Файл: Заплетохин, В. А. Соединения деталей приборов [пособие].pdf

удовлетворительной прочностью (предел прочности при статическом изгибе для различных марок колеблется в пределах от 5 • 107 до 6,5• 107 Па), и специального назначения: повышенной прочности (предел прочности при статическом изгибе до 2 • 108 Па), с электро­ изоляционными свойствами, повышенной влагостойкости и тепло­ стойкости.

Рис. 9.

На рис. 9 показаны примеры конструкций, полученных заформовкой металлических изделий в пластмассы. С целью тепловой или электрической изоляции, удобства эксплуатации и придания краси­ вого внешнего вида заформовкой в пластмассы изготавливают ручки управления приборов (рис. 9,а). Соединительные платы для электро­

монтажа изготавливают заформовкой в электроизоляционные пласт­ массы металлических шестигранных гаек или резьбовых втулок с на­ каткой для предохранения от проворачивания (рис. 9, б ). От осевых смещений резьбовые втулки предохраняются кольцевой выточкой, которую заполняет пластмасса при заформовке. В некоторых кон­ струкциях соединительных плат заформовывают резьбовые шпильки с сетчатой накаткой (рис. 9,в), сетчатая накатка предохраняет шпильку от осевых смещений и от проворачивания. Если заформовы­ вают плоские штампованные детали, то на деталях так же, как и при заформовке в металл, предусматривают отверстия, вырезы и т. п. На рис. 9,з показан способ заформовки монтажных панелей с латун­ ными пластинами для пайки проводов. Медные пластины коллектора электродвигателя малой мощности собирают изолированно друг от друга с помощью заформовки в пластмассы (рис. 9, д).

С целью повышения надежности и стабильности рабочих свойств широко применяется заформовка прозрачными эпоксидными смола­ ми целого функционального электрического блока, смонтированного из отдельных электроэлементов.

Заформовку металлических деталей в резину применяют для

достижения электроизоляции, уплотнения и при изготовлении рези­ нометаллических амортизаторов, предназначенных для защиты при­ боров от ударов, толчков и вибраций. Заформовка осуществляется сырой резиной с последующей вулканизацией в специальных фор­ мах. Этот вид соединения позволяет получить конструкции сложной геометрической формы, различных геометрических размеров и раз­ личной жесткости.

20

Простейший резинометаллический амортизатор представляет со­ бой резину, армированную металлическими втулками (рис. 10,а). Для крепления амортизаторов к приборам в некоторых конструк­ циях в резину заформовывают резьбовые втулки (рис. 10,6) или вин­ ты (рис. 10, в).

единений заформовкой зависит от физико-механических свойств материала детали и формообразующего материала, а также от гео­ метрической формы и размеров заформовываемой детали. Вследствие разности коэффициентов линейного расширения детали и формо­ образующего материала соединения заформовкой, как правило, полу­ чаются неплотными. Поэтому прочность соединений во многом опре­ деляется выступами или впадинами детали, которые заполняет фор­ мообразующий материал.

При конструировании соединений заформовкой задача сводится к определению необходимых размеров детали, обеспечивающих проч­ ность соединения при действии заданных сил или моментов. Расчет на прочность ведется по обычным формулам сопротивления мате­ риалов, исходя из наиболее опасных деформаций.

Рассмотрим расчет соединений заформовкой на трех примерах.

Пример 1. Разработать конструкцию соединения, если на заформованную плоскую деталь шириной Ъ и толщиной S действует сила

21

где [а]д — допускаемые напряжения на разрыв материала детали.

Уравнение прочности на срез формообразующего материала

Q

ZCV— гРср ^ Мм’

где [т]м— допускаемые напряжения на срез формообразующего ма­ териала.

Площадь среза определяется из выражения

Fcp = —4- nz.

где п — число срезов; z — число отверстий. Отсюда следует, что для обеспечения прочности соединения необходимо (при п = 2), чтобы

2Q

(1.17)

^ 2Мм

Пример 2. Разработать конструкцию соединения, если на заформованную цилиндрическую деталь диаметром d действует сила Q,

вырывающая ее из формообразующего материала (рис. 12). Для обеспечения прочности соединения на де­ тали предусматриваем бурт диаметром D.

Р е ш е н и е . Из уравнения прочности на смятие буртом кольцевой площадки формообразующего материала при дейст­ вии силы Q

Q

Из уравнения прочности на срез материала детали по окружности диаметра d

22

Из уравнения прочности на срез формообразующего материала по окружности диаметра D

ТсР = -D H

определим необходимую глубину заформовки опорного бурта

Пример 3. Разработать конструкцию соединения, если на заформованный круглый стержень действует крутящий момент Л/кр. Для обеспечения прочности соединения на части стержня,, подлежащей заформовке, делаем буксу с накаткой наружным диаметром D и дли­ ной I (рис. 13).

6

Р е ш е н и е . Если коэффициент линейного расширения формооб­ разующего материала а мат больше коэффициента линейного расши­

рения материала детали адех, то при изменении температуры между

При появлении в соединении зазора рабочая поверхность зубьев уменьшится. Уравнение прочности на срез формообразующего мате­ риала вершинами зубьев накатки будет

2Л!кр

i= DFCр < ^ м'

Площадь среза

■Fcp = ISz,

23

катки) ; S — длина дуги участка среза формообразующего материала

во впадине.

