Шпоночные соединения дефекты ремонт

Шпоночные соединения — что это?

Главное назначение шпоночных соединений состоит в том, чтобы осуществлять надежную фиксацию вращающихся деталей на оси и способствовать передаче момента силы от вала к ступице или же в обратном направлении. Элементы для таких соединений изготавливаются из шпоночного материала, имеют продолговатый вид и называются шпонками.

Шпонка выполняется из калиброванной стали Ст45 в форме стального бруска. Существует несколько основных видов шпонок, применяемых во множестве областей промышленности. При этом, производство каждого из них имеет собственный госстандарт, в соответствии с которым устанавливаются ее видовые особенности и физические свойства.

Монтируются шпонки в специально отведенные для них пазы, которые получаются за счет фрезерования. Основное преимущество таких конструкций заключается в относительной простоте сборочно-разборочных работ. При этом, несмотря на то, что шпонки берут на себя переносимость всех ударных нагрузок, в конечном счете, именно они ослабляют вал.

Происходит это по нескольким причинам. Во-первых, шпонки уменьшают сечение вала. Во-вторых, из-за них происходит искажение центрирования колеса, что влечет применение еще одной шпонки на противоположенном конце. Кроме того, сам процесс изготовления таких метизов очень непрост, а для того чтобы добиться взаимозаменяемости шпонок во время ремонта, придется подгонять их вручную.

Производим ремонт шпоночного соединения

Выполнить ремонт шпоночных соединений или создать их самостоятельно не так уж и сложно, как сперва может показаться. Главное — уметь работать с инструментом и знать несколько особенностей.

Например, в случае больших нагрузок на механизм, должны быть установлены несколько шпонок, две или три, при этом их размещают друг от друга под углом в 180° или же 120° соответственно. Если замене подлежит вал со шпонкой, то паз следует нарезать заново. Для этого не обязательно иметь фрезерное оборудование. Достаточно проделать несколько выемок, в которые будут запрессованы штифты, но их размеры придется подгонять в ручную.

Сам процесс ремонта выполняется в несколько этапов. Для начала следует выбрать шпонку и подогнать ее по параметрам. Теперь ее и непосредственное место установки необходимо смазать машинным маслом. После этого, при помощи молотка происходит прессование. Затем, используя щуп, происходит проверка отсутствия зазоров в соединении. Если таковые имеются, то нужно разобрать конструкцию и произвести более тщательный подгон.

Источник

Шпоночные соединения дефекты ремонт

Ремонт шпоночных и шлицевых соединений

Шпоночное соединение. Шпоночное соединение служит для передачи вращения валу от насаженной на него детали (шкива, зубчатого колеса, втулки). Соединительной деталью является шпонка. Шпоночные соединения делят на две группы: ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные).

Призматические шпоночные соединения бывают обыкновенные — для передачи вращающего момента, а также направляющие и скользящие, служащие, кроме того, для направления при осевом перемещении. Направляющие шпонки крепятся на валу (ГОСТ 8790—79) для устранения повышенного трения и износа, связанного с перекосом шпонок (рис. 42, а). Скользящие шпонки (ГОСТ 12208—66) перемещаются вместе со ступицами вдоль вала и имеют цилиндрические выступы, которые входят в соответствующие отверстия в ступицах (рис. 42, б). Сегментные шпонки (ГОСТ 24071 — 80) применяются при необходимости частого демонтажа сборочной единицы (рис. 42, в). Клиновые шпонки (ГОСТ 24068—80) способны передавать не только крутящий момент, но и осевое усилие (рис. 42, г). Однако из-за возникающих при эксплуатации перекосов они применяются для тихоходных, неответственных деталей. Тангенциальные шпонки (ГОСТ 24069 — 80) используются при больших динамических нагрузках.

Материал шпонок — углеродистая или легированная сталь с модулем упругости а не ниже 500 МПа.

Дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта приведены в табл. 17.

Таблица 17
Основные дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта

Способы ремонта

Смятие или срез шпонки

Замена шпонки. Новая шпонка должна иметь припуск 0,1 . 0,2 мм для последующей пригонки по пазу вала

Износ, смятие шпоночного паза вала

1. Обработка паза под шпонку до следующего стандартного размера.

При этом устанавливается либо ступенчатая

Способы ремонта

шпонка, либо обычная шпонка с расширением паза ступицы.

1. Изготовление нового шпоночного паза под углом 90. 120° к старому; изношенный паз заваривается.

2. Наплавка изношенного паза с последующей обработкой (для неответственных соединений)

Износ шпоночно­го паза в ступице

Обработка шпоночного паза под следующий стандартный размер на долбежном станке или вручную. В последнем случае сначала опиливается дно паза, а затем боковые стороны с обеспечением симметрич­ности относительно диаметральной плоскости

Рис. 42. Виды шпоночных соединений с помощью направляющих (а), скользящих (б), сегментных (в) и клиновых (г) шпонок

Способы восстановления шпоночных пазов различны (рис. 43). При большем износе шпоночный паз ремонтируют наваркой грани (рис. 43, а) с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом. Возможен и такой вид ремонта: паз расширяют и углубляют, полностью устраняя следы износа, а затем к нему изготовляют ступенчатую шпонку (рис. 43, б). Однако этот способ не обеспечивает высокого качества соединения, и поэтому его применяют в исключительных случаях (осмотры и текущий ремонт). Когда на чертеже нет указаний о фиксированном положении шпоночного паза, допускают изготовление его заново на другом месте без заделки старого паза (не более одного на сечение). Новый паз фрезеруют параллельно бывшему пазу в диаметральной плоскости, расположенной относительно последнего под углом 90, 135 или 180°.

При ремонте шпоночных соединений изношенные шпонки не ремонтируют, а изготовляют новые, подгонкой добиваясь их плотного сопряжения с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки: их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинились по высоте. Клиновую шпонку следует, кроме того, забивать таким

образом, чтобы при ослаблении ее можно было осаживать. Между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки.

Призматические шпонки при ремонте можно вынимать из пазов без повреждения, выполняя в средней части шпонки резьбовое отверстие и ввертывая в него винт. Когда он своим концом упрется в вал, его продолжают вращать, и шпонка при этом выходит из паза (рис. 44, а). При подгонке и сборке призматических шпонок в процессе ремонта рекомендуется выполнить специальный скос (рис. 44, б), а с обратной стороны сделать соответствующую пометку. Это позволит вынуть шпонку из паза с помощью молотка с выколоткой: выколотку упирают в помеченный конец шпонки со стороны скоса (показано стрелкой) и слегка ударяют по ней молотком. С этой стороны конец шпонки прижимают к основанию паза, а с противоположной приподнимают.

Рис. 43. Ремонт шпоночных пазов наваркой грани (а) и установкой ступенчатой шпонки (б)

Источник

Особенности эксплуатации и конструкции шпоночных соединений

Сущность и конструктивные особенности шпоночных соединений. Дефекты, которые могут присутствовать в них и способы ремонта. Технические требования и контроль элементов шпоночного соединения. Характеристика клиновых, сегментных, тангенциальных шпонок.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	21.12.2013

Особенности эксплуатации и конструкции шпоночных соединений

1. Шпоночные соединения

шпонка клиновый сегментный тангенциальный

Шпонки предназначены для передачи вращения между двумя деталями, сидящими одна в другой, или для движения деталей вдоль оси. На шпонках сажают маховики, зубчатые колеса, шкив и т. п. Для установки шпонок на деталях делают углубления — шпоночные канавки по формам и размерам шпонок. При неподвижных соединениях шпонку устанавливают в паз вала плотно или даже с натягом, а в пазу втулки создается более свободная посадка. Достоинства шпоночных соединений — простота конструкции и сравнительная легкость монтажа и демонтажа, вследствие чего их широко применяют во всех отраслях машиностроения. Основной недостаток — шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали. Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении паза дисковой фрезой крепление шпонки в пазу винтами (от возможных осевых смещений).

Шпонка — это деталь, устанавливаемая в пазах в двух сопрягаемых деталей и препятствующая их относительному повороту или сдвигу.

Ступица — центральная часть вращающейся детали (маховика, шкива, зубчатого колеса и т.д.), имеющая отверстие для посадки на вал или ось.

1.1 Дефекты шпоночных соединений и способы ремонта

Смятие или срез шпоки

Заменить шпонку новой, имеющей припуск 0,1-0,2 мм для последующей пригонки по пазу вала

Смятие или износ шпоночного паза

1. Обработать паз под шпонку следующего стандартного размера и установить ступенчатую шпонку (при установке обычной шпонки расширяют также паз ступицы).

2. Заварить старый паз и изготовить новый под углом 90- 120° к старому.

3. Наплавить изношенный паз и обработать заново (данный способ применим только для неответственных соединений)

Смятие или износ шпоночного паза ступицы

При данной поломке следует обработать паз под шпонку следующего стандартного размера на долбежном станке или вручную. В последнем случае сначала опиливают дно паза (параллельно оси ступицы или с уклоном 1 : 100 под клиновую шпонку), а затем уже боковые стороны с обеспечением их симметричности относительно диаметральной плоскости.

1.2 Технические требования к шпоночным соединениям

· правильность формы и размеров шпонки и пазов вала и ступицы по всей длине;

· отсутствие заусенцев и забоин на рабочих поверхностях шпонки и пазов;

· параллельность оси шпонки и осей вала или отверстия ступицы;

· симметричность боковых поверхностей пазов вала и ступицы относительно диаметральной плоскости;

· тщательную пригонку рабочих поверхностей шпонки и пазов; наличие зазоров по высоте для призматических и сегментных шпонок и по ширине для клиновых шпонок.

1.3 Контроль элементов шпоночного соединения:

Контроль элементов шпоночного соединения универсальными средствами измерений из-за малости их поперечных размеров существенно затруднен. Поэтому для их контроля широко используются калибры. В соответствии с принципом Тейлора проходной калибр для контроля отверстия со шпоночным пазом представляет собой вал со шпонкой, равной длине шпоночного паза или длине шпоночного сопряжения. Такой калибр осуществляет комплексный контроль всех размеров, формы и расположения поверхностей. Комплект непроходных калибров предназначен для поэлементного контроля и включает непроходной калибр для контроля центрирующего отверстия (гладкая непроходная пробка полного или неполного профиля) и шаблоны для поэлементного контроля ширины и глубины шпоночного паза.

Проходной калибр для контроля вала со шпоночным пазом представляет собой призму («наездник») с выступом-шпонкой, равной длине шпоночного паза или длине шпоночного сопряжения. Комплект непроходных калибров предназначен для поэлементного контроля и включает непроходной калибр-скобу для контроля размеров центрирующей поверхности вала и шаблоны для поэлементного контроля ширины и глубины шпоночного паза

2. Виды шпононок

2.1 Клиновые шпонки

Клиновые шпонки (рис. 2, 3) представляют собой клин с уклоном 1 : 100, который запрессовывается между валом и ступицей.

Если шпоночные пазы выполнены на валу и во втулке, то клиновые шпонки называют врезными. При этом примерно половина высоты клиновых врезных шпонок помещается в пазу вала, а другая половина в пазу ступицы.

Клиновые шпонки передают не только вращающий момент, но и осевое усилие. По своей конструкции клиновые врезные шпонки подразделяют на шпонки клиновые с плоскими (рис 3) или скругленными торцами и шпонки с головкой (рис 2). Головка предназначена для выбивания шпонки из паза. Из клиновых шпонок наиболее распространенными являются врезные, так как они более надежны и более технологичны.

Клиновые шпонки вследствие их запрессовки создают натяг в радиальном направлении и могут вызвать перекос детали и нарушение соосности.

Слесарную пригонку клиновых шпонок выполняют слесари высокой квалификации, так как это сложная и трудоемкая операция. Сложность пригонки состоит в том, что угол наклона паза насаженной на вал детали должен совпадать с углом наклона шпонки. При сборке соединений с клиновой шпонкой готовят нужную шпонку; смазывают шпонку и пазы вала и ступицы машинным маслом; ступицу надевают на вал, пазы их совмещают; шпонку вводят в паз и ударом по широкой торцовой части или головке заклинивают, при этом головка шпонки не должна доходить до ступицы, что гарантирует наличие натяга в соединении; при наличии зазора (проверяется щупом с обеих сторон ступицы), который образуется при несовпадении уклонов шпонки и ступицы, соединение разбирают и соприкасающиеся поверхности пригоняют. Пригоняют шпонки припиливанием и пришабриванием по краске.

Ввиду сложности установки и других указанных недостатков клиновые шпонки в настоящее время редко применяются.

2.2 Сегментные шпонки

Сегментные шпонки (рис. 4) — пластины в виде сегмента, которые закладывают в соответствующую форму паза на валу. Это шпонки по принципу работы подобны призматическим (отличие только в их форме): передача крутящего момента осуществляется через боковые стороны шпонок и пазов.

Сегментные шпонки дешевле клиновых или призматических шпонок, но больше ослабляют вал. Поэтому для длинных втулок целесообразно применять две или несколько небольших сегментных шпонок. Благодаря тому, что шпонка утоплена сравнительно глубоко в вал, она передает крутящий момент надежнее, чем призматическая, а также меньше сминается. Для того чтобы закрепленную деталь легче было снять, на концах сегментной шпонки должны быть сделаны фаски.

Шпонки могут иметь концы острые или срезанные.

К достоинствам сегментных шпонок относится высокая технологичность соединения, не требующая ручной подгонки, устойчивое направление на валу, исключающее перекос, который имеет место в призматических шпонках. Так-же подобные шпонки отличаются простотой и дешевизной изготовления самих шпонок и шпоночных пазов. Недостатком сегментных шпонок является необходимость выполнения глубокого шпоночного паза, что в значительной степени ослабляет вал. По этой причине сегментные шпонки применяют при передаче небольших вращающих моментов.

