Крепежные (цилиндрические, насечные, конические ) штифты.

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).

Крепление цилиндрическим штифтом насадной шестерни на валу

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.

Крепление коническим штифтом оси в корпусе и головки толкателя

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.

Цилиндрические штифты

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.

Способы стопорения цилиндрических штифтов

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.

Стопорение штифта разрезным пружинным кольцом

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.

Стопорение штифта пружинным кольцом при отсутствии кольцевой канавки

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.

Насечные штифты

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 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).

Применение насечных штифтов

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

штифты с рифлеными поясками

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

Самонарезающие штифты

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.

Конические штифты

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).

Способы стопорения конических штифтов

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.

Стопорение конического штифта разрезным пружинным кольцом

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.

Стопорение конического штифта пружинным кольцом

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

Стопорение конического штифта пружинным кольцом с петлей