Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние и перспективы развития технологии сборки соединений валов валопроводов 7
1.1. Оценка технологичности и влияния конструктивных решений на технологию сборки соединений валов , 7
1.2. Обоснование технологических аспектов формирования втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода 23
1.3. Выводы к главе 1 и постановка задач исследования 26
Глава 2. Теоретические исследования технологических параметров втулочно-эксцентрикового соединения валов 28
2.1. Физика контакта эксцентрика с валом и определение величины натяга в соединении 28
2.2. Исследование собираемости втулочно-эксцентрикового соединения валов 32
2.3. Исследование технологических параметров сборки втулочно-эксцентрикового соединения 35
2.4. Выводы к главе 2 53
Глава 3. Экспериментальные исследования влияния технологических параметров сборки на прочностные характеристики втулочно-эксцентрикового соединения валов 55
3.1. Экспериментальные исследования распределения контактных давлений в соединении эксцентрика с валом 55
3.2. Исследования влияния технологических параметров сборки и масштабного фактора на несущую способность втулочно-эксцентрикового соединения
3.3. Исследования усталостной прочности втул очно-эксцентрикового соединения валов 74
3.4. Выводы к главе 3 87
Глава 4. Разработка и внедрение технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов 88
4.1. Разработка методики расчета технологических параметров сборки втулочно-эксцентрикового соединения 88
4.2. Разработка технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода 94
4.3. Практическая реализация результатов работы 103
4.4. Технико-экономическая эффективность от внедрения результатов работ 105
4.5. Выводы к главе 4 107
Заключение 109
Литература 111
- Обоснование технологических аспектов формирования втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода
- Исследование собираемости втулочно-эксцентрикового соединения валов
- Исследования влияния технологических параметров сборки и масштабного фактора на несущую способность втулочно-эксцентрикового соединения
- Разработка технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода
Введение к работе
1. Актуальность работы
Судовой валопровод представляет собой конструктивный комплекс, кинематически связывающий главный двигатель с движителем и предназначен для передачи крутящего момента и осевой силы (упора), которые создаются при работе главной энергетической установки и движителя. Валопровод состоит, как правило, из системы валов - гребного, деидвудного, промежуточного и упорного, соединяющих движитель с энергетической установкой, а также подшипников, на которые опираются валы. В единую систему валы объединяют соединительные устройства в виде глухих конических соединений, фланцев или муфт - фланцевых, втулочных, вибродемпфирующих.
Под технологичностью валопровода, следует понимать такие свойства его деталей и узлов, которые обеспечивают заданные технические характеристики на всех эксплуатационных режимах при оптимальных затратах труда, времени и средств на изготовление, сборку и монтаж валопровода, а также при минимальных затратах в эксплуатации.
Оценивая нынешнее состояние производства и монтажа валопроводов, следует признать, что традиционно применяемые соединения валов имеют высокую материалоемкость, обусловленную их конструкцией, а трудоемкость сборки и монтажа соединений достаточно высока из-за необходимости выполнения ручной пригонки шпонок и соединительных болтов. При этом, отдельные конструктивные решения соединений, как, например, глухое коническое соединение гребного вала с дейдвудным, не позволяют использовать при сборке и разборке соединения прогрессивный метод инжекции масла - когда масло подается под высоким давлением между сопрягаемыми поверхностями деталей, что в свою очередь увеличивает трудоемкость работ и отрицательно влияет на качество. Все это свидетельствует о том, что уровень производственной и эксплуатационной технологичности соединительных устройств валов валопроводов весьма низок.
Существуют высокотехнологичные соединения валов с использованием втулочных муфт, собираемые по методу инжекции масла, но их применение, особенно для высоконапряженных конструкций валопроводов, ограничено из-за недостаточной несущей способности, которая характеризуется силами трения, возникающими в соединении после его сборки.
Для повышения несущей способности были созданы новые втулочно-эксцентриковые соединения валов, однако внедрение этих ДО&&ДОКЗД 9М3^9^6^ ч^в
БИБЛИОТЕКА !
