Разъемные соединения. Резьбовые и зажимные соединения. Детали для закрепления. Применяемый инструмент. Фиксация соединений. Возможные дефекты и контроль качества

Виды сборочных соединений. Разъемные и неразъемные соединения

 

Технологический процесс сборки РЭА и изделий связан с выполнением значительного количества различных соединений. Все возможные виды соединений могут быть разделены на непод­вижные и подвижные.

Неподвижные соединения обеспечивают постоянство взаим­ного размещения соединяемых элементов конструкции.

Подвижные — это такие, в которых перемещение одного элемента конструкции относительно другого происходит в задан­ных пределах. Эти группы соединений, в свою очередь, подразде­ляются на неразъемные и разъемные.

Неразъемные соединения не рассчитаны на разборку частей конструкции и не могут быть разобраны без разрушения хотя бы одной из соединяемых деталей.

Разъемные соединения могут быть разобраны без разруше­ния соединяемых деталей. Таким образом, все соединения, при­меняемые при сборке, можно разделить на следующие группы: неподвижные неразъемные, неподвижные разъемные, подвижные неразъемные, подвижные разъемные.

Неподвижные неразъемные соединения выполняют сваркой, пайкой, посадкой с натягом, склеиванием, заливкой металлом, запрессовкой пластмассой. Неподвижные разъемные соединения выполняют винтами, болтами, шпильками, штифтами -и прессо­выми посадками. Подвижные разъемные и неразъемные соедине­ния обеспечивают посадками на цилиндрических, конических, сферических, винтовых, плоских поверхностях и т.п.

Разъемные соединения. Резьбовые и зажимные соединения. Детали для закрепления. Применяемый инструмент. Фиксация соединений. Возможные дефекты и контроль качества

Разъемные соединения широко используются в радиотехни­ческой промышленности, так как позволяют быстро заменять де­тали и узлы при эксплуатации. Наиболее распространенным ви­дом разъемного соединения является резьбовое, которое выполняется при помощи винтов, болтов, шпилек и гаек. С по­мощью резьбовых соединений закрепляют большинство узлов на шасси, устанавливают разъемы, трансформаторы, переменные резисторы и т.п. При выполнении таких соединений большое значение имеет правильный выбор инструмента. Так, размер от­вертки должен строго соответствовать размеру винта, в против­ном случае можно не достигнуть необходимой прочности соеди­нения или повредить шлиц винта. Затяжку гаек и болтов необходимо проводить только с помощью торцовых гаечных или накидных ключей. Применять для этой цели подручный инстру­мент нельзя, так как он не обеспечивает необходимой силы за­тяжки и приводит к повреждению головок болтов и гаек.

Широкое распространение для затяжки болтов и гаек полу­чил тарированный инструмент с регулируемой силой затяжки. Он обеспечивает полную силу затяжки, после достижения которой происходит автоматическое расцепление головки и ключа или лезвия отвертки с ручкой.

В массовом производстве применяет пневматические и электрические механизированные инструменты. Собирая резьбо­вое соединение, необходимо сначала рукой закрутить винт или накрутить гайку до соприкосновения с поверхностью детали, а затем провести окончательную затяжку инструментом. При сбор­ке многовинтовых соединений, например, при установке на шас­си узлов с помощью большого количества винтов или шпилек с гайками, необходимо сохранять определенную последователь­ность завинчивания гаек, чтобы исключить возможный перекос или перегиб деталей.

Недокрученная гайка вызывает перегрузку соседних с ней соединений. Общий принцип — закручивать сначала средние гайки, потом несколько соседних справа и несколько соседних слева и т.д., постепенно приближаясь к краям по так называемо­му "методу спирали" Затягивать гайки надо постепенно, сначала затянуть гайки на одну треть момента затяжки, затем на две тре­ти и, наконец, на полную затяжку. Затягивать одну гайку за другой нельзя, так как это может вызвать перекос и деформацию закрепляемой детали. Гайки, размещенные по кругу, надо затя­гивать крест-накрест, причем, также сначала все наполовину или треть затяжки, а потом в том же порядке до конца.

В групповых резьбовых соединениях затяжка последующих гаек вызывает самоослабление уже затянутых, при этом нередко в значительных пределах, до 20-25%. Гайки болтов, шпилек от­ветственных соединений желательно после затяжки немного ос­лабить, потом повторно затянуть. Этим достигается повышение жесткости в стыках соединяемых деталей. Если в соединении есть упругая прокладка, то через 24 и 48 ч после сборки необхо­димо опять затянуть гайки.

При разборке резьбовых соединении рекомендуется при­держиваться обратного порядка, что позволит не допустить пере­косов деталей. Рекомендуется сначала по очереди слегка отпус­тить все гайки и после этого отвинтить их полностью.

Для обеспечения герметичности, например, при установке ниппелей, штуцеров необходимо более тщательно выполнять резьбу и торцевые поверхности, а также использовать прокладки из легкодеформируемого материла. Уплотнение резьбы и заглу­шек осуществляют белилами, суриком или специальными масти­ками.

В процессе эксплуатации аппаратуры в результате самораз­винчивания под воздействием ударов и вибрации резьбовые со­единения могут ослабляться. Чтобы избежать этого, применяют их стопорение.

Наиболее простым стопорным приспособлением является контргайка, которая навинчивается на винт или болт после ос­новной гайки и затягивается до полного соприкосновения с ней. Однако при сильных вибрациях этот способ ненадежен. При мно­гоболтовом соединении самоотвинчивания болтов можно избе­жать, пропустив проволоку через специальные отверстия в голов­ках. Проволоку натягивают в таком направлении, чтобы закручивание ее концов содействовало закручиванию болтов или винтов. Стопорить винтовые соединения можно также шпилька­ми. Но наибольшее распространение при сборке РЭА поучили разрезные пружинные гайки и шайбы типа "звездочка”, которые, благодаря своей упругости, производят в резьбовом соединении натяг, который мешает отвинчиванию.

С этой же целью крепежные детали малых размеров, кото­рые не несут больших нагрузок, закрепляют с помощью заливоч­ной массы, состоящей из 75% нитроэмали и 25% хорошо высу­шенного талька. Наносят ее на резьбовое соединение кисточкой или шприцем. Перед нанесением поверхность должна* быть очи­щена от масел и жира.

Другим видом разъемных соединений является штыковое (байонетное) соединение, предназначенное для быстрого соедине­ния и разъема двух цилиндрических деталей. Полая деталь имеет с одной стороны две прорези в виде буквы Г в двух противопо­ложных стенках. На другой детали этим прорезям соответствуют выступы или штифты, которые входят в прорези. Поворотом од­ной детали относительно другой осуществляется затяжка соеди­нения. Такой способ применяют для закрепления разъемов, экра­нов пальчиковых радиоламп и других деталей.

Еще одним видом разъемного соединения является цанго­вый зажим, который содержит разрезной корпус, обжимающий центральный стержень (вал). Сжатие корпуса осуществляется на­винчиванием гайки, которая имеет специальную форму. Такие цанговые зажимы широко применяются для закрепления ротора конденсатора переменной емкости на керамической оси, а также для фиксации положения оси переменных сопротивлений. Все разъемные соединения должны быть механически прочными и не допускать относительного перемещения соединяемых деталей.

Применяемые крепежные резьбовые детали (болты, винты, гайки и шайбы) должны соответствовать ГОСТам и нормалям. При сборке эти детали должны быть надежно затянуты и законрогаены. Под головки винтов при закреплении деталей из хруп­ких материалов, а также под эти же детали в местах прикрепле­ния их к шасси должны быть подложены шайбы из гетинакса или текстолита.

Точность взаимного размещения соединяемых деталей при резьбовых соединениях обычно невысокая. Поэтому, в тех случа­ях, когда требуется повышенная точность совместного размеще­ния соединяемых деталей, прибегают, например, к специальным фиксирующим элементам конструкции. Для соединения двух плоских деталей, в этом случае, можно использовать точно по­догнанные между собой направляющий штифт и отверстие. Фик­сация положения цилиндрической детали по отношению к пло­ской может быть получена путем точного соединения шейки цилиндрической детали с тщательно выполненной проточкой в плоской детали.

 

Неразъемные соединения. Сварка, пайка, склеивание, запрессовка, развальцовка, чеканка, обжимание. Используемые материалы и детали. Применяемое оборудование и инструмент. Возможные дефекты и контроль качества. Примеры неразъемных соединений

Неразъемные соединения выполняют сваркой, пайкой, за­прессовкой, склеиванием, а также соединением с помощью пла­стических деформаций: заклепывание, развальцовка, чеканка, обжимание.

Технологический процесс создания неразъемного соедине­ния деталей путем их плавления или совместной деформации на­зывают сваркой. В результате сварки возникают сильные и на­дежные связи между атомами материалов, что обеспечивает высокую механическую прочность соединения. При сварке ме­талл в месте соединения нагревают до пластичного или расплав­ленного состояния. В этом отличие сварки от пайки, при которой нагревание осуществляется только до температуры плавления припоя.

При производстве приборов, разных деталей и их монтаже широко используют контактную сварку. Контактная сварка де­лится на шовную и точечную. В первом случае осуществляют сварку соединяемых поверхностей по линии, а в другом — в отдельных точках. Свариваемые листы вводят в промежуток ме­жду двумя медными электродами. При сжимании их в месте кон­такта с деталями выделяется наибольшее количество теплоты. Центральная часть точки контакта называется ядром. Давление, приложенное к электродам, уплотняет металл ядра и содействует получению прочного соединения (сварной точки). Этим методом можно сварить листовые детали из конструкционных сталей, цветных металлов и их сплавов с широким диапазоном их тол­щин — от 3-5 мм до нескольких микрометров.

Для крупногабаритных конструкций из алюминиевых спла­вов и нержавеющей стали применяют аргонодуговую сварку, а для изделий их малоуглеродистых сталей — электродуговую, ко­торая является универсальной. Ее особенность заключается в том, что в процессе плавки соединяемых элементов конструкции сильно прогреваются, и в месте соединения образуется заметный шов. Электродуговой сваркой успешно пользуются для соедине­ния корпусов, кронштейнов, каркасов, рам из конструкционной стали всех марок, а также при создании миниатюрных сварных швов в приборостроении и выполнении электромонтажных работ.

Газовую сварку применяют для сварных соединений из тонколистовой стали и соединений тонкостенных деталей из лег­ких сплавов. Основным преимуществом ее является исключение прожога металла в момент сварки. Флюсы при газовой сварке наносят на разогретую присадочную проволоку, к которой они прилипают при соприкосновении.

Холодная сварка, которая обеспечивает соединение пла­стичных металлов давлением, проводится при комнатной темпе­ратуре. В производстве РЭА ее применяют для соединения дета­лей малой толщины внахлест или встык. Основным условием качественной сварки является отсутствие контактирующих жи­ровых пленок и грязи, а основным параметром — необходимая деформация металла, которая снижается с уменьшением толщи­ны деталей. Этот метод применяется для соединения деталей из достаточно пластичных металлов и их сплавов: алюминия, дюра­люминия, сплавов меди, никеля, золота. Оборудованием для хо­лодной сварки служат гидравлические, рычажные и эксцентри­ковые прессы.

Контроль качества сварных соединений с целью выявле­ния трещин, надрезов, прожига, несоответствия размеров шва, незаплавленных кратеров шва, поверхностной пористости осу­ществляют внешним осмотром, при котором пользуются лупой, шаблонами, щупами, эталонами сварных швов. При точечной сварке внешним осмотром могут быть выявлены выплески ме­талла, прожигания, вогнутости электродов, следы меди на по­верхности шва, трещины, несоответствие диаметра сварной точки

требованиям чертежа. С целью выявления внутренних дефектов сварных соединений применяют рентгеноскопию, которая позво­ляет выявить раковины, неметаллические включения и другие дефекты.

Пайкой называется технологический процесс создания не­разъемного соединения металлических деталей нагревом (ниже температуры их автономного расплавления) и заполнения зазора между ними расплавленным припоем, который создает после кристаллизации (застывания) прочный механический сплав (шов).

Соединение металла с припоем осуществляется за счет рас­творения поверхностного слоя металла и его диффузии в припой. В зависимости от температуры в зоне соединяемых материалов пайка подразделяется на низкотемпературную высокотемпера­турную. Зазор между деталями устанавливают в зависимости от соединения: для низкотемпературных припоев в границах от 0,05 до 0,08 мм, для высокотемпературных — от 0,03 до 0,05 мм.

Нагрев соединяемых деталей и припоя проводят разными способами: паяльником, токами высокой частоты, в печах, горел­кой, в жидких средах, ультразвуком. Название способа пайки определяется инструментом (оборудованием), или средой, которая нагревает место соединения. Кроме того, пайку различают по ха­рактеру окружающей среды: в вакууме, нейтральных газах.

По способу введения припоя пайку делят на следующие разновидности:

заливкой;

с предварительной укладкой припоя в месте соединения (шва);

с предварительным облуживанием поверхностей соединяе­мых деталей;

с введением припоя паяльником;

с применением палочных или трубчатых припоев.

С помощью пайки соединяют элементы деталей таких форм, которые тяжело или нельзя соединить другими способами. Ее применяют почти для всех материалов. В качестве припоев ис­пользуют цветные металлы и их сплавы.

Надежность паяных соединений зависит от состояния со­единяемых поверхностей и их конструкции, температуры пайки и применяемого флюса. Подготовка поверхностей деталей, кото­рые подвергаются пайке, заключается в очищении загрязнений, ржавчины, оксидных и жировых пленок механическим или хи­мическим способом.

Непосредственно перед горячим лужением или пайкой под­готовленные поверхности деталей покрывают флюсом. Флюсы образуют жидкую и газообразную защитную зону, которая за­щищает поверхность металла и расплавленного припоя от окисления. Технологический процесс пайки включает в себя лужение, которое предшествует пайке и заключается в покрытии поверхно­стей соединяемых деталей тонкой пленкой припоя. Пайка дета­лей проводится после их лужения. Процесс пайки заключается в нанесении припоя в месте соединения деталей, прогрева места соединения и припоя до его полного плавления и в сохранении деталей в прижатом положении до полного затвердения припоя.

Дефекты паяных швов, которые наиболее часто встречают­ся, и основные причины, которые их вызывают, следующие:

трещины в паяльном шве из-за быстрого охлаждения дета­лей, после теплового расширения припоя и металла;

наличие пор в шве вследствие высокой температуры пайки или интенсивного выпаривания флюса;

припой не смачивает поверхность деталей из-за большой за­грязненности деталей.

Контроль качества готовых паяных соединений обычно проводят одним из, физических способов без разрушения образца (внешний осмотр, рентгеноскопия) или с разрушением изделия (на разрыв, срез).

Склеивание деталей проводят с помощью специальных ве­ществ, которые в результате взаимодействия с поверхностью из­делия и изменения своего физического состояния способны при соответствующих условиях прочно закреплять склеиваемые дета­ли. Соединения, полученные при склеивании, особенно целесооб­разно применять в элементах конструкции, которые выполняют­ся из стекла или керамики, гетинакса или текстолита, а также в малогабаритных узлах, в которых применение соединений эле­ментов пайкой или сваркой нежелательно.

В зависимости от назначения клеи делятся на конструкци­онные и неконструкционные. Конструкционные клеи применя­ются для получения прочных соединений, а неконструкционные — для соединений ненагруженных деталей. К конструкционным клеям относятся эпоксидные (ЭД-6, БФ-2, БФ-4), полиуритановые (ПУ-2), карбонильные, бакелитовые и т.д. К неконструкционным клеям относятся №88, термопрено­вые, савиреновые, АК-20 и т.д.

Технологический процесс склеивания состоит из следующих этапов:

подготовка поверхности склеиваемых деталей;

нанесения клея;

склеивание деталей под давлением.

Для получения прочных клеевых соединений клей наносят двумя тонкими равномерными слоями с короткой промежуточной выдержкой после нанесения каждого слоя. Необходимо учиты­вать, что прочность клеевого соединения зависит от толщины слоя: чем она меньше, тем выше механическая прочность соединения.

Недостатком клеевых соединений является сравнительно низкая прочность, невысокая теплостойкость, а также продолжительное время технологического процесса склеивания.

Неразъемные соединения могут быть получены с помощью пластических деформаций, заклепыванием, развальцовкой, че­канкой, обжимкой, и т.д.

При заклепывании соединяемые детали сильно сжимаются при помощи заклепок, в результате чего между деталями возни­кает трение, которое мешает их взаимному передвижению. При этом происходит осадка заклепок до полного соприкосновения с деталями. Замыкающую головку можно получить с помощью ударов (молотком) или давлением на прессе. Для получения каче­ственных клепки и замыкающей головки применяют специаль­ные обжимки и раскатчики, с помощью которых обеспечивается высокое качество клепаных соединений и возможность механиза­ции и автоматизации этой операции.

Заклепки отличают по форме головки: полукруглые, полу­потайные, потайные, и д.р. В качестве материалов для заклепок применяют металлы, которые легко деформируются: алюминий и его сплавы, латунь, медь. Заклепочные соединения после сборки деталей предохраняют специальными красками, эмалями или лаками.

Для выполнения работ по клепке в производстве узлов, блоков РЭА и приборов основное применение получили настоль­ные, реечные, и винтовые прессы с ручным, пневматическим и электромагнитном приводом.

При контроле клепаных соединений проверяется качество замыкающих головок, возможность прилегания и неподвижность заклепок.

Характерные виды брака: выгиб стержня в отверстии, про­гибание материала, смещение закладной головки, выгиб замы­кающей головки, неполная замыкающая головка.

Соединения деталей из твердых и малопластичных мате­риалов осуществляются с помощью запрессовки.

