Technologie łączenia

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->WyŜsza Szkoła Komunikacji i ZarządzaniaPrzedmiot: Procesy i Technologia ProdukcjiInstrukcja doćwiczenianr 6TECHNOLOGIE ŁĄCZENIA STOSOWANEW BUDOWIE MASZYNOpracowała: dr inŜ. Dorota Czarnecka-KomorowskaPoznań 20076. RODZAJE POŁĄCZEŃ STOSOWANE W BUDOWIE MASZYNWyróŜniamy następujące rodzaje połączeń części maszyn:NITOWANIENitowanie – połączenie za pomocą nitu. Jest to proces pracochłonny, zastępowany przezspawanie. Wykonuje się z aluminium, brązu, Cu, stali, np.: St3N.Zakuwanie nitu moŜe być ręczne (młotkiem), półręczne (młotek pneumatyczny) lub maszynowona nitownicach. Rodzaje nitów to: z łbem kulistym, z łbem płaskim, soczewkowym, grzybkowym,trapezowy, itd. Rodzaje połączeń nitowych :mocne – stosowane w konstrukcjach stalowych, wymagana duŜa wytrzymałość złącza,szczelne – stosowane przy wyrobie zbiorników niskociśnieniowych, wymagana duŜaszczelność , a mniej wytrzymałośćmocno – szczelne, stosowane przy wyrobie kotłów i zbiorników wysokociśnieniowych,wymagana duŜa szczelność i wytrzymałość.LUTOWANIELutowaniem nazywamy łączenie metali przy uŜyciu lutu (spoiwa) z metalu lub z stopu łatwiejtopliwego niŜ metal nim łączony. RozróŜnia się: a) lutowanie miękkie – temperatura od 270 – 300oC,luty cynowe (LC 30 – najgorszy, LC 90 – najlepszy), lutowanie transformatorowe, lutowanieoporowe. Materiały pomocnicze i kalafonia zmniejsza napięcie powierzchniowe, b) lutowanie twarde– temperatura od 600 do 1300oC. Rodzaje lutów: Cu, brąz, mosiądz, Ni, Ag. SłuŜą one do trwalszegopołączenia części metalowych. Zastosowanie: łączenie stali narzędziowych ze stalami zwykłymi,wlutowywanie węglików spiekanych, łączenie metali kolorowych z metalamiŜelaznymi.POŁĄCZENIA KOŁKOWEKołki są to łączniki metalowe, które w złączu uniemoŜliwiają wykonywanie względnego ruchuwzględem siebie. MoŜemy je podzielić w zaleŜności od przeznaczenia na mocujące, ustalające orazzabezpieczające oraz ze wzgl. na kształt na gładkie stoŜkowe, walcowe – wymagają pasowanychotworów oraz karbowe – w pobocznicy walca wygnieciony jest klin. Ze wzgl. na umiejscowienie wzłączu na wzdłuŜne (najczęściej zastępują wpust, kołek biegnie wzdłuŜ osi wału); poprzeczne orazstyczne (są mocowane na pograniczu piasty i czopa).POŁĄCZENIA SWORZNIOWESworzeń jest to grubszy kołek, najczęściej osadzony luźno, który umoŜliwia względny ruchłączonych elementów. Rodzaje połączeń sworzniowych to: sworznie spoczynkowe (ciasnopasowany), sworzeń pływający (luźno osadzony na całej długości), sworzeń ruchowy (ciasnopasowany).POŁĄCZENIA KLINOWEPołączenia klinowe to połączenia rozłączne spoczynkowe. Elementem łączącym jest klin. Klinysą to łączniki metalowe o pochyleniu wzdłuŜnym jednej ze stron 1:100. Rowek w piaście musi miećto samo pochylenie. WyróŜnia się dwa typy połączeń klinowych: a) połączenie klinowe wzdłuŜne, b)klinowe poprzeczne.a) wzdłuŜne - słuŜą głównie do łączenia piast kół zębatych, pasowych, sprzęgieł, itp. z wałami.Najczęściej są stosowane kliny wzdłuŜne wpuszczane, osadzone w rowkach wałów i piast, klinypłaskie i wklęsłe - stosuje się w połączeniach lekkich (mało obciąŜonych), kliny styczne - stosujemyw połączeniach cięŜkich, przenoszących duŜe momenty skręcające,b) kliny poprzeczne (nastawcze) – słuŜą głównie do ustalania wzajemnego połoŜenianastawnych części mechanizmów i regulacji luzów.W czasie montaŜu klin zostaje wbijany w połączenie. Klin przenosi swoją powierzchnią całeobciąŜenie złącza.POŁĄCZENIA WPUSTOWEWpustami nazywamy łączniki podobne do klinów wzdłuŜnych, lecz niemających pochylenia.SłuŜą one głównie do łączenia wałów z piastami osadzonych na nich części, ale nie zabezpieczajątych elementów przed przesuwaniem się po wale. UmoŜliwiają przenoszenie momentu obrotowegoz wału i na odwrót. Wykonane z prętów ciągnionych St5-St7. Dobiera się wymiary poprzeczne napodstawieśrednicywału. Rodzaje a) wpusty pryzmatyczne: zaokrąglone (obustronnie, jednostronnie -drugi koniecściętypłaski,ścięte,pełne-bez otworów, jedno i dwuotworowe oraz wyciskowe -z otworkiem gwintowym naśrubę),b) wpusty czółenkowe (Woodruffa).POŁĄCZENIA WIELOWPUSTOWEWielowpusty stosuje się w połączeniach wymagających dobregośrodkowaniawzględem wałkaoraz moŜliwości przesuwania koła wzdłuŜ osi wałka oraz zmniejszenie osłabienia wałka rowkami.Podział: a) według zarysu (prostokątne, trójkątne, ewolwentowe, trapezowe), b) spoczynkowe iruchowe, c) odmiany: lekka (6-8-10 wpustów, zaliczamy do połączeń spoczynkowych); -średnia(większa liczba wpustów mogą pracować przy obciąŜeniachśrednich);-cięŜka(10-16-20 wpustówstosowane przy duŜych obciąŜeniach zmienianych kierunkowo).W połączeniach wielowpustowych jest większy nacisk powierzchniowy, rozkład nacisków jestbardziej równomierny, wielowpusty usztywniają wał, lepsześrodkowaniepiasty względem czopa,lepsze prowadzenie koła w połączeniach wielowpustowych, łatwe wykonanie i montaŜ.POŁĄCZENIA GWINTOWEPołączenie gwintowe - połączenie rozłączne spoczynkowe, w którym elementem łączącym sągwintowane łączniki:śrubaz nakrętką lub wkręt. W skład połączenia gwintowego wchodzą takŜeelementy pomocnicze, takie jak podkładki i zawleczki.Podkładki mają za zadanie ochronę elementów złącza przed zadrapaniem w czasie dokręcaniałącznika oraz niekiedy wraz z zawleczką zabezpieczania przed samoczynnym odkręcaniem sięnakrętki.Ze względu na rodzaj uŜytego łącznika połączenia gwintowe dzielą się na połączeniaśruboweiwkrętowe.6.1ZGRZEWANIE TWORZYW SZTUCZNYCHProces zgrzewania tworzyw termoplastycznych odbywa się w warstwach wierzchnichłączonych tworzyw lub w ich masie, doprowadzonych pod wpływem ciepła do stanuplastycznego i ciekłego - w obszarze tym, zachodzi wzajemne przeplatanie się fragmentówmakrocząsteczek (lub ich segmentów), co ułatwia ich wzajemny docisk.Proces zgrzewania zaleŜy od temperatury, do jakiej nagrzewa się łączone tworzywo, dociskuwywieranego na łączone części, czasu zgrzewania oraz czasu i warunków ochładzania.Zdolność do zgrzewania tworzyw sztucznych zaleŜy, takŜe od polarności cząstek,orientacji struktury, ilości wprowadzonego do polimeru zmiękczacza i innych dodatków.PoniewaŜ proces zgrzewania mam charakter dyfuzyjny, czas trwania wywołanego dociskuwpływa w duŜym stopniu na właściwości mechaniczne złącza.Ze względu na sposób doprowadzenia ciepła do elementów łączonych proceszgrzewanie moŜna sklasyfikować następująco:−zgrzewanie przy nagrzewaniu od strony łączonych powierzchni (stosuje się dołączenia grubych elementów), np. zapomocą nagrzanego drutu, listwy, impulsowe.−zgrzewanie, w którym ciepło doprowadza się do wewnętrznej strony elementówłączonych, np. zgrzewanie przyuŜyciu nagrzanego klina lub płyty,−zgrzewanie, w którym ciepło jest wytwarzane w warstwach wierzchnich tworzywłączonych lub w całej masie tworzyw, np.zgrzewanie tarciowe, drganiowe,pojemnościowe, ultradźwiękowe, indukcyjne, laserem.6.1. ZGRZEWANIE PRZY NAGRZEWANIU OD STRONY ZEWNĘTRZNEJŁĄCZONYCH POWIERZCHNI6.1.1. Zgrzewanie za pomocą nagrzanej taśmy lub drutuZgrzewanie za pomocą nagrzanej taśmy lub drutu polega na uplastycznieniu i stopieniutworzywa elementów łączonych w miejscu docisku wywieranego nagrzaną taśmąrezystancyjną lub drutem, przez które płynie prąd elektryczny. Następnie odcina się taśmęlub drut i schładza się miejsce zgrzewania. Metodę tę często stosuje się do zgrzewaniaworków i toreb z folii polietylenowej (PE). Schemat zgrzewania z pomocą nagrzanej taśmyrezystancyjnej przedstawiono na rysunku 6.1.Rys. 6.1. Schemat zgrzewania za pomocąnagrzanej taśmy rezystancyjnej: 1 – foliazgrzewana, 2 – taśma, 3 – zgrzeina, 4 –elementy dociskowe, np. rolki6.1.2. Zgrzewanie za pomocą nagrzanej listwy (oporowe lub kontaktowe)Zgrzewanie za pomocą nagrzanej rezystancyjnie listwy (zagrzewanie kontaktowe) poleganaściśnięciui uplastycznieniu tworzywa elementów łączonych pomiędzy nagrzaną listwąi zimnym podłoŜem lub dwiema nagrzanymi listwami, następnie ochłodzeniu złączapozostającego po naciskiem i wyjęciu zgrzanych folii spod listew.W celu uniknięcia przywierania nagrzanych listew do tworzywa i zmniejszenia stratciepła listwy pokrywa się smarami silikonowymi lub między listwy umieszcza się przekładkiz folii teflonowej albo gumy silikonowej, itp.Schemat zgrzewania za pomocą nagrzanej listwy przestawiono na rysunku 6.2.a) z jedną listwą grzejnąb) z dwiema listwami grzejnymiRys. 6.2. Schemat zgrzewania za pomocą nagrzanej listwy: a) z jedną listwą, b) z dwiemalistwami grzejnymi; 1 – nagrzana listwa z grzejnikiem rezystancyjnym, 2 – przekładka,3 – folia zgrzewana, 4 – guma silikonowa, 5 – podłoŜe niegrzane6.1.3. Zgrzewanie impulsoweZgrzewanie impulsowe polega naściśnięciui uplastycznieniu łączonych elementówpomiędzy szybko nagrzewanymi i ochładzanymi listwami wraz ze zgrzeiną. Schematzgrzewania impulsowego przedstawiono na rysunku 6.3.Rys. 6.3. Schemat zgrzewaniaimpulsowego: 1 – listwa ruchoma,2 – izolacja cieplna, 3 – elementgrzejny, 4 –przekładka, 5 – foliazgrzewana, 6 – podłoŜeW metodzie tej zastosowano ruchomą listwę oporową, o małej pojemności cieplnej, którapod wpływem krótkotrwałego przepływu prądu elektrycznego o mocy 400 W, od 0,1 dokilku sekund szybko się nagrzewa, a po wyłączeniu prądu szybko się ochładza. Przyodbiorze ciepła przez szklaną izolację listwaściskającaosiąga temperaturę 40oC w czasie od2 do 3,5 sekund. Dzięki temu podczas wyjmowania zgrzanego wyrobu spomiędzy listewściskającychnie występuje wzajemne przyklejanie się ich do siebie. Zgrzewanie impulsowestosuję się do zgrzewania tylko cienkich tworzyw sztuczny (o grubości od 0,04 do 0,5 mm).6.2. ZGRZEWANIE PRZY NAGRZEWANIU OD STRONY WEWNĘTRZNEJŁĄCZONYCH POWIERZCHNI6.2.1. Zgrzewanie nagrzaną płytąZgrzewanie za pomocą nagrzanej płyty polega na uplastycznieniu warstwy wierzchniejłączonych elementów wskutek bezpośredniego kontaktu z płytą nagrzewaną elektrycznie(rezystancyjnie), następnie usunięciu płyty i szybkim dociśnięciu do siebie łączonychelementów i ochłodzeniu powstałego złącza.W metodzie tej narzędziem grzewczym jest płyta w kształcie koła pokryta warstwąteflonu, słuŜąca do zgrzewania elementów ośrednicydo 250 mm lub w kształcie pierścieniado zgrzewania elementów o większychśrednicach.Zgrzewanie gorącą płytą moŜnaprowadzić ręcznie lub maszynowo, z wykorzystaniem zgrzewarek doczołowychi elektrooporowych.Stosujemy ją do zgrzewania prętów lub rur z polipropylenu (PP), polietylenu (PE),polichlorku winylu (PCW).Schemat zgrzewania za pomocą gorącej płyty przedstawiono na rysunku 6.4.Rys. 6.4. Schemat zgrzewania z pomocągorącej płyty: 1 – płaska nagrzewana płyta,2 – zgrzewane rury [ Pobierz całość w formacie PDF ]