Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 17
Текст из файла (страница 17)
При пайке расплавленный припой растекается по нагретым поверхностям стыка деталей. Поверхности деталей обезжиривают, очищают от окислов и прочих посторонних частиц. Без этого нельзя обеспечить хорошую смачиваемость поверхностей припоем и заполнение зазора в стыке. Размер зазора в стыке деталей в значительной мере определяет прочность соединения. Уменьшение зазора до некоторого предела увеличивает прочность. Это связано, вопервых, с тем, что при малых зазорах проявляется эффект капиллярного точения, способствующий заполнению зазора расплавленным припоем; во-вторых, диффузионный процесс и процесс растворения материалов деталей и припоя может распространяться на всю толщу паяного шва (диффузионный слой и слой раствора прочнее самого припоя).
Чрезмерно малые зазоры препятствуют течению припоя. Размер оптимального зазора зависит от типа припоя и материала деталей. Для пайки стальных деталей тугоплавкими припоями (серебряными или медными) приближенно рекомендуют зазор 0,03...0,15 мм, при легкоплавких припоях (оловянных)— 0,05...0,2 мм. Необходимость малых и равномерно распределенных зазоров является одним из недостатков пайки, ограничивающим ее применение, в особенности для крупногабаритных конструкций, По сравнению со сваркой пайка требует более точной механической обработки и сборки деталей перед пайкой.
Примеры сборки деталей перед пайкой показаны на рис. Ьйр:дКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®ийЬу ~сд:464840172 Рис. 4.3 4.3, а...ж. Для фиксации относительного положения деталей нередко используют специальные приспособления, большие плоские стыки прихватывают точечной сваркой (рис. 4.3, а) и т. п. Нагрев припоя и деталей при пайке осуществляют паяльником, газовой горелкой, т. в. ч., в термических печах, погружением в ванну с расплавленным припоем и пр. При пайке т.
в. ч. или в термической печи припой укладывают в процессе сборки деталей в месте шва в виде проволочных контуров (рис, 4.3, б, е, ж), фольговых прокладок, лент, мелкой дроби (рис. 4.3, в) или паст в смеси с флюсом. Для уменьшения вредного влияния окисления поверхностей деталей применяют специальные флюсы (на основе буры, хлористого цинка, канифоли); паяют в среде нейтральных газов (аргона) или в вакууме. В качестве припоев применяют как чистые металлы, так и сплавы, Чаще других применяют сплавы на основе олова, меди, серебра.
Примеры характеристик некоторых припоев приведены в табл. 4.1. Таблица 4.1 Расчет прочности паяных соединений аналогичен расчету сварных. Например, для стыковых соединений (рис. 4.4, а) о' = Е/(56) < [о'1, (4.1) 81 Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 4 для нахлесточных со единений (рис. 4.4, б) т = Е/[И) < [ т'~, (4,2) где [ст'~ и [т'~ — допускаемые напряжения в паяном шве. Аналогично можРис 44 но записать расчетные напряжения для других конструкций соединений. При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В подобных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений.
Значение нахлестки по условию равнопрочности (рис. 4.4, 6) 1= [ст~ бф'~, (4.3) где [а1 допускаемое напряжение для материала деталей. Общих рекомендаций по допускаемым напряжениям для паяных соединений не выработано. Частный пример, характеризующий прочность соединений, паянных серебряным припоем ПСр45 [211, следующий: Сталь Ст3 Сталь 45 Сталь ЗОХГСА Сталь Х18Н9Т Медь Материал деталей Прочность на срез, МПа 350...400 450...500 540. 400 180...260 ~ 4.3. Соединение склеиванием 250 * Некоторые сорта клея (см. табл 4 2) требуют сравнительно небольшого подогрева деталей Конструкция клеевых соединений подобна конструкции паяных, только припой здесь заменен клеем„ а образование соединения выполняют без нагрева деталей*.
Соединение осуществляется за счет сил адгезии (сил сцепления) в процессе затвердевания жидкого клея. Имеются клеевые составы с избирательной адгезисй к каким-либо определенным материалам — это специальные клеи (например, резиновые); с высокой адгезией к различным материалам (например, к металлам, керамике, дереву, пластмассам и др.) - — это универсальные клеи (например, БФ). В процессе склеивания выполняют ряд последовательных операций: подготовку поверхностей деталей, нанесение клея, сборку соединения, выдержку при соотг ветствующих давлении и температуре. Подготовка поверхностей обычно заключается в их взаимной пригонке, образовании шероховатости путем Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 зачистки наждачной шкуркой или пескоструйным аппаратом, удалении пыли и обезжиривании с помощью органических растворителей.
Шероховатость увеличивает поверхность склеивания. Клей наносят кистью или пульверизатором. Сравнительно длительная выдержка, необходимая для полимеризации, является одним из недостатков клеевых соединений. Таблица 42 Основные характеристики соединений Марка клея БФ-4 БФ-2 ГОСТ 12172-66 Технические условия Склеиваемые материалы Металлы, текстолит, стеклотекстолит, фибра, стекло, эбонит, кожа, слюда, прессшпан как между собой, так и их со- четание Клеящая способность (прочность клеевого соединения), МПа: сталь — сталь сталь — стекло 28,5...38,5 13,9 46...60 45...60 2,5 1,3 для дюралюминия с кожей и резиной 6,5 16,8...30,0 Устойчив Устойчив » 180 -60 Стоек Обладает Горюч Требует нагрева При комнатной температуре Без давления Давление при склеивании, МПа 1...2 Прочность клеевого соединения в значительной степени зависит от толщины слоя клея.
Рекомендуемые значения 0,05...0,15 мм. Толщина слоя клея зависит от его вязкости и давления при склеивании. Клеевые соединения лучше работают на сдвиг, хуже на отрыв. Поэтому предпочтительны нахлесточные соединения. Для повышения прочности применяют комбинацию клеевого соединения с резьбовым, сварным или заклепочным. алюминий — алюминий сталь — текстолит Стойкость: к воде к маслам и бензину Теплостойкость по Мартенсу, 'С Морозостойкость, "С Вибростойкость Электроизоляционные свойства Горючесть Режим склеивания ТУ МХП 1542-49 Металлы с металлами, дюралюминий с кожей и резиной, сталь с пробкой, резина с резиной и кожа с кожей, дерево с резиной и брезентом ИйрЯКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 Расчеты на прочность производят по тем же формулам, что и для паянных соединений. Качество клеевого соединения характеризуется не только его прочностью, но также водостойкостью, теплостойкостью и другими показателями (табл.
4.2). Вопросы для самопроверки 1. Где применяют соединения пайкой и склеиванием? Ик преимущества и недостатки по сравнению со сварным, 2. На что следует обращать особое внимание при подготовке деталей к склеиванию и пайке? Глава б КЛЕММОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ~ 5.1. Конструкция н применение Клеммовые соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т, д. Один из примеров клеммового соединения (закрепление рычага на валу) изображен на рис. 5.1. По конструктивным признакам различают два основных типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей ирорезь (рис.
5.1, а)' б) с разьемной стуиицей (рис. 5.1, б). Разьемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других расположенных на валу деталей. а) $ "зат Рис. 5! 84 Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбгп®и1.Ьу ~сд:464840172 При соединении деталей с помои~ью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжки болтов.
Эти силы трения позволяют нагружать соединение как моментом (Т= И), так и осевой силой Г,. Ранее отмечалось, что передача нагрузки только силами трения недостаточно надежна. Поэтому не рекомендуют применять клеммовые соединения для передачи больших нагрузок. Достоинства клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самон редо хранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположения деталей как в осевом, так и в окружном направлениях (регулировка положения рычагов и тяг в механизмах управления и т. п.).
~ 5.2. Расчет иа прочность В зависимости от выполнения соединения при расчете можно рассмотреть два предельных случая (рис. 5.2). Первый случаи. Клемма обладает большой жесткостью, а посадка деталей выполнена с большим зазором (рис, 5.2, а), При этом можно допустить, что контакт деталей происходит по линии, а условие прочности соединения выражается в виде Р,й=Г„~Й) Т, 2Г„~=.Г„ (5.1) где Г„ †реакц в месте контакта; ~ †коэффицие трения.
а) Рис. 5 2 По условию равновесия любой половины клеммы, Е„= 2Г„„ где Г„,— сила затяжки болтов, Подставив значение Е„в формулы (5.1), найдем 2Г„, 1Ы > Т, 4Г„,~) Г,. (5.2) Второй случай. Клемма достаточно гибкая, форма сопрягаемьп деталей строго цилиндрическая, зазор в соединении близок к нулю (рис. 5.2, б). В этом случае можно полагать, что давление 85 Ийр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 р распределено равномерно по поверхности соприкосновения деталей, а условия прочности соединения выражаются в виде р~айЬ-~ Т, р~тсйЬъГ,. И г По аналогии с формулой (1.22) и рис.
1.22, рассматривая равновесие полуклеммы, записываем р = гг„,~( ь). После подстановки и сокращения получаем пГ„,~йрТ, к2Г„,1рГ.. (5.3) 86 Таким образом, нагрузочные способности для двух предельных случаев относятся как 2/к [ср. формулы (5.2) и (5.3) ~. Первый случай является самым неблагоприятным, а второй — наиболее рациональным с точки зрения требуемой затяжки болтов.
Следует заметить также, что наличие больших зазоров в соединении может привести к разрушению клеммы от напряжений изгиба, Практически конструкция с большими зазорами является дефектной. В современном машиностроении размеры деталей клеммового соединения выполняют под посадку типа Н8~Ь8. При такой посадке обеспечивается свободная сборка деталей без излишних зазоров. Это дает основание рассматривать условия работы практически выполняемых клеммовых соединений как средние между двумя рассмотренными выше крайними случаями и рассчитывать их прочность по формулам 2,5Г,Я> Т, 5Г„,~'>Г,. (5.4) Здесь коэффициенты 2,5 и 5 приближенно равны среднему значению коэффициентов в формулах (5.2) и (5.3). Расчет клеммового соединения с односторонним расположением болтов (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
