книги из ГПНТБ / Рабинович А.Г. Технология производства гидроакустической аппаратуры учеб. для судостроит. техникумов

Номинальный размер замыкающего звена равен алгебраиче­

размера замыкающего звена равен абсолютной сумме допусков размеров составляющих звеньев, т. е.

динении определяет «собираемость» узла. При изготовлении дета­ лей и их сборке действует большое количество разнообразных фак­ торов, вносящих ошибки в размеры, формы и относительные по­ ложения деталей. Чтобы получить замыкающий размер большей точности, необходимо иметь минимальное количество составляю­ щих размеров (например, при простановке размеров на деталях от одной общей базы).

При правильном решении размерных цепей и правильном изго­ товлении деталей изделие собирается без каких-либо дополнитель­ ных доделочных работ.

§ 38. Методы сборки, обусловленные решением размерных цепей

Решением размерных цепей определяются методы сборки, обес­ печивающие ее выполнение без каких-либо дополнительных работ или, наоборот, требующие выполнения дополнительных операций для получения заданной точности. Перечислим основные методы сборки, обусловленные решением размерных цепей:

с б о р к а м е т о д о м п о л н о й в з а и м о з а м е н я е м о с т и основана на том, что допуск замыкающего звена в сборочном сое­ динении равен абсолютной сумме допусков составляющих звеньев или больше этой суммы. Такой метод сборки является наиболее прогрессивным, требующим отличной организации производства. Для этого метода характерна сборка без пригонок и подбора де­ талей, что требует высокой точности изготовления деталей.

Основными преимуществами данного метода являются: про­

м е н я е м о с т и основана на том, что допуск на замыкающий раз-

мер меньше суммы допусков составляющих размеров. Точность сборки обеспечивают не все составляющие размеры, а только часть их. Этот метод применяют в опытном производстве, так как он не обладает высокой экономичностью;

ваются по группам размеров в пределах допусков. Соответствую­ щими сочетаниями групп достигается заданная точность сборки. При этом отдельные детали могут быть изготовлены с расширен­ ными допусками, что упрощает производство. Данный метод сборки требует четкой организации сортировки по группам, хранения и транспортировки деталей. Он применяется для обеспечения необхо­ димой точности сборки при серийном производстве;

с б о р к а м е т о д о м п р и г о н к и (изготовление «по месту») основана на том, что точность сборки достигается изменением раз­ мера одного из заранее намеченного (компенсирующего) звена пу­ тем подбора или дополнительной механической обработки. Основ­ ным недостатком этого метода является необходимость пригоноч­ ных работ. Такой метод может применяться в индивидуальном

точность сборки достигается путем изменения размера одного из заранее выбранного звена без обработки. Для этого можно либо изменить положение одной из деталей на величину ошибки (напри­ мер, при сборке зубчатых зацеплений одно из зубчатых колес окон­ чательно закрепляют только после того, как будет достигнута за­ данная точность зацепления), .либо ввести в размерную цепь спе­ циальную деталь надлежащей формы и размеров (прокладку, шайбу, втулку и т. п.).

Такой метод сборки можно применять в любом виде произ­ водства.

§ 39. Виды сборочных работ и технология сборки

Соединение деталей может быть жестким (неподвижным) или подвижным. Подвижные соединения характерны для кинематичес­ ких пар. Кроме того, все соединения подразделяются на неразъем­ ные и разъемные.

Н е р а з ъ е м н ы м и называются такие соединения, которые не могут быть разобраны без повреждения хотя бы одной детали. Они могут быть как неподвижными (сварка, пайка, склепывание, за­ прессовка, склеивание и т. п.), так и подвижными (подшипники качения).

Р а з ъ е м н ы м и называются такие соединения, которые могут быть разобраны без повреждения деталей, составляющих узел. Они могут быть неподвижными (резьбовые, штифтовые) и подвижными (муфты, шлицевые и шпоночные соединения и т. п.).

В современной аппаратуре все большее применение находят не­ разъемные соединения, поскольку они обладают высокой механи-

ческой прочностью, а процессы их получения в большинстве слу­ чаев просты и легко могут быть автоматизированы. Однако такие соединения следует применять в тех случаях, когда срок службы соединения значительно превышает срок службы всего изделия и в процессе эксплуатации не нужна его разборка (кожухи, шасси приборов).

Соединение с помощью заклепок. Склепывание или соединение с помощью заклепок применяют при сборке деталей из листовых материалов. При этом используют как сплошные, так и пустотелые (трубчатые) заклепки.

Для получения достаточной прочности при склепывании детали должны быть сильно сдавлены, а отверстия в деталях полностью

/ — поддержка; 2— осадка; 3 — обжимка; 4 — развальцовка.

заполнены телом заклепки. Сплошные заклепки вначале осажи­ вают для заполнения отверстия и придания предварительной формы головке, а затем обжимают с помощью обжимки. Для соединения с неметаллическими деталями (из керамики, пласт­ массы и т. п.) применяют пустотелые или полупустотелые заклепки из латуни, меди, алюминия или стали. Соединение с помощью та­ ких заклепок осуществляется развальцовкой стенок заклепки. Для этого инструменту (развальцовке) сообщают вращательное движе­ ние и плавно нажимают на заклепку.

На рис. 81 представлены примеры склепывания деталей. Повышение производительности склепывания достигается меха­

низацией. Широко применяются специальные вибрационные станки, обеспечивающие развальцовку и клепку латунных и алюминиевых заклепок диаметром до 2 мм. Частота вибрации пуансона доходит до 1100 ударов в минуту. При этом пуансон совершает медленное вращение, придавая замыкающей головке заданную форму и обес­ печивая высокую чистоту поверхности.

Для склепывания малыми заклепками используют соленоидные настольные прессы.

Соединение деталей сваркой и пайкой. Соединение с в а р к о й применяется для деталей из одинаковых или сходных по своим свойствам металлов и сплавов.

Наиболее распространены газовая и электрическая шовные сварки и точечная сварка. Первые два вида сварки применяются преимущественно для соединения массивных деталей, а точечная сварка — для соединения тонкостенных и миниатюрных деталей.

Промышленность выпускает ряд сварочных машин различной мощности и конструкции. Точечные и конденсаторные машины ис­ пользуются для сварки металла толщиной 0,02—0,8 мм. На рис. 82 показано устройство для конденсаторной сварки.

Как видно из электрической схемы (рис. 82, а), напряжение пи­ тания через автотрансформатор Tpl подается на выпрямительное устройство ВУ, выполненное в виде двух параллельных ветвей се­ леновых столбиков. Выпрямленное напряжение подается на пере­ ключатель, который при замыкании левого контакта обеспечиваеті заряд групп конденсаторов по 560 и 400 мкф.

При изменении положения переключателя конденсаторы разря­ жаются через щиток переключения секций первичной обмотки / / /

на одну из секций трансформатора ТрЗ. В результате этого во вторичной обмотке трансформатора, соединенной со сварочными электродами, возникает большой ток, необходимый для сварки деталей.

Из схемы сварочной головки (рис. 82, б) видно, что при движе­ нии штока 2 вверх происходит заряд конденсаторной батареи через выпрямитель. При движении штока вниз конденсаторная батарея разряжается и дает сварочный ток. Различное положение штока регулируется при помощи нарезанной на его поверхности резьбы. Машина предназначена для точечной сварки тонких деталей из цветных и черных металлов. На ней можно также приваривать к более толстым деталям такие детали, как мелкие болты, штифты, контакты, шарики. Машина отличается небольшими габаритами, высокой надежностью в работе и стабильностью сварочного про­ цесса, а также простотой эксплуатации.

В настоящее время разработаны различные малогабаритные сварочные аппараты переносного типа, применяемые для мелких электромонтажных работ. Отдельные конструкции таких аппаратов имеют мощность, позволяющую сваривать между собой провод­ ники сечением от 0,01 до 7 мм2. Для питания используется регули­ рующий трансформатор.

П а й к а обеспечивает достаточную прочность соединения при незначительном нагреве соединяемых деталей. Процесс пайки при выполнении его на конвейере может быть механизирован и автома­ тизирован.

По физическим свойствам применяемых припоев пайку разде­

•9 0

L . Заряд

Мягкая пайка с помощью оловянно-свинцовых припоев широко применяется при электромонтажных работах. Наиболее распро­ страненными припоями для твердой пайки являются сплавы се­ ребра, меди с добавками цинка, кадмия, никеля, железа и других металлов. Небольшая группа припоев с температурой плавления ниже 180°С носит название легкоплавких. К их числу относятся висмутовый сплав (113° С), сплав Розе (100° С), сплав Вуда (68° С) и некоторые другие.

Перед пайкой места спая должны быть тщательно очищены и обезжирены. Для растворения оксидных пленок на поверхности металлов, защиты жидкого припоя и нагретых деталей от окисле­ ния и увеличения жидкотекучести припоев применяют ф л ю с ы . В качестве флюсов при мягкой пайке чаще всего пользуются чистой кусковой канифолью, раствором канифоли в этиловом спирте (КСФ), а в некоторых случаях — хлористым цинком. Флюс на ос­ нове хлористого цинка содержит некоторое количество свободной кислоты, что вызывает коррозионные воздействия на соединяемые детали. Поэтому при пользовании данным флюсом необходимо тщательно промывать соединения и нейтрализовать действие кислоты.

При твердой пайке в качестве флюса служит обезвоженная бура или ее смесь с борной кислотой. Борная кислота снижает тем­ пературу плавления флюса с 741 до 580° С.

В производстве гидроакустической аппаратуры применяются следующие основные способы пайки: пайка нагретым паяльником, пайка с нагревом паяльной лампой, пайка погружением, пайка с нагревом токами высокой частоты.

Паяльник перед пайкой обязательно облуживают. Зачищенное место соединения прогревают жалом паяльника, затем наносят флюс и переносят припой. Если изделие имеет большие размеры, его предварительно нагревают паяльной лампой или горелкой.

При пайке погружением изделие погружается в раствор флюса, а затем в ванну с расплавленным припоем, поверх которого нахо­ дится расплавленный флюс.

Очень распространена пайка с нагревом токами высокой ча­ стоты. При этом способе используется индуктор, представляющий собой виток медной трубки, охлаждаемый водой. Изделия уклады­ ваются в приспособлении, а в месте соединения закладывается припой. Затем изделие нагревается токами высокой частоты, при­ пой растекается и заполняет щели между соединяемыми поверх­ ностями.

В производстве аппаратуры часто приходится соединять пайкой детали из алюминиевых сплавов. Пайка алюминия может произво­ диться мягкими и твердыми припоями. В качестве мягких припоев рекомендуются следующие составы: а) 50% цинка, 45% олова, 5% алюминия; б) 25% цинка, 40% олова, 15% алюминия, 20% кадмия.

В настоящее время пайка алюминия производится с приме­ нением ультразвука. Процесс бесфлюсовой пайки с применением

ультразвуковых паяльников и ванн включает в себя следующие операции: подготовку деталей к пайке, лужение, пайку, контроль.

Подготовка деталей аналогична подготовке при пайке с приме­ нением флюсов. Кроме того, все детали, подвергаемые ультразву­ ковому лужению окунанием в расплавленный припой, необходимо предварительно анодировать. Лудить можно либо с применением ультразвукового паяльника, либо окунанием детали в ультразвуко­ вую ванну с расплавленным припоем.

Пайка и контроль деталей осуществляются так же, как и при пайке с флюсами. Прочность мягкой пайки алюминия на разрыв достигает 108 н/м2, прочность твердой пайки — 1,4 - 10 8 н/м2. Для пайки алюминиевых деталей рекомендуется припой 34А следующего состава: 5,2—6,5% кремния, 26—29% меди, остальное — алюминий.

Соединение деталей склеиванием. Прочность клеевого соедине­ ния в ряде случаев превышает прочность соединений другими спо­ собами. Технология склеивания, как правило, проще других мето­ дов соединений. В то же время получить клеевое соединение высо­ кого качества можно только при строгом выполнении определенных правил.

Важнейшим свойством клея является а д г е з и я , т. е. способ­ ность прилипать, сцепляться с поверхностью материала. Адгезия имеет место при наличии открытой пористости. В этом случае клей в жидком состоянии затекает в поры и после отверждения механи­ чески удерживает обе поверхности. Чтобы облегчить проникнове­ ние клея в поры, склеиваемые поверхности смачивают жидким клеем.

Прочность склеивания во многом зависит от выбранного спо­ соба соединения деталей. Для деталей из твердых материалов, на­ пример из металлов, пластиков и т. п., применяется склейка встык и внахлестку.

Для получения прочного клеевого шва пленку клея наносят не­ прерывно с помощью кисти, пульверизатора, шпателя или тампона. Пленка должна быть тонкой и равномерной. После нанесения пленки клея на соединяемые поверхности детали рекомендуется выдержать в течение 3—10 мин. Затем детали соединяют, удаляют излишки клея и сжимают. Для вязких клеев давление сжатия же­ лательно повысить, чтобы получить тонкую пленку. Для сжатия склеиваемых поверхностей применяют различное оборудование и приспособления: грузы, струбцины, гидравлические и рычажные прессы.

Значительное ускорение склеивания достигается подогревом де­ талей с помощью электрических и других нагревающих устройств. Часто для указанных целей применяются съемные контактные элек­ тронагреватели, накладываемые на склеиваемые детали перед сжа­ тием. Такие нагреватели помещают вместе с деталями в пресс или струбцину. Съемные нагреватели изготовляются индивидуально для каждого типа склеиваемых деталей в виде контура из нагре­ вательной ленты (рис. 83). Выбор удельной мощности нагревателя производится по специальным номограммам или опытным путем.

При склеивании деталей больших габаритов из неметалличе­ ских материалов с низкой теплопроводностью, например из слоис­ тых пластиков, целесообразно прибегать к высокочастотному по­ догреву.

