(1 Проголосовало)

Прессовое соединение, или запрессовка – это технология механического соединения деталей (например, вала и ступицы), которые изготавливаются таким образом, чтобы после стыковки в местах их соединения возникла прессовая посадка. Таким образом обеспечивается соединение с силовым замыканием (с замыканием передаваемых продольных и поперечных усилий).

На несущую способность таких соединений отрицательно влияют слишком высокая концентрация напряжений в надрезе и длительное воздействие сил трения. Для противодействия концентрации напряжений в надрезе диаметр вала в месте соединения оставляется при токарной обработке с припуском в несколько миллиметров, а образовавшийся при этом уступ скругляется. Этот принцип используется, например, для выполнения соединений вал-ступица методом так называемого прессового натяга (соединения) по цилиндрическим поверхностям.

Различают 3 вида прессового соединения: продольное, поперечное и масло-прессовое.

Продольное прессовое соединение

При этом виде запрессовки ступица под действием большого осевого усилия (чаще всего создаваемого гидравлическим прессом) натягивается на место посадки, предусмотренное для неё на валу.

Усреднённая глубина шероховатости поверхностей стыкуемых деталей не должна выходить за пределы диапазона Rz = 3 … 10 мкм. При этом конструкцией должна быть предусмотрена заходная фаска, но не слишком большая, так как она, как правило, уменьшает посадочную поверхность.

Для осевого позиционирования ступицы или подшипника вал должен иметь соответствующий ограничитель положения, например, буртик.

Необходимо учитывать, что при повторной сборке (прессовом соединении) деталей происходит уменьшение передаваемых усилий и крутящих моментов, так как шероховатость поверхностей сглаживается при стыковке, в результате чего снижается трение сцепления. Вследствие этого также происходит уменьшение передаваемого усилия по сравнению с поперечным прессовым соединением того же размера.

Поперечное прессовое соединение

Перед сборкой выполняется нагрев ступицы и/или охлаждение вала. В результате этого происходит расширение ступицы и/или сжатие вала, что позволяет осуществить прессовое соединение деталей с использованием сильно уменьшенного внешнего силового воздействия или вовсе без него. При последующем выравнивании температуры возникает сжимающее усилие, при котором шероховатость посадочных поверхностей стыкуемых деталей сохраняется в максимальной мере, что обеспечивает значительно более крепкую посадку, чем при продольном прессовом соединении.

Масло-прессовое соединение

Этот метод запрессовки представляет собой усовершенствованный вариант продольного прессового соединения. Однако масло-прессовое соединение отличается тем, что вал и ступица должны быть обточены на конус. При этом диапазон углов конуса должен составлять всего несколько градусов. Кроме того, в одной из двух стыкуемых деталей дополнительно выполняется отверстие, обеспечивающее доступ к посадочной поверхности. Во время сборки деталей в это отверстие под большим давлением нагнетается масло. Струя сжатого масла, как правило, направлена внутрь выточенной кольцевой канавки, при этом гидравлическое давление масла вызывает упругую деформацию, при которой происходит одновременное увеличение внутреннего диаметра ступицы и уменьшение наружного диаметра вала. Образовавшийся в результате этого зазор заполняется находящимся под давлением маслом, которое действует как разделительная смазочная плёнка (плёнка скольжения) между стыкуемыми деталями и значительно сокращает необходимое осевое монтажное усилие. При достижении желаемой длины хода надвигания на конус вала происходит отключение подачи масла, и под действием упругости материалов восстанавливается исходное соотношение диаметров и выдавливается разделительная плёнка масла из зазора между соединяемыми деталями, что обеспечивает их жёсткую посадку.

Чтобы улучшить распределение масла по посадочной поверхности и ускорить его удаление после выполнения масло-прессового соединения, в посадочной поверхности часто выполняются дополнительные кольцевые канавки или спиралеобразные углубления с маслоподводящим отверстием.

Преимущества и недостатки технологии прессового соединения

Общими преимуществами технологии запрессовки являются хорошее самоцентрирование стыкуемых деталей, а также пригодность выполняемых прессовых соединений для применения, в частности, в условиях ударных и переменных нагрузок.

Преимущества отдельных видов прессового соединения:

– метод продольного прессового соединения: низкая общая стоимость соединения вал-ступица.

– метод поперечного прессового соединения: относительно более прочная посадка деталей.

– метод масло-прессового соединения: относительная простота демонтажа. Дело в том, что при повторном нагнетании масла в зазор между посадочными поверхностями состыкованных деталей уменьшается предварительный натяг, а вместе с ним и трение сцепления, что позволяет их снова рассоединить.

Основным общим недостатком технологии прессового соединения является то, что состыкованные детали лишь с большим трудом поддаются обратной разборке или смещению относительно друг друга.