СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ

КОЭФФИЦИЕНТЫ ТРЕНИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ, ФОРМИРУЕМЫХ ТЕРМИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ

Коэффициенты трения в соединениях, формируемых тепловым способом, представлены в табл. 2.4, с приме­нением холода — в табл. 2.5. Для стальных сопрягае­мых пар d>50 мм, обрабатываемых шлифованием или чистовым точением, коэффициенты трения на осевой сдвиг составляют: при тепловой сборке fP=0,228...0,454; при сборке с охлаждением fp=0,314...0,535. В сравнении с соединениями, формируемыми механическим способом, применение термических способов сборки способствует

Повышению коэффициентов трения на осевой сдвиг более чем в 2 раза.

При сравнительных испытаниях натурных соедине­ний колесных пар прочность соединения при тепловой •сборке на осевой сдвиг была в 1,84—4,15 раза выше, •чем при механической. Результаты испытаний двух партий образцов (по 9 штук в каждой партии) D= =48 мм и D=58 мм, формируемых соответственно теп­ловым и механическим способами, показали (см. табл. 2.2, 2.4), что при одном и том же материале и единой технологии изготовления коэффициенты трения в соеди­нениях при тепловой сборке в среднем в 2,45 раза вы­ше, чем при механической.

Наглядная зависимость прочности соединений от >способа сборки продемонстрирована Г. А. Бобровнико - вым [8]. Результаты его опытов на образцах с различ­ными посадочными диаметрами, формируемых под прес­сом, с нагревом и с охлаждением помещены в табл. 2.2, 2.4, 2.5. При прочих равных условиях коэффициенты трения в тепловых посадках с сопрягаемыми стальными парами выше, чем в прессовых: в 2,3 раза на образцах

140 мм; в 2,1 раза при D—100 мм и в 1,95 раза при £/=50 мм. Для соединений сталь 40 — чугун СЧ 28—48 D=80 мм указанное соотношение составляет 1,93. Б свою очередь, прочность посадок, формируемых с при­менением холода, в среднем на 10—15% выше тепловых при одних и тех же условиях опыта.

При термических способах сборки прочность соеди­нений на круговой сдвиг также возрастает. При тепло­вой сборке коэффициенты трения при круговом сдвиге по отношению к механической в среднем возрастают в 1,7 раза [1], в посадках с охлаждением — в 2 раза [8].

Причины отмеченной разницы в прочности соедине­ний, формируемых под прессом и термическими спосо­бами, выявлены в процессе металлографических иссле­дований зон контакта сопрягаемых поверхностей [1, 8]. При сборке под прессом происходит срез микронеровно­стей сопрягаемых поверхностей и взаимное внедрение более крупных неровностей, в результате образуется неравномерное прилегание поверхностей с наличием ■участков с зазорами и повышенной пластической дефор­мацией поверхностных слоев металла, зачастую сопро­вождаемой микротрещинами или отрывами микрочастиц

Ъ2 Металла. При тепловой сборке соединений характер­но плотное и равномерное прилегание сопрягаемых по­верхностей с отсутствием задиров и пластических деформаций в зонах контакта, что в сравнении с соеди­нениями, собираемыми механическим способом, суще­ственно повышает фактическую площадь контакта, сле­довательно, и их прочность.

В работе [35] высокая прочность соединений, со­бранных путем охлаждения вала, объясняется лишь сохранением исходного натяга. Действительные причи­ны этого явления вскрыты при металлографических исследованиях характера взаимодействия контактируе - мых поверхностей [8]. Установлено, что в процессе сборки с охлаждением в зоне контакта происходят фи­зико-механические процессы, обусловленные временным повышением механических свойств стали при низких температурах. В момент сборки микронеровности вала, обладая большой твердостью, внедряются во втулку, вызывая переформирование микропрофиля и увеличе­ние площади контакта. Разрушение такого соединения в отличие от соединения, собранного тепловым спосо­бом, требует дополнительных усилий для одновремен­ного среза микронеровностей вала.

Прочность соединений, осуществляемых с Примене­нием холода, заметно зависит от шероховатости охва­тываемой поверхности. Выбор оптимальных параметров шероховатости при распрессовке образцов рассмотрен в работе [36]. При сборке с охлаждением наибольшей прочностью на осевой сдвиг обладают соединения, у которых втулки шлифованы (Ra = 1,25 мкм), а валы имеют микронеровности Ra=2,5... 5 мкм, полученные путем обработки резцами, имеющими задний и вспомо­гательные углы в плане (p=qpi = 30°.

Разброс прочности «Единений при изменении пара­метра шероховатости в диапазоне ^?а = 0,16... 5 мкм до­стигает 60%.