Pene de siguranţă
(67)Pana de siguranță este cea mai comună componentă metalică, utilizată pentru a conecta o parte rotativă a unei mașini la arbore. Aceasta este utilizată în mod obișnuit pentru a împiedica rotația relativă între două piese și poate transmite un cuplu. Elementul rotativ (cum ar fi un scripete, o roată dințată) și arborele trebuie să aibă un soclu și o canelură pentru buna funcționare a penei arborelui. În arbore se află o gaură pretăiată, iar în butuc se află o a doua canelură similară și în acest spațiu se introduc de obicei elementele de fixare pentru a conecta permanent cele două părți. Întregul sistem este cunoscut sub numele de articulație cu pană și este capabil să asigure o mișcare axială relativă între două piese.
Pe scurt: pana și canelura formează o articulație cu pană, care fixează butucul și arborele prin împiedicarea mișcării relative între arborele de transmisie a puterii și componenta atașată. De exemplu, angrenajele, scripetele sau roțile dințate sunt conectate ferm la arborele de transmisie prin intermediul unei pene. Există cinci tipuri principale de chei în L: înfundată, cu șa, tangențială, rotundă și canelată.
Pene de siguranță - forme și materiale.
Acestea sunt cele care se inserează în canelurile atât ale arborelui, cât și ale componentei protejate din mașină. Piesa de oțel încastrată este încastrată în tijă până la jumătate din grosimea acesteia, unde măsurarea se face din partea laterală a penei.
Există mai multe tipuri de pene utilizate frecvent, acestea fiind:
- Penele rectangulare sunt, de obicei, o bucată de metal cu o formă dreptunghiulară.
- Penele rotunjite au formă cubică, dar sunt rotunjite la capete.
- Pene prismatice cu o gaură, care permit realizarea unei articulații suplimentare a elementelor prin intermediul șuruburilor, consolidând astfel acest tip de articulație.
Fiecare tip de pană este ulterior subdivizat în categorii și, de exemplu, cele cu gaură pot fi: cu o gaură smălțuită, cu două găuri smălțuite, cu o gaură rotunjită etc.
Aceste elemente pot fi realizate din diferite materiale. În general, sunt fabricate din oțel carbon sau oțel inoxidabil, dar pot fi fabricate din alamă, cupru, aluminiu, monel și chiar nailon, însă disponibilitatea ridicată a oțelului și proprietățile sale fac ca acesta să fie cel mai frecvent utilizat pentru producția penelor. Oțelul AISI 316 este, de asemenea, pregătit pentru aplicații marine.
Sisteme de standardizare pentru pene - DIN 6885 și altele
Dimensiunile penelor prismatice, precum și ale canelurilor pentru acestea sunt definite cu precizie de două standarde din Polonia:
- PN-70/M-85005
- DIN 6885
În conformitate cu standardul polonez, penele sunt marcate cu tipul penei și dimensiunile acesteia: lățimea b, înălțimea h și lungimea l, separate prin x.
Există, de asemenea, un standard britanic, BS 4235: Partea 1:1972 (1986), referitor, printre altele, la penele paralele pătrate și dreptunghiulare și la canelurile cu pană.
Există trei clase de ajustare pentru penele paralele pătrate și dreptunghiulare și caneluri, denumite libere, normale și închise. O ajustare liberă este utilizată atunci când aplicația necesită ca butucul ansamblului să gliseze peste canelura penei; ajustarea normală este utilizată atunci când pana trebuie inserată în canelură cu un minimum de ajustare, care poate fi necesară pentru lucrările de asamblare în producția de masă; și o ajustare strânsă este utilizată atunci când este necesară o potrivire exactă a penei pentru condițiile maxime de material care pot fi asociate cu selecția componentelor.
Standardul nu prevede o dezaliniere sau un decalaj mai mare decât cel care poate fi acceptat în cadrul toleranțelor dimensionale. În cazul în care ansamblul urmează să fie puternic încărcat, trebuie verificat dacă efectul cumulativ al dezalinierii sau al decalajului, sau al ambelor, nu împiedică așezarea satisfăcătoare a canelurii penei. Cu excepția cazului în care se specifică altfel, cheile care respectă acest standard trebuie să fie fabricate din oțel conform BS 970 cu o rezistență la tracțiune de cel puțin 550 MN/m2 în stare finită.
Selectarea canelurii penei arborelui este crucială pentru a evita defectarea prematură a articulațiilor cu pană. Merită să vă familiarizați cu regulile detaliate de selectare și de proiectare a penelor de arbore înainte de a le selecta, pentru a înțelege cum să calculați atât tensiunile de forfecare, cât și cele de compresiune asupra penei arborelui. Există o serie de factori critici, cum ar fi materialul, tipul de sarcină, potrivirea corectă etc., care trebuie luați în considerare la proiectarea și fabricarea unei articulații cu pană pentru ca aceste elemente de siguranță să își îndeplinească rolul. Tabelele de dimensiuni conținute în standarde sunt cele care facilitează selectarea parametrilor corecți pentru aceste elemente.
Pene prismatice, pene conice prismatice și pene prismatice în inchi
O pană prismatică este o componentă de conectare utilizată pentru a conecta butucul la arbore. Acestea sunt cele mai comune tipuri de articulații pentru acest tip de componente, care sunt utilizate atât în cazul îmbinărilor cilindrice, cât și al celor conice. Sunt fabricate din oțel cu o rezistență minimă la tracțiune. Există diverse avantaje și dezavantaje în utilizarea penelor de siguranță, astfel încât este important să se acorde atenție detaliilor fine ale proiectului general pentru a evalua caracterul adecvat al articulației cu pană.
În conformitate cu majoritatea standardelor, dimensiunile penelor sunt specificate în milimetri, dar există și cele ale căror dimensiuni sunt specificate în inchi. Ori de câte ori cumpărați un anumit produs, merită întotdeauna să acordați atenție unităților în care este exprimată dimensiunea acestuia.
Penele fără conicitate se numesc pur și simplu pene, în timp ce o pană cu conicitate se mai numește uneori și pană conică.
Avantajele articulațiilor cu pene
- Costuri de producție ieftine și disponibilitate ridicată;
- Bine standardizate (ISO, BS, DIN și ANSI);
- Transmisie cuplu mediu spre mare;
- Ușor de asamblat și dezasamblat și, prin urmare, ușor de refolosit.
Dezavantajele articulațiilor cu pene
- Nu sunt adecvate pentru sarcini și șocuri cu direcție variabilă;
- Posibilă deplasare axială a butucului, cu excepția cazului în care este blocat de un element suplimentar, cum ar fi un șurub de fixare sau un inel de reținere;
- În timp, un conector demontat poate deveni foarte dificil de dezasamblat;
- Canelurile penelor introduc un punct de tensiune din cauza efectului de crestătură și reduc rezistența arborelui;
- Introduc dezechilibrul arborelui;
- Dificil de calculat și de combinat analizele capacității portante și ale stivei de toleranță, motiv pentru care articulațiile cu pene sunt supradimensionate;
- Pentru a transmite forța axială, au nevoie de o încuietoare.
Pană prismatică DIN6885
Toate acestea sunt produse în conformitate cu DIN 6885. Acesta este un standard emis de Institutul German de Standardizare, iar versiunea în vigoare în prezent, cu denumirea completă DIN 6885-1:2021, este cel mai frecvent utilizat de către producătorii de pene vândute la TME. Și în acest caz, în specificațiile disponibile, pana de siguranță poate fi selectată după nevoie, deoarece dimensiunile DIN presupun, de asemenea, 2 tipuri de potrivire: P9 cu potrivire strânsă și JS9 sau N9 cu potrivire liberă.
Pene montate și montarea penelor
Pana este un element prismatic care este bine fixat pe suprafețele sale laterale. Deoarece pana nu exercită presiune asupra suprafețelor radiale ale butucului de roată și ale arborelui, aceasta nu poate fi utilizată pentru a centra cele două componente. De regulă, articulațiile cu pană sunt articulații de repaus, dar este posibil să funcționeze ca o articulație de mișcare (deplasarea butucului roții de-a lungul axului arborelui). În cazul articulațiilor de sprijin, se utilizează o ajustare h6/P9 pe suprafețele laterale pentru butucul și arborele roții. În cazul articulațiilor de mișcare, pe suprafețele laterale se utilizează o potrivire h6/D10 pentru butucul roții și h6/H9 pentru arbore.
Depozit:
