Aklaypart.ru

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

Шпонка что это в двигателе

Что такое шпонка шкива коленвала: конструкция и особенности автомобильных шпонок

Сам коленвал важен для авто, но будет ничего не значить, если к нему не будет присоединена эта самая маленькая шпонка. Именно за ее счет и происходит полноценное движение техники. И обойтись без нее никак не получится. В чем же ее роль, чем она так важна, мы с вами и попробуем детально разобраться в данной статье.

Как работают шпонки?

Шпонки выпускаются в широком ассортименте форм и размеров. Отечественные государственные стандарты регламентируют производство шпонок прямоугольного сечения, сегментных, клиновидных и др. Они изготавливаются из углеродистых или легированных сталей с пределом прочности не ниже 500-600 МПа.

Шпонки закладываются в пазы, выполненные в сопрягающихся поверхностях соединяемых деталей. Их подбирают в зависимости от диаметра вала и методом расчета определяют размеры необходимого поперечного сечения. Диапазон стандартных размеров дает возможность купить практически любую шпонку, необходимую для нужд промышленности и машиностроения.

Чаще всего используются обычные призматические шпонки. Они воспринимают нагрузки своими боковыми гранями, в отличие от клиновых, передающих крутящий момент за счет сил трения, которые возникают на верхней и нижней гранях, упирающихся в вал и ступицу. Сегментные шпонки работают по тому же принципу, что и призматические, но для их установки необходимы пазы большей глубины, которые более существенно снижают прочность валов. Также необходимо отметить, что при монтаже призматических и сегментных шпонок в деталях не возникают внутренние напряжения, а клиновые и тангенциальные изделия запрессовываются (их монтаж вызывает появление постоянно действующих сил упругости, вызванных предварительной затяжкой).

Кроме передачи вращения, шпонка выполняет функцию своеобразного «предохранителя». При превышении предельного крутящего момента, на который она рассчитана, «срезается» именно она – деталь, которую можно купить за копейки, а более дорогие и трудоемкие в изготовлении части механизмов остаются целыми. Поэтому очень важно, чтобы шпонка была изготовлена правильно: с теми геометрическими размерами, которые предусмотрены ГОСТом, и из материалов, соответствующих стандартам.

Виды шпонок

Основные виды шпонок делят на два типа: напряженные и ненапряженные. Среди которых выделяются такие типы шпонок:

    1. Клиновые. Особый тип, который отличаются углом наклона верхней грани. В общем разделение на виды происходит исходя из классификации шпоночных соединений. Устанавливается в паз с помощью физической силы, ударным методом. Применение такого типа соединения позволяет добиться необходимого напряжения. Нарезанный клин, находясь в пазе, распирает его изнутри. За счет силы прижатия, вал и ступица совместно вращаются.Используется довольно редко, так как ее использование предусматривает индивидуальный подгон. Это можно считать недостатком для массового производства механизмов. Основное назначение — применение в тихоходных передачах и узлах неподвижного соединения.Среди клиновых шпонок выделяют:
      • врезные;
      • на лыске;
      • фрикционные;
      • без головки и с головкой.
    2. Сегментные. Производятся в виде сегментной пластины, загоняемой в паз. Производиться методом фрезерования. Широко применяются в производстве, так как просты в изготовлении, не требуют особой точности при нарезании и легко устанавливается. Отличается установкой в боле глубокий паз, в сравнении с аналогами. Глубокий паз не подходит для больших нагрузок, так как значительно снижает прочность вала, поэтому используется при небольших крутящих моментов.На длинных ступицах может устанавливаться несколько шпонок, так как они имеют фиксированную длину. Выполняют предохранительную функцию на срез и смятие.
    3. Призматические. Отличаются параллельными гранями, которые устанавливаются в паз и фиксируют ступицу. Рабочими гранями в таки случаях являются боковые. Относятся к ненапряженному типу шпоночных соединений, поэтому существует вероятность возникновения коррозии в месте соединения. Для исключения коррозии, муфта и вал соединяются с натягом. Концы производятся обычно со скругленными или плоскими концами. Для скругленного типа рабочей поверхностью считается длина прямых краев. Паз нарезается с помощью фрезы.Передача усилия происходит путем давления поверхности паза на шпонку, которая передает крутящий момент на паз ступицы. Данный тип соединения призматической шпонкой часто используется для подвижных соединений, поэтому используют дополнительное крепление с помощью винтов. Как и многие другие типы выполняет функцию предохранителя при смятии и срезе.
    4. Цилиндрические. Штифты в таких шпонках изготавливаются в виде цилиндров. Работаю в натяжении с отверстием на торце вала, которое высверливается под соответствующие размеры шпонок. Используется в тех случаях, когда ступица устанавливается на конце вала. Требует особого подхода к монтажу шпоночных соединений.Позволяют работать на срез и смятие. Поэтому выбор шпонки производят исходя из прочности на смятие.
Читать еще:  X type jaguar какой двигатель лучше

Исходя из типа посадки выделяются:

  1. Свободная – применяется в случаях, когда выполнять сварочные работы довольно сложно и есть необходимость подвижного сцепления деталей во время работы.
  2. Плотная – нужна для создания сцеплений, движение которых во время работы выполняется в одном пространственном положении.

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.

Что такое клиновидная шпонка?

Клиновидная шпонка — деталь в форме клина для соединения вала с одеваемой на него втулкой. Имеет прямоугольную форму с параллельными боковыми гранями. Верхняя грань имеет уклон 1:100, нижняя грань без уклона. Также с уклоном 1:100 выполнена ответная плоскость паза для шпонки на втулке.

В соответствии с нормативными документами клиновидные шпонки могут изготавливаться с головкой или без. Головка обеспечивает удобную запрессовку шпонки и облегчает ее извлечение. Клиновое шпоночное соединение является напряженным. Рабочими являются верхняя и нижняя поверхности, которые плотно сжаты между ответными поверхностями на валу и втулке. Между боковыми гранями клиновидной шпонки и стенками паза есть посадочный зазор, величина которого регламентируется нормативами.

Соединительная деталь способна передавать осевое вращение, предотвращает осевое смещение, может работать в условиях ударных нагрузок. Сдерживающий фактор для использования клиновидных шпонок — радиальное смещение втулки относительно вала. Поэтому, область применения таких деталей ограничена не ответственными соединениями без высоких нагрузок и крутящих моментов. Например, они часто используются в сельскохозяйственном машиностроении.

Отличительные особенности клиновых шпонок:

Использование клиновидной шпонки

  • запрессовка в паз с созданием сил трения на верхней и нижней грани;
  • применение в соединениях со свободной посадкой втулки (шкива, ступицы, маховика) на валу;
  • наличие боковых зазоров между стенками паза и боковыми гранями шпонки;
  • при вращении не фрезеруются края паза.

Стандарты

Требования к характеристикам, размерам клиновидных шпонок установлены соответствующими нормативными документами. Это стандарты:

  • ГОСТ 24068-80
  • DIN 6887 (аналог ISO 774)

Клиновидные шпонки по ГОСТ 24068-80 и DIN 6887 врезные — монтируются в вырезанный специально под их установку паз.
Межгосударственным стандартом ГОСТ 24068-80 предусмотрен выпуск изделий как с головкой, так и без.

В соответствии с ГОСТ 24068-80, материалом для производства клиновых шпонок служит шпоночная сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МН/м (60 кгс/мм). Чаще всего стандартные крепежи изготавливают из конструкционной углеродистой стали марок Ст6; 45; 50; 60, по DIN 6887 из стали марки St 60-1.

В условном обозначении детали указываются последовательно наименование, исполнение (кроме 1-го), ширина, высота, длина, стандарт. Например, изделие по ГОСТ 24-08-80 в исполнении 1 (с головкой) шириной 32 мм, высотой 18 мм, длиной 200 мм имеет следующее условное обозначение:

Читать еще:  Блок управления двигателем как устроен

Шпонка 32х18х200 ГОСТ 24068-80

Клиновые — это клин, в стандартном исполнении с уклоном 1:100. Рабочими считаются широкие грани, боковые имеют зазор. Такая форма создает напряжение внутри стыковки, вызывая сдвиг ступицы по радиусу, что приводит к контактной деформации. Из-за этого сферы применения сильно ограничены и в ответственных соединениях не используются.

Тангенциальная — широкая грань данной формы направляется по касательной прямой к поверхности цилиндра вала. Затягивание производится ударами по торцам широкой части клина. Такая форма монтируется на вал с сечением более 100 мм.

Форум Хабаровска — 27R.Ru — 27 Регион

Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

вроде как достаточно распространенная поломка:

На коленвале немного открутился торцевой болт, который крепит зубчатый
шкив ремня ГРМ и большой шкив наружных ремней.
В результате разбило шпонку под зубчатым шкивом ГРМ.
Замена данного шкива и установка сурогатной шпонки особо не помогло. Снова разбило за 4 дня.

Вечный вопрос: ЧТО ДЕЛАТЬ?
Замену коленвала, замену двигателя не предлагать.
Интересен конкретный опыт с результатами, как положительными так и отрицательными.

Есть предложения посадить все это хозяйство на хорошую холодную сварку. Что скажите?

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Непрочитанное сообщение TDA_ » 07 ноя 2009, 20:01

surik_v писал(а): Вечный вопрос: ЧТО ДЕЛАТЬ?
Замену коленвала, замену двигателя не предлагать.
Интересен конкретный опыт с результатами, как положительными так и отрицательными.

Есть предложения посадить все это хозяйство на хорошую холодную сварку. Что скажите?

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

думаю проблема еще в том, что концевик на коленкале немного тоже подразбило.
поэтому даже новый шкив одевался на вал спокойно руками без усилий.
по всей видимости такой люфт сожрет и новый паз шпоночный.
поэтому на ум приходит два варианта:
— расточить шкив внутри и сделать втулку с новым пазом, чтобы очень туго одевался на вал.
— посадить на холодную сварку (очень хорошую)

а почему тока не садить на холодную сварку? какие противопоказания?

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

да че уж холодную сварку, сразу на скотч тогда сади.

если совсем разбило — может правда прихватить в паре мест сваркой обычной не холодной, с таким расчетом. чтобы потом болгаркой сдуть если снять понадобится.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Непрочитанное сообщение mals » 07 ноя 2009, 21:26

ага, про скотч верно замечено. была такая же байда, отогнал в «ламарк», там «приварили» cjr, типа холодной сварки, дали пожизненную гарантию. только продержалась она у меня 1500 км, до владика и обратно съездил и опять. клейщик сам охренел, то, что не выдержало, ходил и смущенно «как же так, ведь намертво же скрепляет». так машину и продал, потом слышал, что опять разбивало и поменяли коленвал.

ps. правда я там обороты в районе 4,5-5 постоянно держал с пиками до 6,7, когда во владик и обратно ездил, может из-за такой нагрузки, но тем не менее.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

mals писал(а): ага, про скотч верно замечено. была такая же байда, отогнал в «ламарк», там «приварили» cjr, типа холодной сварки, дали пожизненную гарантию. только продержалась она у меня 1500 км, до владика и обратно съездил и опять. клейщик сам охренел, то, что не выдержало, ходил и смущенно «как же так, ведь намертво же скрепляет». так машину и продал, потом слышал, что опять разбивало и поменяли коленвал.

ps. правда я там обороты в районе 4,5-5 постоянно держал с пиками до 6,7, когда во владик и обратно ездил, может из-за такой нагрузки, но тем не менее.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Catzilla
фрезернуть новый паз не получится — сместиш зубчики на шестерне ГРМ — это раз. Уйдут метки ВМТ и опережения на большом шкиве — это два.

Читать еще:  Двигатели транспортных средств что это

так что не все так просто как может показаться. Учитывая материал колена скорее всего под замену.
Если разбило шкивы то чутка попроще. В большом можно продолбить паз и разметить новые метки а маленький хрен продолбите. Во первых он азотированный, во вторых каленый, а втретьих из 30 ХГС. Удачи.

Выход только один — найти фрезеровщика. который выполнит новый паз в колене со смещением 180 градусов. Так будет наименьшая ошибка. Потом шкив перемаркировать. Предварительно надо сосчитать зубья на малой шестерне. Если их количество не кратно 2-м, то вам крупно не повезло.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Непрочитанное сообщение TDA_ » 07 ноя 2009, 23:34

если не кратно, то можно угол сделать чуть меньше
Потому, что холодная сварка отстой
Есть на самом деле много вариантов..
Например посадить на краску.

Более перспективный но и менее правильный . Привари шпонку к валу и продай машину.

Если хочеш сделать хорошо, и не против секаса, изготовь шпонку из меди, зафиксируй ее на валу. Заплавь сколы на валу. Вытащи шпонку. Обработай вал чтобы шкив садился. Собери.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Ну смех смехом, а я ни первый раз слышу про сваркой прихвати, но сам не пробовал.

Менять колено — попа, придётся снимать коробку, а иногда и двиг целиком.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Непрочитанное сообщение TDA_ » 08 ноя 2009, 21:58

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

не из какого не из прутка
шпонки делают просто из подходящего по прочности и твердости материала на обычном плоско-шлифовальном станке. Во всяком случае мы так делаем. Заготовки фрезеруются, потом калятся, потом доводятся на шлифовалке. Всего делов. А про мифический пруток. — дайте его стандартное обозначение в сортаменте, тогда поверю.

Вопрос — зачем менять вкладыши, если они еще вполне нормальные? Неужели нельзя те же самые поставить на свои же места. Что изменится? ИМХО — новый ставят только для того, чтобы потом второй раз двигу не разбирать для капиталки, раз уж ее итак уже разобрали. Тогда уж и кольца смените и сальники по краям.

Перефрезеруйте паз, никакие наплавки и графитовые шпонки не помогут. Наплавленый материал будет хуже + получите зону термического влияния на хвостовике колена и радуйтесь если шкив вообще не отвалится через 1000 км. Фрезеровка шпоночного паза простейшая процедура, выполняемая на вертикалке палцевой фрезой (калиброваной по нормальному классу). Делов на час с установкой детали в станок. С чего вы взяли, что это дороже нового колена?

Электродов специально для наплавки нет. Есть материал, есть его физико-химические свойства и есть соответствующий этому всему электрод. Будет ли это Э42 или УОНИИ или Сармайт выбирается исключительно из того, что вы хотите получить после наплавки. Можно и СВ08Г2С наплавлять и неплохо получится, тока смотря для чего.

Re: Ремонт. Разбило шпонку на коленвале под шкивом ГРМ.

mail_robot
ай Дима, столько грамот в кабинете не стене, а про вкладыши не знаешь

Стандартные вкладыши идут нескольких размерных групп, под каждую шейку на заводе подбирается свой.
Коренных насколько я помню у Тойоты 3 номера, шатунных 5. Делается это для более ровного обеспечения маслянного зазора.

Если ставить стд вал — размеры шеек (в пределах тысячных) — будут другие, маслозазор будет уже не ровный, за пределы допуска врядли выйдет, но всёравно это неправильно. И если где то нагрузка высокой будет — может и не выдежржать.

А вообще вкладыши на капиталке меняют из-за их износа. Прямого контакта металла об металл там конечно нету, но постоянная маслянная плёнка и неочищенные частички грязи изнашивают вкладышь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector