Перейти к содержимому

Фотография
- - - - -

Вопрос по "горячей" посадке

Посадка с нагревом Детали машин

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 32

#1 ingenerkons

ingenerkons

    Знаток

    • Имя:Владимир
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 4 549 сообщений

Отправлено 08 Июнь 2017 - 21:04

Коллеги добрый вечер. Имеется следующая проблема необходимо посадить на "горячую." небольшое колесо такого вида Прикрепленный файл  Колесо _ 08.06.2017.jpg   95,4К   1 скачиваний.

Вопрос в следующем какую назначить посадку (понятно, что с натягом)?

На какую температуру нагреть деталь? и сколько выдержать времени?

Правильно ли отображено на правой картинке расширение металла?

Если правильно, то вопрос почему металл так расширяется есть ли ссылка на справочник?

Из практики колесо снимали с нагревом и "легко" соскочило с вала.


С уважением Владимир.


#2 Galant

Galant

    Знаток

    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 1 540 сообщений

Отправлено 08 Июнь 2017 - 22:44

Школьный раздел физики...
При расширении металла изменяется длина  окружности. Естественно, распирает в радиус.


Чертежом и подзатыльником можно объяснить конструкцию лучше, чем просто чертежем..


#3 ИнжАнер

ИнжАнер

    Знаток

    • Имя:Васнецов В.М.
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 1 115 сообщений

Отправлено 09 Июнь 2017 - 04:19

Коллеги добрый вечер. Имеется следующая проблема необходимо посадить на "горячую." небольшое колесо такого вида Колесо _ 08.06.2017.jpg.
Вопрос в следующем какую назначить посадку (понятно, что с натягом)?
На какую температуру нагреть деталь? и сколько выдержать времени?
Правильно ли отображено на правой картинке расширение металла?
Если правильно, то вопрос почему металл так расширяется есть ли ссылка на справочник?
Из практики колесо снимали с нагревом и "легко" соскочило с вала.

В своё время эту посадку назначали так Г или Г2 :D
  • AGazo и FedorB это нравится

#4 statist

statist

    Знаток

    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 395 сообщений

Отправлено 09 Июнь 2017 - 06:35

Я бы не назвал это совсем уж школьной физикой. Школьного здесь только то, что при нагревании абсолютное большинство тел вроде как расширяются, за исключением веществ с аномальными свойствами, но почему это происходит - в школе не говорят подробно, только лишь то, что молекулы вещества начинают активно скакать все дальше от положения своего равновесия при повышении температуры. "Не школьное" объяснение этого факта лежит в том, что взаимодействие двух молекул (атомов) будет результатом отталкивания на малых расстояниях (зависимость степенная, 1/30) и притяжения (зависимость степенная, 1/7), и в результате мы получим вот такой график потенциальной энергии взаимодействия. Один атом у нас находится в точке 0 по оси абсцисс, а второй скатится в потенциальную яму (ему это выгоднее всего) и окажется в точке r0. В этой точке он тоже не стоит на месте, а "пляшет" около неё: чуть-чуть влево, чуть-чуть вправо. Поскольку других причин нет, то пляска будет почти строго гармонической - сколько сместился влево, столько и вправо.

Как только мы начнем нагревать металл, мы нашу кривую смещаем вверх. Точнее, мы добавляем к этой кривой еще немного кинетической энергии E1, сама кривая останется здесь же. А поскольку она несимметрична (вправо есть чуть больше места), то атом будет "плясать" чуть сильнее вправо, чем влево. Но среднее положение ведь должно остаться посерединке! Поэтому и равновесное положение r придется сместить правее, в точку r1. Тут немного коряво нарисовано, но общий принцип, думаю, понятен.

Нагрели еще - добавили энергии в систему еще - заставили атом подняться по энергетическому спектру еще, сместили его положение равновесия вправо еще. И так далее. Соответственно, расстояния при нагреве между атомами растут!

И далее, опять-таки, не совсем школьный курс физики: почему же увеличивается внутренний диаметр заготовки? Потому что увеличиваются колебания атомов около своих центров. Грубо говоря, вы с несколькими приятелями и приятельницами образовали круг и начали танцевать под действием алкогольных напитков все сильнее и сильнее, и места вам нужно все больше, чтобы друг друга не задевать (ну, или вспомните, как растет круг волейболистов на пляже, когда подгребают все новые желающие, и всем нужно место). И чем больше вы машете руками, тем дальше вам нужно отойти. В итоге ваш кружок танцоров будет становиться все шире пока диджей не объявит медляк. Атомы парами в нормальных условиях не танцуют, им это запрещено кулоновскими силами отталкивания. 

Прикрепленные файлы


  • ingenerkons, niokrzaycev27 и rozoviy-floyd это нравится

#5 AGazo

AGazo

    Знаток

    • Сфера деятельности:Производство
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 509 сообщений

Отправлено 09 Июнь 2017 - 07:57

http://zazsila.ru/publ/12-1-0-25

 

там же и приведена формула для нагрева. 


