Сборка с охлаждением охватываемой детали
Способ сборки с охлаждением охватываемой детали имеет ряд преимуществ перед горячей посадкой. Нагрев деталей сложной формы может явиться причиной возникновения температурных напряжений, местных деформаций, снижения твердости и окисления поверхностей деталей. Сборка с применением глубокого холода не имеет таких недостатков. Для охлаждения требуется меньше времени, чем для нагрева. Кроме того, когда охватывающих деталей в узле несколько, а габариты и вес их значительно больше охватываемой, способ сборки с охлаждением оказывается экономичнее. Особенно это проявляется при сборке крупногабаритных узлов, когда запрессовка без применения холода требует мощных прессов или других дорогостоящих технических средств.
Прочность соединений, собранных с охлаждением охватываемой детали, при прочих равных условиях в 2–2,5 раза выше прочности соединений с запрессовкой и на 10–15 % выше, чем при нагреве охватывающей детали.
Если детали соединения имеют на поверхностях сопряжения гальванические покрытия, то при сборке с охлаждением последние обычно не портятся, а прочность соединения возрастает еще больше.
Однако при низких температурах в некоторых марках сталей возможны активные фазовые превращения, в результате которых размеры деталей могут увеличиваться. Это сопровождается заметным ростом натяга, что может быть причиной снижения качества сборки. Поэтому не следует охлаждать стальные детали ниже тех температур, которые необходимы по условиям сборки соединений, а также выдерживать длительное время детали в камере холодильника.
В некоторых случаях рост размеров стальной детали при превращении остаточного аустенита в мартенсит в процессе глубокого охлаждения (до –200 °С) можно использовать для получения неподвижных соединений. Детали соединяют с небольшим зазором и собранный узел охлаждают. В результате в сопряжении возникает натяг.
Охлаждение до –75° С производят при помощи твердой углекислоты (сухого льда), которая расходуется в количестве 18–20 % от веса охлаждаемых деталей. Процесс охлаждения в этом случае длиться от нескольких минут до нескольких часов. Простейшее оборудование, применяемое для этой цели, представляет собой металлический или деревянный ящик с надежной тепловой изоляцией, в который закладывают твердую углекислоту. Охлаждаемые детали помещают внутрь ящика.
Посредством холодильных машин температура охлаждения может быть доведена до –100° С. При необходимости можно получить еще более низкую температуру, применяя для охлаждения деталей жидкий кислород (–180° С), воздух (–190° С) и азот (–200° С). Камера для использования жидкого хладоносителя представляет собой один или два медных цилиндра, в который или между которыми заливают охлаждающую жидкость. Охлаждаемые детали помещают внутрь камеры и закрывают крышкой.