การประกอบแบบสอดแน่น
การ ประกอบ แบบสอดแทรก (interference fit ) หรือที่เรียกว่า การ ประกอบ แบบกดอัด (press fit) การประกอบแบบใช้แรง (force fit)หรือ การประกอบ แบบเสียดทาน (friction fit ) เป็นรูปแบบหนึ่งของการยึดระหว่างชิ้นส่วนที่เข้าคู่กันสองชิ้นที่พอดีกันซึ่งทำให้เกิดข้อต่อที่ยึดเข้าด้วยกันโดยอาศัยแรงเสียดทานหลังจากที่ชิ้นส่วนถูกดันเข้าหากัน[ 1 ]
ขึ้นอยู่กับปริมาณการแทรกซ้อน ชิ้นส่วนอาจถูกเชื่อมต่อโดยใช้การเคาะจากค้อนหรือใช้เครื่องอัดไฮดรอลิก การให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนด้านนอกหรือการทำให้เย็นลงแก่ชิ้นส่วนด้านในอาจใช้เพื่อทำให้ชิ้นส่วนด้านในหดตัวเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนด้านนอก วิธีนี้ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อชิ้นส่วนได้โดยใช้แรงน้อยลงหรือไม่มีแรงเลย และทำให้เกิด การแทรกซ้อน แบบหดตัวเมื่อชิ้นส่วนกลับสู่อุณหภูมิปกติ การแทรกซ้อนแบบนี้มักใช้กับตัวยึดในเครื่องบินเพื่อเพิ่ม อายุ การใช้งานของข้อต่อ ให้ยาวนานขึ้น
ถึงแม้ว่าการประกอบแบบนี้จะใช้ได้กับการประกอบเพลาและรู แต่ส่วนใหญ่มักใช้สำหรับการประกอบตัวเรือนแบริ่งหรือแบริ่งกับเพลา ซึ่งเรียกว่าการติดตั้งแบบ 'กดอัด'
ความกระชับพอดี
ความแน่นของการประกอบถูกควบคุมโดยปริมาณการสอดแทรก; ค่าเผื่อ (ความแตกต่างที่วางแผนไว้จากขนาดที่กำหนด) มีสูตร[ 2 ]สำหรับคำนวณค่าเผื่อที่จะส่งผลให้เกิดความแน่นในการประกอบที่แตกต่างกัน เช่น การประกอบแบบหลวม การประกอบแบบสอดแทรกเล็กน้อย และการประกอบแบบสอดแทรก ค่าของค่าเผื่อขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ ขนาดของชิ้นส่วน และระดับความแน่นที่ต้องการ ค่าเหล่านี้ได้รับการคำนวณไว้แล้วในอดีตสำหรับการใช้งานมาตรฐานหลายอย่าง และมีให้วิศวกรใช้งานในรูปแบบตารางทำให้ไม่จำเป็นต้องคำนวณใหม่
ตัวอย่างเช่น เพลาขนาด 10 มม. (0.394 นิ้ว)ที่ทำจากสแตนเลส 303 จะพอดีกับแท่งโลหะ แน่นสนิท โดยมีระยะเผื่อ 3–10 ไมโครเมตร(0.00012–0.00039 นิ้ว)ส่วนการประกอบแบบหลวมๆจะเกิดขึ้นได้เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของรูภายใน กว้างกว่าแท่งโลหะ 12–20 ไมโครเมตร(0.00047–0.00079 นิ้ว)หรือหากแท่งโลหะมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูภายในที่กำหนด 12–20 ไมโครเมตรตัวอย่างเช่น:
โดยทั่วไปแล้ว ค่าเผื่อต่อนิ้วของเส้นผ่านศูนย์กลางจะอยู่ระหว่าง0.001 ถึง 0.0025 นิ้ว (0.0254 ถึง 0.0635 มม.) (0.1–0.25%) โดย ค่าเฉลี่ยที่เหมาะสมคือ 0.0015 นิ้ว (0.0381 มม.) (0.15%) โดยปกติแล้ว ค่าเผื่อต่อนิ้วจะลดลงเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น ดังนั้น ค่าเผื่อทั้งหมดสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง2 นิ้ว (50.8 มม.)อาจอยู่ที่0.004 นิ้ว (0.1016 มม.)หรือ 0.2% ในขณะที่สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง8 นิ้ว (203.2 มม.)ค่าเผื่อทั้งหมดอาจไม่เกิน0.009 หรือ 0.010 นิ้ว (0.2286 หรือ 0.2540 มม.)หรือ 0.11–0.12% ชิ้นส่วนที่จะประกอบเข้าด้วยกันโดยใช้แรงกดมักทำเป็นทรงกระบอก แม้ว่าบางครั้งอาจจะเรียวเล็กน้อยก็ตาม ข้อดีของรูปทรงเรียว ได้แก่ ความเป็นไปได้ของการเสียดสีของพื้นผิวที่ประกอบกันลดลง แรงกดที่จำเป็นในการประกอบน้อยลง และชิ้นส่วนสามารถแยกออกจากกันได้ง่ายขึ้นเมื่อต้องการเปลี่ยนใหม่ ในทางกลับกัน การประกอบแบบเรียวมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า เพราะหากหลวม การประกอบทั้งหมดจะหลวมโดยมีการเคลื่อนที่ตามแนวแกนเพียงเล็กน้อย ควรใช้สารหล่อลื่นบางชนิด เช่นตะกั่วขาว และ น้ำมัน หมูผสมให้มีความข้นเหมือนสี ทาที่หมุดและรูเจาะก่อนการประกอบ เพื่อลดแนวโน้มที่จะเกิดการเสียดสี[ 3 ]
การประกอบ
มีสองวิธีพื้นฐานในการประกอบเพลาขนาดใหญ่เกินไปเข้ากับรูขนาดเล็กเกินไป ซึ่งบางครั้งอาจใช้ร่วมกัน ได้แก่ แรงและการขยายตัวหรือหดตัวเนื่องจากความร้อน
บังคับ
มีคำศัพท์อย่างน้อยสามคำที่ใช้อธิบายการประกอบแบบสอดแทรกที่สร้างขึ้นโดยแรง ได้แก่ การประกอบแบบกด การประกอบแบบเสียดทาน และการขยายตัวด้วยไฮดรอลิก[ 4 ] [ 5 ]
การประกอบแบบอัดแน่น (Press fit) ทำได้โดยใช้เครื่องอัด ซึ่งสามารถอัดชิ้นส่วนเข้าด้วยกันด้วยแรงมหาศาล เครื่องอัดโดยทั่วไปจะเป็นระบบไฮดรอลิกแม้ว่าเครื่องอัดขนาดเล็กที่ใช้มือ (เช่นเครื่องอัดแบบแกนหมุน ) อาจทำงานโดยอาศัยแรงส่งเชิงกลจากสกรูยกหรือจากการลดเกียร์ที่ขับเคลื่อนเฟืองและแร็คแรงที่ใช้ในเครื่องอัดไฮดรอลิกอาจมีตั้งแต่ไม่กี่ปอนด์สำหรับชิ้นส่วนที่เล็กที่สุด ไปจนถึงหลายร้อยตันสำหรับชิ้นส่วนที่ใหญ่ที่สุด
ขอบของเพลาและรูจะถูกลบมุม (ทำมุมเอียง) การลบมุมนี้ทำหน้าที่เป็นตัวนำทางสำหรับการเคลื่อนที่ในการกด ช่วยกระจายแรงอย่างสม่ำเสมอรอบเส้นรอบวงของรู ทำให้การบีบอัดเกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปแทนที่จะเกิดขึ้นพร้อมกันทั้งหมด ซึ่งจะช่วยให้การกดราบรื่นขึ้น ควบคุมได้ง่ายขึ้น และใช้พลังงานน้อยลง (แรงน้อยลงในแต่ละช่วงเวลา) และช่วยในการจัดแนวเพลาให้ขนานกับรูที่จะถูกกดเข้าไป ในกรณีของชุดล้อรถไฟล้อจะถูกกดลงบนเพลาด้วยแรง
การขยายตัวหรือหดตัวเนื่องจากความร้อน
วัสดุส่วนใหญ่จะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง ชิ้นส่วนที่ห่อหุ้มจะถูกทำให้ร้อน (เช่น ด้วยไฟฉายหรือเตาแก๊ส) และประกอบเข้าที่ขณะที่ยังร้อนอยู่ จากนั้นปล่อยให้เย็นลงและหดตัวกลับไปสู่ขนาดเดิม ยกเว้นการบีบอัดที่เกิดจากการเสียดสีกันของแต่ละชิ้นส่วน กระบวนการนี้เรียกว่า การ ประกอบ แบบหดตัว (shrink-fitting ) เพลาล้อรถไฟ ล้อ และยางรถยนต์มักประกอบด้วยวิธีนี้ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง ชิ้นส่วนที่ห่อหุ้มอาจถูกทำให้เย็นลงก่อนการประกอบเพื่อให้สามารถเลื่อนเข้าไปในชิ้นส่วนที่ประกบกันได้ง่าย เมื่อได้รับความร้อน มันจะขยายตัวและเกิดการเสียดสี การทำให้เย็นลงมักเป็นวิธีที่เหมาะสมกว่า เนื่องจากมีโอกาสน้อยกว่าการทำให้ร้อนที่จะเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุ เช่น การประกอบเฟืองที่แข็งตัวแล้วเข้ากับเพลา ซึ่งมีความเสี่ยงที่จะทำให้เฟืองร้อนเกินไปและทำให้ความแข็ง ของเฟือง ลดลง
ดูเพิ่มเติม
- ความเหมาะสมทางวิศวกรรม– การกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตในงานวิศวกรรม
- ค่าความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรม– ขีดจำกัดที่อนุญาต หรือขอบเขตความแปรผัน
- การเชื่อมต่อแบบพอดี– การเชื่อมต่อทางกลระหว่างสองส่วน
- สปริงพิน– ตัวยึดเชิงกล
- แหวนปรับระยะ– แผ่นรองสปริงแบบรัศมีที่ติดตั้งระหว่างชิ้นส่วนเพื่อยึดด้วยแรงเสียดทานหน้าแสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
ลิงก์ภายนอก
- แผนภาพแสดงการประกอบแบบสอดแน่น
- การประกอบแบบแน่นพอดี – สูตรสำหรับการคำนวณการลดระยะห่างเมื่อใช้การประกอบแบบแน่นพอดีสำหรับแบริ่งบนเพลาและในตัวเรือน