Понимание допуска прессовой посадки и прессовой посадки

Соединение компонентов вместе безопасным, надежным образом и с учетом свойств материала является одной из основных областей инноваций в обрабатывающей промышленности. Один из таких методов называется прессовой посадкой — метод, основанный на трении и не требующий пайки, сварки или механической обработки деталей.

Как вы увидите позже, прессовые посадки являются одними из самых распространенных. точные примеры скрепления двух частей вместе. Хотя из них получаются очень прочные детали, этот метод подходит не для всех сценариев. Читайте дальше, когда мы рассмотрим основы прессовой посадки и определим допуски прессовой посадки.

Что такое прессовая посадка?

Прессовая посадка, иногда известный как посадка с натягом, это метод соединения двух плотно прилегающих деталей, основанный на трении. Это один из наиболее предпочтительных методов крепления для приложений, требующих прочного соединения и идеального совмещения. Этот процесс обычно не требует воздействия на детали экстремальных температур, не требует пайки и совместим с автоматизированными системами.

В любом приложении с прессовой посадкой есть две сопрягаемые части, которые соединяются вместе очень плотно. жесткий манер. Эти две сопрягаемые части могут принимать разные формы. Наиболее распространенным примером может быть вал и отверстие, но прессовая посадка также используется для более мелких компонентов, таких как электрические клеммы на печатной плате (PCB). Прессовая посадка идеальна для соединений, в которых задействованы электрические компоненты, поскольку плотная посадка деталей обеспечивает надежный проводящий контакт.

Из-за больших сил трения прижимание двух сопрягаемых частей обычно осуществляется посредством гидравлический или пневматический поршень. Это медленный и преднамеренный процесс, который больше ориентирован на выравнивание, чем на удар.

Технология прессовой посадки получила широкое распространение из-за ее надежности и относительной простоты. Хотя для этого требуются очень точные измерения сопрягаемых деталей, фактическое выполнение сопряжения компонентов может быть выполнено даже без исключительного уровня навыков.

Как работает прессовая посадка

Чтобы понять, как работает прессовая посадка, нам сначала нужно описать физические характеристики двух сопрягаемых деталей. Для базового примера вала и отверстия очень важно понимать, что отверстие немного меньше вала.

Когда вал вдавливается в отверстие, материал вала подвергается воздействию небольшое сжатие. Это заставляет вал прикладывать нормальную силу к внутренней поверхности держателя. В то же время отверстие прижимается внутрь, так как оно также немного расширяется из-за вставки вала. Эта нормальная сила способствует возникновению большой силы трения, которая удерживает два компонента вместе.

Фактическая величина нормальной силы, прикладываемой компонентами отверстия и вала, зависит от материала, из которого они сделаны. из. Твердые металлы, такие как сталь, более устойчивы к деформации и будут оказывать большую нормальную силу. С другой стороны, пластмассы и мягкая резина будут создавать меньшие нормальные силы из-за их склонности к деформации.

Допуск прессовой посадки, который мы обсудим более подробно позже, является мерой насколько вал «крупногабаритный» по сравнению с отверстием. Он измеряет степень сжатия или расширения, которую должен выдержать материал, и какую нормальную силу он оказывает.

Лучшие практики проектирования прессовых посадок

Как и в случае почти В любом промышленном процессе или технике прессовая посадка не является универсальным решением для всех требований к креплению. Если вы планируете использовать прессовую посадку, вот несколько практических правил, о которых следует помнить:

Выбор материала и совместимость

Застегивающая способность прессовой посадки зависит от от способности материала удерживать постоянную нормальную силу в качестве реакции на его деформацию. Однако есть материалы, которые естественным образом деформируются под действием постоянной силы или «перетекают» в новую ориентацию. Когда эти типы материалов используются для прессовой посадки, они со временем теряют трение, ослабляя сцепление скрепляемых деталей.

Мягкие пластмассы, такие как нейлон, полиуретан и поликарбонат, хороши примеры материалов, непригодных для прессовой посадки. Это также причина того, почему большинство пластиковых деталей вместо этого имеют соединение «защелкивающееся соединение», в котором используется фиксирующий механизм, а не постоянное натяжение.

Предвидеть колебания температуры

Практически все материалы одинаково реагируют на изменения температуры — объекты расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Однако степень возникновения этих явлений будет зависеть от рассматриваемого материала. Например, кусок алюминия будет расширяться с большим запасом при воздействии высоких температур по сравнению с аналогичным куском резины.

Это несоответствие в характеристиках теплового расширения и сжатия будет иметь значение, если у нас есть пресс подходят сборки из двух разных материалов. Объясняя наш предыдущий пример, сборка, сделанная из резинового вала внутри алюминиевого отверстия, может в конечном итоге потерять сцепление при воздействии сильного тепла.

Для ясности, вполне допустимо соединение двух разных материалов вместе при условии, что они либо не должны подвергаться воздействию экстремальных температур, либо имеют одинаковые коэффициенты теплового расширения.

Выравнивание деталей является ключевым

Выравнивание деталей, соединенных с использованием прессовая посадка имеет очень маленький допуск. Идеально выровненная сборка должна иметь внутренние силы, которые равномерно распределены, чтобы гарантировать, что детали будут оставаться вместе, даже когда они подвергаются сильным вибрациям.

По этой причине производители придумали множество средств. для достижения идеального выравнивания. Правильная оснастка и приспособления являются критическими факторами на этом этапе.. Большинство производителей разработают сопрягаемые детали с накатками или соответствующими парами выступов и углублений. Это гарантирует, что детали будут идеально совмещены друг с другом, с небольшой вероятностью ошибки.

Хотя гидравлические или пневматические прессы, используемые для соединения деталей для прессовой посадки, требуют большой мощности, они обычно работают очень медленно. Это дает возможность повторного совмещения деталей при их прижатии друг к другу. В идеале вмешательство оператора не требуется, но может быть сделано, если того требует ситуация.

Рассмотрите возможность сужения сопрягаемой детали

Обычная стратегия при разработке деталей для пресса подходит для сужения конца вала. Это называется фаской и помогает как выравнивать детали, так и равномерно распределять усилие по окружности отверстия. Сжатие деталей становится проще и плавнее благодаря добавлению фаски, поскольку сжимающие силы имеют тенденцию нарастать более постепенно.

Определение правильного допуска прессовой посадки

Величина нормальной силы также будет зависеть от того, какая часть материала сжимается или расширяется после закрепления. Напомним, что вал обычно немного больше отверстия. Эта разница в размерах и есть то, что обычно называют «допуском прессовой посадки». Это очень маленькое число, обычно менее 1/1000 дюйма.

Соответствующие значения для допуска прессовой посадки учитывают размеры и материал как вала, так и отверстия. Например, резиновые детали потребуют более высоких допусков, поскольку они более склонны к деформации. Допуск также увеличивается с увеличением размера детали, хотя это соотношение не обязательно может быть линейным.

К сожалению, расчеты для определения правильного допуска для сборки с прессовой посадкой далеки от простых. Помимо размеров вала и отверстия, включая фаски с обеих сторон вала, также могут измениться значения. Также необходимо учитывать предполагаемую рабочую температуру собираемой детали.

Если деталь содержит более одного штифта, допуск также может потребоваться отрегулировать с учетом максимальной сжимающей силы гидравлический или пневматический пресс, который будет использоваться.

Трудность расчета надлежащего допуска прессовой посадки — самая большая проблема включения такой технологии в автоматизированную сборочную линию. Если не обнаружено, смещенная прессовая посадка или посадка со слишком большим допуском может повредить либо собираемую деталь, либо пневматический пресс. При таком значении сил такая авария может быть довольно катастрофической.

Термоусадочная посадка — альтернатива прессовой посадке

Несмотря на многие преимущества прессовой посадки, Тот факт, что он не заменил все механические соединения, является достаточным доказательством того, что он не идеален. Одна из наиболее популярных альтернатив прессовой посадке — это термоусадочная посадка.. С помощью этого метода размеры любой из двух собираемых частей изменяются путем нагрева или охлаждения.

Идея метода заключается в использовании теплового расширения для более легкого соединения двух частей вместе после которую они возвращают к комнатной температуре. Терпимость по-прежнему имеет решающее значение в этой технике, но она гораздо более снисходительна. Это также снижает усилие, которое гидравлический или пневматический пресс должен приложить, чтобы соединить две части.

Недостатком этого метода является то, что он занимает больше времени из-за необходимости нагревания или охлаждения вниз детали до экстремальных температур. Также задействована тонна специализированного оборудования. Перед выполнением горячей посадки металлические детали либо нагревают до температуры до 300 ° C, либо охлаждают жидким азотом. Определенно требуется немного больше технических навыков, чтобы скрепить две части вместе более надежным способом, чем прессовая посадка.

Заключительные мысли

На первый взгляд прессовая посадка кажется очень простым способом соединения двух компонентов для создания единой детали. Это быстро, надежно, не требует пайки или механической обработки. Однако есть очень много вещей, которые могут пойти не так, как надо. Правильно выполненная прессовая посадка — это просто иллюстрация процесса, который был настолько тщательно подготовлен, что выполняется так гладко, что кажется простым.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий