过盈连接
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一、过盈连接的种类
过盈连接是依靠包容件(孔)和被包容件(轴)配合后的过盈来实现紧固连接的。这种连接的结构简单、同心度好、承载能力强,能承受变载和冲击力,还可避免零件因加工出键槽等而削弱强度,但配合加工精度要求较高,采用圆柱面接合时装拆不便。过盈连接的配合面主要是圆柱面和圆锥面,其他形式较少。
1.圆柱面过盈连接
其配合过盈量的大小,是由连接本身要求的紧固程度所决定的。在确定配合种类时,一般应选择其最小过盈等于或稍大于连接所需的最小过盈。因过盈量过大将导致装配困难,而过盈量过小将满足不了传递一定扭矩的要求,在确定精度等级时,若选较高精度的配合,而其实际过盈变动范围较小,装配后连接件的松紧程度不会发生大的差异,但加工要求较高;配合精度较低时,虽可降低加工精度要求,但实际配合过盈变动范围较大。在批量生产时,各连接件的承载能力和装配性能相差较大,往往需分组选择装配。
压紧方式有液压装拆,如图a所示,配合面的锥度通常是(1:50)~(1:30);也有靠螺纹连接实现轴向压紧的,如图b所示,其配合面的锥度通常是(1:30)~(1:8)。
1.过盈连接的装配要求
a.配合表面应具有良好的表面粗糙度,零件经加热或冷却后要将配合面擦净。
b.压合前,配合表面处理干净并涂以润滑油,以免装配中擦伤配合面。
c.压入过程应连续,不宜过快;压入速度一般为2~4mm/s(不宜超过10mm/s),并应准确控制压入行程。
d.压合时,应始终保持轴和孔同轴线,不许偏斜;应经常用角尺检查校正。
e.对于细长的薄壁件,更要细心检查其过盈量和形状偏差,装配时尽可能垂直压入,以防变形。
2.过盈连接的装配方法
a.压入配合法可用手锤加垫块敲击压入,也可采用各类压力机压入。
b.热胀配合法又称红套,是利用金属材料热胀冷缩的物理特性,在套与轴有一定过盈时,将套加热,使孔胀大,然后将轴装入胀大的孔中,待冷却后,轴与套孔就获得了传递轴向力、扭矩或轴向力与扭矩同时作用的结合体。
c.冷缩配合法此法是将被包容件进行低温冷却使之冷缩,对小过盈量的小型连接件和薄壁衬套等多采用于冰冷缩(可冷至-78℃);过盈量较大的连接件,如发动机的主、副杆衬套等,多采用液氮冷缩(可冷至-196℃)d.液压套合法是使高压油注入锥套中,使油压增大,锥套膨胀顶出或装入。
纵向过盈连接的装配宜采用压装法,压装设备的压力,宜为压入力的
3.25~3.75倍;压入和压出速度不得大于5mm/s 。压入后24小时内不得承受负载。压入力可按下公式计算;
μπ⨯⨯⨯⨯=f f xi L d p P max
)(max i i a a f x ma E C E C d P +=δ
a a
a a q q C ν+-+=2211 i i
i i q q C ν--+=2211
式中Ca ,Ci ―――――系数,或由现行国家标准《公差与配合过盈配合计算和选用》GB5371-85表4中查的;
a q ---------------------------------------包容件直径比
xi P ---------------------------------------压入力(N )
m ax P --------------------------------------最大结合力(N )
f d ---------------------------------------结合直径(mm )
f L ---------------------------------------结合长度(mm )
μ---------------------------------------摩擦系数
i q ---------------------------------------被包容件直径比
a ν------------------------ --------------被包容件泊松比
m ax δ-------------------------------------最大过盈量(mm )
a E --------------------------------------包容件弹性模量(N/mm 2) i E ------------------------- ---- -------被包容件弹性模量(N/mm 2)