СПскрбгвг ,,,, I
О» К» 11**$Ц I
4 для выполнения их сборки требуется специальная технология, учитывающая конструктивные особенности соединения, и в то же время базирующаяся на методе инжекции масла.
Указанные факторы свидетельствуют о том, что проблема формирования высокотехнологичных и в то же время надежных конструктивно-технологических решений с высокой несущей способностью, основой которых являются втулочно-эксцентриковые соединения валов, а, следовательно, и создание технологии их сборки, без которой невозможна реализация этих решений на практике, является актуальной задачей, особенно при постройке судов и кораблей на экспорт.
Цель и задачи исследований
Целью настоящей диссертационной работы является повышение уровня технологичности и эксплуатационной надежности, соединений валов судовых и корабельных валопроводов путем разработки и внедрения научно обоснованного метода сборки новых втулочно-эксцентриковых соединений.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
V Установление аналитических зависимостей между технологическими параметрами сборки втулочно-эксцентрикового соединения, его несущей способностью и напряженно-деформированным состоянием. -
> Разработка технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов на основе метода инжекции масла.
> Разработка методики расчета конструктивно-технологических параметров, втулочно-эксцентрикового соединения.
^ Экспериментальная проверка в условиях действия статических и циклических нагрузок результатов теоретических исследований, положенных в основу технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов.
Методы исследований
Основу исследований составляют аналитические методы теории упругости, планирования эксперимента и статистической обработки данных. Экспериментальные исследования проводились на стендах ФГУП «ЦНИИ технологии судостроения», ФГУП «ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей», Львовского Физико-механического института Академии наук Украины и фирмы OVAKO Couplings АВ (Швеция).
5 Достоверность результатов исследований
Достоверность научных результатов подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также положительным опытом использования результатов на практике - при изготовлении и эксплуатации втулочно-эксцентриковых соединений валов корабельных валопроводов, в том числе экспортных.
Новизна научных результатов заключается в том, что впервые:
-
Установлены аналитические зависимости для определения технологических параметров втулочно-эксцентрикового соединения валов. Показана целесообразность создания на эксцентрике контактного давления, что обеспечивает повышение несущей способности соединения за счет совместного действия эксцентрика и сил трения в соединении.
-
Разработана методика, расчета конструктивно-технологических параметров втулочно-эксцентрикового соединения валов в - зависимости от заданной несущей способности соединения.
-
Экспериментально установлены зависимости технологических параметров сборки и несущей способности втулочно-эксцентрикового соединения при действии статической нагрузки. Определено влияние масштабного фактора на несущую способностьсоединения.
-
Установлен предел усталостной прочности втулочно-эксцентрикового соединения при чистом изгибе с вращением в зависимости от технологических параметров сборки.
-
Разработана и защищена патентом России технология сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов, обеспечивающая совместное действие эксцентрика и сил трения при работе соединения.
Практическая ценность работы
Созданная технология обеспечивает практическую реализацию втулочно-эксцентриковых соединений взамен традиционных, что позволяет снизить материалоемкость соединений валов и сократить трудоемкость сборки, т.е. решает проблему повышения уровня технологичности и эксплуатационной' надежности валопроводов судов и кораблей.
Результаты выполненных исследований внедрены при проектировании и изготовлении корабельных валопроводов, в том числе для ВМС Индии.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:
первой и второй всесоюзных научно-технических конференциях «Проблемы повышения надежности судовых валопроводов», Ленинград, 1981 и 1988 г.г.; второй международной конференции по судостроению - ISC 98, Санкт-Петербург, 1998 г.;
третьей и четвертой международных конференциях по морским интеллектуальнымтехнологиям«МОРИНТЕХ-99»и«МОРИНТЕХ-2001», Санкт-Петербург, 1999 г. и 2001 г.
Публикации
Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 19 печатных работах, включая 11 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 116 страниц машинописного текста, 42 рисунка, 13 таблиц, список литературы из 71 наименования.
Обоснование технологических аспектов формирования втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода
Практическую реализацию высокотехнологичных втулочно-эксцентриковых соединений валов при производстве валопроводов сдерживает отсутствие научно обоснованных решений, составляющих в основу разработки технологии сборки соединения. В их число входит определение расчетных зависимостей между технологическими параметрами сборки - контактными давлениями и монтажными зазорами втулочно-эксцентрикового соединения, его несущей способностью и напряженным состоянием, начальным положением муфты перед сборкой соединения и определением последовательности выполнення технологических операций, а также экспериментальная проверка установленных зависимостей.
Рассматривая втулочное соединение, следует отметить, что при известных геометрических параметрах и известной величине натяга несущая способность соединения в осевом и окружном направлениях определяется величиной контактного давления на сопрягаемых поверхностях втулочной муфты и валов, а также коэффициентом трения.
Ляме требует ряда уточнений, необходимость которых вызвана различными соотношениями длины соединения к его диаметру, неодинаковой жесткостью охватывающей детали по длине, погрешностями изготовления, У соединений с натягом, характерных для валопроводов, длина сопрягаемых деталей неодинакова и в этом случае контактное давление по длине сопряжения будет распределено неравномерно. Упомянутому вопросу, ввиду его большого практического значения, посвящен ряд работ [34]-[37]. Наиболее простой метод учета неодинаковой длины сопрягаемых деталей предложен в работе [35] и состоит во введении в знаменатель формулы (1.1) некоторого коэффициента, равного отношению действительного среднего перемещения на поверхности вала, вызванного контактным давлением, к перемещению, определяемому по Ляме. Это коэффициент определен для посадки короткой втулки на длинный вал при условии, что контактное давление равномерно распределено по всей сопрягаемой поверхности. Истинная эпюра контактного давления для случая посадки диска на вал получена в работе [34] где показано, что у торцов диска контактное давление в 2,5 раза превышает давление, найденное по Ляме. Эти результаты были использованы в работе [37] для определения среднего контактного давления в соединении втулки с валом при отношении длины к диаметру, равном 2, что является характерным для соединений валов валопровода. В этом случае, контактное давление примерно на 30% превышает давление, найденное по Ляме, что вполне допустимо и позволяет на практике определять напряженно-деформированное состояние втулочных соединений судовых валов, используя зависимость Ляме, исходя из среднего контактного давления [31]-[33].
Оценка влияния отмеченных факторов на действительную величину контактного давления необходима для того, что это в свою очередь, вызывает неточности при определении коэффициентов трения. Коэффициенты трения для бесшпоночных соединений с натягом и формируемых по методу инжекции масла определяются экспериментальным путем. Для определения коэффициента трения при передаче крутящего момента Af исходной зависимостью является где / - длина сопряжения вала с охватывающей деталью, мм Достоверность оценки коэффициентов трения в основном зависит от точности определения аргументов p,Mrpfd,l. Погрешностями геометрических параметров пренебрегают как несущественными. Погрешность измерения крутящего момента определяется точностью испытательных средств или аппаратуры для измерения усилий. Сложность представляет определение действительных значений контактных давлений, которые сказываются на разбросах величин коэффициентов трения. В большинстве работ [12], [31], [33] коэффициенты трения определялись расчетным методом по формуле (1.2) и учетом формулы (1.2), из которой следует, что погрешность в оценке контактного давления зависит от точности определения диаметрального натяга, т.е. от измерения внешнего и внутреннего диаметров сопрягаемых деталей. Исследованиями [33] втулочных соединений, собранных по методу инжекции масла, коэффициент трения определен как fk — 0,124 ь исследования [38] дали более высокие значения - fk =0,15...0,17. Мировой лидер в производстве втулочных муфт фирма OVAKO Couplings АВ (Швеция) при определении несущей способности соединения базируется на fk = 0,14 [16]. Анализ результатов исследований, приведенных в перечисленных выше работах показал, что основные технологические параметры втулочных соединений с натягом - контактное давление и коэффициент трения, определяющие несущую способностью соединения, достаточно полно исследованы, а результаты доведены до практического использования. С учетом этого фактора дальнейшее повышение несущей способности соединения за счет изменения контактного давления ограничено напряженно-деформированным состоянием соединения, что является обоснованием необходимости перехода на технологию втулочно-эксцентрикового соединения валов.
Для практической реализации разработанного нового способа сборки втулочно-эксцентрикового соединения [25] требуется оценить влияние эксцентрика на технологические параметры, а также на несущую способность, напряженно-деформированное состояние и последовательность выполнения технологических операций сборки соединения, что позволит разработать методику расчета технологических параметров и создать технологию сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов.
Исследование собираемости втулочно-эксцентрикового соединения валов
Как отмечалось выше, высокая несущая способность втулочно-эксцентрикового соединения обусловлена технологией сборки эксцентрика с валом, которая должна обеспечить на конечном этапе сборки соединения отсутствие зазора между эксцентриком и валом. В то же время при выполнении центровки валов валопровода допускаются отклонения от их соосности, значения которых не должны превышать: на смещение валов — 0,1 мм; на излом валов - 0,15 мм/м [44]. Отсюда следует, что собираемость соединения можно обеспечить, если между эксцентриком и сопрягаемой с ним поверхностью вала имеется монтажный зазор Д . Но, при этом номинальное значение монтажного зазора должно быть предельно мало, с тем, чтобы для его устранения при сборке втулочно-эксцентрикового соединения затратить минимум деформации вала в поперечном направлении и в то же время достаточно велико, чтобы компенсировать неточности изготовления деталей соединения и обеспечить заводку эксцентрика в полость валов.
При определении возможных отклонений монтажного зазора воспользуемся методом неполной взаимозаменяемости, учитывая, что размерная цепь (2.7) имеет десять составляющих звеньев и вероятность совпадения предельных отклонений в неблагоприятном сочетании весьма мала. Примем условие, что окончательный выбор составляющих звеньев может быть принят, если отклонение замыкающего звена, т.е. Д , будет в пределах допустимого. Тогда допуск на замыкающее звено (в нашем случае величина монтажного зазора между эксцентриком и валом) с учетом коэффициента технологической точности определяется по формуле [46].
При действии на эксцентрик момента М0 на поверхности контакта между телами Sx и S2 возникают силы трения скольжения, в результате чего точка А] первоначального касания этих тел смещается в сторону, противоположную направлению действия М0. Следовательно, область контакта 2ао относительно оси симметрии N — N станет несимметричной. Обозначим через j3 угол смещения центра области контакта от своего первоначального положения. Введем систему прямоугольных декартовых координат хОу, к которой отнесена область контакта тела S{ или S2, при этом начало этой системы совпадает с центром эксцентрика, а ось Ох проходит через центр области контакта - точку А2. В этом случае вдоль осей координат будут действовать силы Х0 и Y0, представляющие собой проекции на оси Ох и Оу главного вектора внешних усилий Р0, т.е.
Далее считаем, что под действием сил Х0 Y0 и момента М0 тела Sx и S2 находятся в состоянии статического равновесия. Следовательно, при указанном выборе системы координат хОу область контакта между телами S{ и S2 симметрична относительно оси Ох, а в центре эксцентрика действует момент M.Q и сосредоточенные силы Хд и Y0, связанные с заданной силой Р0 соотношениями (2.14) и (2.15).
Здесь величина со(сс) определяется выражением (2.33), а С произвольная постоянная. Из формул (2.33) и (2.34) вытекает, что контактное давление р(сс) в элементарных функциях не выражается. В то же время для практических расчетов необходимо иметь достаточно простую и удобную формулу. В связи с этим возникает вопрос о приближенном интегрировании выражения (2.34).
