Как сделать паз под шпонку во втулке

Как сделать

Изготавливаем шпоночный паз самостоятельно

Шпоночный паз устраивают в деталях для обеспечения их соединения с другими, передающими им усилия. Выполняют их, обычно, фрезерованием на фрезерных станках, используя специальные фрезы. Процедура изготовления шпоночного паза очень ответственная. От правильности и точности ее проведения зависит качество, надежность соединения деталей, долговечность узла.

Шпоночные пазы бывают разными: открытыми (с выходом); сквозными; закрытыми. Их делают под разные виды шпонок – чаще это клиновые, сегментные, призматические. Точность устройства пазов должна быть высокой и определяется: по длине – 8-м классом точности; глубине – 5-м; ширине – 2, 3-м. Требования по точности должны выполняться неукоснительно.

Кроме точности предъявляются особые требования к шероховатости боковых стенок пазов, которая не может быть ниже 5-го класса. При этом грани пазов должны быть симметричными относительно плоскости, проходящей через вал.

Требуемую точность пазам можно обеспечить, только используя для их устройства соответствующие фрезы. Они бывают: затылочными (по ГОСТу 8543); дисковыми (573); с хвостовиком цилиндрического, конического типа; насадными (6648).

Специально для фрезерных станков разработаны шпоночные фрезы (ГОСТ 9140). У них два зуба, которые имеют режущие торцевые кромки, цилиндрический или конический хвостовик. Эти инструменты считаются идеальными для устройства пазов. Подача фрез при работе может быть в продольном и осевом направлениях.

Изготовить качественно шпоночный паз самостоятельно можно только имея специальное оборудование. Устраивают их на валах, которые крепят на специальном приспособлении (призме). Оно облегчает процесс обработки. Малый вал располагают на одной призме, длинный – на двух. Валы закрепляют специальными прихватами, которые не дают детали прогибаться. Чтобы поверхность вала не повредилась, под прихваты помещают пластинки из меди, латуни.

Для устройства закрытых шпоночных пазов используют горизонтально-фрезерные агрегаты. Валы при этом также закрепляются на призмах, можно применять самоцентрирующие тиски. Нарезают такие пазы двумя методами: фреза врезается на глубину паза и подается механически продольно (используется для фрез, имеющих сечение 12…14 мм); после врезания фрезу подают в одну, а после в обратную сторону.

Сквозные, открытые шпоночные пазы устраивают только после окончания всех работ, связанных с валом. Дисковые фрезы используют в случаях, когда ширина их зубьев совпадает с шириной паза.

Фрезы для нарезки шпоночных пазов используют только до тех пор, пока их ширина, после заточек, соответствует размеру углублений. Затем ими можно выполнять другие работы, не связанные с пазами.

После установки фрезы проверяют точность ее размещения. Пользуются при этом штангенциркулем, угольником.

Шпоночные пазы нарезают на фрезерных станках. Но если к ним предъявляются повышенные требования по точности, то на специальных шпоночных агрегатах – чаще автоматических. Они работают специальным шпоночным инструментом с двумя зубьями, подача которого на деталь проводится по маятниковой схеме.

Источник

Как сделать шпоночный паз на токарном станке

Обычно токарный станок применяется при расточке, нарезании резьбы, развертывании, зенковании и сверлении, но на этом их возможности не заканчиваются. Я предлагаю рассмотреть способ, как с его помощью продолбить шпоночный паз на втулке. Для этого я применяю токарно-винторезный станок 1К62.

Набор инструментов

Для выполнения работы помимо станка потребуется:

Расточной резец может использоваться любой, конечно в пределах возможностей диаметра втулки. Что касается долбежного инструмента, то его сечение подбирается под требуемую ширину шпоночного паза. Смазочное масло потребуется только в тех случаях, если приходится работать с твердым металлом. Для мягких сталей при условии применения качественных резцов оно не обязательно, поскольку расточка фаски и долбление не вызывает критического перегрева, способного ускорить стирание режущей кромки инструмента.

Подготовительный этап

Долбежный резец слегка зажимается в резцедержателе. Он выставляет по центру втулки, после чего необходимо провести точную регулировку. Для этого он заводится во втулку, двигаясь продольно с суппортом по салазкам. Получаемая в результате царапина должна идти вдоль отверстия втулки от одного края до второго. В порезанной линии не должно оставаться участка без царапины. Если он есть, то это говорить о наличии перекоса. Когда резец выставлен правильно, его нужно очень крепко зажать, поскольку нагрузка при долблении намного выше, чем при выполнении стандартных токарных работ.

Процесс долбления

Поскольку внутри втулка имеет свой радиус, то перед началом отсчета глубины паза необходимо его срезать, чтобы получить ровную площадку, которая будет нулевой точкой отсчета. Для этого с помощью суппорта двигаю резец вовнутрь втулки по продольным салазкам, снимая тончайшую стружку металла. После его возвращения в изначальное положение приближаю режущую кромку уже по поперечным салазкам к телу втулки на 0,1 мм. Снова делаю продольное движение по каретке. Процесс повторяю до тех пор, пока желоб не утратит радиус. Как только он уйдет, это и будет нулевая точка для отсчета.

Теперь приступаю к долблению шпоночного паза. В моем случае его глубина должна составлять 2,6 мм. Используя шаг по 0,1 мм потребуется сделать 26 движений резца, чтобы достичь такой глубины.

После углубления паза на 2,6 мм нужно не меняя настройки на лимбе сделать еще несколько повторных движений резца, чтобы подчистить плоскость от мелких заусениц. Далее втулка извлекается из патрона. Ее второй торец довольно грубый, но это легко решается. В резцедержатель снова устанавливается расточной резец, и снимаются аккуратные фаски. После этого втулку можно использовать по предназначению.

Долбление на токарном станке продолжительный, хотя и не сложный процесс. В моем случае продольное движение суппорта моторизировано, поэтому все делается относительно быстро. Продолбить паз возможно и на бюджетных станках с ручным приводом, но в этом случае времени понадобится значительно больше.

Источник

Как дома проточить шпоночный паз шкива

Купил китайский двигатель для Крота, а у него вал оказался диаметром 20 мм (более распространены на 19 мм).
Долго искал шкив, но нашел только для 19 мм. Отверстие-то мне развернули на 20 мм, но при этом, естественно, паз под шпонку стал мельче.

Есть идея набрать пакет из пилок по металлу, стянуть покрепче, т.е. сделать что-то похожее на грубый напильник.

Если стачивать шпонку, увеличится риск ее среза.

СНЕГ ИДЕТ написал :
Бормашинкой можно такое сделать или болгарией, если «обмылок» диска поставить.

Шарошку наверное по ширине отверстия брать (кстати сколько там? Около 1 см?), но сперва может электролобзиком пропилить края, а выступ потом снимать потихоньку?

Паз шириной 5 мм.
Пилку лобзика вряд ли получится равномерно прижать по всей длине паза, хотя как вариант можно на чем-нибудь попробовать.

Пилку по нержавейке неплохо бы, у шкива хороший металл должен быть.

Пакет из пилок по металлу примерной толщины (можно немножко уже) продеваете сквозь отверстие в шкиве зубчиками к пазу, ну и по-науке, от себя и натягиваете на станок. Пропиливаете паз на нужную глубину, в тиски зажав шкив. Мелкие недоаботки поправляете надфилем. Достаточно быстро получается.

Выпускал Бош рашпиль и напильник для лобзика. Напильник (2608609030). Можно попробовать что-то подобное изобразить.

Читайте также:  Как на lumia 640 сделать скриншот экрана

Как все относительно, для меня проще вклеить вал, чем углублять паз.
Чтобы прилегание шпонки было полное можно использовать наполненый эпоксид, хотя бы бытовую «Холодную сварку».
Обезжирить все детали соединения, подогреть градусов до 40°С, смочить эпоксидом все поверхности, заполнить пазы и смонтировать.