Деталь или ее часть вставляется в отверстие другой детали, причем для получения прочного соединения отверстия берутся меньшего размера, чем устанавливаемая деталь. Такой вид со­единения называется соединением в натяг. При малых натягах небольших деталей (штифтов, клинов, втулок, заглушек) их за­прессовывают ударом молотка. Чтобы избежать повреждения де­талей, применяют медные прокладки или молотки с медной на­кладкой. При больших натягах и размерах поверхности соприкосновения деталей применяют ручные, электромеханиче­ские или пневматические прессы.

Прочность неразъемного соединения запрессовкой двух де­талей обеспечивается силой трения между их поверхностями и зависит от величины натяга. Поэтому при выборе посадки с натя­гом определяют допустимые значения наибольшего и наименьше­го натягов. Когда натяг будет больше, чем допустимый, деталь может разрушиться, при очень малом натяге сила трения может оказаться недостаточной и при эксплуатации изделия может поя­виться сдвиг деталей относительно друг друга.

В радиотехнических узлах часто применяют соединения за­прессовкой металлических деталей в неметаллические. Напри­мер, запрессовка пустотелых пистонов или монтажных штырей на печатную плату.

Прочность прессового соединения зависит от следующих технологических факторов: чистоты поверхности, скорости за­прессовки, смазки поверхности. Зазоры и натяги при соединении двух деталей с помощью запрессовки определяют методом расчета на максимум и минимум.

Соединения развальцовкой получают при помощи отдель­ных заклепок или цапф, которые имеются на одной из деталей и выполняют роль заклепок.

При развальцовке соединяемые детали сильно сжимаются, и выступающие через отверстие цапфы (заклепки) развальцовы­ваются, в результате чего между ними возникает трение, которое не допускает их взаимного перемещения.

Качество такого соединения в значительной степени опреде­ляется заклепками, которые для него используются. Выбор фор­мы заклепок прежде всего зависит от материала и формы соеди­няемых элементов конструкций. Материал заклепок выбирается исходя из обеспечения соединений необходимой прочности, а главное — из технологических соображений. Применяют сталь­ные, латунные и алюминиевые заклепки.

Для конструкций, от которых требуется повышенная точ­ность взаимного размещения, применят соединения двумя и бо­лее заклепками.

Соединение деталей может проводиться развальцовкой без применения заклепок. В этом случае роль заклепки выполняет выступ на одной из деталей, конец которого развальцовывается. Обычно развальцовку проводят на сверлильных или револьвер­ных станках.

Возможные дефекты развальцовки аналогичны дефектам при клепке, рассмотренным выше. Что касается качества соеди­нения при развальцовке, то можно отметить следующее:

качество соединений развальцовкой не всегда может быть установлено внешним видом, что часто приводит к появлению скрытых дефектов;

качество соединений во многом зависит от качества выпол­нения технологического процесса и его сущности;

точность взаимного размещения соединяемых элементов конструкции в большой степени определяется технологическим процессом выполнения и в особенности точностью используемых приспособлений;

качество соединения, которое может быть обеспечено в про­цессе его технологического выполнения, зависит от того, на­сколько хорошо учитываются особенности конструкции и техно­логии.

В некоторых конструкциях соединение можно осуществлять за счет деформации не всей поверхности детали, а только какой- нибудь ее отдельной части. Рассматриваемый вид соединений обычно выполняется чеканкой, или обжимом. Материалы, кото­рые используются для конструкции деталей, соединяемых путем деформация их элементов, должны обладать достаточной упруго­стью и в то же время иметь хорошую пластичность.

Часто при выполнении соединения требуется не просто де­формация, а некоторое местное превышение величины упругой деформации материала, которое осуществляется за счет его при­давливания. Практика показывает, что во многих случаях в про­цессе соединения деталей лучше создавать постепенные усилия, которые легко получить на гидравлических прессах, сверлильных и револьверных станках, чем мгновенные усилия эксцентриковых прессов или молотков.

Контрольные вопросы

1. Дайте общую характеристику разъемных и неразъемных соединений.

2. Какие виды разъемных соединений вы знаете? Какая разница между резьбовыми и зажимными соединениями?

3. Каких основных правил должен придерживаться сбор­щик при выполнении резьбовых соединений? Приведите методы фиксации резьбовых соединений.

4. Какие виды неразъемных соединений вы знаете? Какая разница между соединениями, получаемыми сваркой и пайкой?

5. Назовите виды неразъемных соединений, которые полу­чаются с помощью пластической деформации? Как они выполня­ются?

6. Назовите основные дефекты, которые могут иметь место при сварке и пайке и их причины.

РАЗДЕЛ 4. ЭЛЕКТРОРАДИОМОНТАЖНЫЕ

РАБОТЫ

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: