Segmentovaný klíč: definice, funkce, GOST a interakce

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Klíče jsou speciální díly určené ke spojení hřídele a náboje za účelem přenosu točivého momentu. Takové prvky mohou být klínovitého tvaru s pravoúhlým průřezem, hranolové nebo segmentové. Hlavní výhodou spojení na klíč je jednoduchost konstrukce. Uzly tohoto typu také nejsou příliš drahé a lze je rychle smontovat / demontovat.

Nejsilnější taková spojení jsou získána pomocí segmentových klíčů, které jsou ve skutečnosti jakýmsi prizmatickým. Díly tohoto typu se vyznačují tím, že mají nejhlubší lícování.

Hlavní výhodou těchto hmoždinek je tedy to, že poskytují nejstabilnější spojení. Použití dílů tohoto typu má však jednu poměrně závažnou nevýhodu. V důsledku značné hloubky drážky v takových uzlech může být hřídel poněkud zeslabena. Segmentové klíče se proto používají hlavně k zajištění pouze těch částí, které nejsou při provozu mechanismu příliš zatěžovány.

Co je to klíčová drážka

Díly této odrůdy jsou vyrobeny z kovového profilu. Tyto hmoždinky jsou nízké válce poměrně velkého průměru, rozdělené na dvě stejné části. Našemu čtenáři je představen segmentový klíč na obrázku níže.

Klíčové velikosti

Rozměry tohoto typu dílu se mohou lišit. Tento parametr se volí při montáži sestavy v závislosti na průměru hřídele. Požadované hodnoty se učí ze speciálních tabulek. V technicky odůvodněných případech umožňuje GOST použití klíčů s průměrem menším, než je uvedeno. Je povoleno to provést při použití sestavy hřídele k montáži:

• hollow;
• graded.

Klíče s průměrem menším, než je uvedeno v tabulkách, lze také použít ve spojeních s malým kroutícím momentem. Tuto metodu montáže nemůžete použít ve všech třech případech pouze tehdy, když je díl nainstalován na konci hřídele.

Rozměry segmentových klíčů, stejně jako jakékoli další podobné spojovací prvky, jsou samozřejmě standardizované. Jaká je závislost výšky, šířky a délky dílu, můžete vidět v tabulce níže.

Standardní velikosti klíčů

Průměr (mm)	Šířka (mm)	Výška (mm)
4	1	1.4
7	1,5…2,0	2.6
10	2.0…2.5	3.7
13	3	5
16	3…4	6.5
19	4..5	7,5
22	5…6	9
25	6	10
28	8	11
32	10	13

Označení klíče segmentu ve výkresech zahrnuje:

• klíč slova;
• rozměry - bh (h1);
• označení výkonu;
• označení standardu.

Podle GOST jsou v hřídelích mimo jiné přípustné odchylky rozměrů per a drážek pro ně. Jsou také určeny speciálními výkresy a tabulkami.

Z jakého materiálu je vyroben

Segmentové klíče jsou vyrobeny podle GOST 8786-68 z oceli navržené speciálně pro takové díly. Také se někdy pro výrobu těchto prvků používají jiné značky podobného materiálu. Současně je podle GOST pro výrobu klíčů této odrůdy povoleno používat pouze středně uhlíkové oceli s dočasnou mezerou alespoň [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Může to být například jakost materiálu St 6, 45 nebo 50.

Takové standardy jsou při výrobě segmentových klíčů bezezbytku dodržovány. Přitom jsou polotovary určené k výrobě takových dílů obvykle také podrobeny zlepšujícímu tepelnému zpracování. Při provádění tohoto postupu vezměte mimo jiné v úvahu skutečnost, že tvrdost povrchu kláves by nakonec měla být všechnastejné pod stejným parametrem párovacích prvků samotného uzlu.

U běžných klíčů jsou drážky v hřídelích vytvořeny jednoduchými frézami. Drážky jsou vyříznuty pod prvky segmentu pomocí kotoučových nástrojů. Pro drážky pro pero se používají pouze frézy vyrobené v souladu s určitými normami GOST.

Hlavní odrůdy

K připojení hřídelí a nábojů se používají dva typy segmentových klíčů:

• normální, představující celý segment;
• segment s nízkým řezem.

Klíče druhého typu se při sestavování dílů používají poměrně zřídka. Podle předpisů je lze použít pouze po vzájemné dohodě výrobce a spotřebitele. Stříhané klíče se obvykle používají jednoduše k upevnění detailů sestavy. To znamená, že se používají ve spojeních s pevnou podestou, kdy se točivý moment přenáší pouze v důsledku tření.

Párování

Uzly jsou sestaveny pomocí segmentových klíčů s ohledem na normy stanovené GOST 24071. Hlavním účelem prvků tohoto typu je zabránit otáčení součásti na hřídeli. V tomto případě se konjugace účastní tři povrchy:

• drážky na hřídeli;
• štěrbiny v rukávu;
• povrch samotného klíče.

Segmentové klíče jsou uvolněné. Přitom fungují, jako obyčejné hranolové, s bočními plochami. Segmentové prvky se používají nejčastěji v pevných spojích. V čemto druhé může být:

• normal;
• hustý.

GOST také umožňuje volné spojení segmentového klíče s objímkou a hřídelí. Takové díly se obvykle používají pouze v uzlech s malým průměrem spárování - do 38 mm.

Výpočet klíče

Spojení se segmentovým klíčem jsou samozřejmě provedena v souladu s normami GOST. Při sestavování sestav se takové díly nejprve zkontrolují, zda se nezhroutily. Kromě toho se provádějí výpočty pro samotné připojení - pro řez. Vzorce pro kontrolu klíče a párování používají následující:

• Q cm=4T/dhl < [Q cv];
• r=2T/dlb <=[r].

Zde T je točivý moment na hřídeli, měřený v Nmm, h je výška klíče, d je průměr hřídele, l je délka klíče, b je šířka klíče v milimetry, [r] je dovolené smykové napětí.

Hodnoty získané jako výsledek použití vzorců jsou porovnány s přípustnými. V případě, že je pevnost spojení nedostatečná, jsou po délce náboje namontovaného na hřídeli instalovány dva nebo dokonce tři klíče. Tento uzel vám samozřejmě umožňuje vytvořit poměrně spolehlivý a funkční. Touto metodou je však z pochopitelných důvodů hřídel poněkud oslabena. Proto jsou klíčová spojení v takových uzlech někdy nahrazena ozubenými. To snižuje riziko poruch.

Instalace více dílů

Rozměry části pera se volí, jak již bylo zmíněno, v souladu s průměrem hřídele podle GOST. Délka prvku závisí na délcenáboje. Někdy jsou segmentové klíče instalovány na hřídelích s rozdílem v průměrech kroku. V tomto případě jsou klíče stejné velikosti použity pro samostatné části stejného dílu. Současně se podle GOST za základ bere krokový prvek nejmenšího průměru.

Jak vybrat povolená napětí

Tento parametr závisí především na povaze zátěže a provozních podmínkách připojení. Při použití ocelových hřídelí bude dovolené napětí:

• pro ocelové náboje v pevných spojích - 130…200 MPa;
• pro náboje z litiny nebo ocelolitiny v pevných spojích - 80…100 MPa;
• v pohyblivých nezatížených spojích pro ocelové náboje - 20…40 MPa.

Velké hodnoty při sestavování uzlů jsou brány v úvahu při konstantním zatížení. U rázu nebo proměnné se za základ berou menší parametry. Při zpětném zatížení se přípustný indikátor sníží 1,5krát. Pro oříznutí klíčů jsou mezní indikátory napětí brány jako 70 … 100 MPa. V tomto případě, stejně jako v prvním případě, se při konstantní zátěži bere jako základ větší parametr.

Nůžky pro segmentové klíče

K drážkování drážek pro díly tohoto typu se používají nástroje vyrobené v souladu s normami stanovenými GOST 66-4879. Drážky jsou vyrobeny pro segmentové klíče pomocí fréz s přímými i vícesměrnými zuby. Lze použít nástroje s válcovou stopkou:

• plochý;
• smooth.

Samotné frézy pro drážkování segmentových klíčů jsou vyrobeny z rychlořezné oceli (GOST 19265). Nástroje o průměru větším než 13 mm jsou vyráběny svařované. Stopky fréz jsou vyrobeny podle GOST 4543 z oceli třídy 40X nebo podle GOST 1050 z třídy materiálu 50 nebo 40.

Při sestavování nástrojů této odrůdy jsou dodržována následující pravidla:

• na pracovní ploše hotové frézy by neměla být žádná místa se sníženou tvrdostí nebo oduhličená vrstva;
• parametry drsnosti povrchu fréz musí odpovídat GOST 2789;
• tolerance radiálního házení hran sousedních zubů vzhledem ke stopce by neměla překročit 0,03 mm, opačně - 0,05 mm;
• tolerance koncového házení hran by neměla být větší než 0,02 mm.

Při označování fréz pro segmentové klíče GOST předepisuje uvést na hrdle nebo stopce obchodní značku výrobce a jakost oceli použité pro řeznou část. Výrobce by měl také poskytnout spotřebiteli takové informace, jako je šířka drážky pro pero s označením tolerančního pole a jeho jmenovitý průměr.