На практике определение несущей способность втулочно-эксцентрикового соединения с учетом зависимости (2.44) справедливо при условии, если монтажный зазор А по меньшей мере равен нулю, следовательно и контактное давление между эксцентриком и валом в сечении максимальной толщины стенки вала также равно нулю, а уже далее в других сечениях сопряжения эксцентрика и валом имеется некое контактное давление. Минимальный монтажный зазор Ае, обеспечивающий сборку, определяется формуле (2.8), которая выведена исходя из обеспечения собираемости эксцентрика с соединяемыми валами с учетом точности изготовления эксцентрика и кольцевой расточки, выполненной на торцах соединяемых валов, а также с учетом точности центровки валов перед сборкой соединения. Поэтому, в начальный период сборки монтажный зазор всегда присутствует, а свести его к нулевому значению можно за счет сжатия валов с некоторым контактным давлением, формируемым при сборке соединения в определенной технологической последовательности.
Исследования влияния технологических параметров сборки и масштабного фактора на несущую способность втулочно-эксцентрикового соединения
В главе 2 настоящей работы показано, что одним из основных факторов, которые определяют несущую способность втулочно-эксцентрикового соединения валов, являются конструктивные характеристики соединения -отношение эксцентриситета торцовой расточки вала к радиусу эксцентрика и отношение радиуса эксцентрика к диаметру вала о = . R d
Соотношения составляющих конструктивных характеристик определялись по методу полного факторного эксперимента, при этом в качестве варьируемых параметров приняты соотношения а и Ъ.
В качестве параметра оптимизации принята величина крутящего момента, при котором происходит круговое смещение соединенных муфтой валов друг относительно друга.
Определение оптимальных значений конструктивных характеристик втулочно-эксцентрикового соединения проводилось на образцах диаметр вала которых составлял 67 мм (рис.3.4), при этом диаметральный натяг соединения муфты с валом был принят 0,08 мм, что соответствует контактному давлению 80,0 Н/мм . ДЛЯ исключения влияния технологии сборки на величину диаметрального натяга муфта была выполнена в виде толстостенной втулки с жесткостью, равной жесткости традиционной муфты, состоящей из тонкостенной гильзы и втулки. Постоянство величины натяга для всех образцов обеспечивалось соответствующей механической обработкой — шлифованием сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей. Сопряжение вала с эксцентриком осуществлялось по посадке H7/h6.
В качестве материала деталей экспериментального образца была использована сталь марок 40Х, 40ХФА и сталь 50, соответственно, для вала, муфты и эксцентрика. Сборка образцов осуществлялась методом поперечного деформирования - с нагревом охватывающей детали до температуры 350 С. Расчетное значение крутящего момента, передаваемого соединением, определялось по формуле (2.44). Рис.3.4 Образец втулочно-эксцентрикового соединения валов диаметром 67 мм В соответствии с матрицей планирования эксперимента (см. табл.3.3) установлены значения конструктивных характеристик — радиуса эксцентрика R и эксцентриситета Є, которые приведены в таблице 3.4 и, соответственно, было изготовлено четыре партии образцов.
Влияние изменения конструктивных характеристик сопряжения эксцентрика с валом на несущую способность соединения оценивалось по величине крутящего момента, передаваемого соединением. Испытания образцов соединений проводились на стенде, показанном на рис. 3.5. Экспериментальный образец одним концом закреплялся в зажимах стенда, а к другому концу образца через рычаг прикладывалась нагрузка, создаваемая гидравлическим домкратом. Нагрузка, при которой происходило разрушение образца, фиксировалась образцовым манометром, установленным в гидравлическом домкрате. Расчетные параметры образцов и результаты испытаний представлены в таблице 3.5.
Результаты экспериментальных исследований показали, что максимальное значение несущей способности втулочно-эксцентрикового соединения валов получено при испытании образцов второй партии, т.е. при следующих величинах варьируемых параметров: а = 0,2 и Ъ — 0,6.
