Сборка соединений со шпонками

Шпоночные соединения имеют недостатки. При боковых зазорах между шпонкой и пазом охватывающей детали паз постепенно разрабатывается, что может вызвать срез шпонки или ее деформацию. Учитывая это, особые требования предъявляют к точности центрирования шпоночного соединения и плотности посадки на валу охватывающей детали. В конструкциях изделий начинают применять разнообразные виды бесшионочных соединений. Один из них — соединение упругопластичными втулками.

Сборка с использованием упругих элементов

Все большее распространение при сборке машиностроительных изделий находит использование конструктивных схем на основе упругих свойств одной из соединяемых деталей. Сборку выполняют упругим деформированием соединяемых или соединительных деталей:

• • с постановкой стопорных упругих колец на валы и в канавки корпусных деталей;
• • постановкой упругих разрезных шайб;
• • с помощью упругих защелок;
• • с помощью пружинных фиксаторов положения сопряженных деталей;
• • с помощью пустотелых упругих штифтов;
• • применением клемм и упругих элементов.

В качестве примера, иллюстрирующего использование при сборке упругих элементов, на рис. 18.1, в показан собранный клапан двигателя с пружиной и разрезными сухариками.

К достоинствам данного класса соединений относятся малые габариты, удобство и быстрота сборки и разборки, что важно не только для производства, но и для обслуживания изделий. В большинстве случаев усилие для сборки и разборки невелико, а надежность работы высокая даже в условиях толчков и вибраций. Соединения с упругими элементами применяют как при узловой, так и при общей сборке.

Для осевой сборки (фиксации) деталей на валах и в отверстиях широко применяют стопорные кольца, представляющие собой разрезные пружинные кольца, заводимые с радиальным натягом в канавки вата (или отверстия) и удерживаемые в них силой упругости (рис. 18.5). Стопорные кольца удобны для монтажа и занимают мало места. Их применение освобождает от необходимости выполнять валы (отверстия) со ступеньками, буртиками или резьбой под гайки. Они могут выдерживать значительные осевые нагрузки.

Рис. 18.5. Варианты конструктивного оформления стопорных колец:

а — для отверстий: б — валов.

Монтаж и демонтаж

Внутренние стопорные кольца при монтаже сжимают, сводя концы, и вводят в отверстие с перекосом по отношению к оси. Если канавка расположена близко от торца отверстия, то кольцо опирают в канавку в точке, противоположной разрезу (рис. 18.6, а), и, поворачивая его вокруг этой точки, как вокруг оси, вводят в канавку. Аналогично монтируют наружные кольца (рис. 18.6, б).

Рис. 18.6. Монтаж стопорных колец:

а — на вал; б — в отверстие Для облегчения монтажа кромки отверстий и валов заправляют пологими фасками, обычно под углом? = 30°. Лучше всего, если входной диаметр фаски в отверстиях равен наружному диаметру кольца, а на валах — его внутреннему диаметру в свободном состоянии. Устанавливаемые на вал наружные кольца разжимают при монтаже так, чтобы они могли пройти через диаметр вала.

Для монтажа колец используют приспособления типа изображенных на рис. 18.7.

Рис. 18.7. Приспособления для монтажа стопоров:

а — для внутренних колец: 1 — оправка; 2 — стопорное кольцо; 3 — шток; б — для наружных колец: 4 — оправка; 5 — стопорное кольцо; 6 — втулка Внутренние кольца 2 устанавливают в оправку 1 с пологим коническим отверстием, центрируемую по детали, и движением штока 3 вводят в канавку. Наружные кольца 5 устанавливают на коническую оправку 4, центрируемую, но расточке (или центровому гнезду) вала, и движением втулки 6 заводят их на вал.

Стопоры радиальной сборки применяют для фиксации деталей на валах в случаях, когда монтажу стопорного кольца по оси мешают смежные детали. Благодаря простоте и удобству установки их часто применяют и в тех случаях, когда возможна осевая сборка.

Стопоры радиальной сборки представляют собой разрезные пружинные кольца с увеличенной прорезью, допускающей заведение кольца в канавку в плоскости ее расположения. Простейший стопор (рис. 18.8) представляет собой кольцо из круглой проволоки или ленты. Простейший стопорный штифт осевой сборки показан на рис. 18.9.

Рис. 18.8. Стопорение колец при радиальной сборке.

Рис. 18.9. Вид стопорных штифтов:

а — до сборки; б — после; 1 — разжимной элемент; 2 — центральный элемент Несущая способность и сопротивляемость центробежным силам у стопоров радиальной сборки меньше, чем у стопоров осевой сборки. Осевую нагружаемость можно повысить, утолщая стопоры и увеличивая глубину канавки, которая в данном случае не ограничена условием прочности стопора при монтаже.

Недостаток крепления стопорными кольцами — ослабление деталей кольцевыми выточками.