Шпонки
(67)Осигурителната шпонка е най-често срещаният метален компонент, който се използва за свързване на въртяща се част на машина към вала. Обикновено се използва за предотвратяване на относително въртене между двете части и може да предава въртящ момент. Въртящият се елемент (като ремъчна шайба, зъбно колело) и валът трябва да имат гнездо и шпонков канал, за да функционира правилно шпонката във вала. Във вала има предварително изрязан отвор, а в главината има друг, подобен канал и именно в тях обикновено се поставят закрепващите елементи, за да свържат трайно двете части. Цялата система е известна като шпонково съединение и е в състояние да осигури относително аксиално движение между две части.
Обобщавайки: шпонката и шпонковият канал образуват шпонково съединение, което закрепва главината и вала, като предотвратява относителното движение между предаващия мощност вал и свързания компонент. Например зъбни колела, ремъчни шайби или верижни колела са надеждно свързани със шпонка към задвижващия вал. Има пет основни типа шпонки: вдлъбнати, седловидни, тангенциални, кръгли и шлицови
Осигурителни шпонкови съединения - форми и материали.
Това са елементите, които ще паснат в шпонковите канали както на вала, така и на закрепения елемент в машината. Парчето стомана вътре в тялото на вала е пъхнато на половината от дебелината му, където измерването се прави отстрани на шпонката.
Има няколко най-често използвани видове шпонки - това са:
- Правоъгълните шпонки най-често представляват парче метал с призматична форма
- Заоблените шпонки са правоъгълни, но заоблени в краищата
- призматични шпонки с отвор, които позволяват допълнително свързване на елементите с винтове, което укрепва този тип връзка.
Всеки от видовете шпонки е допълнително разделен на категории и например тези с отвор могат да бъдат: с един отвор, с два отвора, с един отвор заоблени и др.
Тези елементи могат да бъдат направени от различни материали. Основно обаче те са изработени от въглеродна стомана или неръждаема стомана, но могат да бъдат направени от месинг, мед, алуминий, монел и дори найлон, но високата наличност на стоманата и нейните свойства я правят най-често използваната в производството на шпонки. Стоманата AISI 316 също е подготвена за морски приложения.
Системи за стандартизация на шпонки - Стандарт DIN 6885 и други
Размерите на призматичните шпонки и каналите за тях са точно определени в Полша от два стандарта:
- PN-70/M-85005
- DIN 6885
Съгласно полския стандарт шпонките се маркират, като се посочват типа на шпонката и неговите размери: ширина b, височина h и дължина l, разделени със знак x.
Има и британски стандарт, BS 4235: Част 1: 1972 (1986), касаеща между другото квадратни и правоъгълни успоредни шпонки и шпонкови канали.
Има три класа на пасване за квадратни и правоъгълни успоредни шпонки и шпонкови канали, обозначени като свободни, нормални и затворени. Свободно пасване се използва, когато приложението изисква главината да се плъзга върху шпонката; нормалното пасване се използва, когато шпонката трябва да бъде вкарана в шпонков канал с минимално пасване - това може да се изисква за монтажни работи в масовото производство; и плътно пасване се използва, когато се изисква точно прилягане на шпонката при максималните материални условия, които могат да бъдат свързани с избора на компоненти.
Стандартът не предвижда несъответствие или отместване, по-голямо от това, което може да бъде отчетено в допустимите отклонения на размерите. Ако модулът трябва да бъде силно натоварен, проверете дали кумулативният ефект от разместване или неподравняване, или и двете, не пречи на задоволителното разположение на шпонката. Освен ако не е посочено друго, шпонките, отговарящи на този стандарт, се произвеждат от стомана, произведена в съответствие с BS 970 с якост на опън не по-малка от 550 MN/m2, в готово състояние.
Изборът на шпонката на вала е от решаващо значение, за да се избегне преждевременната повреда на шпонковите съединения. Преди да я изберете, прочетете подробните правила за избор на шпонка на вала и дизайн на шпонката на вала, за да разберете как да изчислите напреженията на срязване и натиск върху шпонката на вала. Има много критични фактори, като материал, тип натоварване, правилно пасване и т.н., които трябва да се вземат предвид при проектирането и производството на шпонковия канал, за да могат тези осигурителни елементи да изпълняват своята роля. Таблиците с размери, включени в стандартите, улесняват избора на подходящите параметри на тези елементи.
Призматични шпонки, призматичен клин и инчови призматични шпонки
Призматичната шпонка е клинов свързващ елемент, използван за свързване на главината с вала. Това са най-често срещаните видове съединения на този тип елементи, които се използват както в цилиндрични, така и в конусовидни съединения. Изработени са от стомана с минимална якост на опън. Има различни предимства и недостатъци при използването на шпонки, така че обърнете внимание на най-дребните детайли на целия проект, за да оцените пригодността на шпонковото съединение.
Според повечето стандарти размерите на шпонковите канали са посочени в милиметри, но има и такива, чийто размер е посочен в инчове. Всеки път, когато купувате конкретен продукт, си струва да обърнете внимание на единиците, в които е даден техният размер.
Шпонките без конус се наричат просто шпонки, докато шпонката с конус се нарича още клин.
Предимства на шпонковите съединения
- Ниски производствени разходи и висока наличност;
- Добре стандартизирани (ISO, BS, DIN и ANSI);
- Предаването на въртящия момент от среден към висок;
- Лесен монтаж и демонтаж, следователно лесен за повторна употреба.
Недостатъци на шпонковите съединения
- Не е подходящо за променливо насочени натоварвания и удари;
- Възможно е аксиално изместване на главината, освен ако не е блокирана с допълнителен елемент като фиксиращ винт или задържащи пръстени;
- С течение на времето разглобеното съединение може да стане много трудно за разглобяване;
- Шпонковите канали въвеждат точка на напрежение поради ефекта на прореза и намаляват здравината на вала;
- Въвежда дисбаланс на вала;
- Трудно е да се изчисли и комбинира анализът на товароносимостта и обхватът на допустимите отклонения, поради което шпонковите съединения са с големи размери;
- Нуждае се от блокиране за прехвърляне на аксиалната сила.
Призматична шпонка DIN6885
Това са всички продукти, съответстващи на стандарт DIN 6885. Това е стандарт, издаден от Германския институт за стандартизация и в момента е в сила версията с пълно наименование DIN 6885-1:2021, която е най-често използваният стандарт от производителите на шпонки, продавани в TME. Също така в този случай наличната спецификация ви позволява да изберете подходящата шпонка в зависимост от необходимостта от пасването, тъй като размерите според стандарта DIN също предполагат 2 вида пасване: P9 плътно пасване и JS9 или N9 свободно пасване.
Пасвани шпонки и пасване на шпонките
Шпонката е призматичен елемент, който е пасван плътно на страничните си повърхности. Тъй като шпонката не оказва натиск върху радиалните повърхности на главината на колелото и вала, тя не може да се използва за центриране на тези два елемента. По правило шпонковите връзки са неподвижни връзки, но е възможно да работят като подвижна връзка (движение на главината на колелото по шийката на вала). В случай на опорни връзки за главината на колелото и вала върху страничните повърхности се използва пасване h6/P9. В случай на подвижни връзки, за страничните повърхности се използват: h6/D10 за главината на колелото и h6/H9 за вала.
Склад:
