Фланцевые соединения, основная информация

ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Применение клеев Loctite позволит усилить используемые во всех областях промышленности фрикционные или механические соединительные муфты. Данный продукт способен увеличить их прочность и способность противостоять повышенным нагрузкам.

Введение

Передача момента вращающихся валов осуществляется с помощью фланцевых соединительных муфт жестких сборок. Формы и конфигурации фланцевых соединений могут быть различными, однако принцип остается неизменным.

Передача усилия и крутящего момента во фланцевых соединениях осуществляется двумя способами:

• Механическим путем, при котором задействуются муфты, установочные пальцы, специальные зубчатые конструкции или болты, работающие на сдвиг.
• Путем трения, возникающего в соединении между фланцевыми поверхностями, с помощью давления, образующегося, благодаря силе зажима болтов, стягивающих фланцы.

Вряд ли найдется такая область промышленности, в которой бы не использовались фланцевые соединения. В качестве типичных примеров использования соединений данного типа можно назвать промежуточные карданные валы приводных автомобильных механизмов, силовых трансмиссионных систем и коробок передач.

Рис. 1: Пример типового фланцевого соединения.

Среди основных достоинств соединений фланцевых фрикционных передач можно назвать их невысокую себестоимость, сочетающуюся с чрезвычайно надежной сборкой. Этим и объясняется наиболее широкое распространение соединений подобного типа. Способность противостоять повышенным нагрузкам, присущая таким стандартным фланцевым соединениям, образуется благодаря размерам фланцев, усилию сжатия и трению между деталями.

С целью увеличения передаваемых нагрузок во фрикционных передачах, между их фланцами можно использовать адгезивы. В процессе проектирования посредством использования клеев можно добиться существенного облегчения, уменьшения и удешевления конструкции соединения. Помимо этого, с помощью клеев можно добиться увеличения нагрузочной способности в существующих узлах.

Одним из наиболее подходящих типов клеев, используемых во фланцевых соединениях, считаются анаэробные акрилы, в известных пределах гарантирующие жесткость соединения и обеспечивающие повышенную прочность на сдвиг.

Традиционная конструкция соединений

В бесклеевом фланцевом соединении стянутом болтами, сила, создаваемая статическим крутящим моментом до начала процесса проскальзывания, будет пропорциональна:

• числу болтов
• стягивающей силе каждого отдельного болта
• коэффициенту трения двух сопряженных поверхностей
• жесткости и размерам фланцев.

Нарушения в соединениях подобного типа будут иметь место при возникновении между двумя фланцами относительного вращающего скольжения. В подобных соединениях болты, как правило, крепятся в отверстиях, имеющих зазор, но при соблюдении следующих условий: они не должны подвергаться нагрузке на сдвиг и должно отсутствовать вращательное скольжение.

Усилие проскальзывания при этом будет меньше сопротивления срезу болтов. Однако наличие усилия среза на болтах по окончании процесса проскальзывания может стать причиной их ослабления или излома. При воздействии на соединение знакопеременной нагрузки, проскальзывание фланца может привести к неработоспособности узла, вызванной фреттингом.

При разработке фланцевых соединений, как правило, закладывается большой запас прочности, гарантирующий отсутствие проскальзывания.

Способы, с помощью которых можно увеличить момент нагрузки фланцевых соединений:

• Путем увеличения размеров фланцев, которое будет способствовать увеличению массы и объема конструкции; повышению стоимости; увеличению момента инерции.
• Путем увеличения количества, размера и/или изменения типа болтов, что позволит увеличить силу сжатия. В результате произойдет увеличение времени сборки и производства; увеличение веса и объема конструкции; увеличение стоимости.
• Путем использования для передачи момента установленных болтов, что вызовет значительное увеличение стоимости производства; потребность в подгонке деталей; снижение износостойкости соединений по причине фреттинга.
• Путем использования анаэробного клея на фланцах перед монтажом, благодаря чему не потребуется вносить каких-либо изменений в существующую конструкцию; произойдет заметное улучшение стойкости к фреттингу и уменьшение относительной стоимости.

Рис. 2: Увеличенное изображение фланцевого соединения с клеем.