§ 37. Виды соединения проводов

Содержание

Зубчатое (шлицевое) соединение
Паяние
Паяные соединения
Разъемные соединения
Соединение заформовкой и опрессовкой
Соединения клепаные
Шпоночное соединение

Зубчатое (шлицевое) соединение

Зубчатое, или шлицевое соединение какой-либо детали с валом образуется выступами, имеющимися на валу, и впадинами такого же профиля во втулке или ступице (рис. 385). Это соединение аналогично шпоночному, но так как выступов несколько, то это соединение по сравнению со шпоночным имеет значительное преимущество.

Рис. 385

По форме поперечного сечения выступов зубчатые соединения делятся на соединения прямобочного профиля — ГОСТ 1139—80 (рис. 386, а) и эвольвентного профиля — ГОСТ 6033—80 (рис. 386, б).

Рис. 386

На рис. 387 представлены примеры условных изображений шлицевых соединений на чертежах. Эти условности позволяют сделать чертеж более простым, наглядным и легко выполнимым

В машиностроении широко применяются зубчатые соединения прямобочного профиля, выполняемые по ГОСТ 1139—80, который устанавливает размеры элементов соединения, их предельные отклонения и условные обозначения.

Соединения прямобочного профиля характеризуются числом зубьев z,диаметрами dи D, шириной зуба Ь. ГОСТ 1139—80 предусматривает различные сочетания z, dи D,каждому из которых соответствует определенное значение Ь. Эти сочетания образуют три серии: легкую, среднюю и тяжелую.

Рис. 387

Центрирование втулки (ступицы) на валу может осуществляться:

а) по окружности диаметра D(наиболее технологичное) (рис 388, а), зазор по диаметру d;

б) по окружности диаметра d(рис. 388, б). зазор по диаметру D;

в) по размеру b (по боковым сторонам зубьев) (рис. 388, в), зазоры по диаметру dи D.

Рис. 388

В общем случае условное обозначение шлицевых валов, отверстий и их соединений содержит: поверхность центрирования (d,Dили b), число зубьев, внутренний диаметр, наружный диаметр, ширину зуба, посадки.

Пример условного обозначения втулки с числом зубьев z = 8. внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зубьев b= 7 мм с центрированием по внутреннему диаметру, с посадками по диаметру центрирования —Н7, по диаметру D— Н12:

d— 8×36Н7×40Н12×7

В курсе «Инженерная графика» обычно применяется условное обозначение в упрошенном виде (без предельных отклонений размеров), например, d =8×36×40×8(рис. 389).

Рис. 389

ГОСТ 2.409—74 устанавливает условные изображения зубчатых (шлицевых) валов, отверстий и их соединений, а также правила выполнения элементов соединений на чертежах зубчатых валов и отверстий.

Окружности и образующие поверхностей впадин на изображениях зубчатого вала и отверстия показывают сплошными тонкими линиями (см. рис. 387, а,б), при этом сплошная тонкая линия поверхности впадин на проекции вала на плоскость, параллельную его оси, должна пересекать линию границы фаски. На разрезах образующие поверхности впадин и отверстия показывают сплошными основными линиями (см. рис, 387).

На продольных разрезах и сечениях зубья валов и впадины отверстия ступиц совмещают с плоскостью чертежа, при этом зубья показывают нерассеченными, а образующие, соответствующие диаметрам dи D,показывают сплошными толстыми линиями (см. рис. 387, а и б).

На проекциях вала, перпендикулярных его оси, а также в поперечных разрезах и сечениях окружности впадин показывают сплошными тонкими линиями.

Делительные окружности и образующие делительных поверхностей показывают штрихпунктирной линией (рис. 387, в).

На изображениях, перпендикулярных оси вала или отверстия, изображают профиль одного зуба и двух впадин. Сплошной толстой основной линией проводятся окружности, соответствующие диаметру D(для вала) и диаметру d(для отверстия ступицы).

На рабочих чертежах зубчатых валов указывают длину зубьев полного профиля l1 до сбега (рис. 389, а), а на полке линии-выноски, заканчивающейся стрелкой, условное обозначение соединения.

Допускается указывать полную длину зубьев l1,наибольший радиус инструмента (фрезы) Rmax и длину сбега l2. Остальные размеры назначаются конструктивно.

На рис. 390 показаны примеры условного изображения шлицевых соединений прямобочного профиля.

Рис. 390

Паяние

Операция 7. Закрепить или плотно прижать паяемые детали другтк другу (рис. 71, 7).