  • ИнжАнер и ingenerkons это нравится

С уважением

Олжас

 

Один идет по темному лабиринту ощупью - может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь разгорается все ярче, наконец, превращается в электрическое солнце, которое ему все кругом освещает, все разъясняет. Так я вас спрашиваю, где ваш фонарь!  (Д.И. Менделеев.)


#6 ingenerkons

ingenerkons

    Знаток

    • Имя:Владимир
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 4 549 сообщений

Отправлено 09 Июнь 2017 - 20:12

Чтобы не создавать новую тему вспомнил и обратную ситуацию, Валы частенько в азоте купаем и садим на "холодную", по подобной теме, может кто чего рассказать?


С уважением Владимир.


#7 uraltay

uraltay

    Знаток

    • Имя:Александр
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 1 761 сообщений

Отправлено 10 Июнь 2017 - 07:02

Чтобы не создавать новую тему вспомнил и обратную ситуацию, Валы частенько в азоте купаем и садим на "холодную", по подобной теме, может кто чего рассказать?

Та же ситуация, только с обратным знаком.



#8 Кукумбр

Кукумбр

    Знаток

    • Имя:Иван
    • Сфера деятельности:Производство
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 66 сообщений

Отправлено 10 Июнь 2017 - 07:39

По поводу посадки на "горячую". Была необходимость рассчитать натяг и температуру нагрева. В инете шарил и нашел расчет. Буду на работе (сейчас в отпуске) пошукаю и поделюсь. 


  • ingenerkons это нравится

#9 ingenerkons

ingenerkons

    Знаток

    • Имя:Владимир
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 4 549 сообщений

Отправлено 12 Июнь 2017 - 21:52

А к примеру на картинке указаны тонкими линиями отверстия по радиусу то же величаться в диаметре? И равномерно получается окружность или все же овал.


С уважением Владимир.


#10 Кукумбр

Кукумбр

    Знаток

    • Имя:Иван
    • Сфера деятельности:Производство
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 66 сообщений

Отправлено 22 Июнь 2017 - 08:22

Вот обещанный материал по расчету натяга.

Прикрепленные файлы


  • ingenerkons это нравится

#11 AGazo

AGazo

    Знаток

    • Сфера деятельности:Производство
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 509 сообщений

Отправлено 22 Июнь 2017 - 10:05

Вот обещанный материал по расчету натяга.

C выходом на работу и спасибо! ;)


  • ingenerkons это нравится

С уважением

Олжас

 

Один идет по темному лабиринту ощупью - может быть, на что-нибудь полезное наткнется, а может быть, лоб разобьет. Другой возьмет хоть маленький фонарик и светит себе в темноте. И по мере того, как он идет, его фонарь разгорается все ярче, наконец, превращается в электрическое солнце, которое ему все кругом освещает, все разъясняет. Так я вас спрашиваю, где ваш фонарь!  (Д.И. Менделеев.)


#12 ingenerkons

ingenerkons

    Знаток

    • Имя:Владимир
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 4 549 сообщений

Отправлено 22 Июнь 2017 - 20:58

Вот обещанный материал по расчету натяга.

Спасибо за книжечку))

 

Шел тут мимо ЖД состава, а там же колеса тоже посажены с натягом на оси?))


С уважением Владимир.


#13 igor_geodriller

igor_geodriller

    Знаток

    • ГородКрасноярск
    • Имя:Игорь
    • Сфера деятельности:Образование и наука
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 35 сообщений

Отправлено 25 Сентябрь 2017 - 06:51

Расчеты по прессовым посадкам можно увидеть в книге "Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах", автор - В.И. Анухин. Только там нет ничего про температуры и времени выдержки. 

Я так подозреваю, что для начала нужно расчитать сам натяг, исходя из геометрических параметров сопрягаемых деталей, нагрузок на них и материалов. После этого нужно расчитать температуру нагрева детали, исходя из коэффициента температурного расширения материала и исходя из разницы диаметров отверстия и вала.



#14 Disegnatore

Disegnatore

    Знаток

    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 283 сообщений

Отправлено 25 Сентябрь 2017 - 20:52

... 

Я так подозреваю, что для начала нужно расчитать сам натяг, исходя из геометрических параметров сопрягаемых деталей, нагрузок на них и материалов. После этого нужно расчитать температуру нагрева детали, исходя из коэффициента температурного расширения материала и исходя из разницы диаметров отверстия и вала.

Ну, почти...

  1. По заданной нагрузке на соединение (крутящему моменту и осевой силе при ее наличии) определяет необходимое давление на поверхности сопряжения.
  2. Определяют расчетный натяг с учетом возможного ослабления (от способа сборки, температуры эксплуатации и центробежных сил).
  3. Подбирают посадку с минимальным вероятным натягом не меньше расчетного.
  4. Производят расчет на прочность деталей по максимальному вероятному натягу для выбранной посадки. Если прочность не обеспечена, то можно изменить геометрию (увеличить: диаметр посадочной поверхности, диаметр и/или длину ступицы колеса).
  5. Определяют условие сборки (силу запрессовки или температуру нагрева) по максимальному натягу. 

