Анаэроб» для соединения деталей цилиндрической формы одновременно служат идеальным герметизирующим материалом.

 

 

 

2.6. Выбор герметика для соединения деталей цилиндрической формы

 

 

 

Для ориентировочного выбора нужного герметика в ниже следующие таблицы были включены только основные характеристики продуктов. Таблицы дают только рекомендации, поэтому до принятия окончательного решения необходимо изучить технические характеристики герметиков.

 

Выбор герметика зависит от:

 

  • материалов сопрягаемых деталей
  • величины зазора между деталями
  • температуры эксплуатации изделия
  • механической нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анаэроб-304

высокопрочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы до 0,2мм, обладает средней вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками, работает при низких температурах и на неактивных металлах. Демонтаж соединений производиться специальным  инструментом. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Анаэроб-304В

высокопрочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы до 0,3мм, обладает средней вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками, работает при низких температурах и на неактивных металлах. Демонтаж соединений производиться специальным  инструментом. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Анаэроб-307

высокопрочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы с зазорами до 0,2мм, обладает низкой вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Анаэроб-308

высокопрочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы с зазорами до 0,5мм, обладает повышенной вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Анаэроб-309

высокопрочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы с зазорами до 0,3мм., обладает средней вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Анаэроб-311

прочный герметик для соединения металлических деталей цилиндрической формы с зазорами до 0,2мм, обладает низкой вязкостью, высокой проникающей способностью и прочностными характеристиками. В случае затруднения при демонтаже соединений возможно применения нагрева до 150-2000С.

Состав работоспособен в интервале температур от -60 до +1500С.

Наименование

Степень фиксации

Внешний вид

Кажущаяся  вязкость, мПа*с

при  20 об/мин

Момент отвинчивания на образцах из конструкционной стали без покрытия при t=(20-25)0С,

Н м, через 4 часа

Прочность при аксиальном сдвиге через 24 часа, МПА,

не менее

Анаэроб-304

высокая

Тиксотропная окрашенная жидкость

500-1500(10об)

20

15

Анаэроб-304В

высокая

2000-3500(10об)

30

15

Анаэроб-308

высокая

2000-6000

20

15

Анаэроб-309

высокая

900 - 2000

20

15

Наименование

Степень фиксации

Внешний вид

Кинематическая вязкость при температуре (20,0±0,1)0С, м2

Момент отвинчивания на образцах из конструкционной стали без покрытия при t=(20-25)0С,

Н м, через 4 часа

Прочность при аксиальном сдвиге через 24 часа, МПА,

не менее

Анаэроб-307

высокая

Однородная окрашенная жидкость

(130 – 300)  10-6

20

15

Анаэроб-311

средняя

(400 – 700) 10-6

15

15

Качественные показатели:

© 2015 ООО НПП «Фиксатор» Все права защищены

тел./факс (831) 291-19-01, тел. +7 903 04 09 099, e-mail: