Вращательно-осевые соединения

Вращательно-осевые соединения

В качестве примера вращательно-осевых соединений, обеспечивающих свободу вращения одной детали относительно другой при одновременной фиксации в осевом направлении и при наличии осевой силы, можно привести соединение тарелки запорного клапана со штоком-винтом, осуществляющим посадку тарелки на седло и подъем тарелки.

На рис. 417 изображен случай, когда головка штока имеет диаметр, больший диаметра стержня, и когда крепящий элемент можно надеть с конца стержня, противоположного соединению.

Вращательно-осевые соединения

На рис. 418 представлен более общий случай, когда монтаж крепящего элемента может осуществляться с любой стороны. В конструкции на рис. 418, I шток фиксируется винтом, завертываемым в кольцевую выточку на штоке.

Недостаток такой конструкции — одностороннее приложение нагрузки; при движении штока вверх она может воспринимать лишь легкие нагрузки. Установка двух (или трех) симметрично расположенных винтов не помогает; из-за неточности осевого расположения винтов нагрузку все равно будет нести какой-либо один вит.

Вращательно-осевые соединения

В конструкции, изображенной на рис. 418. II шток фиксируется пальцем, заведенным в его отверстие и в кольцевую выточку в присоединяемой детали. Палец предохранен от выпадения нарезной заглушкой.

На рис. 418 III, IV показаны способы крепления фланцем. В конструкции на рис. 418, III фланец заводится прорезом в выточку в штоке. На рис. 418, IV фланец выполнен из двух частей, снабженных центрирующим буртиком (во избежание проворачивания на крепежных болтах.

В конструкциях на рис. 418, V, VI шток фиксируется полукольцами, закрепленными гайкой (рис. 418, V) или зегером (рис. 418, VI). В конструкциях на рис. 418, VII—IX фиксация осуществляется зегерами.

В случае, изображенном на рис. 418, VII, зегер установлен непосредственно в кольцевой выточке присоединяемой детали и при введении штока заскакивает в выточку штока. В присоединяемой детали проделан прорез: при разборке в прорез вводят щипцы и разжимают зегер.

В конструкции, изображенной на рис. 418, VIII, зегер установлен в кольцевой выточке штока и при введении штока заскакивает в выточку присоединяемой детали. Разборка осуществляется сжатием зегера через радиальные отверстия в присоединяемой детали. В конструкции на рис. 418, IX зегер затягивается внутренней гайкой. В конструкции на рис. 418, X шток фиксируется проволокой из мягкой стали, заводимой в кольцевые выточки полукруглого профиля в штоке и в присоединяемой детали.

В конструкции, приведенной на рис. 418, XI, фиксация осуществляется скобой из пружинной проволоки, устанавливаемой в кольцевую выточку штока через отверстия в присоединяемой детали.

На рис. 418, XII показано соединение при помощи шариков, заводимых через боковое отверстие в выточки полукруглого сечения в штоке и присоединяемой детали. В отличие от большинства конструкций, показанных выше, соединение может передавать большие силы в обоих направлениях, причем с минимальным сопротивлением вращению.

В данном случае можно обойтись без упора торца штока в присоединяемую деталь. Соединение нуждается в повышенной точности изготовления. Канавки под шарики должны иметь твердость не менее HRC 45.

На рис. 418, ХIII изображен широко применяемый для малых нагрузок способ установки штока в консольную прорезную лапку, отфрезерованную как одно целое с присоединяемой деталью. В этом соединении шток должен быть зафиксирован от бокового смещения относительно оси присоединяемой детали.

На рис. 418, ХIV показан простой способ соединения ввертыванием нарезного хвостовика штока через резьбовой пояс на присоединяемой детали. Соединение применимо в случае небольших нагрузок при движении системы вверх. Если при движении вверх шток вращается относительно присоединенной детали, то резьба должна иметь направление, обратное направлению вращения.

На рис. 418, XV изображено распространенное соединение при помощи двух штифтов, пропущенных через отверстия в присоединяемой детали и через выточку полукруглого профиля в штоке.

Во избежание увода сверла на участке его выхода в центральное отверстие присоединяемой детали, отверстия под штифты обычно сверлят по кондуктору перед растачиванием центрального отверстия, что обеспечивает необходимую для правильной работы соединения точность расположения штифтов относительно выточки штока.

Для надежного упора торца штока в присоединяемую деталь радиус полукруглой выточки и штоке делают несколько больше радиуса сечения штифтов с таким расчетом, чтобы при упоре между штифтами и канавками оставался зазор (а) (рис, 419, II).

Соединения штифтами

Центры отверстий обычно располагают по образующим цилиндра штока или, что лучше, — с небольшим смещением к центру.

На рис. 420 показано неразборное соединение, получаемое чеканкой присоединяемой детали на ротационно-ковочной машине с затеканием материала в выточки штока. Для обеспечения свободного вращения поверхность штока перед чеканкой покрывают коллоидальным графитом или другой разделительной мазью.

Соединения чеканкой и привертной шайбой

На рис. 421 показан пример соединения для случая, когда конструкция присоединяемом детали допускает подход к торцу штока. Фиксация штока здесь осуществляется при помощи шайбы, притягиваемой гайкой к концу штока.

Нередко для осевой фиксации соосных цилиндрических деталей (когда необходима свобода вращения деталей относительно друг друга) применяют разрезные пружинные кольца. Кольцо вставляют в канавку внутренней детали (рис. 422, I). При введении в отверстие наружной детали кольцо заходит в канавку наружной детали (рис. 422, II).

Соединение при помощи разрезных пружинных колец

Глубина h1 канавки внутренней детали должна быть достаточной для полного утопления кольца при монтаже, т. е. h1 ≥ h – s + s1, где h — высота кольца, s — радиальный затор между деталями, s1 ≈ s — страховочный зазор в канавке.

Глубину канавки h2 в наружной делали делают примерно равной 0,5h. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии D2 = D + h2, где D — диаметр отверстия.

Для облегчения сборки на торце отверстия делают пологую фаску диаметром D3, несколько превышающим D2.

Конструкцию можно сделать разборной, если предусмотреть в стенках наружной детали радиальные отверстия (рис. 422, II), позволяющие сжать кольцо.

На рис. 422, III, IV изображены случаи установки кольца в канавке наружной детали. Аналогично предыдущему глубина канавки h1 = h – s + s1. Глубина канавки во внутренней детали h2 ≈ 0,5h. Внутренний диаметр кольца в свободном состоянии D2 = D – h2. Эта конструкция практически неразборная, поэтому ее применяют редко.