  • ingenerkons это нравится

#15 ingenerkons

ingenerkons

    Знаток

    • Имя:Владимир
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 4 549 сообщений

Отправлено 26 Сентябрь 2017 - 21:49

По 4 пункту не совсем соглашусь, если детали сделают, то потом сложно увеличить уменьшить диаметр будет.

Сейчас поступаем немного и проще и сложней -  берем по аналогу (это когда он есть).


С уважением Владимир.


#16 Disegnatore

Disegnatore

    Знаток

    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 283 сообщений

Отправлено 27 Сентябрь 2017 - 08:38

По 4 пункту не совсем соглашусь, если детали сделают, то потом сложно увеличить уменьшить диаметр будет.

...

Тем не менее, при проектном расчете порядок именно такой. А в вашем случае, когда детали уже изготовлены, расчет должен быть уже эксплуатационный. Т.е. идете от обратного: определяете максимальный натяг, который гарантировано выдержат обе детали, и по нему подбираете посадку. А затем по минимальному натягу этой посадки рассчитываете несущую способность соединения. Если результат не удовлетворяет, то "усиливаете" соединение (штифты, винты, шпонки). 


  • ingenerkons это нравится

#17 кугув

кугув

    Знаток

    • ГородКуса
    • Имя:кугув
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 397 сообщений

Отправлено 18 Октябрь 2017 - 10:47

Чтобы не создавать новую тему вспомнил и обратную ситуацию, Валы частенько в азоте купаем и садим на "холодную", по подобной теме, может кто чего рассказать?

Возник вопрос о хрупкости таких деталей. Какая вероятность того, что деталь сломается во время запрессовки?



#18 Disegnatore

Disegnatore

    Знаток

    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 283 сообщений

Отправлено 18 Октябрь 2017 - 13:02

Возник вопрос о хрупкости таких деталей. Какая вероятность того, что деталь сломается во время запрессовки?

Вероятность 0%. Прелесть термической сборки соединений с натягом в том, что на момент сопряжения деталей натяга нет. Т.е. употреблять здесь понятие "запрессовка" не стОит.



#19 Valery-M

Valery-M

    Знаток

    • ГородMoscow
    • Имя:Valery
    • Организация:cae-services
    • Сфера деятельности:Конструирование
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 358 сообщений

Отправлено 18 Октябрь 2017 - 13:25

Коллеги добрый вечер. Имеется следующая проблема необходимо посадить на "горячую." небольшое колесо такого вида attachicon.gifКолесо _ 08.06.2017.jpg.

Вопрос в следующем какую назначить посадку (понятно, что с натягом)?

На какую температуру нагреть деталь? и сколько выдержать времени?

Правильно ли отображено на правой картинке расширение металла?

Если правильно, то вопрос почему металл так расширяется есть ли ссылка на справочник?

Из практики колесо снимали с нагревом и "легко" соскочило с вала.

 

Задача на самом деле не "экзотическая"

 

1. у Вас не будет равномерного расширения в радиальном направлении - это очевидно, а значит что и равномерного контакта после охлаждения не будет - вероятно Вам следует это учесть.

*** таким образом напряжения после охлаждения - будет неравномерные по площади контактов, при чем они будут неравномерные как в тангенциальном направлении, так и в продольном направлении.

 

 

2. решать задачу нужно в 3-х мерной постановке, вероятно можно смоделировать не все колесо, а один его сектор - задавая на границах секториальную симметрию

 

 

3. возможно Вам следует "изучить" вопрос о правильном задании к-та трения, а именно:

 

- возможно потребуется задание к-та трения от температуры

 

- возможно придется задавать "предел" по касательным напряжениям для к-та трения

 

- возможно придется задавать "предел" по касательным напряжениям для к-та трения в зависимости от температуры

 

 

- возможно, скорость остывания, точнее градиент по температурным полям будет оказывать влияние на формирование полей нормальных и касательных напряжений в контактах = т.е. возможно что охлаждать нужно "продуманно", а не " от балды"....

 

 

- Суммарное усилие сжатия в процессе охлаждения можно легко получить - т.е. получить график зависимости суммарного усилия сжатия от какого-то параметра решения - на пример от времени "остывания" или от изменения температуры в какой-то точке

*** так же можно получить и изучить распределение и изменение нормальных и касательных напряжений по площади контакта



#20 Aksios-34

Aksios-34

    Знаток

    • Имя:Битюков А.В.
    • Сфера деятельности:Производство
  • Зарегистрирован
  • PipPipPip
  • 710 сообщений

Отправлено 18 Октябрь 2017 - 14:29

Вероятность 0%. Прелесть термической сборки соединений с натягом в том, что на момент сопряжения деталей натяга нет. Т.е. употреблять здесь понятие "запрессовка" не стОит.

Ну зачем же так категорично! Криотехнологии довольно таки опасны!

Все мы были свидетелями и прекрасно помним, что стало с г-ном Терминатором после контакта со сжиженным газом.

Если вал после жидкого азота будет подвергнут ударной нагрузке то он вполне может и придти в негодность, но обычно при грамотной запрессовке ударные нагрузки отсутствуют как класс......







Темы с аналогичным тегами Посадка с нагревом, Детали машин

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных