Способы ремонта шпоночных пазов

Шпоночные соединения — что это?

Главное назначение шпоночных соединений состоит в том, чтобы осуществлять надежную фиксацию вращающихся деталей на оси и способствовать передаче момента силы от вала к ступице или же в обратном направлении. Элементы для таких соединений изготавливаются из шпоночного материала, имеют продолговатый вид и называются шпонками.

Шпонка выполняется из калиброванной стали Ст45 в форме стального бруска. Существует несколько основных видов шпонок, применяемых во множестве областей промышленности. При этом, производство каждого из них имеет собственный госстандарт, в соответствии с которым устанавливаются ее видовые особенности и физические свойства.

Монтируются шпонки в специально отведенные для них пазы, которые получаются за счет фрезерования. Основное преимущество таких конструкций заключается в относительной простоте сборочно-разборочных работ. При этом, несмотря на то, что шпонки берут на себя переносимость всех ударных нагрузок, в конечном счете, именно они ослабляют вал.

Происходит это по нескольким причинам. Во-первых, шпонки уменьшают сечение вала. Во-вторых, из-за них происходит искажение центрирования колеса, что влечет применение еще одной шпонки на противоположенном конце. Кроме того, сам процесс изготовления таких метизов очень непрост, а для того чтобы добиться взаимозаменяемости шпонок во время ремонта, придется подгонять их вручную.

Производим ремонт шпоночного соединения

Выполнить ремонт шпоночных соединений или создать их самостоятельно не так уж и сложно, как сперва может показаться. Главное — уметь работать с инструментом и знать несколько особенностей.

Например, в случае больших нагрузок на механизм, должны быть установлены несколько шпонок, две или три, при этом их размещают друг от друга под углом в 180° или же 120° соответственно. Если замене подлежит вал со шпонкой, то паз следует нарезать заново. Для этого не обязательно иметь фрезерное оборудование. Достаточно проделать несколько выемок, в которые будут запрессованы штифты, но их размеры придется подгонять в ручную.

Сам процесс ремонта выполняется в несколько этапов. Для начала следует выбрать шпонку и подогнать ее по параметрам. Теперь ее и непосредственное место установки необходимо смазать машинным маслом. После этого, при помощи молотка происходит прессование. Затем, используя щуп, происходит проверка отсутствия зазоров в соединении. Если таковые имеются, то нужно разобрать конструкцию и произвести более тщательный подгон.

Источник

Шпоночные соединения, дефекты, ремонт

Шпонка — деталь, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей и препятствующая их взаимному перемещению. Применяется чаще всего для передачи вращающего момента. По характеру работы различают ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные) шпонки, а также неподвижные и подвижные шпоночные соединения.

Призматические шпонки бывают нескольких видов и конструкций, но в общем и целом, их можно разделить на следующие типы:

обыкновенные, предназначенные для неподвижных соединений ступиц с валами.

направляющие, с креплением на валу, применяемые при необходимости перемещения ступицы вдоль вала.

скользящие (ГОСТ 12208-66), перемещающиеся вдоль вала вместе со ступицей, с которой соединены посредством цилиндрического выступа.

Для обеспечения посадок призматических шпонок предусмотрены поля допусков: на ширину паза вала — Н9, N9 и Р9; на ширину паза втулок — D10, Js9 и Р9; на высоту шпонки 2-6 мм — h9 и свыше 6 мм – h11; на длину шпонки h14 и на длину паза — H15.
Сегментные шпонки по ГОСТ 24071-80 применяют при необходимости частого демонтажа узла. Клиновые шпонки по ГОСТ 24068-80 представляют собой самотормозящийся клин с уклоном 1 : 100; они крепят ступицу также и в осевом направлении, из-за возникающих при эксплуатации перекосов эти шпонки применяют только для тихоходных, неответственных деталей. Тангенциальные шпонки по применяют при значительных динамических нагрузках. Возможные дефекты шпоночных соединений и способы ремонта последних приведены в таблице:

Технические требования к шпоночным соединениям предусматривают:

правильность формы и размеров шпонки и пазов вала и ступицы по всей длине;

отсутствие заусенцев и забоин на рабочих поверхностях шпонки и пазов;

параллельность оси шпонки и осей вала или отверстия ступицы;

симметричность боковых поверхностей пазов вала и ступицы относительно диаметральной плоскости;

тщательную пригонку рабочих поверхностей шпонки и пазов; наличие зазоров по высоте для призматических и сегментных шпонок и по ширине для клиновых шпонок.

