Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 9

Данный подход наиболее применим для малогабаритных изделий,50так как для изделий большой массы потребуется применение дополнительногооборудованиядлявозможностирегулированиявзаимногоположениясопрягаемых деталей.Второй подход сборки цилиндрических соединений осуществляетсяпутем выполнения следующих основных этапов технологического процессасборки:1) Сопряжения изделий.2) Регулирования взаимного расположения изделий в соединении.3) Заливка зазора требуемой клеевой композицией.В таком случае, при регулировании положения деталей до заливкиклеевой композицией может образоваться неравномерный зазор в соединении.При сборке таких соединений может произойти непроклеи в соединении из-заразнотолщинности получаемого клеевого слоя и образования эксцентриситета.При таком подходе, необходимо: 1) Устройство придания дополнительногодвижения валу или корпусу, для создания равномерного клеевого слоя всоединении, в зависимости от конструкции изделия.

В случае если корпусимеет сложную конфигурацию или большие габариты, дополнительноевращательное движение необходимо задать валу. Если вал выполнен изхрупкого материала, то дополнительное движение с целью более равномерногораспределения клеевой композиции в зазоре необходимо задавать корпусу. 2) Вслучае большого эксцентриситета, необходимо предусмотреть применениесекционнойнасадки,подающейвоздушныйпоток взону сборкисварьированием температуры и давления воздушного потока по секторам.Количество секторов и давление в каждом из них зависит от величиныэксцентриситета и вязкости клеевой композиции.3) Варьирование температуры воздушной среды позволяет ускорятьпроцесс отверждения клеевой композиции, регулировать ее вязкость, чтосказывается на смачиваемости поверхностного слоя и уменьшает трудоемкостьвыполнения соединения.51Благодаря предлагаемой методике сборки регулируемых цилиндрическихклеевых соединений по каждому из рассматриваемых подходов, становитсявозможным: 1) производить регулирование и фиксацию деталей в требуемомположении, 2) исключить перерасход и вытекание дорогостоящей клеевойкомпозиции, 3) применять любые готовые клеевые композиции, 4)сократитьвремятехнологическогоотвержденияклеевойпроцессакомпозиции,сборки,4)5)регулироватьповыситьскоростькачествосборкицилиндрических соединений, 7) снизить трудоёмкость и себестоимость сборки.2.2.

Физические параметры формирования клеевого слояПриформированииклеевогослоянеобходимоучитыватьтакойфизический параметр, как величина создаваемого в соединении зазора. Анализэксплуатационных и физико-механических параметров изделий с применениемклеевых соединений в машиностроении показал, что граничные зазоры,используемые для сборки цилиндрических соединений, лежат в пределах от0,03 до 0,5 мм. При таких значениях, данные зазоры в гидравлических расчетаххарактеризуются, как щелевые. При протекании клеевой композиции черезщелевой зазор, скорость ее истечения мала, а значит, в зазоре не возникаеттурбулентное движение жидкости.

В щелевых зазорах течение жидкостейявляется ламинарным. [14]При формировании цилиндрического клеевого соединения имеют местокольцевыезазоры,образованныедвумясооснорасположеннымицилиндрическими поверхностями. Две цилиндрические поверхности могутрасполагатьсядруготносительноэксцентриситет (Рис. 2.3.).другалибосоосно,либоиметь52абРис.2.3. Схема расположения цилиндрических поверхностей: а) соосного, б)эксцентричногоВзависимостиотрасположенияповерхностейрасходклеевойкомпозиции через кольцевой зазор различен.В случае соосного расположения цилиндрических поверхностей, расходклеевой композиции, протекающей через кольцевой зазор, определяется последующей формуле:Q= 312,(2.1)где μ- коэффициент динамической вязкости, V-скорость течения клея в 2зазоре(V=12), Δp- перепад давлений, δ- величина зазора, L-длина зазора иливысота сопряжения.Дляслучаякольцевогозазораобразованногоэксцентричнымицилиндрическими поверхностями, расход жидкости определяют:э =Q (1+1,5 2 )=где 3 (1+1,5 2 )12,(2.2)Q- расход жидкости в зазоре при соосном расположениицилиндрическихповерхностей,d-диаметрвнутреннейцилиндрическойповерхности, ε- относительный эксцентриситет.ε= ,где χ- величина эксцентриситета, δ- номинальный зазор.(2.3)53При протекании клеевой композиции через кольцевой зазор при соосномрасположении сопрягаемых поверхностей, для удерживания клея в создаваемомзазоредостаточноподаватьдавлениеравномерно,запираяклеевуюкомпозицию по всему его объему.В случае эксцентричного расположения поверхностей в кольцевом зазоренеобходимо применять конструкцию с распределением давления по секторам.В противном случае при подаче давления в зону сборки при одном и той жевеличине давления могут образовываться либо потеки в местах с большейвеличиной зазора или воздушные пузыри и выдувание клеевой композиции вместах с меньшим зазором.

[14, 34]Для определения скорости, расхода и давления движущейся идеальнойжидкости используют уравнение Бернулли:1 +1+122= 22+222= = ,где z– удельная потенциальная энергия единицы массы жидкости,удельная потенциальная энергия давления (пьезометрическая высота),(2.4)22-удельная кинетическая энергия (скоростной напор), Н - полная удельнаямеханическая энергия (гидродинамический напор), p – статическое давление, ρ- плотность жидкости, V - скорость потока.При движении реальной жидкости возникают потери напора, связанные ссилами вязкого трения и инерционными силами из-за вихреобразования частиц.Потери напора возникают из-за сопротивления движения жидкости подлине потока и в местных сопротивлениях.Потери напора по длине hдл обусловлены силами вязкостного трениямежду слоями жидкости и у стенок.Потери напора в местных сопротивлениях hм возникают в результатедеформации потока и связанны с вихреобразованием при обтекании фасонныхчастей, что не характерно для цилиндрических соединений, поэтому данноеслагаемое в анализе не участвует.54Тогда общие потери напора при сборке цилиндрических соединенийзависят лишь от потери напора по длине.Потери напора по длине выражают в количестве потерянных скоростныхнапоров, расчитываемых по формуле Вейсбаха:ℎпот = 22,(2.5)где ζ - коэффициент потерь.Коэффициент ζ показывает, сколько скоростных напоров потеряно наданном участке.Потери напора по длине hдл потока зависят от режима течения жидкости,диаметра d и длины L сопряжения, скорости течения и шероховатостивнутренних поверхностей.

В общем виде для ламинарного режима потеринапора по длине расчитывают по формуле Дарси - Вейсбаха:ℎдл = 2,(2.6) 2где λ - коэффициент гидравлического трения.Эквивалентная шероховатость ∆Э - это высота выступов равнозернистойшероховатости, при которой потери напора и значение коэффициента λ такиеже, как и для реальной шероховатости.Для ламинарного режима коэффициент λ равен:λ==64,(2.7)где А - коэффициент формы сечения, Re- число Рейнольдса, котороеопределяется по формуле:г Re==г ,(2.8)где ν= ⁄ – коэффициент кинематической вязкости, - динамическаявязкость жидкости, г - гидравлический диаметр.С точки зрения гидравлики, поверхности подразделяются на: 1)Гидравлически гладкие поверхности, в которых толщина ламинарного слоябольше средней высоты шероховатости.

В таком случае, шероховатость55поверхности не оказывает влияния на сопротивление движения композиции. 2)Гидравлически шероховатые поверхности, в которых толщина ламинарногослоя меньше высоты выступов средней шероховатости. В таком случае приобтекании выступов шероховатости усиливается турбулизация потока, а этоприводит к сопротивлению течения композиции. [14, 21]В данной работе мы рассматриваем гидравлически гладкие поверхности.Для определения потерь напора по длине при ламинарном режиметечения жидкости по гидравлически гладким поверхностям используютформулу Пуазейля:ℎдл = л ,где л =128 4(2.9).Из уравнения видно, что потери напора при ламинарном режиме отрасхода зависят линейно (Рис.

2.4).Рис.2.4. Потери напора при ламинарном режимеУсловно рассмотренную методику расчета можно представить в видеструктурной схемы, показанной на Рис. 2.5.hпот=hдл 28hдл= 2 = 25 2hдл=128 4λ=64Рис. 2.5. Структурная схема по определению потерь напора при ламинарномтечении жидкости562.3.

Физико-механические процессы в поверхностном слое клеевогосопряженияНа течение клея в щелевом кольцевом зазоре оказывает влияниемикрогеометрия поверхностного слоя на рассматриваемой длине сопряжения.Влияние оказывают такие показатели как: высота неровностей профиля, форманеровностей, а также их направление. Как известно из литературы, течениежидкости вдоль канавок происходит с меньшим сопротивлением, чем погладкой поверхности. [95, 97]Зависимостькоэффициентагидравлическоготренияотвысотымикронеровностей поверхности имеет сложный характер и определяется впервуюочередьхарактеромтеченияжидкости.Даннаязависимостьпредставлена на графике Никурадзе А.И.

(Рис. 2.6).Рис. 2.6. График Никурадзе: 1 - ламинарный режим, 2 – переходный режим, 3 зона гидравлически гладких поверхностей, 4 - зона доквадратичногосопротивления, 5 - зона квадратичного сопротивления57Основнымипоказателямиданногографикаявляются:1)Δ–относительная шероховатость поверхности, зависящая от средней высотынеровностей поверхности по шкале Rz и диаметра сопряжения; 2) Re – числоРейнольдса; 3) λ – коэффициент гидравлического сопротивления.Анализ диаграммы Никурадзе показывает, что всю область чиселРейнольдса от нуля до бесконечности применительно к потерям по длинеможно разбить на четыре характерные зоны сопротивления.