|
Обычный способ центрирования по цилиндрическим поверхностям неприменим, когда в системе соединяемых деталей возникают значительные тепловые деформации. Если охватывающая деталь имеет более высокую температуру или выполнена из материала с более высоким коэффициентом теплового расширения, чем охватываемая деталь, то в соединении образуется зазор, нарушаюший центрирование. Если же охватывающая деталь имеет меньшую температуру или выполнена из материала с меньшим коэффициентом теплового расширения, чем охватываемая, то при нагревании возникает натяг, нагружающий соединение и вызывающий деформацию деталей, т. е. в конечном счете также нарушающий центрирование
Это явление имеет особенно большое значение в конструкции тепловых машин (например, газовых турбин) с корпусами большого диаметра, зачастую выполняемыми из различных материалов.
Некоторые способы температуронезави-симого центрирования. Стальной фланец центрируется буртиком в корпусной детали из алюминиевого сплава. При нагреве системы в соединении появляется зазор; центрирование осуществляется лишь неопределенным действием затяжки крепежных болтов. Более уверенное центрирование обеспечивает стяжка соединения призонными болтами. Однако при нагреве в соединении возникает натяг, деформирующий узел. Натяг возникает и при центрировании наружным буртиком на стальном фланце.
Такие способы центрирования допустимы, когда одна из соединяемых деталей обладает податливостью в радиальном направлении, например, если стальной фланец переходит в цилиндрический тонкостенный корпус, который может несколько расширяться в радиальном направлении, что несколько уменьшает напряжения в узле.
При системе двойного центрирования соединение в холодном состоянии пентрируется по внутреннему буртику стального фланца. Наружный буртик выполняют с зазором т, равным полуразности теплового увеличения диаметров алюминиевого и стального фланцев. При нагреве функцию центрирования принимает на себя наружный буртик; на внутреннем буртике образуется зазор. В период разогрева между крайними значениями температур центрирование получается неопределенным. Разновидностью этого способа является центрирование буртиком, входящим с внутренним зазором п в кольцевую выточку сопряженной детали.
Радиально-лучевое центрирование. При равномерном тепловом расширении все участки цилиндрических деталей перемещаются по радиусам, сходящимся в оси симметрии деталей. Если расположить центрирующие элементы лучами по радиусам, то центрирование будет сохраняться при любых тепловых деформациях системы. Число центрирующих элементов должно быть не менее трех. Этот вид центрирования называют радиально-лу-ч е в ы м.
Примеры лучевого центрирования (сопряжение охватывающей детали из алюминиевого сплава со стальной охватываемой деталью). В конструкции а центрирующими элементами являются подголовки болтов с лысками, плотно входящие в радиальные прорези на фланце. Фланец притягивают к корпусу тарированной силой с таким расчетом, чтобы сила трения на стыке была меньше термических сил, возникающих при нагревании-охлаждении. Иногда систему затягивают до упора гайки в подголовок болта так, чтобы в соединении был минимальный осевой зазор (несколько сотых миллиметра). Центрирование буртиком в данном случае излишне, так как буртик служит только для размещения уплотнения. Разновидностью радиально-лучевого центрирования является штифтовое (пальцевое) центрирование. Центрирующие штифты плотно устанавливают в совместно обработанные отверстия соединяемых деталей. Буртик в данном случае служит . для предварительного центрирования фланцев при обработке. Затяжку соединения этот способ не обеспечивает: штифты лишь фиксируют детали в осевом и радиальном направлениях. Герметичность соединения можно обеспечить упругими уплотняющими элементами, закладываемыми в стык.
|