Пазы на валах обрабатываются дисковыми фрезами с большей производительностью и точностью, чем для призматических шпонок. Шпонки изготовляют из чистотянутых сегментных профилей, а в мелкосерийном производстве — из цилиндрического проката с разрезанием на сегменты. Демонтаж шпонок несложен и осуществляется легким ударом по концу шпонки.

2.3 Тангенциальные шпонки

Тангенциальные шпонки (рис. 5) представляют собой призматический брусок, составленный из двух односкосных клиньев, устанавливаемых в паз вала таким образом, что одна из его граней оказывается касательной к цилиндрической поверхности вала. Внешние грани двух клиньев, образующих тангенциальную шпонку, параллельны одна другой. Тангенциальные шпонки устанавливают под углом 120, при этом создается натяг между валом и ступицей детали (то есть не в радиальном, а в касательном направлении).

Тангенциальные шпонки обеспечивают передачу вращающего момента при реверсировании. Применяют тангенциальные шпонки и при больших динамических нагрузках. По сравнению с врезными тангенциальные шпонки могут передавать больший вращающий момент. Тангенциальные шпонки обычно применяются на валах диаметром не менее 100 мм; при передаче знакопеременных крутящих моментов необходимо ставить две пары шпонок. ГОСТ предусматривает две серии соединений с тангенциальными шпонками — нормальную и усиленную, различающиеся размерами шпонок и пазов

Шпонки работают в основном на сжатие и поэтому наиболее надежны, но соединение этими шпонками сложное. Применяют преимущественно в тяжелом машиностроении при больших динамических нагрузках, а также для передачи реверсивных движений.

В современном производстве применяются ограниченно.

1) А.Фролов — «Виды соединений» — Курсовой проект,: Пермь — 2008г

2) Х.А. Дианов, Н.Г. Ефремов — «Детали машин» — Курс лекций,: М — 2003г.

3) Большая научно-техническая электронная библиотека «Нефть-Газ» — http://www.nglib.ru — по состоянию на 14.12.12.

Подобные документы

Характеристика основных элементов шпоночного соединения: вала, шпонки и ступицы колеса (шкива, звездочки). Способы применения и расчет призматических, сегментных, клиновых и тангенциальных шпонок. Описание достоинств и недостатков шлицевых соединений.

презентация [593,5 K], добавлен 03.02.2012

Описание шпонки и ее соединений, параметры стандартизации. Соединения призматическими шпонками: плюсы и минусы. Конструкция соединения с цилиндрической шпонкой. Характерные признаки резных клиновых шпонок. Материал шпонок и выбор допускаемых напряжений.

методичка [590,6 K], добавлен 07.02.2012

Определение величины допуска, предельных размеров, зазоров и натягов. Оформление сборочных чертежей и рабочих чертежей с обозначением посадок и отклонений. Конструктивные и эксплуатационные особенности шпоночных соединений. Посадка шпоночных соединений.

контрольная работа [75,2 K], добавлен 12.01.2015

Ремонт и монтаж насоса ЦНС-180. Расчеты на прочность следующих элементов насоса: корпуса, фланцевых соединений, вала, муфты, шпоночных соединений. Требования безопасности при ремонте и монтаже. Экономическая эффективность проведения капитального ремонта.

дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.12.2011

Основные параметры зубчатой передачи цилиндрического редуктора. Расчет долговечности принятых подшипников для ведущего вала. Статическая и усталостная прочность ведомого вала. Подбор шпонок и проверка шпоночного соединения. Расчет шпоночных соединений.

курсовая работа [398,9 K], добавлен 16.03.2015

Понятие и функциональные особенности, сравнительная характеристика и специфика применения шпоночных, шлицевых, профильных и призматических соединений. Классификация и разновидности данных соединений, определение их основных преимуществ и недостатков.

презентация [601,3 K], добавлен 25.08.2013

Развитие международной организации по стандартизации. Расчет посадок на соединения узла и подвижного соединения, колец подшипников качения и размерной цели. Допуски и посадки шпоночных и шлицевых соединений. Взаимозаменяемость резьбовых соединений.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.12.2009

Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Посадки шпоночных, шлицевых и резьбовых соединений. Выбор и обоснование метода достижения точности сборки узла. Обоснование допусков формы, расположения и шероховатости поверхностей зубчатого колеса.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.06.2009

Стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц: ускорение и удешевление конструирования, изготовления, эксплуатации и ремонта машин. Выбор посадок для гладких цилиндрических сопряжений, шпоночных и шлицевых соединений, подшипников качения.

курсовая работа [835,5 K], добавлен 19.12.2010

Соединения гладких валов и отверстий, контроль размеров цилиндрических поверхностей гладкими калибрами. Выбор и обоснование средств измерения. Допуски и посадки типовых соединений сложного профиля: шпоночных, шлицевых, метрической резьбы, передач.

курсовая работа [741,6 K], добавлен 25.12.2014

Источник