Шпоночный паз вала ремонт

Ремонт резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений

Резьбовые соединения являются наиболее распространенным видом разъемного соединения. Трудоемкость сборки резьбовых соединений составляет 25–40% общей трудоемкости сборочных работ. Наиболее часто применяемые резьбовые соединения: винтовые, болтовые, шпилечные.

Правильная затяжка резьбовых соединений при сборке играет существенную роль в повышении долговечности работы, создании жесткости станка. Винтовое крепление узлов к станине, особенно узлов, влияющих на точность, долговечность и жесткость станка, необходимо осуществлять с определенным и контролируемым усилием затяжки. При затяжке с моментом, создаваемым стандартным ключом, может быть достигнута необходимая осевая сила затяжки в резьбовом соединении, смазанном машинным маслом, а также при повторной затяжке. Контактная жесткость стыков повышается примерно в 2–2,5 раза при повторной затяжке болтов и винтов потому, что при первоначальной затяжке резьбовых деталей обминаются микронеровности контактирующих поверхностей, на что уходит большая часть усилия затяжки. Кроме того, часть усилия на ключе затрачивается на деформацию элементов резьбы, вызванную ее неточностью.

1. Сборка резьбовых соединений

В резьбовых соединениях с гайками болт обычно вставляют снизу, а затем навинчивают гайку. Гайки затягивают только тогда, когда поставлены все болты и гайки. Затягивают гайки постепенно. Сначала все гайки завертывают до соприкосновения с шайбами или с поверхностью детали, затем слегка затягивают и только в третий pаз затягивают окончательно.

Затягивают гайки не подряд одну за другой, так как при этом затяжка может оказаться неравномерной и повлечь за собой перегрузку отдельных гаек, смятие резьбы и даже oбpыв болта.

Гайки, расположенные по кругу, например на фланцах, крышках цилиндров и т.д., затягивают крест-накрест также в три приема. На длинных крышках, например на крышках редукторов, гайки затягивают от середины к краям. Затягивание гаек от краев к середине приводит к искривлению крышек. Эти рекомендации относятся также к резьбовым соединениям без гаек. Контроль усилия затяжки резьбового соединения осуществляется либо выбором соответствующей длины рукоятки ключа, либо применением предельных и динамометрических ключей. Следует учитывать, что применение ключей нестандартной длины может привести к разрыву стержня болта, срыву ниток резьбы и травмам.

Сборка болтового соединения заканчивается стопорением гаек. Соединения посредством шпилек в станкостроении применяются редко.

При установке шпилек необходимо выполнять следующие основные правила:

1. шпилька должна иметь плотную посадку в корпусе;
2. ось шпильки должна быть перпендикулярна к поверхности детали.

Категорически запрещается подгибать шпильки, если они не попадают в отверстия детали, так как они при этом деформируются у корня и могут лопнуть во время работы. Перекос шпилек можно исправлять только нарезанием новой резьбы в отверстии. Для ввинчивания шпилек в корпус существует несколько конструкций ключей. Наибольшее распространение получили эксцентриковые ключи.

Важным условием нормальной работы резьбового соединения является отсутствие изгибающих напряжений в теле болта или шпильки. В связи с этим неплотное прилегание гайки к торцу детали недопустимо. Гайки должны навертываться от руки до места посадки. При большом числе гаек рекомендуется завертывать их в определенном порядке. Общий принцип затяжки — сначала затягивают гайки, находящиеся в середине детали, затем попеременно по паре с каждой стороны. Гайки целесообразно затягивать постепенно, т.е. сначала затянуть все гайки на одну треть затяжки, затем на две трети и, наконец, на полную затяжку. Гайки, расположенные по кругу, следует затягивать крест-накрест и также постепенно.

Следует особо тщательно выбирать крепежные детали для крепления фланцев и крышек, прижимающих прецизионные подшипники шпиндельных узлов. Перекосы резьбы или торцов винтов и зенковок под головки винтов приводят к деформации фланцев и крышек и, как следствие, к перекосу самого подшипника. Большое значение в этих случаях приобретает также равномерность затяжки.

Концы винтов и шпилек должны выступать над гайкой не более чем на 0,5 диаметра, если они могут травмировать рабочего (оператора) или обслуживающий персонал и если ухудшают внешний вид станка.

2. Ремонт шпоночных соединений

Разрушенные и изношенные шпонки не ремонтируют, а заменяют новыми.

