19 kwietnia 2024


Jeżeli około -70°C nie wystarczy, to pozostaje ciekły azot. Tej technologii nie polecam dla zastosowań jednostkowych, z kilku względów. Po pierwsze, jest ona najkosztowniejsza, a zaletą naszego złącza ma być niski koszt. Temperatura wrzenie azotu wynosząca -195,8°C powoduje, że jest on jeszcze bardziej niebezpieczny, choć chłodzenie jest najszybsze. Ciekły azot jest dostarczany w termosach, do których nie można wprowadzić dużych przedmiotów, celem ich pełnego zanurzenia, dlatego często stosuje się polewanie ciekłem azotem. Stosując polewanie, chłodzimy przedmiot nierównomiernie i nie wiemy czy osiągamy założoną w obliczeniach temperaturę. Znane są urządzenia do chłodzenia przedmiotów przy pomocy skroplonych gazów (Lit. 5). Zapewniają one oszczędne gospodarowanie gazem i kontrolę temperatury przedmiotu. Jednak w przeciętnych warunkach warsztatowych ich nie spotkamy. Jeżeli ktoś planuje wprowadzenie połączeń skurczowych na stałe do swojej technologii, to powinien wziąć pod uwagę zakup takiego urządzenia.
Zdarza się, że uzyskanie właściwego wcisku złącza nie jest możliwe pomimo nagrzania elementu zewnętrznego i ochłodzenia elementu wewnętrznego. W takiej sytuacji być może należy się zastanowić nad innym rozwiązaniem konstrukcyjnym i o tym będzie jeszcze mowa.

Połączenie skurczowe pozwala wyeliminować złącza typu wpust lub wielowypust i zapewnia najwyższą nośność, zbliżoną do monolitu. Technologia pozbawiona nacinania elementów uzębionych jest znacznie tańsza.



Wracając do procesu montażu, istotnym jest, aby cały proces dobrze przetrenować na elementach w temperaturze otoczenia. Trzeba po prostu wykonać replikę koła zębatego (lub przynajmniej otoczkę) i wału. Części te będą miały taki luz, jaki osiągną części właściwe po nagrzaniu elementu zewnętrznego i ochłodzeniu wewnętrznego. Dodatkowo musimy skonstruować i wykonać odpowiednie zawiesie lub chwytak montażowy, który umożliwi nam bezpieczne i wygodne wyjęcie koła z pieca lub nagrzewnicy indukcyjnej. Temperatura ok.1800C jest już niebezpieczna.  Przyrząd ten musi zapewniać swobodę manewrowania detalem przy montażu właściwym. Dla elementu wewnętrznego należy opracować stojak, zapewniający mu stabilną i dogodną pozycje montażową. Mając tak przygotowany sprzęt musimy wraz z pracownikami, którzy będą realizowali montaż, przeprowadzić wielokrotny trening operacji montażu, w celu zdobycia wprawy. Zauważyłem, że jeżeli uda się rozbudzić ducha pracy zespołowej, np. porównując operację montażu do wymiany kół w samochodzie formuły 1, to ludzie angażują się emocjonalnie w te czynności i osiągają znakomite rezultaty.
Nieudane operacje montażu połączeń skurczowych, których również byłem świadkiem, nie wyniknęły ze złego zaprojektowania złącza, tylko ze złej organizacji procesu montażu.
Kończąc uwagi o temperaturach montażu należy nadmienić, że niektórzy autorzy (Lit. 1 i 5) zalecają podwyższenie temperatury grzania i obniżenie temperatury chłodzenia o wartość zmiany temperatury, zachodzącą pomiędzy chwilą zakończenia wyżej wymienionych procesów a montażem. Należy ten aspekt wziąć pod uwagę, jeżeli dla jakichś powodów montaż nie odbywa się bezpośrednio w miejscu nagrzewania i chłodzenia. Trzeba jednak pamiętać wcześniejsze uwagi o  nieprzekraczalnej temperaturze niskiego odpuszczania dla kół zębatych.
Każda z technologii chłodzenia umożliwia nam obniżanie temperatury skokowo do określonego poziomu. Jeżeli uzyskany przy pomocy wybranej technologii luz sumaryczny jest większy niż założony, to dobrze jest nieco obniżyć temperaturę grzania koła zębatego i nie zbliżać się niepotrzebnie do granicy odpuszczania. Nie zawsze dysponujemy bowiem wystarczająco dokładnym układem pomiaru temperatury, by mieć pewność, że temperatura graniczna nie została przekroczona.
Jeżeli pomimo wszystkich naszych usiłowań dojdzie do „złapania” części i montaż się nam nie powiedzie, to możemy jeszcze próbować uratować jedną z nich. Do nas będzie należała decyzja, którą część chcemy poświęcić. Jeżeli jest nią koło zębate, to wówczas nacinamy je szlifierką kątową w jednym z wrębów. Przeważnie nie musimy przecinać do końca, ponieważ duży wcisk powoduje w pewnej chwili pęknięcie pozostałego materiału. Dzięki temu zjawisku nie ma obawy uszkodzenia wału w operacji przecinania koła. W przypadku gdy cenniejsze dla nas jest koło, wówczas pozostaje nam obcięcie wału w dogodnym miejscu, a następnie mozolne wiercenie i wytaczanie.
Co się tyczy obróbki skrawaniem elementów przed montażem, to zasada jest prosta. Im wyższa klasa dokładności i mniejsza chropowatość powierzchni, tym lepsze złącze. W przypadku produkcji małoseryjnej lub jednostkowej nie zalecam jednak stosowania pasowań normalnych. Są one przeznaczone do innych zadań, głównie produkcji wielkoseryjnej. W przypadku produkcji małoseryjnej i jednostkowej wszystko powinno być podporządkowane nośności złącza i niskiej cenie. Ponieważ szlifowanie otworu jest trudniejsze niż wału, postępujemy następująco. Otwór w kole oznaczamy na rysunku normalną tolerancją np H6 i pozwalamy, aby został wykonany losowo w polu tolerancji wynikającym z klasy. Po zmierzeniu rzeczywistej średnicy otworu koła, w pobliżu szlifierki do wałków, na której będziemy szlifować wał, aby obie części miały tę samą temperaturę, szlifujemy wał na wymiar zapewniający zakładany wcisk. Jeżeli produkujemy kilka sztuk, to każda skojarzona para musi być jednoznaczne oznakowana w celu wyeliminowania pomyłek w montażu.
Jeżeli w opisanej wcześniej sytuacji nieudanego montażu i odzyskiwania części odzyskaliśmy wał, to niestety musimy do niego pasować nowe koło zębate.