11

58 1. Walcowe połączenia wciskowe bezpośrednie

innych parametrów, m.in. warunków technologicznych (np. czasu niezbędnego do przeprowadzenia montażu); luz ten przyjmowany jest zazwyczaj w zakresie ^mont = (l,0-rl,5)*10^-3;

a_T - współczynnik rozszerzalności cieplnej (w 1/K). Wartości' współczynnika a_r dla niektórych materiałów podane są w tabl. 1.4;

T₀ — temperatura otoczenia (w K).

Tablica 1.4. Moduły sprężystości wzdłużnej Yoainga E, liczby Poissona v i współczynniki rozszerzalności cieplnej a_r niektórych materiałów ([1J, [22])

Materiał	V	£■■10^ MPa	ar^110^61/K przy ogrzewaniu | przy oziębianiu ^:
Stal i odlewy staliwne	0,3-4-0,31	200-4-210	11	1 -8,5
Odlewy żeliwne	0,24-4-0,26	75-4-105	10	-8
Żeliwo ciągliwe	0,28-4-0,29	90-4-150	10	-8
Miedź	0,23	125	16	-14
Brąz (cynowy)	0,35-4-0,36	85	17	-15
: Mosiądz	0,36 h-0,37	80	18	-16 ,
j Stopy aluminium	0,32-4-0,35	65-4-75	23	-18
! Stopy magnezu		36-4-47	26	-21
Tworzywa sztuczne	0,34-4-0,37	4-4-16	46-4-70	-

••

Uzyskanie połączenia skurczowo-rozprężnego wymaga ogrzania części zewnętrznej 2 do temperatury T₂ i oziębienia części wewnętrznej 1 do temperatury T_t. Związek między wartościami tych temperatur a wciskiem maksymalnym w pasowaniu połączenia przedstawia równanie

IPmM + ymont = ~^ariOl“ 7<>) + “12(^2~ T₀).    (1.112)

W równaniu (1.112) a_ri i a_T2 są współczynnikami rozszerzalności cieplnej, odpowiednio części oziębianej i ogrzewanej.

Przewidując oziębienie części wewnętrznej na przykład w bezwodniku C0₂ (T_t = = 194,7 K) lub w ciekłym powietrzu (T_t = 79,2 K) można na podstawie równania (1.112) określić temperaturę T₂, do jakiej należy ogrzać część zewnętrzną połączenia.

1.5. Szczególne przypadki połączeń wciskowych

1.5.1. Określenie szczególnych przypadków obciążeń

Omówione w poprzednich punktach rozdziału przypadki obciążeń połączeń wciskowych zaliczamy do przypadków ogólnych. Charakteryzują się one.tym, że utrata nośności pojawia się z chwilą wystąpienia poślizgu na całej powierzchni połączenia. W złączach tych występują wprawdzie mikropoślizgi wywołane odkształceniami wchodzących w ięh

1.5. Szczególne przypadki połączeń wciskowych

skład elementów podczas działania momentów gnących lub skręcających, jednak mikropo-ślizgi te nie obejmują złącza na całej długości, a w przypadku obciążeń zmiennych mają charakter rewersyjny. Nie doprowadzają w związku z tym do poślizgu w skali makro na całej powierzchni połączenia lub jego części i ich skutkiem może być na przykład tylko zjawisko korozji ciernej.

Zupełnie odmienny efekt mogą wywołać lokalnie pojawiające się poślizgi w skurczowych złączach kół bosych z obręczami biegowych lub napędowych kół pojazdów szynowych lub kół z nasadzonymi wieńcami zębatymi. Połączenia te charakteryzują się stosunkowo małymi grubościami obręczy lub wieńców zębatych, w związku z czym siły zewnętrzne i", działające na obręcz lub wieniec zębaty mogą spowodować w pobliżu ich przyłożenia ■8 lokalne wystąpienie poślizgu elementów złącza na całej jego szerokości. Ponieważ punkty przyłożenia sił zewnętrznych przemieszczają się wzdłuż obwodu kpła, w ślad za nimi przesuwa się również lokalny poślizg sprężysty, co doprowadza do „wędrowania” obręczy lub wieńca zębatego po kole bosym.

•; 'ip.

Wymienione rodzaje połączeń wciskowych nie mogą więc być obliczane według omówionych zasad ogólnych. W praktyce znane są przypadki, kiedy skurczowo nasadzone wieńce kół zębatych walcowych o zębach skośnych schodziły z kół bosych po stosunkowo krótkim czasie pracy przekładni, wskutek niewłaściwego doboru parametrów konstrukcyjnych i cech geometrycznych tych złącz na podstawie metod obliczeniowych dotyczących ogólnych przypadków obciążeń połączeń wciskowych.

Wymienione złącza skurczowe podlegają szczególnym przypadkom obciążeń, w związku - z czym warunki obciążalności tych połączeń muszą być oddzielnie rozpatrzone. Zasady 3obliczeń oparto na wynikach prac L. Mullera [31] i [32].    ^J

1.5.2. Połączenia skurczowe obręczy z kołami bosymi

V.    •    •

Połączenia skurczowe obręczy z kołami bosymi stosuje się najczęściej w kołach biegowych i napędowych pojazdów szynowych. Koła biegowe obciążone są siłą promieniową, r ^pochodzącą od oddziaływania szyny w kierunku normalnym do powierzchni koła (a więc wzdłuż promienia). Natomiast koła napędowe obciążone są dodatkowo siłą styczną do W powierzchni kola, równą sile przyczepności koła do szyny. W obu przypadkach występuje różny stan naprężeń i odkształceń w elementach złącz, stąd wymagają one osobnego '.rozważenia.

a. Połączenie skurczowe obręczy z kołem bosym, obciążone zewnętrzną, siłą promie-niową P,

W złączach tych działa na powierzchnię połączenia obliczeniowy nacisk normalny p_e, w. wyniku ujemnej różnicy średnic obręczy i koła bosego, stanowiącej wcisk połączenia. I Ilustruje to rys. 1.27a, na którym przedstawiono schemat połączenia, jego cechy geometry-& cznc oraz sposób obciążenia. Widoczny na rys._-l.27b model obliczeniowy połączenia oparto na zaczerpniętej z teorii sprężystości analizie stanu naprężenia w półprzestrzeni sprężystej ([3], [37]).