Смятые стенки шпоночной канавки в детали и на валу при небольшой разработке распиливают или обрабатывают на станке до получения канавки правильной формы; по размерам увеличенной таким образом канавки изготовляют новую шпонку. При этом увеличение ширины шпоночной канавки не должно превышать 15% первоначального размера.

Так как износ шпоночной канавки может быть несимметричным, то при исправлении канавки установка инструмента для ее обработки на станке должна производиться не по боковым поверхностям канавки, а по поверхности основания шпоночной канавки.

При обработке шпоночной канавки до ремонтного размера в качестве такового обычно принимается ближайший больший размер шпонки по стандарту, но в отдельных случаях при незначительных износах крупных шпонок можно допустить обработку до размера, не предусмотренного стандартом.

Увеличение ширины шпоночной канавки при ремонте следует делать в обеих соединяемых деталях. Установка фасонных (ступенчатых) шпонок может допускаться лишь в исключительных случаях при текущем ремонте. При этом ступени шпонки должны располагаться строго симметрично.

Сильно разработанные шпоночные пазы не обрабатывают, а заваривают и в другом месте вала прорезают новый паз под углом 90, 135 или 180°. Если заварка старого паза является нежелательной, из-за возможности поводки вала, то допустимо оставлять его незаваренным. В таком случае в старый шпоночный паз следует запрессовать, припаять или закрепить на винтах предварительно пригнанный к пазу стальной вкладыш. Допускается также изготовление шпоночного паза на новом месте без заделки старого паза (не более одного).

Наплавление рабочих поверхностей шпоночной канавки с последующей механической обработкой производят, когда смятие рабочих поверхностей канавки сопровождается выкрашиванием отдельных участков, так как в этом случае обработка до ремонтного размера требует значительного увеличения ширины канавки. Наплавление производят электросваркой.

Этот способ следует применять возможно реже, как не обеспечивающий восстановления детали на длительный срок и связанный с заметными деформациями вала при наплавке.

3. Сборка шпоночных соединений

Сборка шпоночных соединений при ремонте является ответственной операцией. При правильной подгонке деталей призматическая шпонка боковыми поверхностями должна соединяться по посадке с боковыми поверхностями и без зазора с дном шпоночного паза вала. Призматическая шпонка должна соединяться по посадке с боковыми поверхностями и с обязательным зазором между шпонкой и дном шпоночного паза охватывающей детали. Неправильное шпоночное соединение приводит к перекосу зубчатых колес и звездочек, сопряженных с валом, и вызывает неправильное зацепление зубьев колес и ускоряет износы звездочек и цепей. При чрезмерно тугой посадке деталей на шпонку могут происходить разрывы их ступиц.

Погрешности расположения шпонки на валу, перекос оси шпоночного паза на втулке приводит к тому, что шпоночное соединение не собирается.

Пригонка шпонки для компенсации перекоса и смещения оси пазов на валу и во втулке без контроля сопряжения боковых сторон пазов и шпонки может привести к резкому уменьшению площади контакта поверхностей, увеличению напряжения смятия. Увеличение бокового зазора из-за смятия шпонки приводит к нарушению посадки втулки на валу, появлению шума и стука в узле и в результате может привести к преждевременному износу или поломке узла.

Поэтому очень важно в процессе изготовления и сборки шпоночного соединения контролировать детали и сопряжение.

Шпонки и паз вала устанавливают с помощью молотка с медными наконечниками или под прессом. При установке шпонок под прессом необходимо следить за тем, чтобы не было поперечного перекоса шпонки и врезания ее кромки в тело вала.

4. Ремонт шлицевых соединений

Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными имеют меньшие напряжения смятия на гранях шлицев и большую прочность валов. При сборке шлицевых соединений не требуется пригонки. Наибольшее распространение имеют шлицевые соединения с прямобочной формой шлицев, в некоторых случаях стали применяться шлицевые соединения с эвольвентной формой шлицев, которые обладают по сравнению с прямобочными повышенной прочностью.

Сборку шлицевых соединений следует начинать с осмотра состояния шлицев обеих деталей. Забоин, задиров или заусенцев в шлицевом соединении допускать нельзя.

В неразъемных шлицевых соединениях целесообразно перед напрессовкой охватывающую деталь нагреть до 80–120 °С. После установки охватывающей детали на шлицах соединение следует проверить на биение. Легкоразъемные и подвижные шлицевые соединения, кроме проверки на биение, проверяют еще на качку. Сопряжение шлицев ответственных соединений проверяют также «на краску».

Источник

Шпоночный паз вала ремонт

Ремонт шпоночных и шлицевых соединений

Шпоночное соединение. Шпоночное соединение служит для передачи вращения валу от насаженной на него детали (шкива, зубчатого колеса, втулки). Соединительной деталью является шпонка. Шпоночные соединения делят на две группы: ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные).

Призматические шпоночные соединения бывают обыкновенные — для передачи вращающего момента, а также направляющие и скользящие, служащие, кроме того, для направления при осевом перемещении. Направляющие шпонки крепятся на валу (ГОСТ 8790—79) для устранения повышенного трения и износа, связанного с перекосом шпонок (рис. 42, а). Скользящие шпонки (ГОСТ 12208—66) перемещаются вместе со ступицами вдоль вала и имеют цилиндрические выступы, которые входят в соответствующие отверстия в ступицах (рис. 42, б). Сегментные шпонки (ГОСТ 24071 — 80) применяются при необходимости частого демонтажа сборочной единицы (рис. 42, в). Клиновые шпонки (ГОСТ 24068—80) способны передавать не только крутящий момент, но и осевое усилие (рис. 42, г). Однако из-за возникающих при эксплуатации перекосов они применяются для тихоходных, неответственных деталей. Тангенциальные шпонки (ГОСТ 24069 — 80) используются при больших динамических нагрузках.

Материал шпонок — углеродистая или легированная сталь с модулем упругости а не ниже 500 МПа.

Дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта приведены в табл. 17.

Таблица 17
Основные дефекты шпоночных соединений и способы их ремонта

Способы ремонта

Смятие или срез шпонки

Замена шпонки. Новая шпонка должна иметь припуск 0,1 . 0,2 мм для последующей пригонки по пазу вала

Износ, смятие шпоночного паза вала

1. Обработка паза под шпонку до следующего стандартного размера.

При этом устанавливается либо ступенчатая

Способы ремонта

шпонка, либо обычная шпонка с расширением паза ступицы.

1. Изготовление нового шпоночного паза под углом 90. 120° к старому; изношенный паз заваривается.

2. Наплавка изношенного паза с последующей обработкой (для неответственных соединений)

Износ шпоночно­го паза в ступице

Обработка шпоночного паза под следующий стандартный размер на долбежном станке или вручную. В последнем случае сначала опиливается дно паза, а затем боковые стороны с обеспечением симметрич­ности относительно диаметральной плоскости

Рис. 42. Виды шпоночных соединений с помощью направляющих (а), скользящих (б), сегментных (в) и клиновых (г) шпонок

Способы восстановления шпоночных пазов различны (рис. 43). При большем износе шпоночный паз ремонтируют наваркой грани (рис. 43, а) с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом. Возможен и такой вид ремонта: паз расширяют и углубляют, полностью устраняя следы износа, а затем к нему изготовляют ступенчатую шпонку (рис. 43, б). Однако этот способ не обеспечивает высокого качества соединения, и поэтому его применяют в исключительных случаях (осмотры и текущий ремонт). Когда на чертеже нет указаний о фиксированном положении шпоночного паза, допускают изготовление его заново на другом месте без заделки старого паза (не более одного на сечение). Новый паз фрезеруют параллельно бывшему пазу в диаметральной плоскости, расположенной относительно последнего под углом 90, 135 или 180°.

При ремонте шпоночных соединений изношенные шпонки не ремонтируют, а изготовляют новые, подгонкой добиваясь их плотного сопряжения с боковыми поверхностями пазов соединяемых деталей. Исключение составляют клиновые шпонки: их загоняют в паз ударом молотка так, чтобы они заклинились по высоте. Клиновую шпонку следует, кроме того, забивать таким

образом, чтобы при ослаблении ее можно было осаживать. Между головкой шпонки и торцом детали должно оставаться расстояние, равное высоте шпонки.

Призматические шпонки при ремонте можно вынимать из пазов без повреждения, выполняя в средней части шпонки резьбовое отверстие и ввертывая в него винт. Когда он своим концом упрется в вал, его продолжают вращать, и шпонка при этом выходит из паза (рис. 44, а). При подгонке и сборке призматических шпонок в процессе ремонта рекомендуется выполнить специальный скос (рис. 44, б), а с обратной стороны сделать соответствующую пометку. Это позволит вынуть шпонку из паза с помощью молотка с выколоткой: выколотку упирают в помеченный конец шпонки со стороны скоса (показано стрелкой) и слегка ударяют по ней молотком. С этой стороны конец шпонки прижимают к основанию паза, а с противоположной приподнимают.

Рис. 43. Ремонт шпоночных пазов наваркой грани (а) и установкой ступенчатой шпонки (б)

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