Шпон паз на валу

Шпон паз на валу

Шпоночное соединение — одно из распространенных средств передачи крутящего момента от вала втулке. Эти соединения применяют в тех случаях, когда нет особых требований к точности центрирования соединяемых деталей. Шпоночные соединения могут обеспечивать как неподвижное, так и подвижное вдоль оси соединение.

По форме шпонки разделяются на призматические, клиновые, сегментные и тангенциальные. Чаще других используются призматические шпонки с закругленными торцами, так называемого исполнения 1 по ГОСТу 23360-78 (рис. 6.19, а).

На валу изготавливается паз длиной, равной длине шпонки (рис. 6.19, б). Для облегчения сборочных операций допускается изготавливать длину шпоночного паза на 0,5—1,0 мм больше длины шпонки. Шпоночные пазы не доводят до торца вала на расстояние L = 3. 5 мм при диаметре вала Db ≤ 30 мм и L = 5. 7 мм при Db > 30 мм. При наличии на ступенчатом валу нескольких шпоночных пазов их рекомендуется располагать в разных плоскостях.

Во втулке продалбливают (как правило, на всю длину втулки) шпоночную канавку (рис. 6.19, в).

Шпонка вставляется в паз на валу (рис. 6.19, г). Затем втулка надевается на вал таким образом, чтобы выступающая часть шпонки вошла в шпоночную канавку (рис. 6.19, д). Глубина канавки должна обеспечивать зазор К между поверхностью шпонки и канавкой (рис. 6.20).

Поперечные размеры шпонки b×h увязаны с размером диаметра Db вала. В справочных таблицах ГОСТа 23360-78 определены диапазоны диаметров (свыше Dmin до Dmax) вала, для которых установлены соответствующие сечения шпонок. Длина шпонок l также стандартизована. При работе с КОМПАС-библиотекой нет необходимости в разыскивании этой информации в справочной литературе — все данные для построения имеются в диалоговых окнах библиотеки.

При изображении шпонок на сборочных чертежах они показываются не рассеченными на продольных разрезах и рассеченными — на поперечных разрезах.

Рис. 6.19. Элементы шпоночного соединения:

а — призматическая шпонка с закругленными торцами;

б — шпоночный паз на валу; в — шпоночная канавка во втулке;

г — шпонка, вставленная в паз на валу;

д — шпоночное соединение в сборе (втулка показана с вырезом четверти)

На чертежах деталей с призматическими шпонками размеры шпоночного паза на валу проставляют обычно как на рис. 6.21, а, а шпоночной канавки во втулке — как на рис. 6.21, б.

При этом обязательными считаются следующие размеры:

длина Lp шпоночного паза;

ширина b шпоночного паза вала и втулки;

глубина пазов: на валу — размер t1 и во втулке — размер Db + t2;

диаметры Db вала и отверстия втулки.

Рис. 6.20. Параметры шпоночного соединения

Рис. 6.21. Простановка размеров на элементах шпоночного соединения: а — на валу; б — во втулке

Кроме того, допускается наносить в качестве справочного размера радиус закругления шпоночного паза, для облегчения выбора параметров фрезы. Радиус r сопряжения дна шпоночного паза с боковыми гранями указывают только для ответственных шпоночных соединений.

Виды шпонок

Современное производство предоставляет свыше 20 наименований разного рода.. Но среди них выделяют следующие наиболее применяемые типы в машиностроении:

• Клиновые — используются на концевых установках и являются разновидностью забивных шпонок. Такое шпоночное соединение применяют при диаметре вала от 100 мм. В настоящее время встречаются крайне редко. Причина этого кроется в высокой вероятности перетяжки узла и смещении соосности ступицы и вала под воздействием одностороннего усилия. А также затрудненное извлечение шпонок.
• Призматические. Размеры паза регулируются ГОСТ 23360-78. Они наиболее востребованы в промышленности из-за оптимального соотношения прочности и технологичности. Существует две их разновидности: врезные и закладные. Врезные шпонки устанавливаются с натягом, а закладные с небольшим зазором.
• Направляющие шпонки. От призматических их отличает наличие отверстий под крепеж на валу. Помимо передачи вращения они служат элементом для направления деталей.
• Сегментные шпонки выделяются среди остальных повышенной технологичностью вырезания пазов. Пазы изготавливают с помощью дисковых фрез, что обеспечивает им большее значение точности и производительности. Крепеж шпонок на валах также отличается более высокой устойчивостью из-за более глубокого врезания в их поверхность. Однако одновременно все эти достоинства являются причиной существенного ослабления вала. Это обстоятельство наряду с небольшой длиной паза приводит к появлению повышенных напряжений, которые и ограничивают использование шпонок малонагруженными изделиями.

