Chave segmentada: definição, recursos, GOST e interação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Chaves são peças especiais projetadas para conectar o eixo e o cubo para transmitir torque. Tais elementos podem ser em forma de cunha com seção retangular, prismáticos ou segmentados. A principal vantagem das conexões chaveadas é a simplicidade do design. Além disso, nós deste tipo não são muito caros e são rapidamente montados/desmontados.

As conexões mais fortes são obtidas usando chaves de segmento, que, na verdade, são uma espécie de prismática. As peças deste tipo se distinguem pelo fato de terem o ajuste mais profundo.

A principal vantagem dessas cavilhas é que elas proporcionam a conexão mais estável. No entanto, o uso de peças deste tipo tem uma desvantagem bastante séria. Devido à profundidade significativa da ranhura em tais nós, o eixo pode ficar um pouco enfraquecido. Portanto, as chaves de segmento são usadas principalmente para proteger apenas as partes que não são muito carregadas durante a operação do mecanismo.

O que é uma chaveta

As peças desta variedade são feitas de um perfil de metal. Essas cavilhas são cilindros baixos de diâmetro bastante grande, divididos em duas partes iguais. É a chave de segmento no desenho abaixo que é apresentada à atenção do nosso leitor.

Tamanhos das chaves

As dimensões deste tipo de peça podem ser diferentes. Este parâmetro é selecionado ao montar o conjunto, dependendo do diâmetro do eixo. Os valores necessários são aprendidos em tabelas especiais. Em casos tecnicamente justificados, o GOST permite a utilização de chaves com diâmetro inferior ao previsto. É permitido fazer isso ao usar um conjunto de eixo para montar:

• oco;
• classificado.

Além disso, chaves com diâmetro menor que os indicados nas tabelas podem ser utilizadas em conexões com pequeno torque. Você não pode usar este método de montagem nos três casos apenas quando a peça estiver instalada na extremidade do eixo.

As dimensões das chaves de segmento, bem como quaisquer outros elementos de conexão semelhantes, é claro, são padronizados. Qual a dependência da altura, largura e comprimento da peça pode ser visto na tabela abaixo.

Tamanhos de chave padrão

Diâmetro (mm)	Largura (mm)	Altura (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

A designação da chave do segmento nos desenhos inclui:

• chave de palavra;
• dimensões - bh (h1);
• designação de desempenho;
• designação do padrão.

De acordo com GOST, existem, entre outras coisas, desvios permitidos nas dimensões das chaves e ranhuras para elas nos eixos. Eles também são determinados por desenhos e tabelas especiais.

De que material é feito

Chaves de segmento são feitas de acordo com GOST 8786-68, de aço projetado especificamente para tais peças. Além disso, às vezes outras marcas de material semelhante são usadas para a produção desses elementos. Ao mesmo tempo, de acordo com o GOST, para a fabricação de chaves dessa variedade, é permitido usar apenas aços de médio carbono com uma folga temporária de pelo menos [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Pode ser, por exemplo, materiais de qualidade St 6, 45 ou 50.

Tais padrões são observados na produção de chaves de segmento sem falhas. Ao mesmo tempo, as peças em bruto destinadas à fabricação de tais peças são geralmente também submetidas a um tratamento térmico aprimorado. Realizando este procedimento, entre outras coisas, leve em consideração o fato de que a dureza da superfície das chaves no final deve ser todamesmo abaixo do mesmo parâmetro dos elementos de acoplamento do próprio nó.

Sob chaves comuns, as ranhuras nos eixos são feitas com fresas simples. As ranhuras são cortadas sob os elementos do segmento usando ferramentas de disco. Somente fresas feitas em conformidade com certos padrões GOST são usadas para ranhuras de chaveta.

Variedades principais

Para conectar eixos e cubos, são usados dois tipos de chavetas de segmento:

• normal, representando um segmento inteiro;
• segmento de corte baixo.

Chaves do último tipo são usadas muito raramente na montagem de peças. De acordo com os regulamentos, eles só podem ser usados por acordo mútuo do fabricante e do consumidor. Chaves cortadas geralmente são usadas simplesmente para fixar os detalhes da montagem. Ou seja, são utilizados em conexões com pouso fixo quando o torque é transmitido apenas por atrito.

Emparelhamentos

Os nós são montados com chavetas de segmento, atendendo às normas estipuladas pelo GOST 24071. O principal objetivo dos elementos deste tipo é evitar que a peça gire no eixo. Neste caso, três superfícies participam da conjugação:

• ranhuras no eixo;
• slots na manga;
• a superfície da própria tecla.

Chaves de segmento de conexão estão soltas. Ao mesmo tempo, eles funcionam, como os prismáticos comuns, com faces laterais. Elementos de segmento são usados com mais frequência em juntas fixas. Em queo último pode ser:

• normal;
• denso.

GOST também permite a conexão livre da chave de segmento com a luva e o eixo. Essas peças geralmente são usadas apenas em nós com um pequeno diâmetro de acoplamento - até 38 mm.

Cálculo de chave

As conexões com uma chave de segmento são, obviamente, feitas em conformidade com os padrões GOST. Ao montar montagens, essas peças são primeiro verificadas quanto ao colapso. Além disso, os cálculos são feitos para a própria conexão - para um corte. As fórmulas para verificar a chave e o mate usam o seguinte:

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

Aqui T é o torque no eixo, medido em Nmm, h é a altura da chave, d é o diâmetro do eixo, l é o comprimento da chave, b é a largura da chave em milímetros, [r] é a tensão de cisalhamento permitida.

Os valores obtidos como resultado da aplicação das fórmulas são comparados com os permitidos. Caso a força da conexão seja insuficiente, duas ou até três chaves são instaladas ao longo do comprimento do cubo montado no eixo. Claro, este nó permite que você crie um bastante confiável e funcional. No entanto, com este método, por razões óbvias, o eixo fica um pouco enfraquecido. Portanto, as conexões de chave nesses nós às vezes são substituídas por engrenagens. Isso reduz o risco de avarias.

Instalação de várias peças

As dimensões da seção da chaveta são escolhidas, conforme já mencionado, de acordo com o diâmetro do eixo, conforme GOST. O comprimento do elemento depende do comprimentohubs. Às vezes, as chaves de segmento são instaladas em eixos com uma diferença nos diâmetros dos degraus. Neste caso, chaves do mesmo tamanho são usadas para partes separadas da mesma parte. Ao mesmo tempo, de acordo com o GOST, o elemento de passo de menor diâmetro é tomado como base.

Como escolher as tensões permitidas

Este parâmetro depende principalmente da natureza da carga e das condições de operação da conexão. Ao usar eixos de aço, a tensão permitida será:

• para cubos de aço em juntas fixas - 130…200 MPa;
• para cubos de ferro fundido ou aço fundido em juntas fixas - 80…100 MPa;
• em juntas móveis sem carga para cubos de aço - 20…40 MPa.

Grandes valores na montagem de nós são considerados em uma carga constante. Com um choque ou variável, parâmetros menores são tomados como base. Com uma carga reversa, o indicador permitido é reduzido em 1,5 vezes. Para o corte das chaves, os indicadores de tensão limite são considerados como 70 … 100 MPa. Neste caso, como no primeiro caso, com carga constante, toma-se como base um parâmetro maior.

Cortadores para chaves de segmento

Para goivar ranhuras para peças deste tipo, são utilizadas ferramentas fabricadas de acordo com as normas estipuladas pelo GOST 66-4879. Ranhuras são feitas para chaves segmentadas usando fresas com dentes retos e multidirecionais. Ferramentas de haste cilíndrica podem ser usadas:

• flat;
• suave.

As próprias fresas para ranhurar chaves segmentadas são feitas de aço rápido (GOST 19265). Ferramentas com diâmetro superior a 13 mm são soldadas. As hastes do moinho são feitas de acordo com GOST 4543 de aço grau 40X ou de acordo com GOST 1050 de material grau 50 ou 40.

Na montagem de ferramentas desta variedade, as seguintes regras são observadas:

• na superfície de trabalho da fresa acabada não deve haver locais com dureza reduzida ou camada descarbonetada;
• parâmetros de rugosidade da superfície dos cortadores devem estar em conformidade com GOST 2789;
• tolerâncias de desvio radial das bordas dos dentes adjacentes em relação à haste não devem exceder 0,03 mm, opostos - 0,05 mm;
• a tolerância de excentricidade final das arestas não deve ser superior a 0,02 mm.

Na marcação de fresas para chaves segmentadas, GOST prescreve indicar no pescoço ou haste a marca registrada do fabricante e o grau de aço utilizado para a peça de corte. Além disso, o fabricante deve fornecer ao consumidor informações como a largura do rasgo de chaveta com a designação do campo de tolerância e seu diâmetro nominal.