Практическая работа №6. Восстановление изношенных участков детали дополнительными ремонтными деталями

Цель работы: используя исходные данные и справочные материалы, рас­считать конструктивные параметры восстанавливаемой поверхности и допол­нительной ремонтной детали (ДРД), посадку в соединении, а также усилие, необходимое для запрессовки ДРД.

6.1 Теоретические сведения

Технология постановки дополнительной ремонтной детали (ДРД) такова: 1) механическая обработка изношенной поверхности; 2) изготовление ДРД; 3) установка (запрессовка). Один из способов фиксации ДРД от проворачивания или сдвига - посадка с натягом. Расчет посадок с натягом выполняется с целью обеспечить прочность соединения, т. е. отсутствие смещений сопрягаемых де­талей под действием внешних нагрузок и прочность сопрягаемых деталей, Ис­ходя из первого условия, определяется минимальный допустимый натяг [N_min], необходимый для восприятия и передачи внешних нагрузок. Исходя из второ­го условия, определяется максимальный допустимый натяг [N_max], при кото­ром, как правило, отсутствуют пластические деформации,

Исходными данными при расчете являются:

- номинальный диаметр вала (d);

- износ поверхности (I);

- крутящий момент, действующий на ДРД (М_к);

- осевая сила, действующая на ДРД (R_oc)

- длина восстанавливаемой поверхности (l).

Расчетная схема соединения с натягом показана на рисунке 6.1 здесь d_H -номинальный диаметр соединения.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема.

Определим значение d_H по формуле:

d_H = d-2(I+z) (6.1)

где z- припуск на механическую обработку, (в работе принять z=2 мм).

По известным значениям внешних нагрузок (R_OC, М_к) и размерам соеди­нения (d_H,l) определяется требуемое минимальное удельное давление (Н/м²) на контактных поверхностях:

при действии крутящего момента:

(6.2)

при действии осевой силы:

(6.3)

где f— коэффициент трения при установившемся процессе распрессовки или проворачивания (для расчетного задания принять f=0,12 - сталь по стали).

По полученным значениям давления в соединении определяется необхо­димая величина наименьшего расчетного натяга N '_min.

(6.4)

где Е - модуль упругости материала (для стали Е=2*10¹¹ Н/м²);

С₁, С₂- коэффициенты Ляме, определяемые по формулам:

C₁=1- µ₁ (6.5)

(6.6)

где µ₁, µ₂ - коэффициенты Пуассона, соответственно, вала и втулки (при расчете принять µ₁ = µ₂ =0,3 - для стали).

С учетом поправки на шероховатость, определяется величина минималь­ного допустимого натяга:

(6.7)

где γ_Ш - поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверх­ностей (для расчета принять γ_Ш = 3,2 мкм).

Определяется максимальное допустимое давление [p_max], при котором от­сутствует пластическая деформация контактных поверхностей деталей.

В качестве [p_max] берется наименьшее из двух значений:

p₁=0,58σ_T1 (6.8)

(6.9)

где σ_T1, σ_T2, предел текучести материалов вала и втулки (для задания принять материал вала и втулки - сталь 42 ГОСТ 1050-88, σ_T= 35*10⁷ Н/м² ).

Определяется величина наибольшего расчетного натяга N'_max:

(6.10)

С учетом поправки на шероховатость, определяется величина максималь­ного допустимого натяга.

(6.11)

где γ_уд - коэффициент увеличения удельного давления у торцов охваты­вающей детали (для расчета принять γ_уд = 0,8).

Посадка в соединении выбирается из Единой системы допусков и посадок (ЕСДП). Выбранная посадка должна отвечать следующим условиям:

- максимальный подобранный натяг N_max должен быть не более или равен [N_max]

N_max ≤ [N_max] (6.12)

- минимальный подобранный натяг N_min должен быть больше [N_min]

N_min > [N_min] (6.13)