Chiave segmentata: definizione, caratteristiche, GOST e interazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Le chiavi sono parti speciali progettate per collegare l'albero e il mozzo per trasmettere la coppia. Tali elementi possono essere cuneiformi a sezione rettangolare, prismatici o segmentati. Il principale vantaggio delle connessioni con chiave è la semplicità del design. Inoltre, i nodi di questo tipo non sono troppo costosi e vengono assemblati/smontati rapidamente.

Le connessioni più forti di questo tipo si ottengono usando le chiavi di segmento, che, in effetti, sono una specie di prismatico. Parti di questo tipo si distinguono per il fatto che hanno l'adattamento più profondo.

Il vantaggio principale di tali tasselli è quindi che forniscono la connessione più stabile. Tuttavia, l'uso di parti di questo tipo presenta un inconveniente piuttosto grave. A causa della notevole profondità della scanalatura in tali nodi, l'albero può essere alquanto indebolito. Pertanto, le chiavi di segmento vengono utilizzate principalmente per proteggere solo le parti che non vengono caricate eccessivamente durante il funzionamento del meccanismo.

Cos'è una chiavetta

Parti di questa varietà sono costituite da un profilo metallico. Questi tasselli sono cilindri bassi di diametro piuttosto grande, divisi in due parti uguali. È la chiave del segmento nel disegno sottostante che viene presentata all'attenzione del nostro lettore.

Dimensioni chiave

Le dimensioni di questo tipo di parti potrebbero essere diverse. Questo parametro viene selezionato durante il montaggio dell'assieme, a seconda del diametro dell'albero. I valori richiesti vengono appresi da apposite tabelle. In casi tecnicamente giustificati, GOST consente l'utilizzo di chiavi di diametro inferiore a quello previsto. È consentito farlo quando si utilizza un gruppo albero per assemblare:

• vuoto;
• valutato.

Inoltre, chiavi con diametro inferiore a quelli indicati nelle tabelle possono essere utilizzate in connessioni con coppia ridotta. Non è possibile utilizzare questo metodo di assemblaggio in tutti e tre i casi solo quando la parte è installata all'estremità dell'albero.

Le dimensioni delle chiavi del segmento, così come qualsiasi altro elemento di collegamento simile, ovviamente, sono standardizzate. Quale dipendenza sono l' altezza, la larghezza e la lunghezza della parte può essere visto nella tabella seguente.

Dimensioni chiavi standard

Diametro (mm)	Larghezza (mm)	Altezza (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

La designazione della chiave del segmento nei disegni include:

• chiave parola;
• dimensioni - bh (h1);
• designazione delle prestazioni;
• designazione dello standard.

Secondo GOST, ci sono, tra le altre cose, deviazioni consentite nelle dimensioni delle chiavi e nelle scanalature per esse negli alberi. Sono inoltre determinati da disegni e tabelle speciali.

Di che materiale è fatto

Le chiavi di segmento sono realizzate secondo GOST 8786-68, in acciaio progettato specificamente per tali parti. Inoltre, a volte vengono utilizzate altre marche di materiale simile per la produzione di questi elementi. Allo stesso tempo, secondo GOST, per la fabbricazione di chiavi di questa varietà, è consentito utilizzare solo acciai al carbonio medio con uno spazio temporaneo di almeno [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Può essere, ad esempio, gradi di materiale St 6, 45 o 50.

Tali standard sono osservati nella produzione di chiavi di segmento a colpo sicuro. Allo stesso tempo, anche i pezzi grezzi destinati alla fabbricazione di tali parti sono solitamente sottoposti a un trattamento termico migliorativo. Eseguendo questa procedura, tra l' altro, tenere conto del fatto che la durezza della superficie dei tasti alla fine dovrebbe essere tuttastesso sotto lo stesso parametro degli elementi di accoppiamento del nodo stesso.

Sotto chiavi ordinarie, le scanalature negli alberi sono realizzate con semplici frese. Le scanalature vengono ritagliate sotto gli elementi del segmento utilizzando gli strumenti del disco. Per le scanalature per chiavette vengono utilizzate solo frese realizzate in conformità con determinati standard GOST.

Varietà principali

Per collegare alberi e mozzi, vengono utilizzati due tipi di chiavi a segmenti:

• normale, che rappresenta un intero segmento;
• segmento di taglio basso.

Le chiavi di quest'ultimo tipo vengono utilizzate abbastanza raramente durante l'assemblaggio di parti. Secondo le normative, possono essere utilizzati solo di comune accordo tra produttore e consumatore. Le chiavi tranciate vengono solitamente utilizzate semplicemente per fissare i dettagli dell'assieme. Cioè vengono utilizzati nei collegamenti con piano fisso quando la coppia viene trasmessa solo per attrito.

Abbinamenti

I nodi vengono assemblati utilizzando chiavi a segmenti, tenendo conto degli standard stabiliti da GOST 24071. Lo scopo principale di elementi di questo tipo è impedire che la parte ruoti sull'albero. In questo caso, tre superfici partecipano alla coniugazione:

• scanalature sull'albero;
• slot nella manica;
• la superficie della chiave stessa.

Le chiavi del segmento di connessione si sono staccate. Allo stesso tempo, funzionano, come normali prismatici, con facce laterali. Gli elementi del segmento sono usati più spesso nei giunti fissi. in cuiquest'ultimo può essere:

• normale;
• denso.

GOST consente anche il collegamento libero della chiave del segmento con il manicotto e l'albero. Tali parti vengono solitamente utilizzate solo nei nodi con un diametro di accoppiamento piccolo - fino a 38 mm.

Calcolo chiave

Le connessioni con una chiave di segmento sono, ovviamente, effettuate in conformità con gli standard GOST. Durante l'assemblaggio di assiemi, tali parti vengono prima controllate per verificarne il collasso. Inoltre, vengono effettuati calcoli per la connessione stessa, per un taglio. Le formule per il controllo della chiave e l'accoppiamento utilizzano le seguenti:

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

Qui T è la coppia sull'albero, misurata in Nmm, h è l' altezza della chiavetta, d è il diametro dell'albero, l è la lunghezza della chiavetta, b è la larghezza della chiavetta in millimetri, [r] è lo sforzo di taglio consentito.

I valori ottenuti a seguito dell'applicazione delle formule vengono confrontati con quelli consentiti. Nel caso in cui la forza della connessione sia insufficiente, vengono installate due o anche tre chiavi lungo la lunghezza del mozzo montato sull'albero. Naturalmente, questo nodo consente di creare un'interfaccia abbastanza affidabile e funzionale. Tuttavia, con questo metodo, per ovvi motivi, l'albero è alquanto indebolito. Pertanto, le connessioni chiave in tali nodi sono talvolta sostituite da quelle a ingranaggi. Ciò riduce il rischio di guasti.

Installazione di più parti

Le dimensioni della sezione chiave sono scelte, come già accennato, in base al diametro dell'albero, secondo GOST. La lunghezza dell'elemento dipende dalla lunghezzamozzi. A volte le chiavi di segmento sono installate su alberi con una differenza nei diametri dei gradini. In questo caso, le chiavi della stessa dimensione vengono utilizzate per parti separate della stessa parte. Allo stesso tempo, secondo GOST, viene preso come base l'elemento a gradino del diametro più piccolo.

Come scegliere i voltaggi consentiti

Questo parametro dipende principalmente dalla natura del carico e dalle condizioni operative della connessione. Quando si utilizzano alberi in acciaio, la sollecitazione ammissibile sarà:

• per mozzi in acciaio con giunti fissi - 130…200 MPa;
• per mozzi in ghisa o acciaio fuso in giunti fissi - 80…100 MPa;
• in giunti mobili senza carico per mozzi in acciaio - 20…40 MPa.

I valori elevati durante l'assemblaggio dei nodi vengono presi in considerazione a carico costante. Con uno shock o una variabile, vengono presi come base parametri più piccoli. Con un carico inverso, l'indicatore consentito viene ridotto di 1,5 volte. Per il taglio delle chiavi, gli indicatori di sollecitazione limite sono presi come 70 … 100 MPa. In questo caso, come nel primo caso, a carico costante viene preso come base un parametro maggiore.

Cutter per chiavi di segmento

Per scanalare scanalature per parti di questo tipo, vengono utilizzati strumenti prodotti in conformità con gli standard stabiliti da GOST 66-4879. Le scanalature sono realizzate per chiavi segmentate utilizzando frese con denti sia dritti che multidirezionali. È possibile utilizzare utensili con gambo cilindrico:

• piatto;
• liscio.

Le stesse frese per scanalare chiavi segmentate sono realizzate in acciaio ad alta velocità (GOST 19265). Gli utensili con un diametro superiore a 13 mm vengono saldati. I gambi del mulino sono realizzati secondo GOST 4543 da acciaio di grado 40X o secondo GOST 1050 da materiale di grado 50 o 40.

Quando si assemblano strumenti di questa varietà, si osservano le seguenti regole:

• sulla superficie di lavoro della fresa finita non devono esserci punti con durezza ridotta o uno strato decarburato;
• I parametri di rugosità superficiale delle frese devono essere conformi a GOST 2789;
• Le tolleranze di eccentricità radiale dei bordi dei denti adiacenti rispetto al gambo non devono superare 0,03 mm, opposto a - 0,05 mm;
• La tolleranza di eccentricità finale dei bordi non deve essere superiore a 0,02 mm.

Quando si contrassegnano le frese per chiavi segmentate, GOST prescrive di indicare sul collo o sul gambo il marchio del produttore e il tipo di acciaio utilizzato per la parte tagliente. Inoltre, il produttore dovrebbe fornire al consumatore informazioni quali la larghezza della sede della chiavetta con la designazione del campo di tolleranza e il suo diametro nominale.