Шпонките с паралелен вал, известни като плоски шпонки, са механични компоненти, използвани за свързване на оси и въртящи се компоненти, като зъбни колела, макара или колела, за да се гарантира, че се въртят заедно чрез прехвърляне на въртящ момент. Техните принципи на работа, видове, характеристики и приложения са описани подробно по-долу:
Принципи на работа
Плоските ключове разчитат на страната на ключа (отстрани) за предаване на въртящ момент. Шпонката се вкарва в шпонковия канал на вала и въртящия се компонент, оставяйки хлабина на горната повърхност.
По време на работа страничните (екструзионни) напрежения между шпонката и стената на шпонковия жлеб прехвърлят въртящия момент от вала към въртящия се елемент (и обратно). Този дизайн фокусира силата върху по-големи контактни зони от двете страни, за да предотврати повреда, причинена от едно-точково напрежение.
Видове плоски лъжици
Общ ключ на единица:
Характеристики: Проста структура, удобно разглобяване, добра точност на центриране. Те обаче не могат да издържат на аксиални сили и изискват допълнителни структури за аксиално позициониране.
Употреби: Широко използван за висока точност, висока скорост или ударно/променливо натоварване, като връзка на предавка или макара към вала.
Тънка плоска връзка:
Характеристики: По-тънка от нормалната плоска връзка, подходяща за тънкостенни конструкции или приложения с изисквания за предаване на нисък въртящ момент.
Предназначение: Леки или компактни механични системи с ограничено пространство.
Насочващ клавиш (плъзгащи се клавиши):
Характеристики: Закрепени с болтове към вала, което позволява на въртящите се компоненти да се движат по оста на шпонката-жлеб. Имат ключ за премахване на отвора за винт за лесно отстраняване.
Предназначение: Използва се за въртящи се компоненти, изискващи ограничено аксиално движение, като плъзгащи се зъбни колела в трансмисията.
Ключови характеристики
Структурата е проста: само ключовите жлебове на оста и въртящите се компоненти не трябва да бъдат сложни.
Добра централна точност: съвпадението на шпонките и жлебовете осигурява концентрични градуси между оста и въртящите се компоненти.
Лесен за разглобяване: Не са необходими специални инструменти за инсталиране и разглобяване на стандартизирани ключове.
Ограничена аксиална товароносимост: не може да издържи само на аксиални сили; допълнителни структури (напр. раменни пръстени, опорни пръстени) са необходими за аксиално позициониране.
Режими на отказ
Странично смачкване:
Излагането на прекомерно напрежение при екструдиране за дълъг период от време може да доведе до пластична деформация на страничната повърхност (екструзия), особено при статични връзки.
Повреда при срязване:
Когато въртящият момент превиши якостта на срязване на шпонката, шпонката може да се счупи по повърхността на срязване (успоредно на оста на вала), особено когато захранващата връзка или здравината на материала са недостатъчни.
Съображения за проектиране
-Размери на напречното сечение (bxh): диаметър на вала (d), определен съгласно (напр. GB/T 1095). Стандартът определя съотношението между ширината на шпонката (b), височината (h) и диаметъра на вала, за да се осигури съответствие на здравината и да се избегнат прекалено големи конструкции.
Избор на материал: Средно въглеродна стомана (напр. . 45# стомана) обикновено се използва за термична обработка за подобряване на твърдостта и устойчивостта на абразия. За корозивни среди може да се използва неръждаема стомана или легирана стомана.
Приложение
Плоските връзки се използват широко в механични системи, които изискват надеждно предаване на въртящия момент, като например:
- Моторна индустрия: Прикрепете зъбни колела или ролки към валове в трансмисия или компоненти на двигателя.
- Машинен инструмент: Фиксирани въртящи се компоненти (като шпиндел, държачи за инструменти) в стругове, фрезови машини или мелница.
- Редуктор и мотор: Свържете вала към зъбното колело или ролката в редукторите или двигателя.
- Общи машини: Оста трябва да управлява всяко приложение на въртящи се компоненти с висока точност и надеждност.
