Слесарное дело. Сборка производственных машин. Книга 3

В.Н. Фещенко





СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО Сборка производственных машин Книга 3

Учебное пособие






Инфра-Инженерия
Москва

2013

УДК 621.7(075)
ББК 34.671
      Ф44

Рецензенты:
   Юкляев М.П. - заслуженный учитель РФ;
   Денисов Н.Б - главный механик завода «Красный пролетарий».


        Фещенко В.Н.

Ф44 СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО. Сборка производственных машин. Книга 3. : учеб. пос. / В.Н. Фещенко. - М.: ИнфраИнженерия, 2013. - 544 с.: ил.

ISBN 978-5-9729-0055-8

   Описано устройство механических передач в производственных машинах и их деталей, принципы организации производственного процесса изготовления производственных машин, конструктивные формы деталей и их взаимодействие. Изложены основные методы выполнения слесарных и механосборочных работ, обеспечение размерной точности комплектов (размерных цепей) деталей и испытания готовых к эксплуатации машин и станков.
   Приведены сведения об организации труда на рабочем месте, санитарно- гигиенических и безопасных условиях труда.
   Для учащихся профессионально-технических учебных заведений и для студентов машиностроительных специальностей технических вузов. Может быть использовано при подготовке рабочих на производстве.











© Фещенко В.Н., 2013
                     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2013


ISBN 978-5-9729-0055-8

Введение










            Введение


   В век космонавтики, высокоразвитых технологий и вычислительной техники необходимы новые совершенные машины для производства продукции, в которой нуждается общество. Создание новой машины - это труд многих специалистов, вклад каждого из них уникален. В их числе находится специалист - слесарь. Его работа начинается с момента передачи чертежей в производство. Через руки этого специалиста проходят опытные и серийные образцы всех машин, включая космические корабли, автомобили, приборы и многое другое, чем пользуется человек.
   В этой книге рассмотрен краткий круг вопросов, с которыми придется сталкиваться молодому специалисту слесарю-сборщику в будущей деятельности. Мы не пытались осветить все секреты мастерства - это невозможно. Но мы пытались рассказать, какими знаниями, навыками и умением необходимо овладеть молодому слесарю в практической деятельности с помощью старших товарищей и назвали это «слесарным делом».
   Учебное пособие «Слесарное дело» представлено в трех книгах:
   «Слесарное дело. Слесарные работы при изготовлении и ремонте машин»;
   «Слесарное дело. Механическая обработка деталей на станках»;
   «Слесарное дело. Сборка производственных машин».
   Учебное пособие выполнено в соответствии со Стандартом РФ ОСТ9 ПО 02.2.17-2002 «Профессия: Слесарь» и предназначается для начального и среднего профессионального образования в специальных учебных заведениях и для моло3

СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО. Сборка производственных машин дых рабочих, совершенствующих свое мастерство на машиностроительном производстве.
   Приношу глубокую признательность и благодарность всем, кто поделился своим опытом, словом и делом принял участие в составлении данного учебного пособия и чьи наработки включены в это пособие.
   Успехов и удачи.
Автор.

Глава 1. Соединения деталей машин









          Глава 1


            СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН


          1.1. ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

  Размещение и установка деталей в машине, а также их взаимная связь обеспечиваются соединениями при сборке (рис. 1.1).
  Соединения деталей в зависимости от их конструкции могут быть подразделены на подвижные и неподвижные.
  Подвижные и неподвижные соединения подразделяют на разъемные и неразъемные.
  Разъемными или разбираемыми называют соединения, которые могут быть разобраны без особых затруднений и без



Рис. 1.1. Виды наиболее распространенных соединений

5

СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО. Сборка производственных машин

повреждений сопряженных или крепежных деталей. Например, соединения по посадкам с зазором и переходным посадкам, резьбовые и др.
   Неразъемными или неразборными называют соединения, разборка которых в процессе эксплуатации не предусмотрена и затруднительна, требует больших усилий и сопровождается повреждением сопрягаемых или крепежных деталей, либо скрепляющего вещества.
   Неподвижные, неразборные соединения выполняют клепкой, пайкой, посадками с натягом, склеиванием, прессованием, холодной штамповкой и другими способами. Такие соединения отличаются прочностью и стабильностью взаимного расположения соединяемых деталей.
   Неподвижные, разбираемые соединения выполняют с помощью переходных посадок и шпонкой, винтовых соединений, соединений с помощью штифтов, конических соединений, клиновых и других соединений.

