Сегментиран ключ: дефиниция, характеристики, GOST и взаимодействие

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Ключовете са специални части, предназначени за свързване на вала и главината с цел предаване на въртящ момент. Такива елементи могат да бъдат клиновидни с правоъгълно сечение, призматични или сегментирани. Основното предимство на връзките с ключ е простотата на дизайна. Също така възлите от този тип не са твърде скъпи и се сглобяват / разглобяват бързо.

Най-силните такива връзки се получават с помощта на сегментни ключове, които всъщност са вид призматични. Части от този тип се отличават с това, че имат най-дълбоко прилягане.

Основното предимство на такива дюбели е, че осигуряват най-стабилна връзка. Въпреки това, използването на части от този тип има един доста сериозен недостатък. Поради значителната дълбочина на жлеба в такива възли, валът може да бъде донякъде отслабен. Следователно сегментните ключове се използват главно за обезопасяване само на онези части, които не се натоварват твърде много по време на работа на механизма.

Какво е шпонков канал

Частите от този сорт са изработени от метален профил. Тези дюбели са ниски цилиндри с доста голям диаметър, разделени на две равни части. Именно сегментният ключ на чертежа по-долу е представен на вниманието на нашия читател.

Размери на ключове

Размерите на този тип част може да са различни. Този параметър се избира при сглобяване на монтажа в зависимост от диаметъра на вала. Необходимите стойности се научават от специални таблици. В технически обосновани случаи GOST позволява използването на ключове с диаметър, по-малък от предоставения. Разрешено е да направите това, когато използвате модул на вал за сглобяване:

• куха;
• оценено.

Също така, ключове с диаметър по-малък от посочените в таблиците могат да се използват при връзки с малък въртящ момент. Не можете да използвате този метод на сглобяване и в трите случая само когато частта е монтирана в края на вала.

Размерите на сегментните ключове, както и всички други подобни свързващи елементи, разбира се, са стандартизирани. Каква зависимост са височината, ширината и дължината на детайла може да се види в таблицата по-долу.

Стандартни размери на ключове

Диаметър (мм)	Ширина (мм)	Височина (мм)
4	1	1.4
7	1,5…2,0	2.6
10	2.0…2.5	3.7
13	3	5
16	3…4	6.5
19	4..5	7.5
22	5…6	9
25	6	10
28	8	11
32	10	13

Означението на сегментния ключ в чертежите включва:

• ключ за дума;
• размери - bh (h1);
• обозначение за изпълнение;
• обозначение на стандарта.

Според GOST има, наред с други неща, допустими отклонения в размерите на шпонките и каналите за тях в валовете. Те също се определят от специални чертежи и таблици.

От какъв материал е направено

Сегментните ключове са направени съгласно GOST 8786-68, от стомана, проектирана специално за такива части. Също така понякога за производството на тези елементи се използват други марки от подобен материал. В същото време, според GOST, за производството на ключове от този сорт е позволено да се използват само средни въглеродни стомани с временна междина от най-малко [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Може да бъде, например, материални категории St 6, 45 или 50.

Такива стандарти се спазват безотказно при производството на сегментни ключове. В същото време заготовките, предназначени за производството на такива части, обикновено също се подлагат на подобрена термична обработка. Извършвайки тази процедура, наред с други неща, вземете предвид факта, че твърдостта на повърхността на клавишите в крайна сметка трябва да бъде цялатасъщото под същия параметър на съвпадащите елементи на самия възел.

Под обикновени шпонки жлебовете в валовете се правят с обикновени фрези. Под сегментните елементи се изрязват жлебове с помощта на дискови инструменти. За канали за шпонки се използват само фрези, направени в съответствие с определени стандарти GOST.

Основни сортове

За свързване на валове и главини се използват два вида сегментни ключове:

• нормално, представляващо цял сегмент;
• нисък сегмент.

Ключовете от последния тип се използват доста рядко при сглобяването на части. Съгласно разпоредбите, те могат да се използват само по взаимно съгласие на производителя и потребителя. Срязаните ключове обикновено се използват просто за фиксиране на детайлите на монтажа. Тоест те се използват във връзки с фиксирано кацане, когато въртящият момент се предава само поради триене.

Сдвоени

Възлите се сглобяват с помощта на сегментни ключове, като се вземат предвид стандартите, определени от GOST 24071. Основната цел на елементите от този тип е да предотвратят завъртането на частта върху вала. В този случай три повърхности участват в спрежение:

• жлебове на вала;
• прорези в ръкава;
• повърхността на самия ключ.

Сегментните ключове за връзка се разхлабват. В същото време те работят, като обикновените призматични, със странични лица. Сегментните елементи се използват най-често при фиксирани съединения. При коетопоследното може да бъде:

• нормално;
• плътно.

GOST също така позволява свободно свързване на сегментния ключ с втулката и вала. Такива части обикновено се използват само във възли с малък диаметър на чифтосване - до 38 мм.

Ключово изчисление

Връзките със сегментен ключ, разбира се, се извършват в съответствие със стандартите GOST. При сглобяването на възли такива части първо се проверяват за срутване. Освен това се правят изчисления за самата връзка - за разрез. Формулите за проверка на ключа и чифтосване използват следното:

• Q cm=4T/dhl < [Q cv];
• r=2T/dlb <=[r].

Тук T е въртящият момент на вала, измерен в Nmm, h е височината на шпонката, d е диаметърът на вала, l е дължината на шпонката, b е ширината на шпонката в милиметри, [r] е допустимото напрежение на срязване.

Стойностите, получени в резултат на прилагането на формулите, се сравняват с допустимите. В случай, че силата на връзката е недостатъчна, два или дори три ключа се монтират по дължината на главината, монтирана на вала. Разбира се, този възел ви позволява да създадете доста надежден и функционален. Въпреки това, с този метод, по очевидни причини, валът е донякъде отслабен. Следователно ключовите връзки в такива възли понякога се заменят със зъбни колела. Това намалява риска от повреди.

Инсталиране на множество части

Размерите на секцията на ключа се избират, както вече беше споменато, в съответствие с диаметъра на вала, съгласно GOST. Дължината на елемента зависи от дължинатахъбове. Понякога сегментните ключове се монтират на валове с разлика в диаметрите на стъпката. В този случай ключове с еднакъв размер се използват за отделни части от една и съща част. В същото време, според GOST, стъпковият елемент с най-малкия диаметър се взема за основа.

Как да изберем допустими напрежения

Този параметър зависи преди всичко от естеството на натоварването и работните условия на връзката. Когато използвате стоманени валове, допустимото напрежение ще бъде:

• за стоманени главини във фиксирани съединения - 130…200 MPa;
• за главини, изработени от чугун или стомана във фиксирани съединения - 80…100 MPa;
• в подвижни ненатоварени съединения за стоманени главини - 20…40 MPa.

Големите стойности при сглобяване на възли се вземат предвид при постоянно натоварване. При шок или променлива за основа се вземат по-малки параметри. При обратно натоварване допустимият индикатор се намалява с 1,5 пъти. За изрязването на ключовете индикаторите за ограничаване на напрежението се приемат като 70 … 100 MPa. В този случай, както и в първия случай, при постоянно натоварване, за основа се взема по-голям параметър.

Фреза за сегментни ключове

За издълбаване на канали за части от този тип се използват инструменти, които са произведени в съответствие със стандартите, определени от GOST 66-4879. Жлебовете се правят за сегментирани ключове с помощта на фрези както с прави, така и с многопосочни зъби. Могат да се използват цилиндрични инструменти:

• плоска;
• гладко.

Самите фрези за нарязване на сегментни ключове са изработени от високоскоростна стомана (GOST 19265). Инструментите с диаметър над 13 mm се изработват заварени. Дръжките на мелницата се изработват съгласно GOST 4543 от стомана клас 40X или съгласно GOST 1050 от материал клас 50 или 40.

При сглобяване на инструменти от този сорт се спазват следните правила:

• на работната повърхност на готовия фрез не трябва да има места с намалена твърдост или обезвъглероден слой;
• Параметрите на грапавостта на повърхността на фрезите трябва да отговарят на GOST 2789;
• допуските на радиалното изтичане на ръбовете на съседните зъби спрямо опашката не трябва да надвишават 0,03 mm, срещуположно - 0,05 mm;
• толерансът на крайното изтичане на ръбовете трябва да бъде не повече от 0,02 mm.

При маркиране на фрези за сегментирани ключове GOST предписва да се посочи на гърлото или опашката търговската марка на производителя и марката стомана, използвана за режещата част. Също така производителят трябва да предостави на потребителя такава информация като ширината на шпонковия канал с обозначението на полето на толеранса и неговия номинален диаметър.