Посадка с натягом , также известная как посадка с натягом или посадка с трением , представляет собой форму крепления между двумя плотно прилегающими сопрягающимися деталями, в результате которой образуется соединение, которое удерживается вместе за счет трения после того, как детали сдвинуты вместе. [1]
В зависимости от величины натяга детали можно соединять ударами молотка или сжимать с помощью гидравлического пресса. Критические компоненты, которые не должны быть повреждены во время соединения, также могут быть охлаждены до температуры значительно ниже комнатной, чтобы дать усадку одному из компонентов перед установкой. Этот метод позволяет соединять компоненты без применения силы и создает помехи для термоусадочной посадки , когда компонент возвращается к нормальной температуре. Посадки с натягом обычно используются в авиационных крепежах для увеличения усталостной долговечности соединения.
Эти посадки, хотя и применимы к сборке вала и отверстия, чаще используются для сборки корпуса подшипника или сборки подшипника-вала. Это называется монтажом «запрессовкой».
Плотность прилегания контролируется величиной натяга; прибавка (плановое отличие от номинального размера ). Существуют формулы [2] для расчета припуска, который приводит к различной степени посадки, например, свободной посадке, посадке с легким натягом и посадке с натягом. Величина припуска зависит от того, какой материал используется, насколько велики детали и какая степень герметичности желательна. Такие значения уже были рассчитаны ранее для многих стандартных приложений и доступны инженерам в виде таблиц , что исключает необходимость повторного вывода.
Например, вал толщиной 10 мм (0,394 дюйма), изготовленный из нержавеющей стали 303 , обеспечивает плотную посадку с припуском 3–10 мкм (0,00012–0,00039 дюйма). Скользящая посадка может быть образована, когда диаметр отверстия на 12–20 мкм (0,00047–0,00079 дюйма) шире, чем стержень; или, если стержень изготовлен на 12–20 мкм под заданный диаметр отверстия. [ нужна ссылка ] Пример:
Припуск на дюйм диаметра обычно колеблется от 0,001 до 0,0025 дюйма (от 0,0254 до 0,0635 мм) (0,1–0,25%), при этом 0,0015 дюйма (0,0381 мм) (0,15%) является средним показателем. Обычно припуск на дюйм уменьшается по мере увеличения диаметра; таким образом, общий припуск для диаметра 2 дюйма (50,8 мм) может составлять 0,004 дюйма (0,1016 мм), 0,2%), тогда как для диаметра 8 дюймов (203,2 мм) общий припуск не может превышать 0,009 или 0,010 дюйма ( 0,2286 или 0,2540 мм), т. е. 0,11–0,12%). Детали, собираемые методом принудительной посадки, обычно выполняют цилиндрическими, хотя иногда слегка коническими. Преимущества конической формы: снижается возможность истирания прилегающих поверхностей; при сборке требуется меньшее давление; и детали легче отделить, когда требуется замена. С другой стороны, коническая посадка менее надежна, поскольку, если она ослабнет, вся посадка останется свободной с небольшим осевым перемещением. Перед сборкой на штифт и отверстие следует нанести немного смазки, например, свинцовые белила и жирное масло, смешанные до консистенции краски, чтобы уменьшить склонность к истиранию. [ нужна ссылка ] [3]
Существует два основных метода установки вала увеличенного размера в отверстие меньшего размера, иногда используемые в комбинации: силовое и тепловое расширение или сжатие.
Существует как минимум три разных термина, используемых для описания посадки с натягом, создаваемой силой: посадка с натягом, посадка с трением и гидравлическое расширение. [4] [5]
Прессовая посадка достигается с помощью прессов, которые могут сжимать детали вместе с очень большим усилием. Прессы, как правило, являются гидравлическими , хотя небольшие ручные прессы (например, оправочные прессы ) могут работать за счет механического преимущества, обеспечиваемого винтовым домкратом или редуктором, приводящим в движение реечную передачу . Величина силы, прикладываемой в гидравлических прессах, может составлять от нескольких фунтов для самых маленьких деталей до сотен тонн для самых крупных деталей.
Края валов и отверстий скошены (скошены). Фаска образует направляющую для движения прессования, помогая равномерно распределить усилие по окружности отверстия, позволяя сжатию происходить постепенно, а не сразу, что помогает сделать операцию прессования более плавной и легче контролируемой. и требовать меньше мощности (меньше силы в любой момент времени), а также способствовать выравниванию вала параллельно отверстию, в которое он вдавливается. В случае колесных пар поездов колеса прижимаются к оси силой.
Большинство материалов расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Обертывающие детали нагревают (например, с помощью горелок или газовых печей) и собирают на место, пока они горячие, затем дают остыть и сжаться до прежнего размера, за исключением сжатия, возникающего в результате взаимодействия друг с другом. Это также называется термоусадочной посадкой . Железнодорожные оси, колеса и шины обычно собираются таким образом. Альтернативно, оболочку можно охладить перед сборкой, чтобы она легко скользила в сопрягаемую часть. При нагревании он расширяется и мешается. Охлаждение часто предпочтительнее, поскольку менее вероятно, чем нагрев, изменить свойства материала, например, при установке закаленной шестерни на вал, где существует риск слишком сильного нагрева шестерни и ее закалки .