Резьбовые и штифтовые соединения. Резьбовые соединения по­ лучили широкое применение благодаря простоте сборки, надеж­

Из существующих средств механизации процессов завинчива­ ния наиболее часто используются отвертки и гайковерты с электро­ двигателем, электромеханические отвертки с гибким валом, пнев­ матические отвертки и гайковер­ ты. Применяются также скорост-

А-А

Рис. 84. Пример закрепления деталей с помощью ко­ нических штифтов.

1 — зубчатое колесо; 2 — пружинное кольцо; 3 — конический штифт; 4 — валик; 5 — резьбовое отверстие.

ные электромеханические отвертки и специальное станочное обо­ рудование.

Штифтовкой достигается закрепление деталей на валиках и осях и непосредственное соединение деталей при их неизменном взаимном расположении.

На рис. 84 показан пример закрепления деталей с помощью ко­ нических штифтов.

Чтобы получить прочное соединение коническими штифтами, не­ обходимо произвести специальную обработку отверстия. В обхва­

собирают и временно фиксируют с помощью установочного винта. В собранных деталях одновременно сверлят отверстие под штифт с припуском под развертку. После этого полученное отверстие раз­ ворачивают конической разверткой с конусностью, равной конус­ ности штифта. Несовпадение конусности штифта и отверстия под штифт приводит к неправильному соединению. В развернутое от­ верстие вставляют штифт и вывертывают установочный винт. Во избежание выпадания штифтов применяют пружинные кольца или другие фиксаторы.

§ 40. Подготовительные операции при сборке

Детали, поступающие на узловую и общую сборку аппаратуры, должны быть совершенно чистыми. Поэтому перед сборкой все без исключения детали подвергают очистке ручными щетками с после­ дующей обдувкой сухим сжатым воздухом, промывкой бензином или керосином. Обдувка деталей дает возможность быстро просу­ шить их после промывки, а также удалить посторонние частицы из труднодоступных мест.

В зависимости от вида производства промывку деталей выпол­ няют вручную или в моечных машинах.

Изделия из пластиков обычно очищают от загрязнений обдув­ кой чистым и сухим воздухом или непосредственно протирают мяг­ кой ветошью. Детали и узлы после очистки укладывают в специ­ альные ячейки (кассы) и в таком виде передают непосредственно на рабочие места сборщиков.

Детали поступают на сборку обычно после нанесения отделоч­ ных гальванических и лакокрасочных покрытий, вследствие чего большая часть резьбовых отверстий оказывается закрытой слоем затвердевшей краски или металлического покрытия. Это очень за­ трудняет сборку и нередко приводит к срыву шлицев или поломке головок крепежных деталей. Поэтому необходима предварительная прогонка резьбовых отверстий при помощи метчиков. Эта операция производится обычно вручную при помощи воротка. При прогонке большого количества отверстий пользуются обыкновенными руч­ ными дрелями или электродрелями правого и левого вращения.

Выбор последовательности сборочного процесса зависит в пер­ вую очередь от конструкции изделия, а также от степени требуемого расчленения сборочных работ. В условиях серийного производства гидроакустическая аппаратура или отдельные ее механизмы соби-

раются из отдельных узлов, которые в свою очередь компонуются из самостоятельных деталей, взятых в определенном сочетании.

Узловая сборка элементов гидроакустической аппаратуры обычно производится на самостоятельных участках сборочного цеха. Лишь в особых случаях отдельные узлы собирают в механи­ ческих цехах или в сочетании с электромонтажными работами.

Процесс узловой сборки складывается обычно из слесарно-при- гоночных операций, подготовки деталей к сборке, собственно сборки, регулировки и испытания собранного узла или механизма.

§ 41. Сборка механизмов движения

К м е х а н и з м а м в р а щ а т е л ь н о г о д в и ж е н и я отно­ сятся подшипники скольжения и качения, валы и оси.

Сборка неразъемного подшипника скольжения состоит из опе­ раций запрессовывания втулки в корпус, стопорения ее и пригонки отверстия по шейке оси или валика. Втулку можно запрессовывать

Рис. 85. Схема запрессовывания втулок (вкладышей) в корпус под­ шипника скольжения.

/ — корпус; 2 — втулка; 3 —прокладка; 4 — направляющее кольцо.

в холодном состоянии. Иногда для облегчения этого процесса на­ гревают корпус подшипника. Запрессовывать втулку можно вруч­ ную или при помощи пресса. В обоих случаях, чтобы не повредить торцы втулки, применяют специальные приспособления и про­ кладки (рис. 85).

При запрессовывании втулок с большим натягом и большой их длине необходимо применять направляющее кольцо. Оно устра­ няет перекос втулки относительно оси отверстия корпуса. Во избе­ жание деформации внутреннего отверстия втулки целесообразно