штифтові з’єднання

A12-1. штифтові З'ЄДНАННЯ

Штифтові з'єднання застосовують для кріплення деталей (з'єднання вала з втулкою) або для взаємного орієнтування деталей, які кріплять один до одного гвинтами або болтами (з'єднання кришки і корпусу, з'єднання стійки і підстави і ін.). Ескіз вироби з штифтові сполуками двох видів - вал-зубчасте колесо і кришка-корпус (з'єднання з застосуванням двох штифтів) представлений на рис. 1.

При орієнтуванні деталей відносно один одного (з'єднання кришки і корпусу) зазвичай використовують два штифта, але для фіксації кутового положення деталей, орієнтування яких забезпечується циліндричним сполученням (наприклад, з'єднання круглої кришки з корпусом) досить одного фіксуючого штифта.

Штифтові з'єднання вала з втулкою відносяться до роз'ємним нерухомим з'єднанням, в яких додатковий конструктивний елемент (штифт) забезпечує взаємну нерухомість деталей. У цьому з'єднанні штифт фіксує деталі в осьовому і тангенціальному напрямках (запобігає як осьової зрушення, так і взаємний поворот). На відміну від нероз'ємних з'єднань вала і втулки з натягом, штифтові з'єднання дозволяють здійснювати розбирання і повторне складання конструкції із забезпеченням того ж ефекту, що і при первинній збірці. У штифтове з'єднанні валу з відповідною деталлю штифт зазвичай використовується для передачі крутного моменту (в з'єднаннях обертового вала з зубчастим колесом або зі шківом), але можливі й інші рішення, наприклад - захист вала від проворота щодо нерухомого корпусу.

Штифтове з'єднання кришки і корпусу утворює дві посадки: штифт-отвір корпусу і штифт-отвір кришки, а в штифтове з'єднанні валу з зубчастим колесом слід розрізняти центрирующее сполучення вал-отвір зубчастого колеса і дві власне штифтові посадки: штифт-отвори (два) у втулці зубчастого колеса і штифт-отвір вала.

Точність центрування деталей в штифтове з'єднанні валу з зубчастим колесом (шківом, маточиною важеля і ін.) Забезпечується посадкою колеса на вал. Це звичайне центрирующее гладке циліндричне сполучення, для якого можна вибрати посадку з дуже малими зазорами або натягами, отже, кращі перехідні посадки.

Оскільки поле допуску на діаметр штифта однаково по всій довжині, власне штифтові посадки є посадками в системі вала. Якщо вибрано основне відхилення поля допуску штифта h (наприклад, ∅4 h8), посадки реалізуються в системі основного валу. А якщо вибрати інше стандартне основне відхилення поля допуску штифта (наприклад, m), власне штифтові посадки реалізуються в системі неосновного вала, наприклад, ∅4 F8 / m6 і ∅4 K7 / m6.

Стандарти передбачають ряд конструкцій штифтів, в тому числі конічні, циліндричні з гладкими поверхнями, з лиски і насічками (для установки в глухі отвори), трубчасті, в тому числі з поздовжніми розрізами. Додатковими конструктивними елементами штифтів можуть бути отвори для вилучення з штифтів глухих отворів або нарізні виступи, глухі циліндричні отвори (для полегшення розклепування решт). Для деяких типів конічних штифтів передбачений поздовжній розріз (шліц) з боку меншого підстави конуса приблизно на (15 ... 30)% загальної довжини для стопоріння штифта пластичним деформуванням (розтиснену). Штифти зазвичай виготовляють зі сталі 45, хоча в деяких випадках допускається виготовлення з сталей А12, 10кп і 20кп. Для подальшого гарту до твердості (54 ... 62) HRCе штифти можуть виготовляти з якісних конструкційних сталей.

Стандартами регламентуються номінальні розміри штифтів і поля допусків їх основних розмірів, що дозволяє призначати необхідні типові посадки штифтів в отвори корпусів, кришок, втулок і валів.

Гладкі циліндричні штифти виготовляють з полями допусків на основну поверхню m6, h8, h9, h11, на довжину штифта - по h14, на діаметр глухого отвори - по Н13, на його глибину - по IT15. Поля допусків різьбових отворів штифтів - по 7Н. Конічні штифти виготовляють з конусностью 1:50, з полями допусків на кутовий розмір ± АТ8 / 2 або ± АТ10 / 2 і з полем допуску на діаметр по h10 або по h11.

Типовий ряд довжин штифтів в деякому обмеженому діапазоні, мм: 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 відрізняється від рядів нормальних лінійних розмірів.

Умовне позначення штифта включає:

- позначення типу (тип 1 не вказують, не вказують і інші, якщо тип однозначно визначається стандартом);

- розміри (діаметр d і довжину L штифта, при необхідності з зазначенням поля допуску діаметра);

Приклади позначень штифтів:

Штифт 10 m6 × 60 ГОСТ 3128 - 70 - штифт діаметр 10 мм, довжина 60 мм.

Штифт 8 h11 × 45 Хім. Окс. ПЗМ. ГОСТ 10773 - 80 - штифт діаметр 8 мм і довжина 45 мм, з покриттям Хім. Окс. ПЗМ ..

Штифтові з'єднання кришки і корпусу представляють досить складну задачу, пов'язану зі складанням та рішенням взаємопов'язаних розмірних ланцюгів. Кожне власне штифтове сполучення включає в себе дві найпростіших розмірних ланцюга (посадка штифта в отвір корпусу і посадка штифта в отвір кришки. Утворилися замикають ланки - зазори (натяг) будуть входити як складові ланки в розмірні ланцюги, що визначають міжосьові розміри штифтового з'єднання, а також їх замикають ланки - зазори (натяг) між утворюють штифтів і корпусної деталі (кришки).

Крім намічених лінійних розмірних ланцюгів, слід також скласти і розрахувати ще й кутові розмірні ланцюги, оскільки відхилення осей штифтових отворів від перпендикулярності також істотно впливає на рівень збирання вироби.

У зв'язку з тим, що забезпечити точність замикаючих ланок таких розмірних ланцюгів методами повної взаємозамінності буває важко, досить часто вдаються до «технологічної компенсації» - застосовують спільну остаточну обробку штифтових отворів в зборі. Корпус і кришку з попередньо просвердленими отворами збирають без штифтів і кріплять один до одного, потім «збігаються» отвори обробляють розгорненням, чим забезпечується їх співвісний розташування при фіксованому міжосьовій відстані. Такий технологічний процес можна розглядати як застосування технології в індивідуального виробництва, оскільки кожна кришка підходить тільки до свого корпусу.

Контроль елементів штифтового з'єднання

Контроль розмірів штифтів здійснюють при їх виготовленні, причому контроль зовнішніх розмірів не представляє складності і здійснюється традиційними методами. При використанні стандартних штифтів контроль елементів штифтового з'єднання включає контроль розмірів отворів під штифти і контроль координуючих розмірів, що визначають положення осей отворів.

Контроль діаметрів отворів можна здійснювати універсальними засобами вимірювань, які мають відповідні діапазони вимірювань, або калібрами-пробками. Для контролю глибини глухих отворів в корпусних деталях можна використовувати глибиноміри або спеціальні шаблони (жорсткі калібри).

Для контролю розташування парних штифтових отворів широко використовуються комплексні прохідні калібри, за допомогою яких здійснюється контроль міжосьової відстані з урахуванням похибок розташування отворів (відхилення від перпендикулярності осей базового елементу). Відповідно до принципу Тейлора прохідний калібр для контролю розташування парних штифтових отворів являє собою загальну підставу, на якому розміщені два виступаючих циліндра найбільшого граничного розміру, розташовані «ідеальним образом» (з номінальним міжосьовим відстанню і паралельними осями). Довжина робочих поверхонь циліндрів повинна відповідати довжині сполучення.

Універсальними засобами вимірювань, придатними для контролю розмірів і розташування парних штифтових отворів є вимірювальні мікроскопи. Контроль наскрізних отворів здійснюють в світлі, контроль глухих отворів - у відбитому світлі.

Родоначальницею всіх приладобудівних спеціальностей з'явилася кафедра «Прилади точної механіки», яка була відкрита в 1961 р на машинобудівному факультеті.
У 1976 р був організований оптико-механічний факультет.