Штифты – используются для соединения деталей и обеспечения точного взаимного их расположения. Основные виды штифтов (цилиндрические, конические) стандартизованы.

       На фиг. а, б, в, г показаны соединения валов с деталями при помощи призматической, сегментной, цилиндрической, направляющей, скользящей шпонок.

       Призматическая, сегментная и цилиндрическая шпонки устанавливаются при необходимости неподвижного соединения вала и втулки. К достоинствам сегментных шпонок следует отнести: технологичность соединения, не требующего ручной пригонки, а также устойчивое направление шпонки на валу, исключающее ее перекос. Цилиндрическая шпонка (фиг. в) вставляется в параллельное оси вала отверстие, высверливаемое и развернутое в сборке. По технологическим соображениям, цилиндрические шпонки применяют только при расположении ступицы детали на конце вала. Направляюшая шпонка (фиг. г) устанавливается в гнезде и крепится к валу винтами. Направляюшая шпонка допускает перемещение детали вдоль вала.

        В аналогичных условиях работает скользящая шпонка (фиг. д) при перемещении детали со шпонкой вдоль вала.

       На фиг. е показано шлицевое соединение, обладающее большой нагрузочной способностью, оно применяется, как в неподвижных соединениях вала и ступицы, так и в подвижных, допускающих осевое перемещение ступицы по валу.

       Центрирование ступицы относительно вала выполняют по наружному или внутреннему диаметру.

       На фиг. ж показано соединение вала и ступицы с помощью конического штифта. Такое соединение широко применяется в приборных механизмах. Сверловку и развертывание отверстия под штифт производят в собранном виде. От выпадания штифт предохраняется кернением по краю гнезда под штифт в ступице или с помощью постановки пружинного кольца.

       На фиг. з показано крепление кронштейна к плите. Просечный штифт, установленный в этом соединении, фиксирует положение кронштейна на плите и воспринимает поперечную нагрузку.

       На фиг. и показан трубчатый штифт, соединяющий детали, имеющие малые поперечные нагрузки. Отверстие под штифт делают на 0.2 – 0.4мм меньше диаметра штифта.

       На фиг. к показан разводной шплинт, который предохраняет от спадания шайбы с оси. Шплинт в отверстие оси вставляется свободно, выходящие концы шплинта разводят, чем предохраняют его от выпадания.

       На фиг. л, м, н изображены стыковые соединения деталей: с заклинивающим элементом, с самоустанавливающим штифтом и с задерживающим элементом.

       Штыковым соединением называют соединение двух цилиндрических деталей путем введения одной детали в другую с последующим повертыванием так, чтобы штифт или призматический выступ на одной из них входил в прорезь другой детали. Это соединение обеспе –

 

15

чивает значительную прочность и быстро собирается и разбирается без применения инструментов.

       В приборостроении широко применяют штыковые соединения различных типов, особенно для часто разъединяемых соединений.

       Для того, чтобы соединение не разъединялось от тряски, вибрации и ударов применяют специальные конструкции: так на фиг. л показано штыковое соединение с заклинивающим элементом, в котором угол наклона выступа меньше угла трения; на фиг. м с самоустанавливающимся штифтом, который под действием пружины западает в гнездо другой детали и препятствует развороту и саморазъединению. При рассоединении необходимо вытащить штифт из гнезда и развернуть деталь. На фиг. н представлена конструкция с задерживающим элементом, который исключает саморазъединение. Для рассоединения необходимо сжать фиксирующую пружину, выйти за зону задерживающего выступа и развернуть деталь.

 

                                         К О Н Т Р О Л Ь Н Ы Е В О П Р О С Ы

 

1. С какими посадками по рабочим граням пригоняются цилиндрическая, призматическая, направляющая, скользящая и сегментная шпонки?

2. Поясните преимущества сегментной шпонки.

3. Какие профили и посадочные размеры имеют шлицевые соединения?

4. Как рассчитываются призматическая, скользящая, цилиндрическая шпонки?

5. В каких случаях и в каких конструкциях устанавливаются штифты и разводные шплинты?

6. Поясните принцип действия штыковых соединений и в каких приборных узлах они применяются?

7. Какие материалы применяются для изготовления штифтов, шпонок и шплинтов? 

 

 

16

 

17

  ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ОПОРЫ

Плакат содержит полуконструктивные изображения радиальной, радиально-упорной и упорной (аксиальной) цилиндрических опор (фиг. а, б, в), конструкции цапф (фиг. г,д,е ж,з,и) и примеры конструкций цилиндрических опор с трением скольжения (фиг. к, л, м, н, о, п, р, с, т, у).

Все представленные на этом плакате опоры могут быть расположены в пространстве произвольно: горизонтально, вертикально или наклонно.

Фиг. а. Радиальная цилиндрическая опора с трением скольжения.

       Здесь изображена элементарная цилиндрическая опора с указанием силы, действующей на вал Р и радиальной реакции опоры R = N, и дана формула для определения момента трения в новой неприработанной опоре

ƒ ƒ кгс · см

 

где: ƒ     - коэффициент трения скольжения для материалов пары цапфа-подшипник,

         - радиальная реакция опоры в кгс,

       d     - диаметр цапфы.

       Для приработанной опоры.

ƒ ƒ кгс · см

 

Фиг. б. Радиально-упорная опора с трением скольжения

 

       Здесь представлена опора с цилиндрической цапфой, сферический (шаровой) конец которой упирается в специальную пластинку, воспринимающую осевую силу Q.

       Момент трения для неприработанной опоры:

ƒ ƒ = кгс · см

где: Q    - осевая сила в кгс,

  - контактное напряжение в кгс/см ²

Для случая контакта сферы (шара) с плоскостью, контактное напряжение определяется по формуле:

 

кгс /см²

где:  - приведенный модуль продольной упругости в кгс/см²,

       r      - радиус сферы в см,

       Е₁; Е₂        - модули продольной упругости материала цапфы в кгс / см².

       Для приработанной опоры:

 

ƒ = кгс · см

18

 

Фиг. в. Плоская кольцевая пята – аксиальная опора

 

       Эта опора, благодаря небольшому заглублению цилиндрической цапфы, может воспринимать и незначительные радиальные нагрузки.

       При наличии только осевой нагрузки момент трения

 

ƒ = кгс · см

где: Q    - осевая сила в кгс,

       d₂   - наружный диаметр цапфы в см,

       d₁   - внутренний диаметр цапфы в см.

                   На фиг. г, д, з, представлены конструкции цапф, выполненных заодно с осью (валом).

       Конструкция г применяется при диаметре цапф d > 1 мм, а конструкция д – при d < 1 мм.

       Конструкция з имеет переходную параболическую часть и применяется при необходимости уменьшения веса оси. Такая форма приближает ось (вал) к брусу равного сопротивления, но жесткость оси при такой форме меньше.

       На фиг. е, ж, представлены конструкции с запрессованными цапфами, применяемые при малых диаметрах цапф (d = 0,15... ÷ 0,5 мм). При этом цапфа делается стальной (например, из мерной серебрянки), а ось может выполняться из латуни или алюминия. Конструкция ж имеет канавку для масла.

       На фиг. и показана цапфа с шариком, применяемая при комбинированной нагрузке (радиально-упорная опора).

       На фиг. к, л, представлены примеры конструкций радиальных цилиндрических опор для случая, когда подшипник выполняется в виде отверстия в плате.

       Если материал не отвечает требованиям, предъявляемым к материалам подшипников, то в плату запрессовывается втулка, как показано на фиг. м.

       Конструкции радиально-упорных опор, представленных на фиг. н, о позволяет производить регулировку подшипников в осевом направлении. Фиксация подшипника после регулировки осуществляется с помощью контргаек.

       Осевая сила в конструкции н воспринимается специальной шайбой, в которую упирается сферический конец цапфы, а в конструкцию о – сферический конец цапфы упирается в шарик.

       Примеры опор на камнях представлены на фиг. п, р, с.

       Крепление подшипников и подпятников, выполненных из материалов – камней производится путем завальцовки их непосредственно в плату, поддерживающую ось или в специальную втулку, закрепляемую затем в плату (фиг. п, с).

       На фиг. т, у, представлены конструкции открытых опор, применяемых в случае, когда необходимо часто снимать и ставить вращающиеся узлы без их разборки.

       Крепление цапф в этом случае осуществляется пружиной – фиг. т, или специальной шарнирной накидкой-планкой с пружиной зацепкой фиг. у. На последней фигуре снизу изображено оригинальное устройство регулировки положения оси цапфы по высоте с фиксацией винтами.