           1.2. ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

   Неразборные соединения, получаемые посредством соединения при сборке деталей заклепками, называют заклепочными. Разборка их обычно сопровождается разрушением деталей соединения.
   В современном машиностроении клепка в значительном числе случаев заменена более производительной электросваркой. Однако в ряде отраслей машиностроения (например, в авиастроении,автотракторостроении, сельскохозяйственном машиностроении) клепка еще широко распространена.
   Особенность заклепочного соединения состоит в том, что это соединение прочное и надежное, устойчивое при ударных и повторно переменных нагрузках. При этом проверка качества соединения несложная и нетрудоемкая, имеется возможность соединить любые материалы, не изменяя их физико-химических свойств, включая те, которые обычно не соединяются другими методами.
   Место соединения деталей заклепками называют заклепочным швом.
   По назначению заклепочные швы делятся на прочные, от которых требуется только механическая прочность, и проч
6

Глава 1. Соединения деталей машин

Рис. 1.2. Виды соединения листов: а - внахлестку, б - стыковочные

ноплотные, от которых помимо механической прочности требуется также герметичность соединения.
   По виду соединения листов различают заклепочные швы двух видов: внахлестку (рис. 1.2, а), когда один лист накладывают на другой, и стыковочные с одной или двумя накладками (рис. 1.2, б), когда листы подводят встык и соединяют наложенными на них одной или двумя накладками.
   Кроме того, по расположению заклепок швы делятся на однорядные, двухрядные, многорядные, параллельные и шахматные.
   Основные типы заклепок, применяемых в современном машиностроении, приведены на рис. 1.3. Готовая головка заклепки называется закладной, а головка, получаемая в результате клепки, - замыкающей.


Рис. 1.3. Типы заклепок:
а - со сферической головкой; б - с потайной головкой; в - с плоской головкой; г - пустотелая; д - полупустотелая; е - специальная

7

СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО. Сборка производственных машин

   При выборе материалов желательно, чтобы коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были примерно равными (во избежание температурных напряжений). В соединении не следует применять сочетания разнородных материалов, образующих гальванические пары (во избежание возникновения гальванических токов, быстро разрушающих соединения). По этой причине применяют для соединения медных деталей медные заклепки, для алюминиевых деталей - алюминиевые и т. д.
   На качество шва влияет правильный выбор величины заклепок и их расположения по длине соединения.
   Из расчета прочности соединений и практического опыта принимают:
   Диаметр заклепок

d = (1,5...2)8 . ' min

   или                   d = t/2S,

где d - диаметр заклепки, мм; 8ₘᵢₙ - меньшая толщина из склепываемых листов, мм; t - шаг заклепок, мм.
   Длина стержня заклепки зависит от толщины склепываемых листов и формы замыкающей головки. Замыкающая головка образуется из выступающей части стержня. Длина этой части стержня для образования потайной головки должна быть от 0,8d до 1,2d, а для образования полукруглой головки - от 1,2d до 1,5d.
   В зависимости от диаметра d заклепки диаметр отверстия d₀ под заклепку рекомендуется принимать d₀ = d+(0,2...2) мм.
   Расстояние от центра заклепки до края листа должно быть не менее а = (1,5...2)d.
   Толщина накладок, расположенных с двух сторон листа, -8н = 0,75.0,88 и 8н = 1,258 - с одной стороны.
   Шаг заклепок для двухрядного шва внахлестку t ~ (3...6)d, для двухрядного шва с двумя накладками t ~ 6d, для однорядного шва с двумя накладками t ~ 3,5d (t = 3d+2 мм).