Стоит отметить, что шпоночные пазы изготавливаются методом фрезерования, долбления протяжки. Наиболее распространено их получение пальчиковой фрезой, поскольку этот способ обеспечивает относительно благоприятное распределение напряжение и приемлемую технологичность.

Шпоночный паз: размеры по ГОСТ

Как средство для передачи вращения шпонка используется повсеместно. На первый взгляд здесь нет ничего сложного: вырезал шпоночный паз, вставили, узел готов. Почему шпоночное соединение, несмотря на довольно устаревшую технологию, не потеряло своей актуальности?

Шпоночные соединения

Шпонка представляет собой некую деталь, являющуюся промежуточным звеном для передачи вращательного момента вала ступице. Данный процесс осуществляется за счет образования напряжения смятия шпоночных пазов. Именно по этой причине шпоночные соединения относят к группе жесткого способа передачи вращения.

В большинстве случаев шпонками пользуются в низко нагруженных изделиях. Преимущественно для деталей мелкой серии. Происходит это из-за малой несущей нагрузки шпонок, причина которой кроется в наличии следующих недостатков:

• Шпоночные пазы уменьшают поперечную площадь вала, что отрицательно влияет на его прочностные характеристики. Особенно это имеет сильный эффект на пустотелых валах с отношением внутреннего и наружного радиусов 0,6. Изготовление шпоночных пазов в таких условиях является неприемлемым.
• Форма паза отличается резкими переходами, что служит причиной образования концентраторов напряжения. Все это заметно снижает устойчивость соединения к циклическим нагрузкам.
• Достаточно низкая технологичность.

Несмотря на все вышеуказанные недочеты шпонки все равно активно применяются в отраслях машиностроения из-за упрощенной конструкции и низкой стоимости. Но на массовом и крупносерийном производстве высоко ответственных деталей шпонки уступили более совершенным во всех планах шлицевым соединениям.

Виды шпонок

Современное производство предоставляет свыше 20 наименований разного рода.. Но среди них выделяют следующие наиболее применяемые типы в машиностроении:

• Клиновые — используются на концевых установках и являются разновидностью забивных шпонок. Такое шпоночное соединение применяют при диаметре вала от 100 мм. В настоящее время встречаются крайне редко. Причина этого кроется в высокой вероятности перетяжки узла и смещении соосности ступицы и вала под воздействием одностороннего усилия. А также затрудненное извлечение шпонок.
• Призматические. Размеры паза регулируются ГОСТ 23360-78. Они наиболее востребованы в промышленности из-за оптимального соотношения прочности и технологичности. Существует две их разновидности: врезные и закладные. Врезные шпонки устанавливаются с натягом, а закладные с небольшим зазором.
• Направляющие шпонки. От призматических их отличает наличие отверстий под крепеж на валу. Помимо передачи вращения они служат элементом для направления деталей.
• Сегментные шпонки выделяются среди остальных повышенной технологичностью вырезания пазов. Пазы изготавливают с помощью дисковых фрез, что обеспечивает им большее значение точности и производительности. Крепеж шпонок на валах также отличается более высокой устойчивостью из-за более глубокого врезания в их поверхность. Однако одновременно все эти достоинства являются причиной существенного ослабления вала. Это обстоятельство наряду с небольшой длиной паза приводит к появлению повышенных напряжений, которые и ограничивают использование шпонок малонагруженными изделиями.

Стоит отметить, что шпоночные пазы изготавливаются методом фрезерования, долбления протяжки. Наиболее распространено их получение пальчиковой фрезой, поскольку этот способ обеспечивает относительно благоприятное распределение напряжение и приемлемую технологичность.

Материал

Для шпонок наиболее подходят стали с содержанием углерода свыше 0,4%. Именно такой состав обеспечивает необходимое значение износостойкости, прочности и твердости. Сюда относятся конструкционные стали марок 45 и 50, а также сталь обыкновенного качества Ст.6.

Применение более дорогих аналогов стальных сплавов не имеет смысла, поскольку повышенная жесткость шпонки увеличивает вероятности пазов валов и ступицы. Для улучшения условий передачи вращения куда выгодней воспользоваться другими более оптимальными.

Маркировка

Обозначение шпоночного крепления вала на ступице покажем на примерах. Шпонка призматическая с шириной 18 мм, высотой 11 мм и длиной 50 мм маркируется:

Шпонка 18х11х50 ГОСТ 8789-68

Стоит заметить, что посадочные размеры пазов отличаются. Их значения находятся в соответствующих стандартах шпоночных соединений.

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

Обозначения на чертежах

На чертежах обозначение призматических шпонок происходит исходя из нормативного документа ГОСТ. Они делятся на шпоночные пазы: высокие, нормальной высоты и направляющие. Рабочими гранями у них являются боковые.

На сборочном чертеже обозначение выполняется с учетом диаметра вала, крутящего момента, сечения и длины.

Шпонка 3–20Х12Х120 ГОСТ 23360-78;
Где 3 – исполнение, 20Х12 – сечение, 120 – длина.

Обозначение остальных типов шпонок на изображениях выполняется таким же образом, исходя из соответствующих ГОСТов, разработанных для каждой отдельной модели.
Указанное обозначение должно четко характеризировать деталь, что очень важно для получения надежного соединение. Ведь даже малейший зазор может стать причиной быстрого износа рабочих узлов и потери эффективности во время работы.

Нарезка шлицов – точечная работа под контролем ЧПУ

Область использования шлицов огромна – они обеспечивают передачу крутящего момента от вала шкивам, полумуфтам и зубчатым колесам в различных механизмах и оборудовании. Подвижность шлицевого соединения подразумевает движение втулок по оси, где шлицы выступают в качестве направляющих для продольно передвигающихся деталей. Благодаря этому нарезка шлицов является распространенной и востребованной операцией и производится на фрезерных станках. В нашей компании для этой цели используется высокоточное оборудование с ЧПУ.

Шлиц представляет собой углубление на валу, в которое входит зуб сопряженной детали, образуя шлицевое соединение. В зависимости от вида профиля крепежной детали изготовление шлицов производится согласно разным ГОСТам. Наша компания изготавливает:

• зубчатые треугольные шлицы;
• эвольвентные;
• прямобочные.

Разбило шпоночный паз коленвала

Вскрыли мы на медни двигатель Джимни, который ремонтировали в местном сервисе.
И честно говоря окуели…
Вот в таком состоянии была крышка ремня ГРМ

Новое колено стоит страшных денег. Контрактный — 12 000 и не пойми в каком состоянии + перевозка и время.
Решили восстановить родной коленвал заварив аргоном родной паз шпонки.

Взяли угольную щетку.

Обточили ее напильником по форме родной шпонки.

Вставили угольную «шпонку» в паз и зажали струбцинкой.

Далее заварили аргоном разбитую полость.

Потом выковыряли щетку и вот что получилось 🙂

Потом к токарю на шлифовку 🙂

При самостоятельном ремонте — применяйте динамометрический ключ и соблюдайте момент затяжки!
Болт шестерни коленвала — одноразовый и садится на резьбовой анаэробный герметик!
Всем бобра и удачи на дорогах!

Комментарии 31

ВНИМАНИЕ ! Всем владельцам двигателей Suzuki G13B, G13BB и прочим серии жэ…
ЗА-СА-ДА, о которой нужно знать!
В свое время Судзуки выпустило бюллетень. Короче говоря, болт крепления шестерни к коленвалу теперь надо затягивать на 20 % сильнее, чем ранее указывалось в сервис-мануалах!
———
Иностранный Интернет набит воплями «у меня разбило шпонпаз…» и фотками их…
——-
У меня тоже его разбило. Пришлось выкручиваться без аргона… из большой чужой шпонки было выточено «изделие» сложной формы, нижняя часть которого заполнила собой разбитый шпонпаз на коленвале, а верхняя — паз на шестерне…
Теперь задница — там истерло еще и торец коленвала, и шестерня чрезмерно приблизилась к мотору…
Выточили и надели прокладку, шайбу большого диаметра.
Увы — сточило-то как-то несимметрично, небольшой перекосик получился, заметен по некотрому дрожанию маховика…
Затянул со всей дури — два года езжу — пока все держит.
—
Не обнаружил бы — но надо было поменять передний сальник коленвала. Снимаю маховик, ремень, шестерню — а там… тихий ужас. Грешил на что угодно, машина тупила и вибрировала.

Столкнулся я со следующей проблемой и оказывается данная проблема весьма распространена…

Проявление: стук внизу двигателя в такт. Ни глухой но и не звонкий. Иногда сильнее иногда вообще пропадает. Сначала думал что вкладыши. снимал поддон для проверки( заодно в очередной раз модернизировал масленный насос).

Диагностика: все просто: снимаем все навесные ремни, и беремся рукой за шкив коленвала — все сразу понятно…

Причины: их несколько: короткий носок коленвала, поэтому шкив висит практически ввоздухе, притягиваясь болтом. Шпонка которая торчит из коленвала -и при малейшей нагрузке на нее работает как рычаг. Плюс посадка самого шкива -ну больно уж свободная.

Можно прочитать это все и подумать: фу ерунда какая то, у меня все хорошо — так вот проблема глобальна и если при очередной заменегрм вы ей не озадачитесь будет плохо…Но в России как то данная проблема не особо освещается, а вот в США на форумах я нашел примеры таких разрушений:
www.miata.net/garage/crankshaft.html
mazdaracers.com/topic/126…ulley-key-and-crank-bolt/

И главное -Лечение:

1) Новые детали — для желающих сэкономить заказываем детали kia
а) шестерню грм 0K937 11321
б) шкив MB31C 11400
в) шпонку ( оригинал мазда, так как есть сведения что материал у киа хуже). ВНИМАНИЕ шпонка не квадртная, смотрите внимательно при установке!) B3C7-11-317

2) шпоночный паз надо восстановить в геометрии и вклеить в него шпонку навсегда — тогда она перестанет перемещаться и разбивать паз. Для это можно использовать:

а) анаэробные клеи для больших зазоров. у американцев в почете loctite 660 (цена космос но вдруг вам повезет как мне).

Аналоги:
WEICONLOCK AN 306-60 — стоит примерно 1500 в Новосибирске можно купить интернет магазине
loxial 89-51
chester molecular D80 или E80
permabond-hh167

Это не просто так придумано -это прямо рекомендация ух этих производителей как ремонтировать шпоночный паз.
б) Холодная сварка. Выпускается двух видов : это стержень который вы разминаете, или содержимое двух сосудов которое вы смешиваете. Сразу скажу — стержень более вязкий из него можно лепить, из двух составных компаундов лепить трудно — они больше подходят как клей.

Вопрос в том что если паз сильно разбит то Loctite 660 нельзя использовать — хоть в США так и делают, но данный клей всего лишь заполняет зазоры но никак не восстанавливает деталь а в больших объемах он может просто не затвердеть…Поэтому восстановить геометрию лучше холодной сваркой и вклеить на loctite 660 или полностью все заполнить холодной сваркой как здесь:

3) Лично я решил что узел будет хоть трудно -но разборным.
поэтому : из холодной сварки востановил геометрию паза . Сначала хотел воспользоваться холодной сваркой Permatex 84109 — но понял что для моих дел она не подходит. Поэтому поступил просто купил Момент холодная сварка с металлом и вылепил паз

затем вклеил шпонку ПРАВИЛЬНОЙ СТОРОНОЙ И В ПРАВИЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ на loctite 660.
тут надо заметить что хоть и разбивает шкив и шестерню коленвал гораздо более стойкий -и он не уменьшается в диаметре, а увеличивается ( развальцовывается) поэтому восстанавливать вал необходимости нет.

Отступление: Для восстановления посадки подшипника с возможностью разборки — Loctite использует втулочный фиксатор средней фиксации, аналогом ему допустим есть продукт permatex который так же является и резьбовым фиксатором для резьб 3/4″» — тут же я выяснил что принципиального различия между анаэробными клеями втулочными и резьбовыми -разницы нет. Компонент один а вот различия в вязкости.

Поэтому для фиксации шкива я использовал что у меня было:

Им я обмазал вал( втулочный фиксатор) обмазал аккуратно шестерню ( фланцевая фиксация) -тем самым разгрузив воздействие на шпонку и сделать соединение шестерня — шкив единым.

Главное : при затяжке болта обязательно соблюсти момент затяжки, а не затягивать молотком или от руки «а «и так пойдет».
чтобы затянуть (а так же и открутить) болт коленвала я использовать не хитрое приспособление из уголка

которое упирал в чурбак как удобно. затягивал из под крыла обычной головкой и удлинителем ( боковая подушка двигателя снята).

Похожие статьи

35 comments on “ Разбило шпоночный паз коленвала. Разбило шпон-паз коленчатого вала ”

Что так сильно разбило?

Щпонку подбири токую

ни чего не сделаешь,если что и придумаеш,то не на долго. Не думаю,что тебе охота на пол пути заглохнуть

Ставь старую шпонку, болт маж фиксатором резьбы и затягивай туго туго, рычаг по длиннее для этого сообрази, а при затяжке колено чтобы не вращалось пусть кто нибудь подержет маховик монтажкой в лючек на КПП сверху.
(Форды Пежо и т.п. таков принцип, у них нет шпонки.)

Я шпонку вытачивал большего размера, а потом подгонял стачивая напильником немного чтоб шестерня туго села.

Vitaliy, чушь не несите… такой принцип у форд и т.д.

Вячеслав, силы трения достаточно чтобы шестерню не провернуло….

Vitaliy, ужас, что у людей в голове твориться…

Мне советовали поксипола в шпоночный пас проложить, туда шпонку, все собрать, и дать высохнуть. Поксипол типа заполнит все твои разбитые места и сделается железом.

Димон, без армирования, поксипол треснит при первой же ударной нагрузке. Когда болт будете затягивать, уже тогда треснит.

Антон, а фото можно сделать, как разбило и почему это произошло?

Вячеслав, если разбило шпоночный пас, то там же не кратер от от бомбы. У него максимум пол милиметра щель там. Но я так и не воспользовался

Димон, думаю что далеко не пол мм! Вот именно что поксиполом проще заделать большое повреждение (с армированием марли и стружки ), чем мелкие повреждения.

Вячеслав, да там не сильно разбило вроде бы, но когда я ставлю шестерню на вал то она не плотно сидит, у нее имеется свободный ход на 1-2 зуба, произошло не знаю почему, с места не рву, единственное по трассе еду 140-160 и то не каждый день

Антон, на один-два зуба св.ход. Это по вашему не сильно?

Антон, нифига себе 1-2 зуба. Я думал просто шпонка не плотно садится. Это тогда только к токарю шпонку вытачивать

Антон, так шестерня примерно выглядит внутри.

Вячеслав, да такая

Вячеслав, а если с помощью сварки шпонку на валу похоронить?

Антон, где така? Вы новую держите шестерню

Антон, вы фото вала сделайте с повреждениями, тогда и советы будут более адекватными

Вячеслав, той сейчас рядом нет, в гараже, но там паз целый на шестерне

Вячеслав, хорошо, как буду в гараже сделаю фото, спасибо за помощь

Да проще колено взять на разборке.

Было такое на скутере,вваривал шпонку наглухо,затем стачивал всё лишнее.

Нормально сделать только с разбором можно, остальное все временно. Сваркой сальник испортите, потом не снять будет. Единственный вариант бор машиной точнуть под новую шпонку, хотя если шаг два зуба, это не надолго. Дешевле снять вал и по нормальному сделать! Есть еще вариант вкрутить винт в потай, но его может обломить если ход большой.

Vitaliy, зачем изобретать монтажками держать ,включаешь пятую скорость и кто нибудь держит тормоз,и двигатель не провернётся!

Евгений, попробуй поймешь

Лучше поменяй все на новое дешевле выйдет, я б сфоткал что мне в итоге наворотили да далеко нахожусь

Варить не вздумай хватит ненадолго я в итоге потратил около 8к но проблема так и не устранилась, заехал в норм сервис за все отдал 4к проехал больше 10к и проблем низнаю.. тьфу, тьфу, тьфу

Ещё вариант- одеть звёздочку на место и с торца просверлить отверстие,центр отверстия на совмещении вала и звёздочки. Затем забить туда хвостовик от сверла. Только если вал или звёздочка калённые- сверлить не получится.

Классификация

Она напрямую зависит от формы применяемых соединителей. Форма делится на виды:

1. Сегментные.
2. Призматические.
3. Круглые.
4. Тангенциальные.
5. Клиновые.

По своей классификации соединения могут быть:

1. Напряженными.
2. Не напряженными.

Не напряженное соединение получается, если применяются призматические, круглые или сегментные соединители. Они исключают монтажное напряжение. Установка их на валы проводится с натягиванием. Это обеспечивает плотное крепление, центрирование и исключает появление коррозии.

При установке клинового или тангенциального вкладыша возникает напряженное или монтажное соединение. Тангенциальная вкладка похожа на клиновую и является ее подвидом. При их установке появляется радиальное напряжение, что ведет к разбалансированной работе механизма.

Призматическая шпонка может иметь плоскую или округленную торцевую часть. Округленная часть проще устанавливается. Наличие соединителя с плоским торцевой частью исключает его движение по валу.

Сегментный соединитель устанавливается на редукторы, которые работают с низкой частотой вращения влаов. Это обусловлено тем, что под вкладыш делается глубокий паз, который снижает прочность вала. Они легко устанавливаются в паз и просто вынимаются. Глубокая посадка в пазу обеспечивает устойчивость соединителя, исключает необходимость дополнительного крепежа.

4 Как фрезеруют закрытые пазы?

Обработка пазов закрытого типа осуществляется на горизонтально-фрезерных агрегатах. Для работы используется описанное выше приспособление, которое снабжается призмами либо самоцентрирующимися тисками. Установка валов на них производится стандартным образом.

Кроме того, существует еще один вариант установки валов. Специалисты называют его «монтажом по яблочку». В этом случае вал размещается по отношению к рабочему инструменту (концевая либо шпоночная фреза для уступов и пазов) на глаз. Затем запускают режущее приспособление и аккуратно подводят его к валу до момента их взаимодействия.

При контакте фрезы и вала на последнем остается слабый след рабочего инструмента. Когда след получается в виде неполного круга, стол требуется слегка сместить. Если же рабочий видит перед собой полный круг, никаких дополнительных действий производить не нужно, можно начинать фрезерование.

Закрытые пазы, которые впоследствии слегка пригоняются, обрабатывают по двум разным схемам:

1. Врезанием фрезы (ручная операция) на всю глубину уступа и механической подачей в продольном направлении.
2. Ручным врезанием инструмента на заданную глубину и механической продольной подачей в одну сторону, а затем еще одним врезанием и подачей, но уже в противоположную сторону.

Первая методика обработки уступов и пазов используется для фрез сечением 12–14 мм. В остальных случаях рекомендована вторая схема.

Изготовление шестерен и звездочек

. колеса по стали, мм. 1-6; — Диаметр внешнего и внутреннего зацепления, мм. 320; 7. Звездочки однорядные, многорядные; 8. Долбление и протягивание шпоночного паза и шлицев. Мы профессионально работаем в этой области и гарантируем самое высокое качество наших изделий. Наличие собственного станочного парка позволяет существенно снизить .

на 26 августа 2021

© REGTORG.RU, 2010-2021 | Пользовательское соглашение |