Технология соединений
Технология болтовых соединений деталей из пластмасс мало чем отличается от технологии болтовых соединений металлических конструкций. Однако при правке и подгонке деталей приходится соблюдать некоторые меры предосторожности, а работу проводить в определенной последовательности.
На поверхности пластмассовых деталей всегда имеются неровности, которые являются ^причиной их не-' ■плотного прилегания в узле после сборки. Устранять неплотности прилегания усилением затяжки болтов недопустимо, так как в этом случае возможны местные
Перенапряжения .пластмассы и разрушение конструкции В области шва три напряжениях,' меньших расчетных.
Для обеспечения плотного прилегания соединяемых элементов конструкции проводят наформовку материал л а в местах увеличенных зазоров. (и ап ри мер, при изготовлении деталей контактным формованием) или снимают: механической обработкой часть материала в местах выступов.
Твердость пластмасс невелика [21, 73], поэтому они легко повреждаются при ударе инструментом, острыми краями металлического крепежа и т. д. Образующиеся при этом вмятины и царапины становятся дополнительными центрами концентрации напряжений. Чтобы избежать этого, необходимо. применять крепежные элементы со скругленными углами, а тело болта в зоне контакта с пластмассой должно быть гладким, без резьбы.
Для обеспечения, плотного соединения необходимо также тщательно удалять заусенцы, металлическую стру-жку и другие частицы инородных тел из - зоны контакта соединяемых деталей. Иначе возможны «нестес - 'ненное смятие» пластмассы стержнем болта, т. е. беспрепятственное деформирование ее в направлении вдоль оси болта, и резкое ослабление осевого усилия затяжки с течением времени.
При сборке болтовых соединений выполняют следующие' операции: наживление гайки, предварительное ее навинчивание, затяжку, при необходимости дотяжку, контроль; наиболее важными являются затяжка и ее контроль.
При затяжке болтового соединения пример'ио 90% работы тратится на преодоление сил трения и упругое
закручивание элементов соединения и только" 10% связано с созданием в болте необходимого усилия натяжения Q.
Сборку болтовых соединений производят приложением статического крутящего момента; с помощью ударных импульсов или путем приложения осевых усилий к соответствующим деталям соединения [22, с. 86].
Наиболее универсальным методом является сборка приложением статического крутящего момента с - помощью ручных сборочных инструментов, ручных завертывающих машин или автоматических и полуавтоматических стационарных установок. ^Основными прей му-
ществами такого способа сборки являются простота й высокая производительность, а недостатками — возможность появления в болте касательных напряжений, что снижает несущую способность болтового соединения, невысокая точность контроля крутящего момента п, ри затяжке, обусловленная изменениями коэффициента трения, деформированием пластмассы и др. Прикладываемый к соединению крутящий момент (момент на ключе.) Мкл при затяжке уравновешивается моментом сил. трения в резьбе Мр и на торце гайки Мт [74].
■ Мкл — ЛГр Мт
. Момент в резьбе определяют по следующей приближенной формуле: ,
tg(p-t-p')
где Q — усилие натяжения болта; dcp — средний диаметр резьбы; 0 — угол подъема винтовой линии; p/=arctg р' — угол треНия в резьбе (здесь p/=p/cos-^—приведенный коэффициент трения в резьбе;
ц — коэффициент трения пары. болт —гайка; а —угол профиля резьбы).
Момент трения торца гайки по поверхности соприкасающейся с ней детали при равномерном распределении давления (что наблюдается в большинстве практических случаев), можно найти из выражения:
D3 — d§ D*-d$ |
Мт= — Qu.0
где fi0 — коэффициент трения иа кольцевой опорной поверхности гайки с диаметрами D и d0. *'
1 D*-dl |
2 *8 (Р + P'Jmln -1" “Т" |
Заданные значения Мкл и Q можно обеспечить, воспользовавшись методикой, изложенной в работе [75]. Сотласно этой методике определяют* максимальное ^клтах И минимальное МКЯш1а значения крутящих моментов на ключе, если известны коэффициенты трения и заданы пределы изменения Q:
Если сумма-верхнего и нижнего отклонений Мы для технологического инструмента превышает разность ^!1Лгоах —^ІІЛГПІП ’ Т0 С вероятностью 0 МОЖНО утрерж - дать, что фактическое усилие Q натяжения болта будет находиться в пределах:
Величина 0 определяется по произведению вероятностей того, что величины tg.(P+p') и ро лежат в интервалах tg('p+p')mlt.-~.tg(e + p')m« И ЕСЛИ
разность ^клтах —Л? клт1п меньше суммы верхнего й нижнего, отклонения Мкл для инструмента, то следует уменьшить интервалы tg,(ip +Р') И ро.
При выборе крутящего момента можно воспользоваться практическими рекомендациями. Так, например, при сборке болтами из термопластов крутящий момент рекомендуется принимать в пределах 3—6 кН-м.
Для всех ответственных болтовых соединений необходимо контролировать усилие затяжки, так. как при чрезмерной* или недостаточной затяжке наблюдались случаи поломки резьбовых элементов и узлов в целом.
Степень затяжки, осуществляемой путем приложения, статического крутящего, момента, контролируют по его величине, но степени деформации болта или аро'- межуточных деталей или по углу поворота гайки [22, с. 101; 74, с. 229].
Новый метод контроля степени затяжки болтовых соединений основан на том, что при достижении необходимого осевого - усилия, - изменяется характер зависимости крутящего момента от угла поворота.
При ударной затяжке гайке от гайковерта ударного действия передаются последовательные ударно-йраща -
тельные импульсы [76]. Это позволяет создавать необходимые усилия затяжки пр» небольшой мощности привода машин и практически полном отсутствии реактивного момента. Благодаря небольшим габаритам к ма'с - се. гайковерты ударного действия [22, с. 147] можно использовать при работе в стеснённых условиях монтажа. В зависимости от энергии единичного удара гайковерта и требуемых параметров затяжки необходимое число импульсов может достигать 100 и более. С уменьшением частоты ударов снижается вибрация и шум и увеличивается надежность работы устройств, обеспечивающих заданное значение параметров затяжки. Этот способ может найти применение при сборке конструкций из композиционных материалов.
Об Использовании метода сборки болтовых соединений конструкций из пластмасс путем приложения осевых усилий [22, с. 129] в литературе сведений не имеется.