Так как угол при вершине зуба для стандартной накатки р= 60°, то длину дуги S можно определить как

S = £- •tg Р = t —0,58 8.

Из уравнения прочности при принятом конструктивно наружном диаметре буксы и шаге накатки определим необходимую длину нака­ танной части стержня

D = 5 мм, материал стержня — ст. 3, формообразующий материал —

фенопласт К 18-2 (пресс-порошок). Требуется определить длину на­ катанной части стержня.

Из приложения 4 найдем рекомендуемый шаг накатки £=0,5 мм и размер вала после накатывания 0 5 +q’j“ mm. Расчет ведем с учетом нижнего предельного отклонения, т. е. расчетный диаметр прини­ маем D —5,125 мм.

Из приложения 5 найдем значения коэффициентов линейного

Определим величину диаметрального зазора в соединении по формуле (1.21)

8 = (амат -- адет) TD = (50 • 10-е — 11 • 10-6) • 180 • 5,125 • 10~з = 36 • 10“ « м.

Из приложения 5 найдем предел прочности при растяжении фено­ пласта опч = 30 МПа и выберем допускаемые напряжения на срез формообразующего материала

[т]м = 0,3 спч = 0,3 • 30 = 9 МПа.

Определим необходимую длину накатанной части стержня по формуле (1.22)

2МКр t

Длину накатанной части примем £=6 мм.

24

§ 3. СОЕДИНЕНИЯ СКЛЕПЫВАНИЕМ И ВАЛЬЦЕВАНИЕМ

Склепыванием и вальцеванием получают неразъемные соедине­ ния за счет остаточной деформации одной из деталей соединения.

Соединения склепыванием и вальцеванием применяют для дета­ лей из разнородных материалов, для трудносварпваемых деталей, для соединения большего количества деталей в один пакет. Этот вид соединений широко распространен в конструкциях, подверженных вибрации и ударным нагрузкам, так как надежность других видов соединений в этих условиях недостаточно изучена.

Закладная

голодна

Замыкающая

головка

Рис. 14.

В приборостроении используют соединения, основанные па пла­ стической деформации дополнительной детали-заклепки (рис. 14,а),

непосредственном соединении с помощью выступа (цапфы) па дета­ ли (рис. 14,6), на отгибе края детали по замкнутому контуру — завальцовки (рис. 14,в), при которой край охватывающей детали отгибается внутрь, и развальцовки (рис. 14, г), если край охватывае­ мой детали отгибается наружу.

Заклепка представляет собой цилиндрический стержень с голов­ кой, которая называется закладной. Заклепка вставляется в отвер­ стия соединяемых деталей, а затем из выступающего ее конца обра­ зуется замыкающая головка посредством кленки или развальцовки.

Рис. 15.

Размеры и формы заклепок регламентированы стандартами. За­ клепки со сплошным стержнем отличаются конструктивным оформ­ лением закладной головки. В приборостроении применяются заклеп­ ки с полукруглой головкой (ГОСТ 10299—68; рис. 15,а), с потайной

(ГОСТ 10300—68; рис. 15,6), с полупотайной (ГОСТ 10301—68;

рис. 15, в), с плоской (ГОСТ 10303—68; рис. 15, г), с плоскокониче­ ской (рис. 15,6), с конической головкой и подголовком (рис. 15, е).

Заклепки со сплошными стержнями используют главным образом для соединения металлических деталей, позволяющих произвести удары в процессе клепки. Потайные заклепки ставятся в том случае, если нельзя допустить выступающие части головки и если толщина соеди­ няемых деталей позволяет произвести зенковку отверстий.

25

Для соединения неметаллических деталей, например из фибры, текстолита, гетинакса, керамики и т. п., не допускающих ударов, при­ меняют сверленные заклепки (рис. 16,а), полые заклепки (пистоны) в виде трубок с фланцем (рис. 16,6, в) и с закрытой головкой (рис. 16, г). Замыкающая головка у полых заклепок образуется

путем развальцовки (рис. 16,6). При соединении деталей из мягких материалов (кожа, ткани, пластмассы) необходимо увеличивать опорные площади головок с помощью подкладных шайб (рис. 16, е).

Рис. 16.

Если конструкция не позволяет произвести механическое скле­ пывание или развальцовку, то применяют взрывные заклепки (рис. 17,а), замыкающая головка которых образуется в результате взрыва от подогрева тела заклепки (рис. 17,6).

Заклепки изготавливают из мягких материалов, не требующих сильных ударов при склепывании, сталей 2, 3, 10 и 15, алюминиевых сплавов АД1, АМц и др., ме­ ди Ml и М2, латуни Л62. Для точечных электрических кон­ тактов в виде заклепок при­ меняют серебро и платино­ иридиевый сплав. При выбо­

ре материала заклепки следует избегать появления гальванических пар между заклепкой и соединяемыми деталями; например, нельзя медными заклепками клепать алюминиевые сплавы.

При непосредственном соединении деталей с помощью цапф при­ меняют также склепывание и развальцовку. Цилиндрические цапфы выполняются сплошными, сверленными, раззенкованными и трубча­ тыми. Замыкающая головка сплошных цапф образуется в результате расклепывания и может иметь различные формы. Для других типов цилиндрических цапф замыкающая головка образуется в результате

26