Операция 8. Взять жалом паяльника небольшое количество припоя, опустить жало в канифоль и немедленно прижать к месту пайки, чтобы металл в месте соединения нагрелся до температуры расплавленного припоя. После того как место пайки прогреется, по нему распределяют равномерным слоем припой.

Как только припой растечётся и покроет место пайки, паяльник удаляют, давая остыть расплавленному припою. Место пайки не рекомендуется трогать в течение 40 секунд (рис. 71, 8). Оно должно быть блестящим, без наплывов. Нельзя перегревать паяльник — это приводит к быстрому выгоранию флюса и ухудшает свойства припоя.

Рис. 71. Процесс паяния: 1-8 — последовательность операций

На производстве работы по соединению проводов и деталей при помощи пайки выполняют электромонтажники, радиомонтажники, сборщики электрических приборов и аппаратуры. Они должны уметь работать с электрическим паяльником, знать особенности пайки различных металлов и сплавов, а также свойства припоев и флюсов.

Правила безопасной работы с электропаяльником

Работы с паяльником выполняйте только под руководством учителя.
Перед включением электропаяльника в сеть необходимо убедиться в соответствии его напряжения напряжению в сети.
Работать разрешается только исправным паяльником. Ручка паяльника должна быть сухой.
Во время работы не прикасайтесь к защитному кожуху или рабочей части паяльника руками.
Держите нагретый паяльник только за ручку. Осторожно обращайтесь с расплавленным припоем, флюсом и нагретыми деталями.
В перерывах между работой кладите паяльник только на подставку.
Избегайте случайных прикосновений паяльником к шнуру — это может привести к повреждению изоляции или короткому замыканию.
Настольная вентиляция во время работы с паяльником должна быть включена.
Нагретые детали во время пайки придерживайте на подкладной доске пинцетом или щипцами.
После окончания работы необходимо вымыть руки с мылом.

Практическая работа № 28

Инструменты и материалы: комплект электромонтажных инструментов, подкладная доска, изоляционная лента, отрезки одно- и многожильных изолированных монтажных проводов и шнура, инструкционная карта № 1 «Сращивание одно- и многожильных проводов».

Задание 1. Рассмотреть выданный электромонтажный инструмент и заполнить таблицу:

Задание 2. Выполнить неразъёмные соединения (сращивания) медных одно- и многожильных проводов и их изоляцию.

Изучите инструкционную карту № 1.
Подготовьте необходимые провода, выровняйте их.
Соедините провода (два провода с одной токопроводящей жилой, два многожильных провода и два отрезка шнура) согласно указаниям инструкционной карты.
Заизолируйте места соединения проводов.

Правила безопасной работы с электромонтажным инструментом

На рабочем столе должны находиться только те материалы, детали и инструменты, которые используются в работе.
Срезать изоляцию с проводов следует на подкладной доске, перемещая монтажный нож от себя, чтобы избежать порезов.
Работать нужно только исправным инструментом. Ручки кусачек, плоскогубцев, пассатижей держать в обхват. Подавать инструмент ручкой от себя, а класть на стол — ручкой к себе.
Использовать электромонтажные инструменты следует только по назначению.
С инструментом и материалами необходимо обращаться бережно, не ронять их.
По окончании работы электромонтажный инструмент нужно сложить в укладку.

Практическая работа № 29

https://www.youtube.com/watch?v=N9QwpYEQpUw

Инструменты и материалы: комплект электромонтажных инструментов, электропаяльник, подставка под паяльник, припой, флюс, подкладная доска, изоляционная лента, отрезки одно- и многожильных изолированных монтажных проводов и шнура, инструкционная карта № 2 «Сращивание проводов с использованием пайки».

Задание. Выполнить неразъёмное соединение медных проводов с использованием пайки.

Повторите правила безопасной работы с паяльником.
Приступите к выполнению работы, пользуясь инструкционной картой № 2 «Сращивание проводов с использованием пайки».

Инструкционная карта № 2.Сращивание проводов с использованием пайки

Паяные соединения

Пайка представляет собой процесс соединения деталей из металлов, находящихся в твёрдом состоянии, посредством расплавленного припоя и имеющего температуру плавления, меньшую температуры плавления основного металла. Пайка схожа с сваркой плавлением, отличием пайки является отсутствие расплавления основного металла, который имеется при сварке плавлением. В процессе пайки главное значение имеют взаимное растворение и диффузия основного металла и припоя.

Поверхности присоединяемых частей должны быть тщательно очищены и обезжирены. Очистку соединяемых поверхностей производят при помощи напильников или шаберов, а их обезжиривание — растворителями: бензин, ацетон и уайт-спирит. Перед пайкой поверхности следует у соединяемых частей удалить соляной кислотой оксидную плёнку.

В процессе пайки положение соединяемых частей относительно друг друга следует закрепить. Для этого используют струбцины.

В некоторых случаях в процессе пайки может наблюдаться явление, когда припой превращается в шарик, вместо того чтобы растекаться по всему месту пайки и заполнять стык между соединяемыми частями изделия. Это обусловливается различными причинами, чаще всего силами поверхностного натяжения. Иногда причиной недостаточного смачивания является большое различие между структурами припоя и основного металла, а также наличие оксидных пленок и загрязнения на поверхности припоя или соединяемых пайкой частей изделия. Поверхность металлических деталей всегда имеет микронеровности, которые образованы следами предшествующей обработки. Припой в расплавленном состоянии должен заполнять все эти полости. Для предупреждения образования оксидной пленки в процессе нагрева применяют специальные вещества — флюсы, которые также обеспечивают повышение смачиваемости припоем поверхностей соединяемых частей изделия и лучшее заполнение шва расплавленным припоем.

Для выполнения этих задач флюсы должны отвечать следующим параметрам:

В зависимости от назначения выполняемого соединения существуют два типа припоев: мягкие (t плавления 80…300℃) и твердые (t плавления 700…1000℃) на основе медно-цинковых и серебряных сплавов.

Паяние мягкими припоями

Мягкие припои представляют собой сплав легкоплавких металлов на основе олова и свинца, их изготавливают в виде прутков, проволоки или трубки, заполненной флюсом, масса которого составляет 5% массы припоя. Оловянно-свинцовые припои обозначают буквами ПОС (припой оловянно-свинцовый) и цифрами, показывающими содержание олова в припое в процентах. Процентное содержание олова в припое определяет область его применения.

Прежде чем приступить к паянию необходимо тщательно подготовить поверхности соединяемых частей заготовки, это достигается очисткой поверхности от грязи и коррозии шабером, надфилем или напильником. При паянии заготовок из листовой стали место припаивания протравливают 20% раствором соляной кислоты. Некоторые варианты паяных швов показаны на рис. 1. При помощи кисточки на место спая наносят тонкий слой жидкого флюса. При использовании твердого флюса поверхность паяния предварительно прогревают паяльником. Флюсы, применяемые при паянии мягкими припоями, обладают способностью очищать место спая от оксидов, предотвращают образование оксидов в процессе пайки и снижают поверхностное натяжение припоя, обеспечивая его лучшую текучесть и более эффективное заполнение пустот между соединяемыми пайкой частями заготовки. В качестве флюсов при пайке мягкими припоями используют: хлорид цинка, нашатырный спирт, канифоль, стеарин, паяльную пасту, раствор соляной кислоты. Состав флюса выбирается в зависимости от материала соединяемых частей заготовки.

Пересекающиеся детали могут быть запаяны в тавр или в угол. При этом поверхность спая располагается под углом к осевой линии деталей или параллельно одной из них и перпендикулярно к другой.

Соприкасающиеся детали паяют вдоль линии касания или в точке соприкосновения. Поверхность спая во всех рассматриваемых типах соединений может быть плоской или криволинейной.

Косостыковое соединение применяют главным образом в тех случаях, когда требуется увеличить прочность шва при стыке; оно более прочно, чем стыковое, из-за большой поверхности шва, но технологически сложнее.

В изделиях, подвергающихся в процессе изготовления после пайки изгибу и штамповке или работающих при больших статических нагрузках, а также в условиях ударных нагрузок или сильной вибрации, стыковые паяные швы, не применяют, а паяют внахлестку.

Соединяемые части заготовки должны располагаться таким образом, чтобы шов находился сверху. Как только место, к которому прикасается паяльник, прогревается и припой начинает плавиться и растекаться, паяльник без отрыва от шва перемещают, давая возможность припою заполнить зазор в шве между соединяемыми частями заготовки. Припой следует наносить тонким равномерным слоем без припусков. После окончания пайки выступающие над швом приливы удаляют напильником, а поверхность зачищают наждачной шкуркой.

В зависимости от требований, предъявляемых к соединяемым паянием мягкими припоями частям заготовки, паяные швы разделяются на три группы:

Инструменты для паяния мягкими припоями. Главным инструментом для выполнения паяных швов является паяльник. В зависимости от способа нагрева рабочей части паяльника различают паяльники периодического нагрева, паяльники постоянного нагрева с использованием газовых или бензиновых нагревательных устройств и электрические паяльники, у которых рабочая часть нагревается электрическим током.

Паяльники периодического нагрева бывают двух типов: прямые и угловые. Разогрев паяльника осуществляется при помощи паяльной лампы или в кузнечном горне. Перед нагревом нос паяльника зачищается, а после нагрева очищается от оксидов, на него наносится флюс.

Паяльники непрерывного нагрева (газовые или бензиновые) обеспечивают постоянный нагрев рабочей части паяльника соответственно газовой или бензиновой горелкой.

Электрические паяльники (рис. 3) получили наиболее широкое распространение благодаря высокой надежности и простоте действия. Они выпускаются двух типов: прямые и угловые.

Электропечи

Печи сопротивления — это наиболее распространенный вид нагревательного оборудования, применяемого в пайке изделий. Печи сопротивления разделяют по следующим основным признакам:

В электропечах периодического действия паяемое изделие через загрузочное окно помещают в рабочее пространство, в котором деталь неподвижна в течение нагрева и выдержки при температуре пайки.

В электропечах непрерывного действия паяемые изделия с помощью транспортирующего устройства передвигаются от загрузочного окна к разгрузочному, нагреваясь до заданной температуры. Печи непрерывного действия имеют большую производительность и их сравнительно просто компоновать в поточные и автоматические линии. Печи имеют несколько тепловых зон с автоматическим регулированием температуры, что позволяет с достаточной точностью выдерживать различные режимы нагрева детали. Печи непрерывного действия рассчитаны на работу в окислительной и контролируемых атмосферах. В последнем случае камеры нагрева и охлаждения выполнены герметичными, для чего они снабжены загрузочными и разгрузочными шлюзовыми камерами.

По типу транспортирующего устройства электропечи непрерывного действия подразделяют на конвейерные и карусельные.

Конвейерные печи применяют для пайки мелких и средних изделий массового производства. По плоскости перемещения изделий печи бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные печи занимают меньшую площадь, но они не нашли широкого применения вследствие сложности обслуживания.

Преимущество карусельных печей заключается в возможности использования их при высоких температурах. В карусельных печах можно нагревать изделия сложной конфигурации без поддонов, что не всегда возможно в конвейерных печах. Недостатки карусельных печей заключаются в трудности механизации и неудобстве использования их в поточных линиях из-за того, что загрузочные окна расположены рядом.

Электронагревательные ванны

Для нагрева изделий под пайку путем теплопередачи от нагретых жидкостей: масла, расплавленных солей и щелочей применяют электронагревательные ванны. В паяльном производстве наибольшее распространение получили соляные ванны цилиндрической или прямоугольной формы с внешним или внутренним обогревом. Внутренний обогрев осуществляется электродными или трубчатыми электронагревателями (ТЭН). Электронагревательные ванны обладают следующими преимуществами перед печами сопротивления:

К недостаткам нагрева в электронагревательных ваннах следует отнести:

Ванны с внутренним обогревом по сравнению с ваннами с внешним обогревом меньше по габаритам, имеют меньшие тепло потери и меньший удельный расход электроэнергии. Кроме того, для селитровых ванн внутренний обогрев более безопасен, так как при этом менее вероятен перегрев дна ванны из-за загрязнения нижних слоев селитры. Недостаток такого обогрева состоит в малом сроке службы нагревательных элементов вследствие эрозии трубчатого кожуха нагревателя при высоких температурах.

Пайка погружением

Длительность процесса пайки в жидких расплавленных солях или припоях кратковременная. Этот способ эффективен, так как он предполагает одновременную быструю пайку большого числа изделий и легко может быть механизирован. Число деталей, погружаемых одновременно в ванну, ограничено объемом ванны и снижением температуры жидкой среды, происходящим в результате нагрева погружаемых деталей. Значительное преимущество пайки в соляных и флюсовых ваннах — возможность совмещения этого процесса с нагревом под закалку.

Этот способ пайки отличается высокой производительностью, а при достаточно большом отношении массы жидкой ванны к массе паяемого изделия позволяет поддерживать температуру расплава с точностью до 1℃, обеспечивая минимальные тепловые деформации паяемых деталей, высокую точность паяного изделия.

Низкотемпературная пайка в ваннах с расплавленным припоем

Распространены два способа пайки погружением в ванны с расплавленным припоем: погружением в покоящийся жидкий припой и погружением в подвижный жидкий припой. При пайке погружением изделие должно находиться в ванне до полного прогрева его до температуры пайки и затекания припоя в промежутки и щели. При опускании в ванну плоских изделий в горизонтальном положении под ними могут образоваться пары флюса, что приводит к появлению несмоченных мест в соединении, поэтому их погружают под углом к зеркалу ванны.

После удаления паяного изделия из ванны не стекший с него припой удаляют химическим или механическим путем. При необходимости предотвращения смачивания отдельных мест поверхности детали предварительно покрывают лаковыми, меловыми покрытиями или бумажными масками. Такие защитные покрытия перед пайкой просушивают, а после удаляют струей воздуха, щетками, уксусной или соляной кислотой.

Существенный недостаток этого способа пайки — сравнительно быстрое загрязнение жидкого припоя компонентами паяемого металла. Загрязнение припоя цинком, алюминием, кадмием ухудшает качество паяных изделий, и попадание этих металлов в ванну недопустимо.

Индукционные нагревательные установки

При индукционном нагреве нагрев паяемых деталей происходит в результате выделения энергии высокочастотного электромагнитного поля. В результате быстрого нагрева поверхность паяемой детали окисляется меньше, чем при нагреве в пламени горелок или электропечах с обычной атмосферой. Быстрый нагрев предотвращает также интенсивный рост зерна и рекристаллизацию паяемого металла.

При индукционном нагреве металл, помещаемый в магнитное поле контура, по которому протекает переменный электрический ток, нагревается индуцированными вихревыми токами Фуко.

По частоте питающего тока различают установки промышленной частоты, питающиеся от сети 50 Гц или через специальные понижающие трансформаторы

По принципу действия установки могут быть методические и садочные. В методических установках изделие нагревается по мере его продвижения через индуктор. В садочных установках все участки изделия, помещенного в индуктор, нагреваются до заданной температуры одновременно. Электрические параметры этих установок в процессе нагрева изделия могут меняться в зависимости от изменения физических характеристик изделия при повышении их температуры.

Правила выполнения работ при пайке мягкими припоями электрическим паяльником

При пайке мягкими припоями электрическим паяльником необходимо соблюдать следующие правила:

Проверку качества паяния следует осуществлять:

Паяние твердыми припоями

Паяние твердыми припоями обеспечивает более прочное соединение спаиваемых частей заготовки. Высокая пластичность и ковкость припоя, глубоко проникающего в основной металл, позволяет выдерживать значительные механические напряжения в спаиваемых местах при последующей обработке полученных заготовок как методами резания, так и методами пластического деформирования.

Подготовка места спая к паянию

Из-за того, что припой и материал заготовки имеют значительно меньшую разность температур плавления, этот способ паяния требует выполнения подготовительных операций в большем объеме, чем при паянии мягкими припоями.

Очистка поверхности. Нужно обеспечить абсолютную чистоту того места, где будет производиться паяние. Негативное влияние на процесс пайки оказывают не только оксидные пленки, но и жировые и масляные загрязнения на поверхности заготовки, поэтому они должны быть удалены.

Пригонка. Все соединяемые паянием части заготовки должны быть отожжены, иначе может возникнуть перекос соединяемых паянием частей заготовки. Все спаиваемые пустотелые детали должны иметь отверстия для выхода воздуха, так как при нагреве может произойти вспучивание или разрыв поверхности соединяемых частей изделия. При паянии твердым припоем должен быть выдержан определенный зазор между соединяемыми частями заготовки для его заполнения расплавленным припоем.

Фиксация заготовок. При паянии твердыми припоями процесс нагрева требует большого промежутка времени заготовки следует надежно крепить во взаимном расположении друг к другу. Такое крепление целесообразно осуществлять приспособлениями, оснащенными фиксирующими устройствами и слабоотводящими теплоту от соединяемых заготовок в процессе нагрева. К материалам, наиболее часто используемым в таких устройствах при паянии твердыми припоями, относятся уголь и асбест. Одним из методов фиксации соединяемых заготовок является обвязывание проволокой. Для обвязывания заготовок пользуются стальной отожженной проволокой диаметром 0,2…0,5 мм. При использовании обвязочной проволоки следует учитывать следующие ее недостатки:

Часто приваривают обмоточную проволоку к поверхности соединяемых заготовок.

Нанесение флюса и припоя. При пайке твердыми припоями флюсы выполняют ту же функцию, что и при пайке мягкими припоями. Выбор флюса зависит от материала соединяемых заготовок. К твердым припоям относятся медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр). В обозначении марок припоев цифры показывают процентное содержание меди или серебра.

Инструменты для нагрева места спая. Нагрев заготовок при паянии твердыми припоями осуществляется газовыми и бензиновыми горелками, в муфельных печах, соляных ваннах. Для создания газового и бензинового пламени используют — горелки.

Основные правила паяния твердыми припоями. При паянии твердыми припоями необходимо соблюсти следующие правила:

Правила безопасности труда при паянии. При паянии необходимо выполнять следующие правила безопасности:

Специальные методы паяния. Наиболее производительной является низкотемпературная пайка погружением в расплавленный припой. Паяние таким способом выполняется на специальных установках, на которых смонтированы ванны с флюсом и расплавленным мягким припоем. Детали предварительно очищают и обезжиривают, потом погружают в ванну с флюсом, а затем с расплавленным припоем, после чего вынимают и охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Заданную температуру припоя контролируют и поддерживают при помощи специального устройства с термопарой, помещенного в ванну.

Кроме описанного метода паяния для улучшения качества паяных соединений применяют пайку в защитных газах, вакууме и активной газовой среде. Основная особенность этих методов паяния состоит в том, что они выполняются без применения флюсов.

Лужение — процесс покрытия поверхностей деталей тонким слоем расплавленного оловянно-свинцового сплава. Лужение осуществляется для защиты деталей от коррозии и окисления, подготовки поверхностей заготовок и инструмента к паянию мягкими припоями. Перед лужением поверхность заготовки тщательно очищается и обезжиривается.

Перед лужением поверхность заготовки покрывается флюсом (хлорид цинка), раствор которого наносится на заготовку при помощи кисти. Обрабатываемую поверхность можно покрывать оловом или припоем — погружением. Очищенную и протравленную заготовку погружают на несколько минут в ванну с флюсом, а затем в ванну с расплавленным припоем, в которой заготовку выдерживают в течение 3…4 мин, после чего извлекают из ванны, встряхивают и проверяют визуально на равномерность распределения покрытия и на отсутствие вздутий.

Паяные соединения обозначают по ГОСТ 2.313 — 82 условным знаком, который наносят на линию-выноску сплошной основной линией. На чертежах паяные соединения изображают, как показано на рис. 4.

Преимущества и недостатки пайки

К технологическим преимуществам пайки относятся:

При соединении многих металлических материалов не допускается их перегрев выше определенной температуры во избежание потери ими структуры и свойств. Такой перегрев всегда можно исключить при пайке, выбирая соответствующие припои и способы.

К недостаткам пайки обычно относят низкую прочность паяного соединения, необходимость тщательной подгонки соединяемых поверхностей, использование в припоях дорогих и дефицитных металлов. Более низкая, чем у основного металла, коррозионная стойкость.

Понравилась статья? Хотел вам порекомендовать заглянуть на наш YouTube канал. Вы также можете на нашем сайте заказать 3D и чертежи разной направленности и тематики. Ваше задание можете выслать сюда.

Разъемные соединения

Когда производится регулярная замена изнашиваемых расходников, важно предусмотреть разъемные соединения – это связи, допускающие многократный монтаж/демонтаж узла при обслуживании, при этом детали остаются целыми, пригодными для сборки. К разъемным конструкциям относятся:

Штифтовые, образованные с использованием специального стержня, который вставляется в специальные отверстия. Штифты бывают конические или в форме цилиндра, отличаются большой точностью. Удерживаются стержни за счет силы трения или устанавливаются с натягом, плотно вгоняются в отверстия. Главный минус штифтов – сверление ухудшает прочностные характеристики деталей и узла в целом. Штифты бывают насетчатыми (не требующими точности обработки), пружинными трубчатыми (разрезаются при разборке деталей) и установочными, обеспечивающими прочность стыка.
Шпоночные передают крутящий момент, рассчитаны на радиальную нагрузку. Шпонки вставляются в специально сделанный зазор, монтируются между элементами узла так, что не допускают смещения при вращении. Шпоночные связи отличаются простотой конструкции, легко собираются и разбираются. Основные недостатки шпоночного стыка: а) наличие пазов, снижающих прочность деталей; б) ненадежность фиксации, шпонка при предельных нагрузках может вывернуться. Шпонки делают в форме призмы, сегмента, цилиндра, клина. Конструкция зависит от возможности изготовления пазов в соединяемых деталях.
Резьбовые связи наиболее распространенные, бывают двух типов: а) с помощью болтов, гаек, винтов, резьбовых шпилек; б) нарезки резьбы на соединяемые детали. Поверхность с резьбой бывает конической и цилиндрической. По виду сечения, углу профиля резьба бывает метрической, дюймовой, трубной. Для стопорения накручивания или вкручивания используют пластическую деформацию или ограничительные шайбы. Минусы резьбы – низкая герметичность, чувствительность к вибрации, концентрация напряжения во впадинах резьбовой нарезки.
Шлицевые передают вращающее усилие с вала на закрепляемые детали. Шлицы в сечении напоминают многошпоночную конструкцию с жестко зафиксированными в вале шпонками. По профилю выступов шлицы бывают прямобочными, треугольными и эвольвентными. Центрирование производится по внешнему или внутреннему диаметру. Шлицевая сборка предусматривает подвижное и неподвижное закрепление монтируемых на вал деталей.
Профильные образуются за счет фасонных соприкасающихся поверхностей. Бывают трехгранные, овальные, прямоугольные и другие. При использовании профилей получаются прочные узлы с точным центрированием, не возникает дополнительных напряжений в стыке.

Любые разъемные конструкции быстро демонтируются, разбираются на отдельные детали, крепежные элементы. Подобные крепления используются для постоянной или временной фиксации, бывают подвижными и неподвижными.

Соединение заформовкой и опрессовкой

Изделия, изготовляемые путем опрессовки и заформовки (рис. 397), широко применяются в машиностроении и приборостроении. Армированные изделия повышают качество изделия. Методом прессования из пластмасс можно получить в массовом производстве изделия с весьма высокими параметрами шероховатости.

При изготовлении деталей применяют наплавки и заливки металлом, полимером (пластмассой), резиной и т.п. Это защищает соединяемые элементы от коррозии и химического воздействия, а иногда является изоляцией одних токонесущих деталей от других.

Рис. 397

Примеры и образцы решения задач:

Услуги по выполнению чертежей:

Заказать чертежи
Помощь с чертежами
Заказать чертеж в компасе
Заказать чертеж в автокаде
Заказать чертежи по инженерной графике
Заказать чертежи по начертательной геометрии
Заказать черчение

Учебные лекции:

Инженерная графика
Начертательная геометрия
Оформление чертежей
Чертеж общего вида и сборочный чертеж
Техническое рисование
Машиностроительные чертежи
Геометрические построения
Деление окружности на равные части
Сопряжение линий
Коробовые кривые линии
Построение уклона и конусности
Лекальные кривые
Параллельность и перпендикулярность
Методы преобразования ортогональных проекций
Поверхности
Способы проецирования
Метрические задачи
Способы преобразования чертежа
Кривые линии
Кривые поверхности
Трёхгранник Френе
Проецирование многогранников
Проецирование тел вращения
Развёртывание поверхностей
Проекционное черчение
Проецирование
Проецирование точки
Проецирование отрезка прямой линии
Проецирование плоских фигур
Способы преобразования проекций
Аксонометрическое проецирование
Проекции геометрических тел
Сечение геометрических тел плоскостями и развертки их поверхностей
Взаимное пересечение поверхностей тел
Сечение полых моделей
Разрезы
Требования к чертежам деталей
Допуски и посадки
Шероховатость поверхностей и обозначение покрытий
Передачи и их элементы

Соединения клепаные

Клепаные соединения применяются в соединениях деталей из металлов, в основном плохо поддающихся сварке, при соединении металлических изделий с неметаллическими. Эти соединения применяются в конструкциях, работающих под действием ударных и вибрационных нагрузок.

Рис. 392

Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, имеющий с одного конца головку, форма головки бывает различной.

На рис. 393, а показано соединение двух деталей с помощью заклепок с полукруглой (сферической) головкой. В соединяемых деталях выполняются отверстия, диаметр которых несколько больше диаметра непоставленной заклепки. Заклепка вставляется в отверстия в деталях, и ее свободный конец расклепывается обжимками клепального молотка или машины.

Длина стержня заклепки Lвыбирается так, чтобы выступающая из детали часть была достаточной для придания ей в процессе клепки необходимей формы. При клепке происходит осаживание стержня, который заполняет отверстия, выполненные в соединяемых деталях.

В зависимости от диаметра заклепки она расклепывается в холодном или предварительно нагретом состоянии. Заклепки со сплошным стержнем в продольном разрезе изображаются нерассеченными (рис. 393, б и в). Заклепочные швы выполняются внахлестку (рис. 393, б) или встык с накладками (рис. 393, в).

