Шпонки предназначены для закрепления детали (маховика, шкива, ступицы, шестерни) на валу и передачи ей вращающего момента. Это один из наиболее быстрых, недорогих и надежных способов соединения двух деталей вращающегося механизма. Конструктивно шпонки бывают призматическими, клиновидными, сегментными, цилиндрическими, тангенциальными. Они являются временными крепежными элементами, подвержены разрушению и срезающим нагрузкам. В данной статье рассматриваются клиновые шпонки.
Что такое клиновидная шпонка?
Клиновидная шпонка - деталь в форме клина для соединения вала с одеваемой на него втулкой. Имеет прямоугольную форму с параллельными боковыми гранями. Верхняя грань имеет уклон 1:100, нижняя грань без уклона. Также с уклоном 1:100 выполнена ответная плоскость паза для шпонки на втулке.
В соответствии с нормативными документами клиновидные шпонки могут изготавливаться с головкой или без. Головка обеспечивает удобную запрессовку шпонки и облегчает ее извлечение. Клиновое шпоночное соединение является напряженным. Рабочими являются верхняя и нижняя поверхности, которые плотно сжаты между ответными поверхностями на валу и втулке. Между боковыми гранями клиновидной шпонки и стенками паза есть посадочный зазор, величина которого регламентируется нормативами.
Соединительная деталь способна передавать осевое вращение, предотвращает осевое смещение, может работать в условиях ударных нагрузок. Сдерживающий фактор для использования клиновидных шпонок - радиальное смещение втулки относительно вала. Поэтому, область применения таких деталей ограничена не ответственными соединениями без высоких нагрузок и крутящих моментов. Например, они часто используются в сельскохозяйственном машиностроении.
Отличительные особенности клиновых шпонок:
Использование клиновидной шпонки
- запрессовка в паз с созданием сил трения на верхней и нижней грани;
- применение в соединениях со свободной посадкой втулки (шкива, ступицы, маховика) на валу;
- наличие боковых зазоров между стенками паза и боковыми гранями шпонки;
- при вращении не фрезеруются края паза.
Стандарты
Требования к характеристикам, размерам клиновидных шпонок установлены соответствующими нормативными документами. Это стандарты:
- ГОСТ 24068-80
- DIN 6887 (аналог ISO 774)
Клиновидные шпонки по ГОСТ 24068-80 и DIN 6887 врезные - монтируются в вырезанный специально под их установку паз.
Межгосударственным стандартом ГОСТ 24068-80 предусмотрен выпуск изделий как с головкой, так и без.
В соответствии с ГОСТ 24068-80, материалом для производства клиновых шпонок служит шпоночная сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МН/м (60 кгс/мм). Чаще всего стандартные крепежи изготавливают из конструкционной углеродистой стали марок Ст6; 45; 50; 60, по DIN 6887 из стали марки St 60-1.
В условном обозначении детали указываются последовательно наименование, исполнение (кроме 1-го), ширина, высота, длина, стандарт. Например, изделие по ГОСТ 24-08-80 в исполнении 1 (с головкой) шириной 32 мм, высотой 18 мм, длиной 200 мм имеет следующее условное обозначение:
Шпонка 32х18х200 ГОСТ 24068-80
Как устанавливается и извлекается клиновидная шпонка
Шпоночные соединения с клином требуют точной подгонки. Установка выполняется посредством забивки в совмещенный паз соединения вал-втулка. Забивка производится молотком из мягкого металла (напр. медным). Также установка может производиться при помощи пресса или струбцины. Верхняя и нижняя рабочие грани должны плотно прилегать к ответной плоскости. Между боковыми гранями и стенкой паза должен быть зазор. Для плотного прилегания граней допускается их припил или пришабривание.
Головка клиновой шпонки не должна упираться в край паза, что позволяет контролировать ее надежную фиксацию. Боковые зазоры проверяют с помощью щупа.
Наиболее простой способ извлечения клиновой шпонки с помощью выколотки. Но часто нет возможности установить выколотку с обратной стороны от головки. Для выпрессовывания клиновидных шпонок существует ряд специальных приспособлений. Конструктивно они разные, но принцип действия подобный. Головка захватывается (зажимается) с помощью крюка, винта и через резьбовую или рычажную передачу шпонка выпрессовывается.
В нашем магазине шпонки DIN 6887 всегда в наличии, 57 типоразмеров от 6х6х32 до 40х22х200.
