Что такое шпонка и для чего она нужна? Материал, из которого можно сделать шпонку.

Шпоночное соединение – разновидность соединения, состоящего из шпонки на валу и ступицы. Шпонкой называется деталь, которая соединяет узлы путем установки

Как сделать шпонку

Как сделать шпонку

Многим инженерам-механикам, слесарям и представителям других профессий, работа которых тесно связанных с механизмами, в которых имеется шпоночное соединение, просто необходимо знать, как сделать шпонку. К сожалению, купить шпонку с нужным размером при условии экстренной необходимости достаточно проблематично. Несмотря на достаточно большие объемы производства, в разных механизмах используют различные виды шпонок, кроме того, даже у одинаковых по исполнению изделий могут быть отличающиеся размеры, которые не всегда есть в наличии в ближайших магазинах. Конечно, можно купить шпонку в Интернет-магазине, но тогда придется какое-то время ждать и её доставку. Соответственно, вышедший из строя механизм все это время нельзя будет эксплуатировать, а это повлечет за собой простой работы и существенную потерю денег.

Но как сделать шпонку из подручных средств? Ведь заводские изделия выполняются на высокоточном оборудовании. Многие предприятия для изготовления шпонок задействуют сверлильные, точильные, шлифовальные и множество других видов станков с ЧПУ, наличие которого позволяет достичь наиболее точных допусков. На самом деле все не так уж сложно! Конечно, сделать шпонку как с завода не получится — так или иначе она наверняка будет иметь небольшие отклонения. Однако, для экстренной замены подобное решение подойдет в полной мере. Кроме того, для этих целей можно нанять опытного мастера, который уже знает как выполняется изготовление шпонки. От Вас потребуется лишь предоставить ему оплату, необходимые размеры и сырьевой материал для заготовок. Правда, у многих мастеров всегда есть своя шпоночная сталь для подобных случаев.

Поскольку шпоночное соединение в качестве связующего звена может иметь самые разные виды шпонок, то при изготовлении изделия будет очень важно учитывать и то, какой материал сможет лучше выдержать поставленные нагрузки, и то, какой должна быть у нее конфигурация. Таким образом, можно в точности сделать шпонку как предыдущую по виду, но использовать при этом наиболее высокопрочные сплавы, чтобы существенно продлить её ресурс и избежать преждевременных поломок. Чтобы выполнить изготовление шпонки Вам будет нужна чистотянутая сталь с необходимыми размерами: шириной, толщиной, длиной. Обратите внимание на то, что бруски могут иметь прямоугольную и квадратную форму. При этом длина заготовки может варьироваться в нескольких метров до нескольких сантиметров. Помимо этого Вам так же будет нужно подготовить:

  1. Устойчивый стол или слесарный верстак
  2. Настольные или станочные тиски
  3. Линейка, рулетка, карандаш, угольник
  4. Перчатки и защитные очки
  5. Ножовка по металлу
  6. Напильники: круглый, плоский, бархатный, драчевый.
  7. Абразивная шкурка

Обратите внимание — изготовление шпонки требует соблюдения правил по технике безопасности! Во-первых, Вы должны убедиться, что шпоночная сталь прочно закреплена в тисках. Степень надежности фиксации нужно периодически проверять по ходу выполнения всех этапов работы. Во-вторых, ни в коем случае не следует использовать такие напильники, в которых уже есть трещины и сколы на рукоятке. Так же нельзя применять и напильники без наличия рукояток. В-третьих, во время проведения опиливания заготовок с острыми краями, поджимать пальцы под напильник категорически запрещается. Кроме того, строго запрещено убирать стружечную пыль голыми руками без перчаток, поскольку можно порезать кожу или загнать металлическую занозу. Помимо этого, пыль не стоит сдувать ртом, так как она может запросто попасть в дыхательные пути.

Как сделать шпонку в домашних условиях

Производство шпонки

  1. Для начала нужно будет отмерить от бруска необходимую длину шпонки, обозначив с помощью карандаша габариты.
  2. По созданной разметке вручную ножовкой по металлу выпиливается заготовка с теми параметрами, которые необходимы.
  3. Теперь нужно начисто отпилить поверхность «А», следом за ней 1-ю и 2-ю стороны. Проверить точность можно угольником.
  4. Далее следует выполнить разметку 3-й и 4-й сторон, наметив длину, ширину, а также и необходимые радиусы закругления шпонки.
  5. По разметке стороны 3 и 4 опиливаются. Проверить размер и перпендикулярность шпонки можно штангенциркулем и угольником.
  6. После этого полученную шпонку подгоняют под ее посадочное место. Важно будет добиться плавного и легкого вхождения шпонки в паз.
  7. Как только размеры шпонки и посадочного места будут полностью одинаковы, нужно отпилить по поверхности «Б» необходимую высоту шпонки.

Обратите внимание, что процесс опиливания требует выбора наиболее оптимального метода по приданию необходимой формы. Удалять лишний металл на заготовке можно либо простой ножовкой, либо используя сверло, а в некоторых случаях возможна даже вырубка. Для этого этапа работы крайне важно подобрать правильное сечение напильника. В идеале оно должно быть чуть меньше радиуса поверхности. После проведения опилки и достижения необходимых результатов, саму поверхность шпонки можно будет обработать различными абразивными материалами, например, полотняной или же бумажной шкуркой, бархатными напильниками, специальными брусками и подобными материалами. Качественная обработка позволит не только придать более лучший внешний вид, но и сгладить некоторые дефекты на поверхности изготовленной шпонки.

Установка шпонки

Характеристики шпоночной стали

Приведенная выше информация указывает на то, что сталь для шпонок должна обладать определенными эксплуатационными характеристиками. Из названия материала можно сразу определить область ее применения. Среди особенностей отметим следующее:

  1. Металлическая шпонка производится зачастую при применении металла, который отвечает ГОСТу 8787-68.
  2. Зарубежные производители учитывают стандарт DIN
  3. В большинстве случаев используется шпоночный прокат, представленный конструкционной углеродистой сталью.
  4. Особенностью можно назвать то, что поверхностный слой обладает лучшими эксплуатационными характеристиками.
  5. Повысить основные характеристики можно за счет проведения различного рода термической обработки. Часто твердость повышается путем закалки или выполнения отпуска.

Скачать ГОСТ 8787-68

Используемая марка стали хорошо поддается холодному и горячему волочению. За счет этого проводится выпуск объемной или комбинированной калибровки.

Довольно большое распространение получил шпоночный материал 8×7. Применение стандартов на момент производства заготовок позволяет существенно упростить задачу по выпуску промежуточного элемента. При выборе материала уделяется внимание нижеприведенным моментам:

  1. Твердость поверхностного слоя.
  2. Устойчивость материала от воздействия окружающей среды.
  3. Степень обрабатываемости.

Характеристики шпоночных фрез

Распространенные сплавы могут применяться для изготовления призматических и других вариантов исполнения промежуточных элементов, который устанавливается для передачи усилия. Стоит учитывать, что чаще всего шпоночная сталь применяется при создании прямоугольных брусков различных размеров, которые устанавливаются на валу.

Классический вариант представлен маркой Ст45. К ключевым особенностям отнесем:

  1. Это конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества, стоимость которой относительно невысокая.
  2. Традиционно используется при изготовлении ответственных деталей.
  3. Не стоит обращать внимание на то, что подобная марка не подается сварке.

Кроме этого, может применяться марка Ст50, свойства которой не существенно отличаются от предыдущего варианта.