По расположению заклепок в соединениях различают однорядные (рис. 393, б) и многорядные (рис. 393, в) швы. Расположение заклепок в рядах может быть шахматное и параллельное.

Шагом размещения заклепок называется расстояние между осями двух соседних заклепок, измеренное параллельно кромке шва (рис. 393, в).

Заклепки с полукруглой головкой классов точности В и С, получившие широкое распространение, выполняются по ГОСТ 10299—80.

Условнее обозначение заклепки диаметра стержня d = 6 мм и длиной L = 24 мм:

Заклепка 6×24 ГОСТ 10299-80.

Помимо заклепок с полукруглой головкой находят применение заклепки с потайной (ГОСТ 10300—80), полупотайной (ГОСТ 10301—80) и с плоской головкой (ГОСТ 10303—80) классов точности В и С.

Соединения деталей из мягких материалов (кожи, картона, полимеров — пластмасс и т.п.), не требующие повышенной точности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок, изображенных на рис. 393, г. Размеры и параметры таких заклепок приведены в ГОСТ 12638-80 — ГОСТ 12644-80.

Рис. 393

При выполнении рабочих чертежей клапанного соединения ГОСТ 2.313—82 допускает применять упрощения. Размещение заклепок указывают на чертеже условным знаком » «. Все конструктивные элементы и размеры шва клепаного соединения указывают на чертеже, как показано на рис. 394. а.

Если изделие, изображенное на сборочном чертеже, имеет многорядное клепаное соединение, то одну или две заклепки в сечении или на виде надо показывать условным символом, остальные — центровыми или осевыми линиями (рис. 394, а).

Когда на чертеже имеется несколько групп заклепок, различных по типам и размерам, рекомендуется одинаковые заклепки обозначать условными знаками (рис. 394, б) или одинаковыми буквами (рис. 394, в).

Рис. 394

Шпоночное соединение

В машиностроении широко применяется соединение шпонками валов с насаженными на них деталями, например, маховиками, шкивами, зубчатыми колесами, муфтами, звездочками цепных передач, кулачками. Эти соединения просты по выполнению, компактны, легко разбираются и собираются.

В таком соединении часть шпонки входит в паз вала, а часть — в паз ступицы колеса (рис. 382).

Рис. 382

Форма и размеры шпонок стандартизованы и зависят от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Большинство стандартных шпонок представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением. Шпонки в продольном разрезе показываются нерассеченными независимо от их формы и размеров.

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки (рис. 383, а), которые, располагаясь в пазу вала, несколько выступают из него и входят в паз, выполненный во втулке (ступице) детали, соединяемой с валом. Передача вращения от вала к втулке (или наоборот) производится рабочими боковыми гранями шпонки.

После сборки шпоночного соединения (рис. 383, а) между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор; размеры пазов на валу и во втулке выбирают по ГОСТ 23360-78.

Рис. 383

Призматические шпонки по ГОСТ 23360—78 изготовляют в трех исполнениях (рис. 384).

Размеры сечений призматических шпонок и соответствующих им пазов определяются диаметром вала, на котором устанавливается шпонка (табл. 38). Например, шпонка для вала диаметром d = 45 мм должна иметь ширину сечения b = 14 мм и высоту h = 9 мм.

На чертеже вала обычно наносят размер t1. а на чертеже втулки колеса всегда d t2 (см. рис. 384). Необходимая длина шпонки в зависимости от условий работы и действующих на шпоночное соединение сил выбирается по ГОСТ 23360—78.

Условнее обозначение шпонки исполнения 1 с размерами (b = 18, h= 11, t = 65мм) имеет вид:

Шпонка 18×11×65 ГОСТ 23360-78

Рис. 384

Условное обозначение шпонки исполнения 2 с размерами (b =8. h =7, t = 45 мм):

Шпонка 2-8×7×45 ГОСТ 23360-78.

Сегментные шпонки применяются для соединения с валом деталей, имеющих сравнительно короткие втулки (рис. 383, б). Размеры сегментных шпонок и пазов устанавливает ГОСТ 24071—80.

Условнее обозначение сегментной шпонки исполнения 1 толщиной b= 6 мм и высотой h= 10 мм:

Шпонка 6×10 ГОСТ 24071-80.

Значительно реже применяются клиновые шпонки, ГОСТ 24068—80 (см. рис. 383, в).

Таблица 38