Меню Рубрики

Установка конических и цилиндрических штифтов

Rimoyt.com

Темы: машиностроение, САПР, 3d моделирование, техническое образование, промышленные предприятия, технические вузы

Как хотите, чтобы с вами поступали люди, так поступайте и вы с ними.

Штифтовые соединения предназначены для точного взаимного фиксирования деталей, а также для передачи небольших нагрузок (применяются также специальные срезаемые штифты, служащие предохранителями). Штифтовое соединение относится к разъемным соединениям.

Штифтовое соединение образуется совместным сверлением соединяемых деталей и установкой в отверстия с натягом специальных цилиндрических или конических штифтов.

Различают три способа установки штифтов: в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях.

По форме штифты можно разделить на цилиндрические и конические. По конструкции те и другие делают гладкими (рис.2.) и просеченными (с канавками). На рис.1 представлены штифты:
— цилиндрические (рис.1, а) — ГОСТ 3128-70
— конические (рис.1, б) — ГОСТ 3129-70
— цилиндрические пружинные разрезные (рис.1, в)
— просеченные (штифты с канавками) цилиндрические (рис.1, г).

Гладкие штифты (рис.2.) изготовляют, в основном, из стали 45, штифты с канавками и пружинные – из пружинной стали.

Цилиндрические штифты ставят в отверстия с натягом, они удерживаются от выпадания силами трения (рис.2, а).

Конические штифты выполняют с конусностью 1:50, обеспечивающей надежное самоторможение и центрирование деталей. Преимущество конических штифтов по сравнению с цилиндрическими в том, что без ущерба для надежности соединения их можно неоднократно вынимать и ставить на рабочее место.
Основные виды конических штифтов:
— простые, забиваемые в отверстия – применяются в сквозных отверстиях, когда можно выбить штифт с другой стороны (рис.2, б).
— с резьбой для извлечения при разборке – применяются при установке штифтов в глухие отверстия (рис.2, в).

Достоинства штифтовых соединений:

  1. простота конструкции
  2. простота сборки-разборки
  3. точное центрирование соединяемых деталей за счет посадки с натягом

Недостаток штифтовых соединений – ослабление соединяемых деталей отверстием.

Пример обозначения цилиндрического штифта исполнения 1, d = 16 мм, L = 80 мм (рис. 1, а):
Штифт 16 х 80 ГОСТ 3128-70

Штифты, как и заклепки, работают на срез (срез по поверхности стыка соединяемых деталей) и на смятие (смятие рабочих поверхностей штифтов и соединяемых деталей).

источник

Крепежные (цилиндрические, насечные, конические ) штифты.

Крепежные штифты. Штифты как крепежные детали имеют ограниченное применение. Их используют для слабонагруженных соединений, преимущественно для крепления насадных деталей на валах (рис. 201), а также осей в корпусах (рис. 202, I). Недостатки этого соединения — ослабление вала отверстием под штифт, низкая прочность соединения на срез, отсутствие затяжки соединения, нетехнологичность (требуется совместная обработка отверстий под штифт в соединяемых деталях, усложняются сборка и разборка).

Штифты неприменимы для соединения закаленных деталей с твердостью, превышающей предел обрабатываемости режущим инструментом (более HRC 30). Например, при штифтовом соединении закаленной до высокой твердости головки (HRC 60—62) с трубчатой деталью невозможно совместное сверление и развертывание отверстий под штифты (рис. 202, II).

В таких случаях следует оставлять соединяемые части деталей без термообработки, придавая повышенную твердость (HRC 60—62) только рабочим поверхностям, например, местной цементацией, закалкой с нагревом ТВЧ и другими способами.

Недопустима штифтовка соединений на конусах даже при условии совместной обработки отверстий под штифты. При переборках соединения наружный и внутренний конусы смещаются относительно друг друга в результате различных сил затяжки, а также из-за износа и смятия посадочных конических поверхностей. После затяжки может оказаться, что установить штифт невозможно из-за несовпадения отверстий в соединяемых деталях. Предварительная (перед затяжкой) установка штифта может привести к срезу штифта при затяжке

Крепежные штифты делят на два основных типа: цилиндрические и конические.

Цилиндрические штифты. На рис. 203 показаны различные цилиндрические штифты: I — основной тип; II — с пологой заходной фаской; III — с торцами, разделанными под развальцовку; IV — с прорезными концами под стопорение пружинным кольцом; V — трубчатый; VI — самостопорящийся разрезной трубчатый.

Штифты изготовляют из углеродистых сталей с содержанием 0,45—0,5% С и подвергают термообработке до твердости HRC 40—45. Отверстия под штифты в соединяемых деталях сверлят и развертывают совместно. Штифты устанавливают в отверстие по посадкам Н7/m6, Н7/n6, Н7/р6, Н7/r6.

Отверстия под штифты должны быть сквозными, иначе выбить штифт при разборке невозможно. Глухие отверстия допустимы лишь для неразъемных соединений. При необходимости обеспечить разборку соединений с глухими отверстиями штифты должны быть снабжены съемными элементами (рис. 203, VII—IX). Даже при посадке с натягом штифты подлежат обязательному стопорению. Способы стопорения неразборных соединений показаны на рис. 204 (случай штифтования насадной детали на валу). Штифты, не подвергаемые термообработке, расклепывают (рис. 204, I, II). Закаленные штифты (применяемые в более ответственных соединениях) стопорят керновкой (рис. 204, III) или вальцовкой материала детали у концов штифта.

На рис. 205, 206 показаны способы стопорения разборного соединения. В конструкции на рис. 205 штифт стопорится разрезным пружинным кольцом, вводимым в канавку, выточенную во втулке насадной детали. Зазор (а) между концами пружинного кольца должен быть меньше диаметра штифта, иначе при случайной установке кольца зазором против штифта возможно выпадение штифта.

В конструкции на рис. 206 пружинное кольцо вводится в прорези на концах штифта. В отличие от конструкции на рис. 205 здесь отсутствует кольцевая канавка, ослабляющая наружную деталь.

Читайте также:  Установка подушек безопасности в 2110

При монтаже штифт следует устанавливать так, чтобы прорези находились в плоскости, перпендикулярной к оси вала.

Эти способы можно применять только при невысокой частоте вращения вала; при большой частоте вращения возникает опасность раскрывания пружинного кольца под действием центробежных сил. В этом случае иногда прибегают к примитивному способу обвязки концов штифта проволокой по кольцевой канавке.

Насечные штифты. Для неответственных штифтовых соединений применяют самоконтрящиеся насечные (рифтовые) штифты (рис. 207, I—VI). Штифты изготовляют из стали, подвергают термообработке до твердости HRC 40—45, шлифуют; после этого на них выбивают насечки треугольного профиля. Края насечек приподнимаются над поверхностью цилиндра, как показано (с увеличением) в сечениях на рис. 207. Штифты устанавливают, забивают или запрессовывают в отверстия из-под сверла или развертки. При забивке края насечек врезаются в стенки отверстия, обеспечивая стопорение штифта.

Расположение насечек по длине штифта зависит от условий его установки и работы. На рис 208, I, II изображены забиваемые насечные штифты с головками.

Насечные штифты можно устанавливать только в деталях из пластичных материалов; для хрупких материалов они неприменимы. Примеры установки насечных штифтов показаны на рис. 209, I, II. Иногда запрессовку поверхности с рифлением применяют и для крупных деталей типа пальцев и осей (рис 209, III).

Применяют также самоконтрящиеся штифты с накатными поясками (рис 210, I—V).

В изделиях из мягких материалов (дерева, пластиков) устанавливают также самонарезающие штифты I и винты II со спиральными витками (рис. 211).

Конические штифты. Конические штифты применяют в ответственных соединениях. Коническая форма обеспечивает соединение без зазоров; штифты легче стопорятся, так как в данном случае необходимо предохранить штифт от выпадения только с одной стороны.

Изготовление конических штифтов (и отверстий под них), однако, сложнее, чем цилиндрических.

При установке конических штифтов легко можно вызвать значительные напряжения смятия и растяжения в стенках отверстий. Поэтому конические штифты устанавливают нормированным ударом или под прессом с контролируемой силой. Устанавливать конические штифты в детали из мягких материалов (алюминиевых и магниевых сплавов) не рекомендуется.

На рис. 212, I—VIII показаны конические штифты. Штифты с наружной или внутренней резьбой под съемник применяют в случае установки в глухие отверстия, а также в качестве установочных (рис. 212, VII, VIII). Стандартная конусность штифтов 1:50. Несмотря на то, что эта конусность обеспечивает самоторможение, все же конические штифты стопорят от выпадения дополнительными устройствами.

Способы стопорения показаны на рис. 213—216. Конические штифты из мягкой стали стопорятся расклепыванием или разведением разрезного конца, как показано на рис. 213, I (соединение неразъемное). Применяется также шплинтовка (рис. 213, II) и затяжка гайкой с последующей шплинтовкой (рис. 213, III).

На рис. 214—216 показаны распространенные способы стопорения разрезными пружинными кольцами. Штифты (рис. 214) стопорят кольцом, вводимым в кольцевую канавку и одновременно в прорези на штифте. Зазор (а) между концами пружинного кольца должен быть меньше малого диаметра штифта. Недостаток этого способа заключается в необходимости устанавливать штифт во вполне определенном положении, т. е. так, чтобы прорези совпадали с кольцевой канавкой на детали.

Лучше способ, приведенный на рис. 215. Здесь штифт со стороны большего диаметра утапливается в отверстии: противоположный конец штифта выступает наружу. Штифт стопорят от выпадения пружинным кольцом, которое, в свою очередь, застраховано от проворачивания выступающим концом штифта. Утапливать штифт в отверстии не всегда возможно (например, при тонкостенных насадных деталях).

В этих случаях применяют конструкцию, изображенную на рис. 216. Пружинное кольцо выполнено с петлей, охватывающей выступающий конец штифта. Эта конструкция обеспечивает и стопорение штифта, и страховку кольца от поворота.

Все способы стопорения разрезными пружинными кольцами применимы только при небольших частотах вращения вала.

источник

Установочные (цилиндрические, конические, «лежачие») штифты

Установочные (контрольные) штифты применяют в случаях, когда необходимо точно зафиксировать положение одной детали относительно другой (например, положение крышки разъемного подшипника скольжения относительно его корпуса), а также для восприятия поперечных сил, действующих в плоскости разъема двух деталей (например, для передачи крутящего момента во фланцевом соединении валов).

Применяют два типа установочных штифтов: цилиндрические и конические съемные.

Цилиндрические штифты (рис. 217) устанавливают обычно наглухо (по посадке с натягом) в одной из соединяемых деталей; выступающий конец штифта входит в отверстие другой детали по посадке Н7/js6 или Н7/h6.

Форма штифта имеет большое значение для правильной работы и долговечности соединения. Наиболее простая форма — цилиндрическая с заходными фасками под углом 45° (рис. 217, I) — наименее удовлетворительна: кромки фасок (при запрессовке штифта и при надевании отъемной детали) портят стенки отверстий.

Несколько лучше пологие фаски под углом 10—20° (рис. 217, II). Однако и здесь наблюдается, хотя и в меньшей степени, то же явление. Лучше, когда концы штифтов (по крайней мере конец, входящий в съемную деталь) имеют галтели (рис. 217, III).

Оптимальная конструкция показана на рис. 217, IV. Здесь входной конец штифта выполнен с галтелью переменного радиуса, плавно переходящим в цилиндрическую поверхность штифта. Такая форма широко применяется дли штифтов, устанавливаемых в детали из легких сплавов. Изготовление таких штифтов несколько сложнее, но зато они обеспечивают удобный монтаж и длительный срок службы соединения.

Читайте также:  Установка радиоканальных пожарных датчиков

Во всех случаях обязательны заходные фаски на отверстиях соединяемых деталей. В посадочном гнезде фаски необходимы для облегчения запрессовки штифта; в изделиях из пластичных металлов фаски, кроме того, предупреждают выпучивание материала у кромок гнезда. В отверстиях отъемных деталей фаски нужны для облегчения монтажа.

В изделиях из мягких материалов, например, из пластиков, отверстие под входной конец штифта футеруют (рис. 217, V). Футорки крепят в изделии на резьбе, опрессовкой и т. п.

Установочные штифты изготовляют из высокоуглеродистой стали, для ответственных силовых соединений — из легированной стали с закалкой до твердости НRС 50—60. Рабочие поверхности штифтов обрабатывают не ниже, чем по 6-му квалитету с параметром шероховатости Ra = 0,32—0,63 мкм.

В глухое отверстие штифт обычно устанавливают по посадке с натягом. Чем меньше диаметр штифта и чем мягче материал изделия, тем больший натяг дается в соединении. В изделиях из легких сплавов применяют посадки с натягом r6, s6, t7, u7. Тем не менее штифты, как правило, еще дополнительно страхуют от выпадения при случайном ослаблении натяга (см. рис . 224).

Сталь, высокопрочный и ковкий чугун, бронза — l = 2d
Серый чугун —
l = (2—2,5)d
Алюминиевые, магниевые, цинковые сплавы –
l = (2,5—3)d
Пластмассы (без футеровки) –
l = (3,3—3,5)d

Глубина запрессовки l (рис. 218) зависит от материала корпуса и диаметра штифта d (см. выше).

Для тонких (игольчатых) штифтов, диаметром меньше 3—4 мм, эти значения должны быть увеличены в 1,5—2 раза.

Рабочая высота h выступающей части штифта (рис. 218) не меньше (1,5—2,5)d (большие цифры относятся к изделиям из мягких материалов). Диаметр штифтов для мелких изделий и изделий среднего размера делается равным 4—10 мм, для крупных изделий 10—20 мм. Штифты большего диаметра для уменьшения их массы часто изготовляют полыми (рис. 219).

Штифты устанавливают в глухие отверстия одним из трех способов: до упора в кромку развернутой части отверстия (рис. 220, I); до упора в днище отверстия (рис. 220, II); запрессовкой с применением мерной втулки (рис. 220, III), обеспечивающей заданную высоту свободного конца штифта. Последний способ предпочтителен; его применяют при запрессовке штифтов в сквозные отверстия.

В глухих отверстиях необходимо предусматривать место для заборного конуса развертки. Расстояние [а] (рис. 220, III) между развернутым участком и днищем отверстия должно быть равно по крайней мере 0,6d при ручном развертывании и 1,5d при машинном.

При запрессовке штифтов в глухие гнезда необходимо обеспечить выход воздуха из гнезда во избежание возможного разрыва стенок гнезда (в особенности в изделиях из мягких сплавов). Для этого в стенках гнезда выполняют отверстия (рис. 221, I, II); в крупных штифтах — канавки (рис. 221, III) или отверстия (рис. 221, IV).

Применяют обычно три способа установки штифтов в соединяемые детали. При первом способе (рис. 222, I) применяют систему вала. Штифт изготовляют гладким, одного диаметра по длине; отверстие в корпусе развертывают под посадку с натягом, отверстие в съемной детали — под посадки h6 или js6 (в зависимости от требований, предъявляемых к соединению). Этот способ получил наибольшее распространение.

При втором способе (рис. 222, II) применяют систему отверстия. Отверстия развертывают по Н7, один конец штифта обрабатывают под посадку с натягом, другой — по h6 или js6. Штифт получается ступенчатым (что вообще нежелательно по производственным соображениям).

При третьем способе (рис. 222, III) штифт устанавливают в оба отверстия по посадке H7/js6; штифт и отверстия — гладкие. При этом способе обязательно стопорение штифта в корпусе.

В единичном и мелкосерийном производстве по крайней мере одно из отверстий в соединяемых деталях (лучше оба) делают сквозными с таким расчетом, чтобы их можно было просверлить и развернуть совместно в обеих деталях (рис. 223, I, II). В этом случае желательно применение системы отверстия (во избежание нарушения соосности отверстий при дополнительном развертывании под свободный конец штифта).

В крупносерийном производстве отверстия под контрольные штифты в обеих деталях обрабатывают по согласованной оснастке с применением зеркальных кондукторов, обеспечивающих совпадение осей отверстий с высокой степенью точности.

Совместное развертывание отверстий в крупносерийном производстве только осложнило бы производственный процесс. При применении согласованной оснастки отверстия под штифты могут быть и глухими (рис. 223, III, IV). Сквозные отверстия всегда предпочтительнее, так как они обеспечивают более точную и производительную обработку.

На рис. 224 показаны приемы страховки штифтов от выпадения, которое может произойти при ослаблении посадки в гнезде (особенно в деталях из мягких металлов). Установка штифтов в двух глухих отверстиях (рис. 224, I) фиксация зегером в отъемной детали (рис. 224, II) или на стыке деталей (рис. 224, III) вполне предохраняют штифт от выпадения в собранном соединении.

Труднее предупредить возможность потери штифта при разборке. Фиксация штифта заскакивающим зегером (рис. 224, IV) не всегда возможна по габаритным условиям, двусторонняя фиксация зегерами (рис. 224, V) возможна только при сквозном отверстии в корпусе. Способ фиксации завальцовкой металла корпуса в кольцевую выточку (рис. 224, VI) применим только в корпусах, выполненных из пластичных металлов.

Читайте также:  Установка прокладки головки блока цилиндров камаз

На рис. 225 изображен способ страховки штифта шайбой увеличенного диаметра, подкладываемой под близрасположенную крепежную гайку.

При установке штифтов необходимо соблюдать определенные, установленные практикой правила. Штифт должен быть утоплен в отверстии съемной детали (рис. 226, II). Выход штифта (рис. 226, I) недопустим, так как в этом случае штифт может быть поврежден случайным ударом или расшатан в посадочном гнезде. В случае, когда толщина фланца недостаточна для утопления штифта, на участке выхода штифта в съемной детали пред усматривают местные приливы (рис. 226, III).

Штифты всегда следует располагать в непосредственной близости от крепежных элементов: болтов, шпилек и т. д. В деталях, не имеющих других фиксирующих элементов, например, центрирующих заточек, устанавливают два штифта. Большее число штифтов устанавливать нет смысла, кроме случая, когда соединение подвержено повышенным сдвигающим нагрузкам. В соединениях цилиндрических деталей с центрирующей заточкой для угловой фиксации деталей относительно друг друга вполне достаточно одного установочного штифта. При наличии значительных сдвигающих сил применяют и большее число штифтов.

Для более точной фиксации штифты должны быть как можно дальше расположены друг от друга и от геометрической оси детали.

На рис. 227 приведены примеры неправильной и правильной расстановки штифтов на детали типа крышки (отверстия под штифты показаны зачерненными наполовину кружками).

Ошибка в конструкции на рис. 227, I состоит в том, что штифты далеко отнесены от крепежных болтов. В конструкции на рис. 227, II штифты расположены в непосредственной близости от крепежных болтов; здесь ошибка заключается в малом расстоянии между штифтами. Фиксация получается ненадежной; сдвигающие силы (например, от рабочей нагрузки, приложенной к центральной бобышке крышки) вызывают в штифтах соединения большие напряжения.

В конструкции на рис. 227, III ошибки исправлены разноской штифтов. Наиболее правильна конструкция на рис. 227, IV, где штифты разнесены па максимально возможное расстояние.

Конические установочные штифты обеспечивают более точную фиксацию, чем цилиндрические. Точность фиксации почти не теряется с течением времени при износе и после многократных переборок, так как плотность посадки штифта каждый раз восстанавливается в результате погружения штифта в гнездо на большую глубину. Другое преимущество этих штифтов заключается в их относительно легкой удаляемости, что позволяет заменять поврежденные штифты и в известной мере облегчает сборку и разборку соединения. Изготовление соединений на конических штифтах значительно сложнее, чем на цилиндрических. Здесь обязательно совместное сверление, зенкерование и развертывание отверстий в фиксируемых деталях.

Штифты выполняют из закаленной стали. Стандартная конусность 1:50. Штифты устанавливают в гнезда нормированной силой. Конические штифты для фиксации деталей из легких сплавов не применяют из-за возможности смятия стенок отверстия при установке штифта.

Основные типы конических установочных штифтов показаны на рис. 228. Штифт, приведенный на рис. 228, I, применим только для неразъемных соединений или при сквозном отверстии, когда имеется возможность выбить штифт с обратной стороны.

В разъемных соединениях и при установке штифтов в глухие отверстия обязательно применение съемных элементов.

Простейший съемный элемент — кольцевая канавка на выступающем конце штифта (рис. 228, II) под захваты съемника. Удобнее в обращении штифты с наружной (рис. 228, III) или внутренней (рис. 228, V) резьбой. Такие штифты извлекаются из гнезда с помощью гайки (рис. 228, IV) или болта (рис. 228, VI), опирающихся через подкладные шайбы на поверхность отъемной детали. Гайку (или болт) достаточно повернуть на несколько оборотов, чтобы только стронуть штифт с места; после этого штифт вынимают вручную.

В отличие от цилиндрических установочных штифтов, допускающих применение уплотняющих прокладок на стыке соединяемых деталей, конические штифты могут правильно работать только в соединениях «металл по металлу».

Конические установочные штифты применяют в узлах и машинах, где основным требованием является точность установки.

«Лежачие» установочные штифты, ось которых совпадает с плоскостью стыка соединяемых деталей (рис. 229), в отдельных случаях применяют для их фиксации. Сами штифты должны быть зафиксированы.

Фиксация зегерами (рис. 229, I) не предохраняет от выпадения штифта при сборке и разборке. Лучше фиксировать штифты, например, креплением к одной из деталей винтами (рис. 229, II) или зачеканкой металла детали в углубление в теле штифта (рис. 229, III). Последний способ применим только в деталях, выполненных из достаточно пластичных металлов. Отверстия под штифты сверлят с торца и развертывают совместно в обеих деталях. Достоинство этого соединения — большая площадь среза и смятия. Недостаток состоит в том, что под действием сдвигающих сил в соединении возникают перпендикулярные к плоскости стыка силы, дополнительно нагружающие крепежные болты.

Штифты применяют только в стыках типа «металл по металлу». «Лежачие» штифты фиксируют детали только в направлении, перпендикулярном к оси штифтов. При необходимости фиксации во всех направлениях применяют установку нескольких взаимно перпендикулярных штифтов (рис. 229, IV).

Точность фиксации «лежачими» штифтами из-за их расположения гораздо меньше, чем точность фиксации цилиндрическими и коническими установочными штифтами.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector