Центрирование соединений
Центрирование - обеспечение высокой степени совпадения геометрических осей сопрягаемых изделий. Выбор центрирования зависит от требований к точности центрирования, температурных деформаций, подвижности и неподвижности соединения, твёрдости сопрягаемых поверхностей. Цилиндрические поверхности обычно центрируют по посадкам с зазором [ H/g и H/h] и переходным посадкам [H/js, H/k и H/m]. Центрирование целесообразно по наименьшему диаметру [см. рисунок ниже], что повышает его точность и уменьшает влияние температурных деформаций. Центрирование следует обеспечивать только по одной поверхности, оставляя на другой гарантированный зазор. В узлах, состоящих из нескольких концентрических деталей, необходимо сокращать число центрирующих поверхностей, т.к. сочетание производственных неточностей на каждом центрирующем поясе уменьшает точность центрирования в целом.
Посадки для центрирования
В большинстве случаев в соединении имеется значительный зазор, в особенности при низких квалитетах, поэтому эти посадки точного центрирования не обеспечивают.
Беззазорной является посадка H/k, которую следует применять при необходимости точного центрирования. Посадки H/m обеспечивают в соединении незначительный натяг. Посадки H/m и H/k можно применять для точного центрирования без усложнения сборки и разборки, если центрирующие поверхности имеют незначительную длину, например, буртики фланцев.
Детали и сборочные узлы с длинными центрирующими поверхностями, например, ступицы, лучше устанавливать по посадкам H/h или H/js, в том случае, если не предъявляются повышенные требования к точности центрирования и нет опасности повреждения посадочных поверхностей под действием нагрузок.
При назначении посадок следует следует учитывать температурный режим работы соединения. Первоначально [холодная ~ 20oC] посадка может сильно измениться при нагреве, особенно если охватывающая и охватываемая детали выполнены из материалов с различными коэффициентами температурного [линейного] расширения. В этих случаях обязательно проводят тепловой расчёт соединения. Если при нагреве охватывающая деталь расширяется больше, чем охватываемая, то следует выбирать более плотные посадки [H/js, H/k и H/m]. Если значительно больше изменяется размер охватываемой детали, то назначают посадки [H/h, H/g и H/f].
Температуронезависимое центрирование
Температуронезависимое центрирование встречается при посадке на валу роторов трубин, центробежных и осевых компрессоров и других агрегатов. Если температура ротора высокая или роторы изготовлены из лёгкого сплава, то на посадочном пояске образуется зазор, приводящий к дисбалансу и биениям ротора. У быстроходных роторов зазор дополнительно увеличивается под действием центробежных сил, вызывающих напряжения растяжения, наибольшие - у отверстия ротора. В этих случаях необходимо нейтрализовать влияние температуры и сил инерции: эффективным средством является охлаждение роторов.
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 тип температуронезависимого центрирования называют радиально-лучевым [см. рисунок выше].