Шпонкове з’єднання складається з вала (осі), зовнішньої деталі (маточини) і шпонки. Під час складання шпонкових з’єднань важливо дотримуватися посадок у спряженні шпонки з валом і маточиною. Основною причиною порушення правильності розподілу навантаження та зминання або руйнування шпонки є збільшення зазору в з’єднанні. Зміщення осей шпонкових пазів призводить до неправильного розміщення шпонки й незбігу бокових поверхонь пазів. Це утруднює складання через деформацію стінок паза й перекіс маточини на валу.

З’єднання з призматичними шпонками виконують у такій послідовності:

• знімають задирки й зачищають гострі грані шпонок і пазів;

• приганяють шпонку за пазом вала;

• приганяють шпонковий паз маточини за шпонкою;

• установлюють шпонку в паз вала за допомогою мідного молотка, струбцин або під пресом;

• перевіряють відсутність бокового зазору між пазом і шпонкою за допомогою щупа;

• перевіряють наявність радіального зазору між маточиною і шпонкою за допомогою щупа (розмір зазору стандартизований). Коли неможливо перевірити радіальний зазор, до складання треба детально перевірити розміри пазів вала й маточини за допомогою шаблонів.

Призматичні шпонки вставляють без зазору по бокових гранях. У зібраному з’єднанні між верхньою гранню шпонки й основою паза маточини має бути зазор (табл. 9.1).

Таблиця 9.1

Залежність діаметра вала й зазору між поверхнями шпонки та паза

З’єднання призматичними шпонками буде ненапруженим і може передавати тільки крутний момент, але не осьові сили.

З’єднання з клиновими шпонками не забезпечують високої точності складання. Клинові шпонки запресовують (забивають) у пази вала й маточини молотком через м’яку прокладку. Під час складання потрібно стежити за тим, щоб шпонка щільно прилягала до дна (основи) паза вала й маточини та мала зазори на своїх бокових гранях. Розміри цих зазорів наведено в таблиці 9.2.

Таблиця 9.2

Залежність зазору між пазом і шпонкою від номінальних розмірів шпонок

Клинові шпонки створюють напружене з’єднання, яке може передавати не тільки крутний момент, а й осьові сили. Кути нахилу на робочій поверхні шпонки й у пазу маточини мають збігатися, бо інакше деталь розміщуватиметься на валу з перекосом. Точність посадки й відсутність зазору між дном паза маточини та поверхнею шпонки перевіряють щупом з обох боків маточини. Наявність зазору вказує на незбіг кута нахилу шпонки з нахилом паза в маточині. За механічної обробки паза маточини не завжди можливо забезпечити точність посадки, тому під час складання доводиться припалювати або шабрувати паз.

З’єднання з тангенціальними й сегментними шпонками виконують так само, як і з клиновими.

Пригінку та контроль шпонкових з’єднань здійснюють в умовах одиничного й дрібносерійного виробництва, коли до з’єднання ставлять вимоги підвищеної точності.

Технологія пригінки:

• установлюють вал у призмах на плиті горизонтально;

• шабрують бокові стінки паза, стежачи за тим, щоб вони були паралельні до його осі (допускається відхилення від паралельності не більше 0,01 мм на 200 мм довжини паза);

• перевіряють паралельність стінок паза індикатором, а його ширину — калібром;

• перевіряють висоту виступної частини шпонки за допомогою мікрометричної головки й мостика, а взаємне розміщення шпонок на валу контролюють індикатором.

Особливу увагу приділяють точності центрування шпонкового з’єднання та щільності посадки на валу маточини.

Витягування шпонок із пазів вала й маточини виконують м’якими вибивачами (рис. 9.2, а, б). Для розбирання з’єднань зовнішню деталь зсувають із посадкового місця, а коли деталь закріплена на кінці

вала — шпонку видаляють із паза. Шпонку з головкою витягують спеціальними пристосуваннями. Якщо до клинової шпонки є доступ з боку, протилежного головці, то її виштовхують спеціальним вибивачем (рис. 9.2, в; с.55). Коли ж доступу немає, для витягування клинової шпонки використовують прості важільні інструменти (рис. 9.2, г; с. 55) або спеціальне пристосування, яке ще називають зворотний молоток (рис. 9.2, ґ; с. 55).

Спеціальне пристосування встановлюють на головку шпонки 1 і закріплюють за допомогою кільця 2 і гвинта 6. Вантаж 3 може вільно переміщатися вздовж стрижня 4, на кінці якого є упор 5. Ударяння вантажем 3 в упор 5 створює осьові сили, які забезпечують витягування шпонки з паза.

Категорично заборонено для витягування клинових шпонок користуватися молотком і зубилом, яке забивають між головкою шпонки й маточиною, через можливість викривлення шпонки та пошкодження торцевих поверхонь маточини, а також викривлення вала.

Запитання та завдання

1. Для чого призначені шпонкові з’єднання?

2. Які є види шпонок?

3. Охарактеризуйте технологію складання шпонкових з’єднань.

4. Як виконують пригінку та контроль шпонкових з’єднань?

5. Назвіть основні способи витягування шпонок.

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021