У испытуемых образцов втулочная муфта выполнена в традиционном исполнении — тонкостенная гильза и охватывающая ее втулка. Значения конструктивных характеристик а и Ъ сопряжения эксцентрика с валами были приняты по результатам исследований, проведенных на образцах диаметром 67 мм. Сопряжение вала с эксцентриком осуществлялось по посадке H7/h6. Материал для изготовления образцов использовался тех же марок, что и для изготовления образцов диаметром 67 мм. Испытания проводились на том же стенде, на котором испытывались образцы диаметром 67 мм, и по той же методике.
Сборка образцов осуществлялась по методу инжекции масла. При сборке образцов величина контактного давления определялась расчетным путем с использованием формул (2.4) и (2.5) исходя из фактического диаметрального натяга, создаваемого на сопрягаемых поверхностях вала и муфты за счет перемещения втулки по конической гильзе. Контроль осевого перемещения производился индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм.
Расчетная величина крутящего момента, передаваемого соединением, определялась по следующим формулам: формула (2.44) - для соединения с эксцентриком; формула (2.45)-для соединения без эксцентрика.
Технологические параметры сборки образцов соединений и результаты испытаний представлены в табл. 3.6.
Анализ результатов экспериментальных исследований несущей способности показывает что, расчетная прочность втулочно-эксцентрикового соединения валов диаметром 50мм в 1,6 раза превышает прочность втулочного соединения, в то время как фактическое увеличение прочности значительно выше и составляет 2,3 раза.
Разница между теоретическими и экспериментальными значениями несущей способности объясняется следующими факторам. Формула (2.44) определяет тот крутящий момент, который может передать соединение за счет эксцентрика. Эта формула не учитывает момент сил трения, передаваемого собственно втулочной муфтой. Отсюда следует, что фактический крутящий момент, передаваемый втулочно-эксцентриковым соединением, должен оцениваться по сумме моментов, рассчитанных по формулам (2.44) и (2.45). Таблица 3.6
Анализ результатов, представленных в табл. 3.7, свидетельствует, что на долю эксцентрика приходится примерно 60% передаваемого соединением крутящего момента и тогда формула (2.44) для оценки несущей способности втулочно-эксцентрикового соединения может быть представлена в следующем виде м =И 294к,к2 где /А контактное давление в сопряжении втулочной муфты с валом Математическая обработка результатов эксперимента по методике [53] показала, что с доверительной вероятностью 0,95 значения крутящего момента, передаваемого втулочно-эксцентриковым соединением, которое было собрано с контактными давлениями 60,0 и 80,0 Н/мм , находятся в интервале от 3,91 до 4,53 кНм и от 5,10 до 5,66 кНм, соответственно. Для оценки влияния масштабного фактора на несущую способность втулочно-эксцентрикового соединения были проведены испытания [54] на стенде фирмы OVAKO Couplings АВ (Швеция) - мирового лидера по разработке и производству втулочных муфт, собираемых методом инжекции масла.
Испытывались модели втулочно-эксцентрикового соединения валов диаметром 150 мм, при этом была использована муфта ОК150НВ серийного изготовления, взятая со склада фирмы. Схема стенда с установленной для испытаний моделью соединения и точками измерения контактных напряжений и момент проведения испытаний приведены на рис.3.8 и 3.9. При изготовлении моделей соединения было соблюдено равенство конструктивных характеристик а и Ъ относительно ранее испытанных образцов диаметром 50 мм. Размеры моделей соединений представлены на рис.3.8. Измерение контактных напряжений осуществлялось тензометрами. Крутящий момент на коромысле стенда создавался с помощью двух гидравлических домкратов типа СХ 60-100 фирмы ВАНСО АВ (Швеция) с рабочим усилием 600 кН.
Разработка технологии сборки втулочно-эксцентрикового соединения валов валопровода
Особенностью втулочно-эксцентрикового соединения является эксцентрично расположенные кольцевые расточки на торцах соединяемых валов, которые при сборке валов образуют полость для установки эксцентрика.
