0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шпонка что это в двигателе

Соединительный узел состоит из вала, ступицы и самой шпонки. Соединительным элементом двигателя и машины может быть ступица колеса, звездочка, шестеренки или другая деталь.

Шпонка — это металлический брус, который устанавливается в соединительные пазы входного или выходного валов и ступицу двигателя или машины. Она предназначена для передачи силы вращения со ступицы двигателя на валы редуктора, с них — на ступицу машины.

Для изготовления паза под соединитель, применяют дисковую или концевую фрезу. Паз в ступице изготавливают методом протягивания резца.

Типы шпонок, их размеры, формы и варианты установки определены соответствующими стандартами и нормативами.

Зачем нужна машине коленвальная шпонка?

Прежде всего, стоит отметить тот факт, что данная деталь, служит важным связующим звеном между ступицей и непосредственно валом автомобиля. Шпонка осуществляет передачу вращения в момент движения колесного механизма машины от одной части машины к другой и обратно. В итоге выполняется необходимое при движении вращение колеса.

Получается, что без наличия шпонки коленвала, машина попросту не сможет сдвинуться с места. Ее колеса попросту не смогут выполнять вращающие движения, и автомобиль будет неподвижен. Вот такая она, маленькая, но важная шпонка. А что же она собой представляет?

Основные виды шпонок

Самыми распространенными в машиностроении, станкостроении и автомобилестроении являются шпонки призматические, сегментные и клиновые. На них распространяются определенные стандарты, определяющие материал, размеры, допуски и отделку.

Призматические шпонки (ГОСТ 23360, DIN 6885, ANSI B17.1) имеют квадратное или прямоугольное сечение. Форма A – оба торца закругленные, форма B – оба конца плоские, форма AB – один закругленный конец и другой плоский.

  • Передают высокий крутящий момент при сравнительно небольшой глубине канавок.
  • Создают как неподвижные, так и скользящие соединения, то есть допускают относительное осевое перемещение ступицы вдоль вала.

Сегментные шпонки (ГОСТ 24071, ISO 3912, DIN 6888) имеют полукруглую форму, так что при установке они оставляют выступающий язычок. Шпоночный паз в валу — полукруглый карман, в ответной части — продольный паз.

  • Простота изготовления шпоночных пазов.
  • Устойчивость крепления детали за счет большой глубины врезания в вал, что особенно важно для работы на высоких скоростях.
  • Может устанавливаться на конический вал, выравниваясь путем легкого вращения в седле.

Клиновые шпонки с головкой (DIN 6887, ISO 774, ГОСТ 24068-80) выполнены в форме продолговатого клина с уклоном по верхней грани и выступом, который служит стопорным элементом. Применяются для фиксации шкивов и шестерен на валах и передачи вращающего момента.

  • Выступающая головка облегчает снятие при разборке без повреждения стержня.
  • Деталь имеет конус 1:100 для плотного зацепления вала со ступицей.
  • Идеально подходит для работы при ударных нагрузках.

Шпонка. Шпоночный паз. Виды, размеры и предельные отклонения.

Призматические шпонки по ГОСТ 23360-78.

Рис 1. Основные обозначения призматических шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 1. Размеры и предельные отклонения призматических шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78.

Высота шпонокПредельное отклонение размеров
d + t1d + t2
От 2 до 60
-0,1
+0,1
Св. 6 до 180
-0,2
+0,2
Св. 18 до 500
-0,3
+0,3

Призматические шпонки с креплением на валу по ГОСТ 8790-79.

Рис 2. Основные обозначения призматических шпонок с креплением на валу и шпоночных пазов.

Таблица 3. Размеры призматических шпонок с креплением на валу по ГОСТ 8790-79.

Ширина b (h9)Высота h (h11)Радиус закругления r или фаска s1 x 45°Диаметр d0Длина l2Длина l (h14)Винты по ГОСТ 1491-80
не менеене болееотдо
870 250,40М372590М3×8
1080,400,60825110М3×10
12М41028140М4×10
149М536160М5×12
1610М61145180М6×14
181150200
20120,600,8056220
2214М81663250М8×20
2570280
281680320
3218М101890360М10×25
36201,001,20100400
4022М1222100400М12×30
4525125450

Сегментные шпонки по ГОСТ 8786-68.

Рис 3. Основные обозначения сегментных шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 4. Размеры и предельные отклонения сегментных шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 8786-68.

Клиновые шпонки по ГОСТ 24068-80.

Рис 4. Основные обозначения клиновых шпонок и шпоночных пазов.

Таблица 5.1 Размеры и предельные отклонения клиновых шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 24068-80.

Таблица 5.2 Размеры и предельные отклонения клиновых шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 24068-80.

Двигатель бензиновый BULAT BW192FE-S (шпонка, 18 л.с., электростартер) (Weima 192)

Двигатель бензиновый BULAT BW192FE-S — это самый мощный одноцилиндровый двигатель из аналогов Хонды. В то же время, благодаря доработкам корпорации Вейма, он имеет высокие показатели экономичности. Двигатель новой серии имеет увеличенный бензобак до 6,5 л., новый глушитель, новый карбюратор и воздушный фильтр типа циклон, благодаря которому увеличивается ресурс. Получил сертификаты CE/EPA/EC/CARB. Вал 25 мм под шпонку.

Оснащен электростартером для легкого пуска и генератором для подзарядки аккумулятора и обеспечения рабочей площади светом.

Двигатель имеет автоматический регулятор оборотов двигателя в зависимости от изменения нагрузки.

BULAT BW192FE-S имеет защиту от низкого уровня масла (установлен дискретный датчик уровня масла). При низком уровне масла или критичных наклонах двигатель не заведётся. Уровень масла должен быть по заливную горловину.

Характеристики бензинового двигателя BULAT BW192FE-S:

  • Модель — BULAT BW192FE-S
  • Тип двигателя — Одноцилиндровый, 4-х тактный, с верхним расположением клапанов (ОНV)
  • Выход вала под шпонку, 25 мм
  • Система зажигания — Транзисторное магнето
  • Объем двигателя — 420 см³
  • Удельный расход топлива — 355 г/кВт ч
  • Диаметр цилиндра/ход поршня — 92х69 мм
  • Максимальная мощность — 18 (13,24) л.с. (кВт)
  • Скорость вращения коленчатого вала — 3600 об/мин
  • Направление вращения вала — против часовой стрелки
  • Емкость топливного бака — 6,5 л
  • Емкость масла в картере — 1,7 л
  • Масло — SAE 10W40
  • Пуск — Ручной/электростартер
  • Вес — 38 кг
  • Тип и наличие редуктора двигателя — отсутствует
  • Габаритные размеры — 490х460х520 мм

Год назад делал вынужденный капитальный ремонт.

Месяц назад, после смены порванной подушки двигателя, услышал стук. Оказалось, внешний шкив коленвала разбился, болтается на оси даже руками. Поменял шкив на новый, затянул аж пипец.

Теперь снова слышу похожие стуки при оборотах 700 и ниже. Визуально видно как на 1-2 мм болтается шкив. На оборотах выше ничего нет, шкив вращается ровно.

Заочно ставлю диагноз: разбит шпоночный паз коленвала.

Какие существуют варианты ремонта?

1. Замена коленвала.

2. Проточка нового паза со съемом коленвала — почти замена.

3. Проточка нового паза без съема — это реально?

4. Посадка шкива на какой-нибудь клей — такое бывает?

Может ли быть так, что разбита только шпонка, а паз в норме?

Есть другие варианты ремонта?

Год назад делал вынужденный капитальный ремонт.

Месяц назад, после смены порванной подушки двигателя, услышал стук. Оказалось, внешний шкив коленвала разбился, болтается на оси даже руками. Поменял шкив на новый, затянул аж пипец.

Теперь снова слышу похожие стуки при оборотах 700 и ниже. Визуально видно как на 1-2 мм болтается шкив. На оборотах выше ничего нет, шкив вращается ровно.

Читать еще:  Ваз 2107 на холодную писк в двигателе

Заочно ставлю диагноз: разбит шпоночный паз коленвала.

Какие существуют варианты ремонта?

1. Замена коленвала.

2. Проточка нового паза со съемом коленвала — почти замена.

3. Проточка нового паза без съема — это реально?

4. Посадка шкива на какой-нибудь клей — такое бывает?

Может ли быть так, что разбита только шпонка, а паз в норме?

Есть другие варианты ремонта?

Может со шпонкой опять такая ерунда? паз на валу разбить тяжеловато будет, там высоколегированная сталь в отличии от шкива там сталь по мягче. Проще будет сдернуть шкив и ставить диагноз, «вскрытие покажет» как говорится. А вытачить или приклееть не получится залипуха полная, это надо и вал протачивать и под него уже сам шкив

На Бочке ослабло крепление шкива . разболталось, раздолбило . думал всё, приехали, менять пол двигателя. Но дня начала поставил новую шпонку затянул и . забыл о проблеме.

Попробуй сперва шпонку поменять.

TLC Prado 150 TX-L

Глупо искать чёрную кошку в тёмной комнате, тем более, если её там нет.
Но ещё глупее искать в тёмной комнате чёрную змею. Тем более, если она там есть.

Прошлым летом знакомый ехал из Улан-Уде в опуск на юг на Калде.Возле Кургана провернуло шкив навесных агрегатов.Сам паренёк военный,малый находчивый-каким то образом умудрился доехать до Челябинска.Когда у меня в гараже сняли шкив,там не то что шпонки,даже от паза на колене ничего не осталось.Хорошо что у него в багажнике точ такой же двиг лежал,на продажу вёз под заказ.Не довёз однако.

Вот мне тоже заочно мастер сказал, что если коленвал не убит, для начала вытачивают новую шпонку.

А если убит, то предложил болгаркой прорезать новый паз — говорит на девятке так делали. + каким-то клеем намазать крутым.

Завтра поеду делать вскрытие.

на моей тож разбило
поставил на холодную сварку
после схватывания дотянул пневмогайковертом на шиномонтажке
около30тыс полёт нормальный
с суперпуперклеем поаккуратней а то шкив болгаркой снимать придется

Легкое вскрытие показало, что шкив стоит прочно, совсем не болтается. Прикручен намертво. То же самое мне сказали на другом СТО.

Но стук есть. Частота стука — 2*обороты. То есть полоборота коленвала — стук, ещё полоборота — второй стук.

Сказали (в трех СТО) для определения почему стучит надо лезть к ГРМу. Почему шкив визуально гуляет на малых оборотах, и что за стук — не может сказать никто. В ближайнее время буду менять ГРМ.

Правда я заметил новую особенность — если визуальное гуляние шкива полностью пропадает при оборотах 1000+, то стук (еле)слышен вплоть до 2000, но только на прогретую. На холодную не могу услышать. Стук слегка усиливается когда отпускаешь газ, и ослабевает когда увеличиваешь обороты. Хотя, может все это субъективно.

Ты уверен что дело именно в шпонке? Ну сними шкив и промерий его и вал, там не так уж много делов, ну минут на 20-30, если под кожух ГРМ не лезть. Может еще и демпфер, резиновая прослойка в шкиве усыхает и он начинает гулять, но при таком случае он пллотно на валу сидит. Это скорее не твой случай. Как ремонтировать у тебя. х.з. вскрутие покажет. Мое мнение если авто оставлять под себя — я бы менял вал, если на продажу. тут сам решай. Как на валу прорезать, да ещё и по месту, болгаркой паз под шпонку я слабо себе это представляю. ТС только не пропадай, отпиши по результату.

Подергал инжекторы — характер стука почти не меняется. То есть если это вкладыши, то скорее всего коренные.

Вопрос — посмотреть состояние вкладышей можно через поддон? Коренных? Шатунных? Заменить можно?

Ещё вопрос — возможно ли что это вообще вкладыши? На них похоже, но где-то читал, что за сотни километров, которые я проехал со стуком, они бы у меня уже давно провернулись и выпали.

В субботу поеду менять ГРМ. Уже мечтаю чтоб это была шестерня ГРМ или что-то подобное.

Посмотреть и поменять все вкладыши при снятом поддоне можно конечно, только вполне возможно, что это палец постукивает. Пока поршень не спрессуешь — не определить, хотя отключение форсунки на стук пальца должно влиять.

Как ты собрался менять вкладыши просто при снятом поддоне?! Поделись пожалуста.

А что еще нужно снять для замены вкладышей?

Я так понимаю, коленвал притягивается сверху, со стороны ГБЦ, а снизу, через «дырки», можно только посмотреть на него, и на вкладыши.

Хотя я только за, если можно поменять со стороны поддона))

Хотя вот: ФОТООТЧЕТ- Капиталим 5E-FE.
Вроде как коленвал можно открутить снизу? Тогда и «капремонт» можно делать не снимая головы, так получается?

Капремонт без снятия головы не сделать, даже кольца не поменять, впрочем так-же как и не шлифануть коленвал не расцепив коробку с двигателем, а вот вкладыши снимаются легко снизу при снятом поддоне — вал для этого снимать не нужно.

Шатунные вкладши да меняются и вал снимать не нужно, а коренные чтобы заменить нужно вал снимать 100%. Что снимать вал лучше вынуть двигатель.

Удивил. Простейшая операция известная еще нашим дедушкам. Ну вот можно здесь почитать, а то букаф многа получается по новой все переписывать. http://forum.corona-club.ru/index.ph. 3860#msg183860

Можно и так, но если не себе делаешь, а людям подарить потом. Я так понял они даже коробку не откидывают, вообще жесть. А как они вал катают потом, проверяют как, а если кусать начнет? Ну на продажу вариант сойдет, некоторое время будет ездить, но вот какое?

Вопрос был — как проверить состояние коренных вкладышей, а не состояние колена. Скажем при замене колец проверить состояние легко доступных деталей абсолютно не грех. При этом если состояние вкладышей в норме — зачем вытаскивать вал?

Я менял у себя коренные вышеописанным способом. Только дополнение, натяжной ролик ремня ГРМ надо ослабить, а то он вал вверх подтягивает и на первой шейке вкладыши тяжело выходят. Вкладыши менял потому что был какой то стучёк, подозревал что там проблема. Промерить зазор, вернее наличие предельного износа можно так, надо изготовить спец. щуп, делается из мягкого металла, у меня из латунной фольги толщиной 0,07мм, вырезается полоска длинной около 3 см, шириной 1 см , края закругляются радиусом 0,5 см, т.е. торец полукруглый, ножом аккуратно снимается фаска со всех сторон. Пользоваться так, снимаешь крышку нужной шейки, смазываешь щуп маслом, вкладываешь его поверх вкладыша в крышке и прикручиваешь всё это на место. Сильно не затягивать. Если вал зажало значит зазор меньше 0,07 мм, а это для многих двигателей норма, если проворачивается легко — зазор большой, Много не проворачивать, что бы не задрать, так чуток тронули и всё, силу сильно не прилагать, убедились держит или нет и всё. Я так делаю почти всегда при разборке двигателей, если все шейки держат, вал можно не точить.

Читать еще:  Чем заправляется водородный двигатель

Двигатель бензиновый WEIMA WM192FE-S (CL) (центробежное сцепление, шпонка 25 мм, эл/старт)

    +380 показать номер +380976102019
  • +380976102019 Отдел продаж
    +380 показать номер +380976102019
  • +380976102019 Отдел продаж
ДеньВремя работыПерерыв
Понедельник09:00 — 18:00
Вторник09:00 — 18:00
Среда09:00 — 18:00
Четверг09:00 — 18:00
Пятница09:00 — 18:00
Суббота10:00 — 17:00
Воскресенье10:00 — 17:00

* Время указано для региона: Украина, Каменец-Подольский

Условия возврата и обмена

Компания осуществляет возврат и обмен этого товара в соответствии с требованиями законодательства.

Сроки возврата

Возврат возможен в течение 14 дней после получения (для товаров надлежащего качества).

Обратная доставка товаров осуществляется по договоренности.

Внимание! Все товары, приобретенные в нашем интернет-магазине, проходят техническую проверку на работоспособность и берутся на гарантийное и послегарантийное обслуживание в соответствие с законом «О защите прав потребителей». Мы работаем для Вас!

Бензиновый двигатель WM192FE-S (CL). Разработан с учетом современных технологий, по лицензии от Японской компании Honda. Двигатель наделен довольно внушительной мощностью 18 л.с. или 13 кВт. Рабочий объем этого 4х-тактного 1-цилиндрового двигателя, составляет 460 см3. Система охлаждения, воздушная принудительного типа и центробежным сцеплением.

Высокое качество этого мотора, заслуживает внимание потребителя. Хотелось обратить внимание на то, что не только частные лица, устанавливают на свое оборудование двигатели от компании Weima. Двигатели этой фирмы, уже давно, взяли на свое вооружение именитые производители техники. К примеру, Husqvarna устанавливает мотор Вейма, на свои мотоблоки. Отечественный производитель, Мотор-Сич и мотоблоки Карпаты, также предпочитают именно эти двигатели.

Двигатель с воздушным охлаждением 18 л.с. WM192FE-S (CL). Такая система охлаждения, отличается не привередливостью и высокой результативностью при охлаждение мотора. Интенсивное вращение крыльчатки, способствует втягиванию воздуха, через отверстия в стартере двигателя. Непрерывная работа лопастей, предотвращает перегрев двигателя.

Масляный фильтр двигателя. Как вы знаете, такая система очистки воздуха, пришла на смену, более простым фильтрам. И доказала свое превосходство. Двигатель с масляным фильтром, на порядок долговечней, за счет качественной очистки воздуха, перед поступлением в камеру сгорания. Способность такого фильтра, останавливать даже очень маленькие частицы пыли, вследствие чего, воздух в камеру, поступает практически стерильным.

Уход за фильтром. Рекомендуется, периодически производить осмотр и профилактику. Для этого нужно, снять крышку фильтра. Извлечь элемент фильтра, промыть его в моющем средстве, или в мыльной воде. Проверить состояние масла в емкости. Заменить, или добавить смазку, по уровню указанному на ванночке и можно собирать фильтр. Следуя таким простым правилам, вы добьетесь длительной и качественной работы вашей техники.

Датчик низкого уровня масла. Своеобразная защита двигателя, от не желательного запуска, в момент отсутствия смазки в картере двигателя, или при недостаточном его количестве. Датчик, установлен в картере и предназначен для мгновенной остановки рабочего процесса, при возникновение такого рода неполадок. Только после того как будет устранен этот недостаток, двигатель можно будет запустить и продолжить работу.

Картер двигателя имеет емкость 1.65 л. Рекомендуемое масло – это SAE10W40. Две заливные горловины с двух сторон мотора, необходимы для более удобного доступа, не зависимо где и как, будет установлен двигатель.

Двигатель Вейма 18 л.с. Направление вращения вала, против часовой стрелки. Горизонтальное расположение вала. Вал выполнен из качественной стали, которая не боится нагрузок. Диаметр рабочего вала 25 мм. Вал именно этого мотора, идет под шпонку.

Автоматическая регулировка оборотов, в не зависимости от нагрузок двигателя, делают работу этого мотора, максимально продуктивным.

Экономичный двигатель. Несмотря на высокую мощность, двигатель Вейма 192, довольно экономичный. Продуктивность и снижение расхода топлива, было достигнуто за счет применяемой здесь технологии OHV. Верхнее расположение клапанов. Наклоненный цилиндр, обеспечил снижение нагрузки, а главное уменьшился расход топлива на 20% Также снизился расход машинного масла на 50% В данный момент, этот двигатель, считается одним из самых экономичных моторов, на рынке Украины. Расход топлива, составляет 340 гр/кВт/час.

Двигатель с гильзой. Сама гильза, выполненная из специального чугунного сплава. Как вы знаете, гильзованый двигатель, способен служить более длительный промежуток времени. Также стоит обратить внимание, по истечению срока эксплуатации, такой мотор легко можно расточить и на годы продлить срок эксплуатации. Гильзу, окружает прочный алюминиевый сплав. Такой сплав, имеет высокую теплоотдачу, благодаря чему, мотор довольно быстро остывает. Результативному охлаждению, способствуют довольно большие ребра на цилиндре. Диаметр цилиндра 92 мм. Ход поршня 69 мм.

Двигатель с эл.стартером. Такая опция, позволит вам, привести в рабочее состояние мотор, простым поворотом ключа. Но запуск двигателя вручную, с помощью шнура стартера, остается возможным. Благодаря отличной системе зажигания, в роли которой выступает транзисторное магнето, запуск этого мощного двигателя, пройдет довольно просто.

Низкий уровень шума. Не смотря на внушительную мощность движка. Мотор работает довольно тихо. Производитель добился снижения шума, без потери мощности, путем не значительного увеличения глушителя и применению технологии, способной максимально поглотить шум работающего двигателя. Также мы видим, что глушитель имеет дополнительный защитный кожух. Такой кожух, снижает риск ожога, в момент работы агрегата.

Область применения. Это конечное сельское хозяйство, где такого класса двигатель, устанавливают на различную сельскохозяйственную технику. Так этот мотор, можно увидеть на не большом тракторе. Такой двигатель, может быть установлен на раму тяжелого мотоблока. Также этот двигатель, применяется на другом силовом оборудование, генераторах, помпах, дробилках ветвей и т.д.

Плюсы двигателя с центробежным сцеплением

  • Легкий старт мотора. Функционировать начинает в первую очередь движок, а затем вступают в работу все механизмы, но только после решения оператора, который решает, когда техника прогрелась и готова к выполнению поставленных задач.
  • Исключается ход шкива, на холостых оборотах агрегата. Коленвал вращается, но под натяжением ремней, остается неподвижна вся рабочая-система. Добавив газ, приводится в действие весь механизм.

Технические характеристики WEIMA WM192FE-S (CL)

Тип двигателя: 4-х тактный
Количество цилиндров: 1
Диаметр цилиндра/ход поршня: 92/69 мм
Охлаждение: Воздушное
Мощность: 18 л.с.
Мощность двигателя: 13.1 кВт
Рабочий объём двигателя: 460 куб.см.
Тип топлива: Бензин
Система зажигания: Магнето
Тип вала: Шпоночный
Длина вала: 72 мм
Диаметр вала: 25 мм
Число оборотов двигателя: 1800 об/мин
Крутящий момент: 32 Hm
Запуск: Электрический запуск
Объем топливного бака: 6.5 л
Расход топлива: 340 г/кВт*ч
Назначение: для мотоблока; для минитрактора; для картинга; для мотопомпы; для генератора; для дровокола; для щепореза; для пилорамы
Вес, кг 35 кг

Детали машин

Характеристика шпоночных соединений

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки и т. п.) .
Шпонка представляет собой стальной брус, устанавливаемый в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице и наоборот.
Основные типы шпонок стандартизированы.

Шпоночные пазы на валах получают фрезерованием дисковыми или концевыми фрезами, в ступицах – протягиванием (см. рис. 1) .

Достоинства шпоночных соединений – простота конструкции, вследствие чего их широко применяют во всех областях машиностроения.

Недостатки – 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.

Читать еще:  Гибридный двигатель как заряжать

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении: при изготовлении паза концевой фрезой, требуется ручная пригонка шпонки по пазу; при изготовлении дисковой фрезой – крепление шпонки в пазу винтами от возможных осевых перемещений.

Классификация шпоночных соединений

Шпоночные соединения подразделяют на ненапряженные и напряженные.
Ненапряженные соединения получают при использовании призматических и сегментных шпонок. При сборке этих соединений в деталях не возникает монтажных напряжений. Для обеспечения центрирования и исключения контактной коррозии (фретинг-коррозии) ступицы устанавливают на валы с натягом.

Напряженные соединения получают при применении клиновых и тангенциальных шпонок (рис. 2) . При сборке таких соединений возникают предварительные (монтажные) напряжения. Тангенциальные шпонки являются разновидностью клиновых шпонок. При запрессовке клиновых шпонок в соединении возникают распорные радиальные силы, что приводит к появлению дисбаланса.
Клиновые шпонки в настоящее время применяются редко, поэтому их методика расчета на прочность здесь не рассматривается.

По форме различают три основных типа шпонок (кроме клиновых и тангенциальных, рис. 2) – призматические , сегментные и круглые .

Призматические шпонки (рис. 3) изготавливают в нескольких исполнениях – с плоскими и скругленными торцами. Округление торцов шпонки облегчает монтаж конструкции.
Шпонки с плоскими торцами устанавливают вблизи деталей (концевых шайб, колец и т. п.) , препятствующих ее осевому перемещению, поскольку призматическая шпонка не препятствует осевому перемещению деталей вдоль вала.
Иногда для фиксации от осевого смещения призматические шпонки фиксируют распорными втулками или установочными винтами.

Сегментные шпонки (рис. 3) , как и призматические, работают только боковыми гранями. Их применяют при передаче относительно небольших вращающих моментов, так как глубокий паз значительно ослабляет вал.
Сегментные шпонки и пазы для них просты в изготовлении и удобны для монтажа и демонтажа. Глубокая посадка шпонки обеспечивает ей устойчивое положение.
В отличие от призматических шпонок, сегментные шпонки не нуждаются в дополнительной фиксации от осевого перемещения.

Материал шпонок и допускаемые напряжения

Стандартные шпонки изготовляют из специального сортамента среднеуглеродистой чистотянутой стали с σв ≥ 600 МПа – чаще всего из сталей марок Ст6, 45, 50.

Допускаемые напряжения смятия [σ]см для шпоночных соединений зависят от материала ступицы (вал, как правило, изготовляют из стали) , типа посадки ступицы и характера нагрузки.

Так, неподвижное соединение при стальной ступице допускает напряжение 140…200 МПа, при чугунной ступице – 80…110 МПа. Большие напряжения допускаются при постоянной нагрузке, меньшие – при переменной.

Допускаемое напряжение при срезе шпонок [τ]ср = 70…100 МПа (Н/мм2). Большие допускаемые напряжения принимают для постоянной нагрузки.

Расчет шпоночных соединений

Основным критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность.
Шпонки выбирают по таблицам ГОСТов в зависимости от диаметра вала, а затем соединения проверяют расчетом на прочность.
Характер напряжений, возникающих в шпоночном соединении во время работы, показан на рис. 4 . Шпонки работают на смятие и срез, а боковые стенки пазов на валах и в ступицах — на смятие.

Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие, поэтому основной расчет шпоночных соединений – расчет на смятие шпонки. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не производят.

При расчете условно принимают, что напряжение σсм смятия распределяются равномерно по площади контакта боковых граней шпонок и шпоночных пазов, а прочность материала, характер соединения, режим работы учитываются при выборе допускаемого напряжения [σ]см .

Проверочный расчет соединения призматической шпонкой выполняют по условию прочности на смятие (см. рис. 4):

где: F1 – окружная сила, передаваемая шпонкой, Асм – площадь смятия шпонки (мм 2 ).

где: T = передаваемый момент (Нм); d – диаметр вала (мм).

На смятие рассчитывают выступающую из вала часть шпонки, которая имеет меньшую площадь смятия.
При определении площади смятия Асм учитывают размер фаски f , который для стандартных шпонок примерно равен 0,06h (здесь h – общая высота шпонки) .

Шпонка с фаской f = 0,06h имеет расчетную площадь Асм смятия:

где: t1 – глубина шпоночного паза на валу (мм); lр – расчетная длина шпонки (мм).
Для шпонок с плоскими торцами lp = l , со скругленными торцами lp = l – b .

Подставив значения F1 и Асм в формулу проверочного расчета, получим:

В проектировочном расчете соединения, после выбора размеров b и h поперечного сечения шпонки по стандарту, определяют расчетную рабочую длину lp :

Длину ступицы lст принимают на 8…10 мм больше длины шпонки. Если длина ступицы больше величины 1,5d , то шпоночное соединение целесообразно заменить на шлицевое или соединение с натягом, чтобы избежать значительной неравномерности распределения напряжений по длине шпонки.

Проверочный расчет соединения сегментной шпонкой выполняют на смятие:

где: lp ≈ l – рабочая длина шпонки (мм); (h – t) — рабочая глубина паза в ступице (мм).

Поскольку сегментные шпонки выполняются узкими, их, в отличие от призматических, проверяют на срез.
Условие прочности при срезе:

где: b – ширина шпонки (мм); [τ]сp – допускаемое напряжение на срез.

Рекомендации по конструированию шпоночных соединений

При проектировании и конструировании шпоночных соединений следует придерживаться следующих рекомендаций, основанных на опыте эксплуатации и аналитических выводах:

  • Перепад диаметров ступеней вала с призматическими шпонками назначают из условия свободного прохода детали большего посадочного диаметра без удалении шпонки из паза на участке меньшего диаметра.
  • При наличии нескольких шпоночных пазов на валу их располагают на одной образующей.
  • Из удобства изготовления рекомендуют для разных ступеней одного и того же вала назначать одинаковые по сечению шпонки, исходя из ступени меньшего диаметра.
    Прочность шпоночных соединений при этом оказывается вполне достаточной, поскольку окружные силы на разных участках вала обратно пропорциональны диаметру, поэтому на участках с большим диаметром окружная сила будет меньше.
  • При необходимости установки двух сегментных шпонок их ставят вдоль вала в одном пазу ступицы. Постановка нескольких шпонок в одном соединении сильно ослабляет вал, поэтому рекомендуется в этом случае перейти к шлицевому соединению.

Пример проектировочного расчета шпонки

Задача Выбрать тип стандартного шпоночного соединения стального зубчатого колеса со стальным валом и подобрать размеры шпонки.
Диаметр вала d = 45 мм .
Соединение передает вращающий момент Т = 210 Нм при спокойной нагрузке.

Решение
Выполняем проектировочный расчет, на основании которого подбираем нужную шпонку.

Выбор соединения:

Для соединения вала с колесом принимаем широко распространенную призматическую шпонку со скругленными торцами ( исполнение I) .

Расчетные размеры шпонки и паза на валу:

По таблице стандарта, устанавливающей зависимость между диаметром вала, размером сечения шпонки и глубиной паза, принимаем для d = 45 мм :

b = 14 мм ; h = 9 мм , глубина паза на валу t1 = 5,5 мм .

Допускаемые напряжения:

По таблице стандарта, устанавливающей зависимость допускаемого напряжения от типа шпоночного соединения и материала ступицы, принимаем для стальной ступицы, неподвижного соединения и спокойной нагрузки:

Расчетная длина шпонки:

lp = 2×10 3 Т / d(0,94h – t1) [σ]см = (2000×210) / 45(0,94×9 – 5,5)190 = 16,6 мм .

5. Длина шпонки с закругленным торцом: l = lp + b = 16,6 + 14 = 30,6 мм .
В соответствии со стандартом принимаем длину шпонки l = 32 мм .

6. Длина ступицы колеса: lст = l + 10 мм = 32 + 10 = 42 мм , что допустимо.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector