Для обеспечения правильного взаимного расположения кромок соединяемых деталей применяют винтовую стяжку (рис. 12.11, б), которая состоит из двух винтовых струбцин 1 и 3, соединенных винтами 2 и 4, каждый из которых имеет правую и левую резьбу. Струбцины закрепляют на кромках соединяемых деталей, затем винтом 4 выравнивают кромки, а винтом 2 стягивают детали для обеспечения необходимого зазора при сварке.
Рис. 12.11. Переносные сборочные приспособления для фиксации изделия при сварке:
а – струбцина; б – винтовая стяжка; в, г – магнитные фиксаторы соответственно для фиксации зазора и сборки угловых и стыковых соединений; д – манипулятор; е, ж – кинематические схемы механизмов вращения и наклона манипулятора; 1,3 – винтовые струбцины; 2, 4 – винты; 5, 11 – поворотные столы; 6– планшайба; 7– корпус; 8 – опора; 9, 10, 13 – червячные редукторы; 12 – зубчатый сектор; 14 – тахогенератор; 15 – зубчатые колеса; М – двигатель
Электромагнитными фиксаторами также выравнивают кромки при стыковой сварке и обеспечивают требуемый зазор между кромками свариваемых деталей (рис. 12.11, в). Кроме того, их применяют для сборки перед сваркой деталей угловых и стыковых соединений (рис. 12.11, г).
Манипулятор относится к стационарным сборочным приспособлениям (рис. 12.11, д). Он состоит из корпуса 7, установленного на опорах 8, поворотного стола 5 с планшайбой 6 и механизма вращения. Внутри корпуса находится механизм наклона. Механизм вращения (рис. 12.11, е) приводится в движение от асинхронного электродвигателя М, который связан через зубчатые колеса 15 и червячные редукторы 9 и 10 с тахогенератором 14.
Механизм наклона (рис. 12.11, ж) также приводится в движение от электродвигателя М через ременную передачу, червячный редуктор 13 и зубчатый сектор 12, который поворачивает стол 11 манипулятора на заданный угол. Для автоматического отключения привода механизма наклона в крайних положениях служат конечные выключатели.
Резьбовые соединения являются самыми распространенными при сборке машин вследствие надежной работы, простоты крепления, удобства регулирования, затяжки, а также возможности разборки и повторной сборки без замены деталей.
Резьбовые соединения условно делят на нормальные и специальные. В нормальных соединениях крепежными деталями являются болты, винты, шпильки и гайки (рис. 13.1).
Рис. 13.1. Резьбовые соединения:
а – болт с гайкой; б – винт; в – шпилька с гайкой
В специальных соединениях резьбу выполняют на основных деталях машин.
Болт – это металлический стержень с резьбой для гайки на одном конце и головкой на другом. Головка болта может быть шестигранной, квадратной и полукруглой. Болтами скрепляют детали относительно небольшой толщины, а также изготовленные из материалов, не обеспечивающих требуемую надежность резьбы, например из мягких металлов (меди, алюминия), пластмасс.
Винт – это стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом, который ввинчивают в одну из соединяемых деталей. Винты применяют тогда, когда одна из деталей соединения имеет относительно большую толщину или отсутствует место для расположения гаек, а также при необходимости уменьшения массы резьбового соединения.
По назначению винты разделяют на крепежные и установочные. Головки крепежных винтов делаются с прорезью под отвертку и бывают цилиндрическими, потайными и полукруглыми.
Установочные винты отличаются от крепежных тем, что их стержень полностью нарезан и имеет нажимной конец, который входи в соответствующее углубление в детали.
Шпилька – это стержень с резьбой на обоих концах; один конец шпильки ввинчивают в одну из соединяемых деталей, а на другой конец навинчивают гайку. Шпильки применяют вместо винтов в тех случаях, когда материал скрепляемых деталей с наружным отверстием не обеспечивает требуемой долговечности резьбы при частых сборках и разборках соединения.
Гайка – это деталь, имеющая отверстие с резьбой. Гайка навинчивается на болт или шпильку и служит для силового замыкания соединяемых с помощью болта или шпильки деталей.
В зависимости от назначения гайки бывают различной формы и конструкции: шестигранные, квадратные, корончатые, круглые установочные, гайки-барашки и др. (рис. 13.2).
Корончатые гайки имеют прорези для шплинтов. Круглыми установочными гайками крепят на валах кольца подшипников качения и другие детали, регулируют продольные зазоры между деталями и т. п. Прорези на боковых поверхностях гаек служат для захвата их специальными ключами. Гайки-барашки применяют в соединениях, которые требуют быстрой и частой регулировки вручную.
Рис. 13.2. Гайки:
а – шестигранная; б – квадратная; в – круглая установочная; г – корончатая; д – гайка-барашек
В резьбовых соединениях также применяют шайбы и гаечные замки.
Шайбы представляют собой подкладки (металлические кольца), помещаемые под гайки, головки винтов и болтов и служащие в основном для увеличения опорной поверхности и уменьшения трения торца гайки о деталь.
Наружный диаметр шайбы равен 2,5–3 диаметрам болта, а диаметр отверстия шайбы на 1–2 мм больше диаметра болта.
Гаечные замки применяют для предотвращения самоотвинчивания гаек и винтов.
Все разновидности резьб, применяемых в соединениях, можно классифицировать по следующим признакам:
Технологический процесс сборки болтового (винтового) соединения аналогичен процессу сборки любого резьбового соединения и состоит из таких основных этапов, как:
Перед сборкой резьбовых соединений подготовляют соединяемые и крепежные детали. Шероховатость поверхности сопрягаемых деталей должна соответствовать техническим требованиям. На ней не должно быть забоин, выпуклости и т. п. Заусенцы или небольшие забоины зачищают напильником или шабером.
Резьба болтов, гаек и шпилек должна быть полной, чистой, без забоин, выкрошенных и смятых ниток; допускается срыв не более двух крайних ниток резьбы. Не допускается устанавливать болты и шпильки, стержни которых погнуты или сильно изношены.
Грани головок болтов и гаек не должны быть смяты. Гаечный ключ должен надежно захватывать головку болта или гайку и не проворачиваться при затяжке.
Смещение осей отверстий соединяемых деталей не должно превышать разности диаметров отверстия и болта. При большем несовпадении отверстий их иногда развертывают совместно.
Болт в отверстие вставляют от усилия руки или под легкими ударами молотка с мягким бойком. Не разрешается забивать болт стальным молотком.
Болты и гайки затягивают до отказа с усилием, указанным в технических условиях.
Болты и шпильки завертывают в чугунные детали на глубину не менее 1,1 диаметра резьбы, а в остальные детали – на глубину не менее 0,8 диаметра резьбы. Нарезанный конец болта или шпильки должен выступать из гайки на 1–3 нитки резьбы. В отверстиях под шплинты на болтах и шпильках не должно быть забоин.
Если соединяемые детали должны определенно располагаться одна относительно другой, то их устанавливают по фиксаторам.
В машинах встречается много болтовых соединений, в которых болты одновременно центрируют, т. е. определяют правильное положение сопрягаемых деталей (например, положение крышки относительно стержня шатуна). Для этого болты должны входить в отверстия с зазором 0,02–0,04 мм, при этом стержень болта и отверстия изготовляют с малым допуском и высоким классом чистоты поверхностей. В таких случаях стержень болта часто делают ступенчатым, оставляя около головки и в месте стыка с деталью небольшие центрирующие, точно обработанные пояски. Такие болты в отверстиях устанавливают ударами свинцового молотка.
При сборке шпилечного соединения в одну из соединяемых деталей ввинчивают шпильку, затем на нее накладывают вторую деталь соединения и навинчивают гайку. Усилие, прикладываемое к гайке, частично передается на шпильку. Для того чтобы обеспечить неподвижность шпильки при затягивании гайки, ее необходимо ввернуть в деталь плотно и до конца резьбы.