Для обеспечения определяемого по формуле (2.8) монтажного зазора А между эксцентриком и валом, формирование эксцентричной кольцевой расточки на торцах соединяемых валов выполняется на токарном станке путем смещения вала в центрах станка на требуемую величину, или производится на горизонтально-расточном станке с использованием специального кондуктора. Схема выполнения этих операций приведена нарис.4.2.
Для того чтобы соединение обладало требуемой несущей способностью при сборке соединения необходимо выполнить основное требование — это обеспечить после сборки соединения отсутствие зазора между эксцентриком и валом. В этой связи автором настоящей работы была разработана и запатентована определенная последовательность выполнения сборочных операций [25].
Технологический процесс сборки втулочно-эксцентрикового соединения состоит из следующих основных операций: подготовительные работы; заводка эксцентрика и установка муфты в начальное положение; запрессовка наружной втулки муфты с расчетными технологическими параметрами; контроль расчетных параметров, при этом основным контролируемым параметром является натяг, который обеспечивает прочность соединения.
Промывка деталей муфты предшествует смазке сопрягаемых конических поверхностей тонким слоем машинного масла и выполняется только в том случае, когда муфта не имеет встроенного гидравлического домкрата, (см. рис. 1.5а).
Для выполнения процесса сборки должны быть подготовлены модульные устройства, рис. 4.3. Модульное устройство в зависимости от диаметра соединяемых валов включает в себя необходимое количество различных по давлению и производительности гидравлических насосов и инжекторов, а также высоконапорные гибкие шланги. Как отмечалось выше, наиболее технологична конструкция втулочно-эксцентрикового соединения, когда втулочная муфта имеет встроенный гидравлический домкрат. Для того случая, когда муфта не имеет встроенного гидравлического домкрата, в состав модульного устройства должен входить мобильный гидравлический домкрат.
Достаточно важным этапом подготовительных работ является выбор марки масла. Масло, применяемое для подачи на сопрягаемые конические поверхности втулочной муфты в момент ее напрессовки, должно иметь вязкость 300 мм /с (ЗООсСт) вне зависимости от температуры муфты.
Модульные устройства для сборки втулочно-эксцентриковых соединений валов Следующим этапом подготовительных работ является подготовка поверхности участков валов под установку втулочной муфты и эксцентрика, а также поверхности отверстия гильзы таким образом, чтобы исключить на них наличие масляных пятен, которые в значительно мере влияют на стабильность коэффициента трения. Заводка эксцентрика и установка муфты в начальное положение; Заводка эксцентрика на штатное место производится с монтажным зазором Ае, что не вызывает особых сложностей, так как валы предварительно центрируются друг относительно друга с допуском, не превышающим половины монтажного зазора Д.
У втулочных муфт наружная втулка сопрягается с тонкостенной гильзой по поверхности с конусностью 1:100 или 1:80. В этом случае из-за малого угла уклона конуса трудно установить, когда охватывающая деталь перемещается по конусу, устраняя смятие вершин микронеровностей, а когда перемещается, создавая расчетное контактное давление. Но так как осевое перемещение наружной втулки обеспечивает создание расчетного контактного давления, которым, в свою очередь, определяется натяг, а следовательно и прочность соединения, то очень важно определить начало осевого перемещения. Для решения этой задачи по методике [60] автором была выполнена сборка соединения диаметром 50 мм (схема которого приведена на рис. 3.6) без подачи масла на сопрягаемые поверхности втулки и гильзы с фиксацией усилия запрессовки через каждый 1 мм перемещения наружной втулки. По полученным данным был построен график зависимости величины продвижения втулки от усилия запрессовки, рис.4.4.
Из графика видно, что начальное перемещение (до 3 мм) происходит при приложении незначительных усилий, а затем усилие, необходимое для дальнейшего перемещения втулки, резко возрастает. Нетрудно определить, что отмеченное начальное перемещение отвечает перемещению втулки в условиях пластических деформаций микронеровностей.