В случае, когда нужно существенно повысить прочность соединения следует уделить внимание возможности применения легированных сплавов. Внесение в состав определенных химических элементов позволяет существенно повысить эксплуатационные характеристики. Примером можно назвать марку 40Х, которая характеризуется следующими особенностями:

  1. Твердость варьируется в пределе 35-45 HRC. Для повышения этого показателя проводится термическая обработка, а также отпуск для снижения вероятности появления внутренних напряжений.
  2. Внесение хрома позволяет несколько повысить степень защиты материала от воздействия повышенной влажности. Этот момент определяет то, что коррозия на поверхности не появляться в течение длительного периода применения изделия.
  3. Концентрация углерода в районе 0,4% обеспечивает требуемую прочность и твердость изделия. При этом в состав могут включаться и другие вещества в небольшой концентрации, за счет чего обеспечиваются требуемые эксплуатационные характеристики.

Также могут применяться и другие сплавы с особыми эксплуатационными характеристиками, к примеру, с хорошей устойчивостью к воздействию повышенной температуры. Выбор проводится в зависимости от эксплуатационных характеристик и многих других моментов.

Описание и сфера использования

Шпонку устанавливают в пазы, сделанные на деталях. Этот элемент выполнен из высокопрочной стали. Это защищает его от срезания под действием нагрузки. Конфигурация детали подбирается отдельно. Наиболее распространена форма прямоугольного параллелепипеда или полусферы.

Еще одним назначением шпонки является защита узла от превышения нагрузки. При увеличении усилия элемент выходит из строя, тем самым защищая механизм от перегрузки.

Изделия широко применяются в различных областях. Это изготовление транспортных средств, останков, бытовой техники, специализированных механизмов и т.д. Часто их применяют в узлах с ременной или шестеренчатой передачей. Они встречаются в силовых агрегатах и трансмиссии автомобилей. Используя шпонку, удается получить соединение исключающее смещение деталей между собой.

Назначение шпонок фото

Накладные соединения:

Данный вид соединения изготавливают с применением Фрез для сращивания (под склейку).

Популярное фото!

Набор инструментов

Для выполнения работы помимо станка потребуется:

  • резец расточной;
  • резец долбежный;
  • масло для смазки.

Расточной резец может использоваться любой, конечно в пределах возможностей диаметра втулки. Что касается долбежного инструмента, то его сечение подбирается под требуемую ширину шпоночного паза. Смазочное масло потребуется только в тех случаях, если приходится работать с твердым металлом. Для мягких сталей при условии применения качественных резцов оно не обязательно, поскольку расточка фаски и долбление не вызывает критического перегрева, способного ускорить стирание режущей кромки инструмента.

Как сделать шпоночный паз на токарном станке

Накладные неразъемные (клеевые) соединения

Бывают просто ящички, а бывают “Ящички” с Большой буквы! 
Красота достигается применением углового соединения на контрастной древесине.

Из чего сделать шпонку на вал

Шпоночное соединение – разновидность соединения, состоящего из шпонки на валу и ступицы. Шпонкой называется деталь, которая соединяет узлы путем установки в пазы. Основной ее функцией является передача вращающего момента между узлами. Существует определенная стандартизация их разновидностей. Шпонка имеет специальные пазы, вырезанные путем фрезерования.

shponochnoe-soedinenie-1.jpg

соединитель Festool Domino новинка 2016 года   Новое соединение от Festool с помощью разъемных соединителей Domino

Боковой соединитель представляет собой анкерный болт с двумя муфтами на конце: муфта стяжная поперечная (на фото ниже - слева) и муфта распорная продольнаяНаиболее эффективным с точки зрения прочности, надежности и экономической целесообразности является совместное использование соединителя Festool  и шипов Domino

В качестве инструмента для изготовления пазов под новые анкерные соединители используется фрезер DOMINO XL DF 700:
 

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.

shponochnoe-soedinenie-7.jpg

В качестве инструмента для изготовления пазов под новые анкерные соединители используется фрезер DOMINO XL DF 700  Второй вариант использования прямого соединителя - в каркасных конструкциях на Т-образных и крестообразных стыках.

Подробнее по ссылке Применение и технологии использования Разъемного соединения от Festool.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...