Таблица 1.1
Рекомендуемые диаметры отверстий под заклепки, мм

Диаметр заклепки d  6,0 7,0 8,0 10,0 13,0 13,5 16,0 16,5 19,0 22 25 28 30
do Точная сборка    6,2 7,2 8,2 10,5 13,5 14,0 16,5 17,0 20,0 23 26 29 31
   Грубая сборка    6,8 7,8 8,8 11,0 1,4  14,5 17,0 17,5 21,0 24 27 30 32

8

Глава 1. Соединения деталей машин

   Шаг между рядами заклепок - t, при расположении в шахматном порядке -1 ~ (2...3)d₀.
   Необходимое количество заклепок m определяют расчетным путем.
   Отверстия под заклепки могут быть получены пробивкой, продавливанием или сверлением. Рекомендуемые диаметры отверстий под заклепки - в табл. 1.1.

        1.2.1. Расчет на прочность заклепочных соединений

   Основным критерием работоспособности клепаных соединений - прочность, причем при расчетах предполагается, что напряжения в сечениях распределены равномерно.
   Обычно клепаные соединения нагружены силами, действующими параллельно плоскости контакта соединяемых деталей, поэтому разрушение соединения может произойти в результате следующих причин:
   -   срез заклепок по сечению 1-1 под действием касательных напряжений (рис. 1.4, а);
   -   смятие отверстий соединяемых деталей и заклепок под действием сил, вызывающих напряжения смятия (рис. 1.4, а), в результате чего оси заклепок перекашиваются, возникает внецент-ровое растяжение, и может произойти отрыв головок от стержня;
   -   разрыв соединяемой детали по сечению, ослабленному отверстиями под заклепки (рис. 1.4, б);
   -   срез соединяемых деталей по двум сечениям 2-2 (рис. 1.4, б).
   В результате процесса клепки стержень заклепки осаживается (укорачивается и увеличивается в диаметре), в результате материал заклепки заполняет отверстие.


Рис 1.4. Схема действия сил в заклепочном соединении

9

СЛЕСАРНОЕ ДЕЛО. Сборка производственных машин

   Поэтому расчет соединения ведут по диаметру d₀ отверстия под заклепку. При этом предполагается, что нагрузка F распределяется между заклепками шва равномерно. Сила трения, возникающая между склепанными деталями, в расчете на прочность не учитывается.
   В соединении внахлестку (рис. 1.4) внешняя сила F образует пару сил, моментом которой, из-за малой толщины 8 склепываемых листов, пренебрегаем.
   Тогда расчет на прочность клепаного соединения будет состоять:
   1.    Из расчета прочности заклепок на срез по сечению 1-1 (рис. 1.4, а)

Т р F ( mA р F ( ⁰ '5md [ Т р '

где Аср = 0,25ind₀²; i - число плоскостей среза; Аср - площадь среза заклепки; m - число заклепок шва при симметрично действующей нагрузке m > F/(A [t ]).
   2.    Из расчета прочности соединения на смятие боковой поверхности заклепок и стенок отверстий соединяемых деталей (рис. 1.4, а)

°см = №Асм ) ^ [°см],

где Асм = d₀8ₘᵢₙ; 8ₘᵢₙ - меньшая толщина из соединяемых деталей (высота проекции стержня заклепки), число отверстий в опасном сечении листа.


Таблица 1.2
Рекомендуемые значения допускаемых напряжений в заклепочном соединении

 Компонент        Вид           Способ     Значения допускаемых   
    шва       допускаемых    изготовления    напряжений, МПа      
               напряжений     отверстий   Ст2, Ст10кп Ст3, Ст20кп
  Детали    Растяжение [ар],                  140         160    
конструкции    Срез[ Тср]                     90          100    
              Смятие [асм]                    210         240    
               Срез[ Тср]      Пробивка       100         100    
 Заклепки                     Сверление       140         140    
              Смятие [асм]     Пробивка       240         280    
                              Сверление       280         320    

Примечание. Для латуни и дюралюминия - допускаемые значения напряжений для Ст3/(1,5...2)

10