Наполненный эпоксид использовать
Loctite 3471, 3478
Или «Холодную сварку»
У нее прочность слабая, но достаточна чтобы распределить нагрузку по всей поверхности.

Вообщем сегодня дома паз пропилил пакетом пилок. Пилки надо жестко фиксировать между собой, иначе получаются борозды. Подправил надфилем.
Завтра в гараже предварительно прикину на двигателе свои результаты.
Окончательно крепить буду по теплу.

Паз уже сделан и выровнен, люфт минимальный (можно и так все оставить).

Как вы себе представляете гравировальным резцом выполнить паз шириной 5 мм., глубиной 2,3 и длиной 60 мм в отверстии ∅20, соблюдая допуски на геометрию?
Эпоксид прекрасно работает на передачу крутящего момента если речь идет о вклеивании вала во втулку с гарантированным зазором под полимер и соблюдением соосности.
Предварительно делается расчет по усилию сдвига, для Loctite 3478 это 37,9 Н/мм2
В данном случае речь иден не о замене шпонки эпоксидом а о заполнении эпоксидом зазоров между шпонкой и шпоночным пазом.
Тем самым устраняем зазоры, распределем нагрузку на 100% площади и увеличиваем предельное усилие на смятие шпонки, устраняем фреттинг-коррозию.

Источник

Как сделать шпоночный паз во втулке?

Технология фрезерования пазов, канавок, уступов, и разрезания заготовок фрезой

» Статьи » Профессионально о металлообработке » Фрезерные станки

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Выемку металла в детали, ограниченную фасонными или плоскими поверхностями, называют пазом. Пазы бывают прямоугольными, Т-образными, типа «ласточкин хвост», фасонными, сквозными, открытыми, закрытыми и др. Обработка пазов является распространенной операцией на фрезерных станках различных типов и осуществляется дисковыми, концевыми и фасонными фрезами (рис. 5.23).

Сквозные прямоугольные пазы чаще всего фрезеруют дисковыми трехсторонними фрезами (рис. 5.23, а), дисковыми пазовыми или концевыми фрезами (рис. 5.23, б). При фрезеровании точных пазов ширина дисковой фрезы (диаметр концевой фрезы) должна быть меньше ширины паза, а фрезерование на заданный размер производят за несколько проходов. Обработка пазов концевыми фрезами требует правильного выбора направления вращения шпинделя станка относительно винтовых канавок фрез. Оно должно быть взаимно противоположным.

Фрезерование замкнутых пазов производят на вертикально-фрезерных станках концевыми фрезами (рис. 5.23, г). Диаметр фрез следует принимать на 1…2 мм меньше ширины паза. Врезание на заданную глубину резания осуществляют перемещением стола с заготовкой в продольном и вертикальном направлениях, затем включают продольное движение подачи стола и фрезеруют паз на необходимую длину с последующими чистовыми проходами по боковым сторонам паза.

Криволинейные пазы фрезеруют за один рабочий ход на полную их глубину. Соответственно этому условию назначают результирующее движение подачи, равное сумме векторов поперечного и продольного движения подач. Для уменьшения врезания в местах изменений направлений пазов необходимо вести обработку фрезами с минимальными вылетами и уменьшать скорости подачи.

Фрезерование пазов специальных профилей — Т-образных, типа «ласточкин хвост» — осуществляют на вертикально- или продольно-фрезерных станках за три (Т-образные пазы) или два (пазы типа «ласточкин хвост») перехода. Учитывая неблагоприятные условия работы Т-образных и одноугловых фрез, используемых при выполнении указанных операций, подача на зуб S, не должна превышать 0,03 мм/зуб; скорость резания — 20…25 м/мин.

Особенности фрезерования шпоночных пазов

Шпоночные пазы на валах подразделяют на сквозные, открытые, закрытые и полузакрытые. Они могут быть призматическими, сегментными, клиновыми и др. (соответственно сечениям шпонок). Заготовки валов удобно закреплять на столе станка в призмах. Для коротких заготовок достаточно одной призмы. При большой длине вала заготовку устанавливают на двух призмах. Правильность расположения призмы на столе станка обеспечивается с помощью шипа в основании призмы, входящего в паз стола (рис. 5.24).

Шпоночные пазы фрезеруют пазовыми дисковыми фрезами, пазовыми затылованными (ГОСТ 8543—71), шпоночными (ГОСТ 9140-78) и насадными фрезами. Пазовая или шпоночная фреза должна быть установлена в диаметральной плоскости заготовки.

Фрезерование открытых шпоночных пазов с выходом канавки по окружности, радиус которой равен радиусу фрезы, производят дисковыми фрезами. Пазы, в которых не допускается выход канавки по радиусу окружности, фрезеруют концевыми или шпоночными фрезами.

Гнезда под сегментные шпонки фрезеруют хвостовыми и насадными фрезами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Направление движения подачи — только к центру вала (рис. 5.25, а).

Для получения точных по ширине пазов обработку ведут на специальных шпоночно-фрезерных станках с маятниковой подачей (рис. 5.25, б). При этом способе фреза врезается на 0,2…0,4 мм и фрезерует паз по всей длине, затем опять врезается на ту же глубину и фрезерует паз на всю длину, но в другом направлении.

Для фрезерования шпоночных пазов рекомендуется применять шпоночные фрезы с S_= 0,02…0,04 мм/зуб при скорости резания v = 15… 20 м/мин; дисковые пазовые фрезы с S_ = 0,03… 0,06 мм/зуб при скорости резания v = 25…40 м/мин.

Операцией, аналогичной фрезерованию пазов, является фрезерование канавок на заготовках режущих инструментов. Канавки могут быть расположены на цилиндрической, конической или торцовой части заготовок. В качестве инструмента для обработки канавок применяют одноугловые или двухугловые фрезы.

При фрезеровании угловых канавок на цилиндрической части режущего инструмента с передним углом γ= 0° одноугловыми фрезами вершины зубьев фрез должны проходить через диаметральную плоскость заготовки. Установку фрезы производят с помощью угольника (рис. 5.26, а) по центру вставленного в коническое отверстие шпинделя так, чтобы вершины зубьев фрез и центра совместились, а затем перемещают заготовку в поперечном направлении на величину, равную половине ее диаметра, или по проведенной на торце или цилиндрической поверхности заготовки риске, проходящей через ее диаметральную плоскость (рис. 5.26, б).

При обработке угловых канавок с заданным положительным значением переднего угла γ торцовая поверхность одноугловой фрезы должна находиться от диаметральной плоскости на некотором расстоянии х (рис. 5.26, в), которое можно определить по формуле

где D — диаметр заготовки, мм; γ — передний угол,°.

Вершины зубьев двухугловой фрезы при настройке на обработку угловых канавок следует установить в диаметральной плоскости с помощью одного из рассмотренных выше способов, а затем — сместить заготовку относительно фрезы на величину х (рис. 5.26, г), которая зависит от диаметра заготовки D, глубины профиля канавки h, угла рабочей фрезы 8 и переднего угла фрезы γ:

x = D/(2sin(γ+δ) — hsinδ/cosγ).

При γ= 0° x = (D/2 — /0)sinδ.

Заготовка может быть установлена и закреплена одним из следующих способов: в центрах делительной головки и задней бабки или в центрах на оправке.

Угловые фрезы также используют при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности. Устанавливают фрезы относительно диаметральной плоскости заготовки так же, как и при фрезеровании угловых канавок на цилиндрической поверхности.

Заготовка при фрезеровании угловых канавок на конической поверхности может быть закреплена в трехкулачковом патроне, на концевой оправке, вставленной в коническое отверстие шпинделя делительной головки или в центры делительной головки и задней бабки. Последний из перечисленных способов установки заготовки используют при небольшом угле конусности.

Читайте также:  Как сделать своими руками прическу для девочки

Фрезерование уступов

Две взаимно-перпендикулярные плоскости образуют уступ. На заготовках может быть один или несколько уступов. Обработка уступов — это распространенная операция, которую и осуществляют дисковыми или концевыми фрезами, или набором дисковых фрез (рис. 5.27, а — в) на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках так же, как и обработку пазов. Уступы, имеющие большие размеры, фрезеруют торцовыми фрезами (рис. 5.27, г).

Торцовые фрезы используют при фрезеровании заготовок с широкими уступами на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках. Деталь с симметрично расположенными уступами обрабатывают на двухпозиционных поворотных столах. После фрезерования первого уступа деталь в приспособлении поворачивают на 180°.

Для легкообрабатываемых материалов и материалов средней трудности обработки с большой глубиной фрезерования применяют дисковые фрезы с нормальными и крупными зубьями. Фрезерование труднообрабатываемых материалов следует вести фрезами с нормальными и мелкими зубьями. При фрезеровании уступа следует брать дисковую фрезу, ширина которой на 5…6 мм больше ширины уступа. В этом случае точность размера уступа по ширине не зависит от ширины фрезы.

Разрезание заготовок

Изготовление шпонки

Изготовление шпонки — достаточно трудоёмкий процесс, но только если выполнять его самостоятельно. Развитие технологий и оснащение предприятий современными станками позволяет выполнять быстрое, эффективное производство высококачественных изделий.

При этом, существуют различные виды шпонок, каждая из которых имеет уникальную форму, в зависимости от которой изготовление шпонки может производиться разными способами. В некоторых случаях для опиливания поверхностей изделия могут использоваться сверлильные станки, в некоторых случаях станки для рубки, а также шлифовальное оборудование и много других видов устройств.

В принципе, сделать шпонку как на заводе возможно в домашних условиях, однако, оборудование с числовыми программным управлением способно сделать это наиболее быстро и более качественно.

Основным сырьевым материалом, из которого в основном и происходит изготовление шпонки, является конструкционная углеродистая сталь Ст45. Выбор этой марки обусловлен ее высокими физико-химическими характеристиками. Она достаточно прочная, устойчива ко многим агрессивным веществам, способна выдерживать существенные перепады температур и механических воздействий: ударов, вибрации, деформации.

Кроме того, нередко в качестве материала для шпонок выступают другие марки стали, например, Ст20, Ст35, Ст50, 40Х, А4. Само собой, каждая из этих разновидностей обладает своей персональной устойчивостью по отношению различных нагрузок.

Как правило, качество выбранного материала определяется исходя из его температурного диапазона эксплуатации, стойкости к химическим веществам и степенью твердости стального сплава.

Степень твердости используемых сталей по Роквеллу
Ст20 Ст35 Ст45 Ст50 40Х А4
56-62 HRC 45 HRC 48-52 HRC 50-55 HRC 49-53 HRC 85 HRC

Собственно, в зависимости от назначения шпонки, под конкретные рабочие условия и выбирается определенная сталь. В целом же, шпоночный материал называется либо сталь чистотянутая, либо полоса калиброванная. Существует два основных стандарта для его изготовления. Первый — отечественный ГОСТ 8787-68. Второй — DIN 6880.

Так или иначе, данное сырье изготавливается посредством холодного или же горячего волочения и проходит специальную калибровку: плоскую, объемную или вертикальную. Калибровка подразумевает под собой дополнительную механическую обработку, необходимую для придания наиболее точных размеров и получения более лучшего качества поверхности изделия.

Проведение этих этапов обработки позволяет существенно сократить расходы метизных предприятий, получив при этом качественную продукцию.

Таким образом, изготовлениешпонки на заводах из калиброванных заготовок стали экономически целесообразно. Учитывая то, что цена шпонки любой разновидности очень небольшая, а эффективность, которое дает шпоночное соединение, невероятно высокое, то и использование данных изделий со временем охватило достаточно большое число различных промышленных производственных отраслей.

В частности, шпонки активно применяются как в сельском хозяйстве, где из устанавливают на трактора, комбайны и всевозможные агрегаты, так и в машиностроении, где они служат соединительными элементами во множестве разных механизмов. Кроме того, этими изделиями оснащается различное станочное оборудование и другие подобные механизмы.

Применение шпонок обусловлено несколькими очень важными характеристиками, в числе которых:

Несмотря на то, что в производстве существуют различные виды шпонок, каждый из них чем-то напоминает клин. Собственно, из-за этого данные изделия и получили подобное название.

Дело в том, что в переводе с польского языка, шпонка как раз и обозначает клин, да и принцип функционирования у нее такой же — она прочно фиксирует по отношению друг к другу вал и детали, не давая им проворачиваться, но передавая при этом крутящий момент от ведущего элемента к ведомым.

Одним из основных преимуществ, которое имеет шпоночное соединение, является возможность сохранить в целости вал и другие элементы механизма в случае превышения допустимого предела крутящего момента. Шпонка попросту срезается по месту разграничения, разделяясь на две составные части. При этом, ее очень легко заменить, а изготовить можно даже самостоятельно.

Как сделать шпонку

Многим инженерам-механикам, слесарям и представителям других профессий, работа которых тесно связанных с механизмами, в которых имеется шпоночное соединение, просто необходимо знать, как сделать шпонку. К сожалению, купить шпонку с нужным размером при условии экстренной необходимости достаточно проблематично.

Несмотря на достаточно большие объемы производства, в разных механизмах используют различные виды шпонок, кроме того, даже у одинаковых по исполнению изделий могут быть отличающиеся размеры, которые не всегда есть в наличии в ближайших магазинах. Конечно, можно купить шпонку в Интернет-магазине, но тогда придется какое-то время ждать и её доставку.

Соответственно, вышедший из строя механизм все это время нельзя будет эксплуатировать, а это повлечет за собой простой работы и существенную потерю денег.

Но как сделать шпонку из подручных средств? Ведь заводские изделия выполняются на высокоточном оборудовании. Многие предприятия для изготовления шпонок задействуют сверлильные, точильные, шлифовальные и множество других видов станков с ЧПУ, наличие которого позволяет достичь наиболее точных допусков.

На самом деле все не так уж сложно! Конечно, сделать шпонку как с завода не получится — так или иначе она наверняка будет иметь небольшие отклонения. Однако, для экстренной замены подобное решение подойдет в полной мере. Кроме того, для этих целей можно нанять опытного мастера, который уже знает как выполняется изготовление шпонки.

От Вас потребуется лишь предоставить ему оплату, необходимые размеры и сырьевой материал для заготовок. Правда, у многих мастеров всегда есть своя шпоночная сталь для подобных случаев.

Поскольку шпоночное соединение в качестве связующего звена может иметь самые разные виды шпонок, то при изготовлении изделия будет очень важно учитывать и то, какой материал сможет лучше выдержать поставленные нагрузки, и то, какой должна быть у нее конфигурация.

Таким образом, можно в точности сделать шпонку как предыдущую по виду, но использовать при этом наиболее высокопрочные сплавы, чтобы существенно продлить её ресурс и избежать преждевременных поломок. Чтобы выполнить изготовление шпонки Вам будет нужна чистотянутая сталь с необходимыми размерами: шириной, толщиной, длиной.

Обратите внимание на то, что бруски могут иметь прямоугольную и квадратную форму. При этом длина заготовки может варьироваться в нескольких метров до нескольких сантиметров. Помимо этого Вам так же будет нужно подготовить:

Обратите внимание — изготовление шпонки требует соблюдения правил по технике безопасности! Во-первых, Вы должны убедиться, что шпоночная сталь прочно закреплена в тисках. Степень надежности фиксации нужно периодически проверять по ходу выполнения всех этапов работы. Во-вторых, ни в коем случае не следует использовать такие напильники, в которых уже есть трещины и сколы на рукоятке.

Читайте также:  Как сделать регулируемый стол для фуганка

Так же нельзя применять и напильники без наличия рукояток. В-третьих, во время проведения опиливания заготовок с острыми краями, поджимать пальцы под напильник категорически запрещается. Кроме того, строго запрещено убирать стружечную пыль голыми руками без перчаток, поскольку можно порезать кожу или загнать металлическую занозу.

Помимо этого, пыль не стоит сдувать ртом, так как она может запросто попасть в дыхательные пути.

Как сделать шпонку в домашних условиях

Обратите внимание, что процесс опиливания требует выбора наиболее оптимального метода по приданию необходимой формы.

Удалять лишний металл на заготовке можно либо простой ножовкой, либо используя сверло, а в некоторых случаях возможна даже вырубка. Для этого этапа работы крайне важно подобрать правильное сечение напильника. В идеале оно должно быть чуть меньше радиуса поверхности. После проведения опилки и достижения необходимых результатов, саму поверхность шпонки можно будет обработать различными абразивными материалами, например, полотняной или же бумажной шкуркой, бархатными напильниками, специальными брусками и подобными материалами.

Качественная обработка позволит не только придать более лучший внешний вид, но и сгладить некоторые дефекты на поверхности изготовленной шпонки.

Шпонка и шпоночное соединение

Шпоночное соединение – разновидность соединения, состоящего из шпонки на валу и ступицы. Шпонкой называется деталь, которая соединяет узлы путем установки в пазы. Основной ее функцией является передача вращающего момента между узлами. Существует определенная стандартизация их разновидностей. Шпонка имеет специальные пазы, вырезанные путем фрезерования.

Применение

Основным применением шпоночных соединений является монтаж на вал с помощью пазового соединения. В большинстве своем шпоночный паз напоминает клин. Такой тип соединения деталей позволяет валу и ступице не проворачиваться относительно оси друг друга. Фиксированное положение ступицы к валу со шпонкой позволяет добиться высокого КПД при передаче усилия.

Наиболее часто шпоночное соединение можно встретить в машиностроении, при строительстве станков. Часто она используется при производстве автомобилей и других механизмов, где требуется повышенная надежность фиксации деталей машин. Высокая надежность достигается благодаря функции предохранительного узла вала со шпоночным пазом.

Шпонка выступает предохранителем в случаях превышения максимального уровня крутящего момента. В подобных случаях происходит срез шпонки, поглощая чрезмерную нагрузку она снимает ее из вала и ступицы.

Благодаря своим свойствам она стала широко распространенной в машиностроении, она отличается высокой эффективностью, простотой изготовления и монтажа, а также низкой стоимостью. Подобные характеристики особо важны в промышленном производстве, особенно в сельском хозяйстве. В разгар сезона часто возникают случаи поломок отдельных узлов, которые нужно заменить максимально быстро. Чаще всего можно встретить в узлах пресс-подборщиков.

Учитывая все вышесказанное, выделяются основные позиции, для чего нужна шпонка:

В общем, встретить шпоночное соединение можно практически в любом сложном механизме, что обусловлено его техническими характеристиками.

Виды шпонок

Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:

Исходя из типа посадки выделяются:

Обозначения на чертежах

На чертежах обозначение призматических шпонок происходит исходя из нормативного документа ГОСТ. Они делятся на шпоночные пазы: высокие, нормальной высоты и направляющие. Рабочими гранями у них являются боковые.

На сборочном чертеже обозначение выполняется с учетом диаметра вала, крутящего момента, сечения и длины.

Шпонка 3–20Х12Х120 ГОСТ 23360-78;
Где 3 – исполнение, 20Х12 – сечение, 120 – длина.

Скачать ГОСТ 23360-78

Обозначение остальных типов шпонок на изображениях выполняется таким же образом, исходя из соответствующих ГОСТов, разработанных для каждой отдельной модели.
Указанное обозначение должно четко характеризировать деталь, что очень важно для получения надежного соединение. Ведь даже малейший зазор может стать причиной быстрого износа рабочих узлов и потери эффективности во время работы.

Достоинства и недостатки

Как и любой тип соединений, шпоночные имеют ряд достоинств и недостатков. К достоинствам шпоночных соединений можно отнести простоту большинства типов шпонки. При этом монтаж и замена такой детали выполняется легко и быстро. Благодаря чему они получили широкое применение в машиностроении. Также обеспечивает функцию предохранения.

К недостаткам относиться ослабление ступицы и вала. Оно возникает исходя из повышенного напряжения и уменьшения поперечного сечения. Также ослабление деталей вызвано из-за нарезанного паза, который снижает осевую прочность вала.

Чтобы минимизировать недостатки, нужно добиться отсутствия перекоса шпонки в пазе. Для этого нужно обеспечить отсутствие зазора, что делается путем индивидуального изготовления и подгона шпонки. Из-за этого в крупносерийном производстве редко применяют любые разновидности шпоночных соединений. Если добиться отсутствия перекоса не удалось, площадь рабочего контакта уменьшается, в следствие чего степень максимальной нагрузки уменьшается.

Также наличие зазора вызывает эффект биения, особенно на высоких скоростях. Это приведет к быстрому износу рабочих деталей. Из-за этого подобное соединение редко применяется для быстровращающихся валов. Для подбора подходящей шпонки лучше использовать таблицу шпоночных соединений.

Для изготовления шпоночного соединения применяют калибровочный металлопрокат. Чаще всего используется сталь марки 45. Она относиться к углеродистым сталям обычного типа, которая часто применяется для производства деталей высокой прочности. Сталь используется в виде бруска длиной 1 м.

В некоторых случаях может применять углеродистая сталь марки 50. Она необходима, когда требуется повышенные прочностные свойства полученных шпонок. Реже применяются легированные стали, например, марки 40х, для которой характерен высокий показатель твердости, достигаемый путем термической обработки.

Скачать ГОСТ 8787-68

Стальные заготовки обрабатываются с помощью фрезы, сверлильных станков, станков для рубки, шлифовальных машин и других инструментов. Используемые станки имеют блок управление, который позволяет с помощью числовых программ изготовить деталь необходимых параметров.

Цена полученной шпонки довольно низка, поэтому приобрести необходимую деталь довольно легко. Но в некоторых случаях, когда есть необходимость срочного получения шпонки, изготовить ее можно самостоятельно. Чаще всего подобная необходимость возникает в сельском хозяйстве, где во время сезонных работ часто возникают поломки, которые нужно отстранить. При этом ближайшие точки продажи необходимых деталей находиться на расстоянии в несколько десятков километров.

Имея небольшое количеству инструмента под рукой и заготовку из соответствующего материала, можно быстро изготовить временную замену. При соблюдении технических характеристик, полученная деталь сможет полноценно заменить заводскую, но лучше всего при первой возможности приобрести шпонку нужной прочности и геометрических параметров. Это необходимо для избежание преждевременного износа механизмов.

Иногда для производства могут использовать другие материалы, например, пластик высокого качества. В качестве материала может использоваться дерево, чаще всего при изготовлении мебели.

В качестве материала лучше использовать разные породы дерева, для шпонки подойдет более мягкий материал чем основной. Это позволит обезопасить основную конструкцию от повреждений в случае повышенной нагрузки. Легче заменить шпонку чем большой конструкционный узел.

Для предотвращения проникания влаги в железобетонные конструкции используются специальные шпонки – ватерстоп. Изготавливают их из резины высокого качества и ПВХ. Это позволяет добиться необходимой степени водонепроницаемости и стойкости к растворам агрессивных химических веществ.

Заключение

Такой тип соединения отличается простотой и достаточно высокой надежностью, из-за чего получил высокую популярность в промышленности. Разнообразие видов позволяет подобрать оптимальный тип соединения, что позволит добиться высокой эффективности, надежности готовой конструкции и страховку узлов от повреждений при повышении допустимых нагрузок. Подобрав шпонку исходя из соответствующих ГОСТов, можно добиться высокой эффективности работы соединения.

На сегодняшний день можно легко подобрать необходимую деталь, что позволяет быстро сделать монтаж и замену в случае необходимости.

Источник

Оцените статью
Как сделать своими руками
Добавить комментарий