Порядок сборки соединений с обыкновенной призматической шпонкой представляет собой подготовку нужной шпонки (из чистотянутого прутка). Далее следует пригонка шпонки по пазу вала (припиливание или шабрение по краске). Затем делается запрессовка шпонки в вал прессом, струбцинами или ударами медного молотка. В конце на особо ответственных деталях проводится проверка щупом на предмет отсутствия зазора между боковыми сторонами шпонки и паза; Также возможна пригонка ступицы к боковым сторонам шпонки с минимальным зазором для неподвижных соединений и с гарантированным зазором для подвижных.

При сборке соединений с клиновой шпонкой готовят нужную шпонку; смазывают шпонку и пазы вала и ступицы машинным маслом; ступицу надевают на вал, пазы их совмещают; шпонку вводят в паз и ударом по широкой торцовой части или головке заклинивают, при этом головка шпонки не должна доходить до ступицы, что гарантирует наличие натяга в соединении; при наличии зазора (проверяется щупом с обеих сторон ступицы), который образуется при несовпадении уклонов шпонки и ступицы, соединение разбирают и соприкасающиеся поверхности пригоняют.

Дефекты шпоночных соединений и способы ремонта

Источник

Восстановление и ремонт шпоночного паза

Деталь, насаженная на вал: например, шкив или зубчатое колесо

• Износ шпонки или шпоночного паза
• Ремонт изношенных шпонок
• Защита новых и восстановленных деталей от износа, истирания и химического воздействия

Применение:

Ниже описан ремонт призматических шпонок, однако аналогичным образом можно ремонтировать и другие шпонки. Пример шпонок, которые можно восстановить похожим методом:

• Сегментные шпонки
• Клиновые врезные шпонки
• Конические шпонки

Причина:

• Неточная обработка приводит к ослаблению крепления деталей; это влечет за собой возникновение микро-перемещений, а значит и износа
• Знакопеременные нагрузки

Способы ремонта шпоночных соединений:

Выравнивание положения призматической шпонки

Метод ремонта: восстановление; установка шпонки (изношенная канавка)
Применяемый состав: Loctite 648 (50 мл, 250 мл)
Зазор (вид посадки): Переходная посадка / Посадка с зазором
Степень износа: Сильно изношенная шпоночная канавка
Время полимеризации (Сталь): 12 часов*

*Нагревайте соединение для скорейшей полимеризации состава

Последовательность действий:

Сильно изношенное шпоночное соединение

• Разберите узел
• Подберите шпонку следующего стандартного размера
• Расточите изношенную шпоночную канавку до размеров новой шпонки
• Сточите выступающую часть новой шпонки сверху и с боков таким образом, что бы ее размеры соответствовали размерам шпоночной канавки насаживаемой детали
• Зашкурьте поверхности, на которые будет нанесен клей
• Очистите эти поверхности средством для очистки и обезжиривания Loctite 7063 (Локтайт 7063) 150 мл или 400 мл
• Нанесите Loctite 648 (Локтайт 648) на поверхности шпоночной канавки вала
• Вставьте шпонку в шпоночную канавку вала
• Удалите лишний состав
• Если на шпонку действуют большие нагрузки, то дополнительно на всю поверхность вала, контактирующую с насаживаемой деталью, нанесите состав Loctite 648 (Локтайт 648)
• Соберите узел с уже установленной шпонкой
• Удалите лишний состав
• Дождитесь полной полимеризации клея

Создание новой шпоночной канавки на валу

Если износ деталей слишком сильный, может потребоваться создание новых шпоночных канавок; в этом случае старые канавки могут быть заполнены следующим способом.

Метод ремонта: создание новой шпоночной канавки
Применяемый состав: Loctite Hysol 3478 A&B Superior Metal
Зазор (вид посадки): Переходная посадка / Посадка с зазором
Степень износа: Сильно изношенная шпоночная канавка
Время полимеризации (Сталь): 24 часа*

*Нагревайте соединение для скорейшей полимеризации состава

Последовательность действий:

• Разъедините детали
• Очистите эти детали средством для очистки и обезжиривания Loctite 7063 (Локтайт 7063) 150 мл или 400 мл
• Loctite 3478 (Локтайт 3478) в шпоночные канавки вала и втулке. Не оставляйте пустот
• Дайте составу полимеризоваться в течение 24 часов
• Если необходимо наличие круглой поверхности, обработайте полимеризовавшийся состав
• Проточите новые шпоночные канавки на валу и втулке
• Снова очистите детали Средством для очистки и обезжиривания Loctite 7063 (Локтайт 7063)
• Нанесите небольшое количество резьбового фиксатора Loctite 243 (Локтайт 243) на стенки новой шпоночной канавки
• Вставьте шпонку в шпоночную канавку
• Удалите лишний клей
• Соберите узел
• Дайте составу полностью полимеризоваться

Вариант 1

Метод ремонта: склеивание
Применяемый состав: Loctite 660 + Loctite 7649
Зазор (вид посадки): Средний зазор
Степень износа: до 0,25 мм
Время полимеризации (Сталь): 12 часа*

Вариант 2

Метод ремонта: склеивание
Применяемый состав: Loctite Hysol 9466 A&B
Зазор (вид посадки): Средний зазор
Степень износа: от 0,2 до 0,5 мм
Время полимеризации (Сталь): 24 часа*

Вариант 3

Метод ремонта: восстановление
Применяемый состав: Loctite Hysol 3478 A&B
Зазор (вид посадки): Большой зазор
Степень износа: от 0,5 мм
Время полимеризации (Сталь): 24 часа*

*Нагревайте соединение для скорейшей полимеризации состава

Последовательность действий:

Выберите подходящий ремонтный состав, исходя из степени износа детали

• При необходимости разберите узел. Однако ремонт можно производить и без извлечения вала
• Обработайте поверхность рашпилем или вращающимся режущим или сверлильным инструментом
• Очистите поверхности средством для очистки и обезжиривания Loctite 7063
• Нанесите тонким слоем сухое смазывающее средство Loctite 8192 на шпонку, втулку и на другие поверхности, где не требуется приклеивание
• Обработанные таким образом детали следует оставить в покое на 15-30 минут при комнатной температуре
• Шпателем нанесите ремонтный состав. На дно канавки наносите тонкий слой клея, а на боковые стенки – более толстый. Это позволит шпонки сесть достаточно глубоко в канавку и оставить небольшой зазор
• Удалите лишний состав с краев шпоночной канавки
• Незамедлительно придайте правильное положение шпонке, валу и втулке друг относительно друга
• Дождитесь полной полимеризации клея

Результаты

• Узел восстановлен и готов к работе без проведения капитального ремонта
• Шпонка закреплена в шпоночной канавке
• Исключен повторный износ

Активная защита от износа

Описание:

• Закрепление шпонки в шпоночной канавке на новых деталях
• Исключение микроперемещений, приводящих к износу

Причина:

В новом узле зазор между шпонкой и стенками шпоночной канавки обычно очень мал или отсутствует вовсе. Однако со временем изнашивание может повлечь потерю прочности и разбалтывание шпоночной канавки.

Источник

Шпоночные и шлицевые соединения

В шпоночных соединениях изнашиваются как шпильки, так и шпоночные пазы, в результате чего ослабевает посадка детали на валу. Возможные причины износа (помимо нормального изнашивания под действием длительной нагрузки при работе) — плохая подгонка шпонки по месту или применение неправильной посадки. Шпонки обычно не ремонтируют, а изготовляют вновь. Затем их опиливают, строгают или шлифуют, пригоняя по шпоночному пазу на валу и сопрягаемой с ним детали.

Шпоночные пазы ремонтируют. При незначительном износе (до 10% от первоначального размера паза) шпоночный паз опиливают, при большем— ремонтируют, наваривая грани с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом.

При ремонте шпоночных соединений путем подгонки добиваются плотного сопряжения шпонок с боковыми поверхностями пазов; соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинивались по высоте. Клиновую шпонку забивают так, чтобы ее при ослаблении можно было осадить: между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки. Призматические шпонки можно вынимать при ремонте из пазов без повреждения; для этого специально выполняют в средней части шпонки резьбовое отверстие и в него ввинчивают винт. Когда винт своим концом упрется в вал, винт продолжают вращать и тогда шпонка выходит из паза. Шпонку можно вынуть из паза и с помощью молотка с выколоткой, используя имеющийся у нее скос.

Источник