Шлицевое соединение. Шпоночные и шлицевые соединения

Шлицевое соединение – это соединение охватывающей и охватываемой поверхности (вал-отверстие). Используются шлицы и пазы, которые, как правило, в радиальном порядке располагаются на месте зацепления. Данное соединение обладает достаточной прочностью и обеспечивает соосность вала и отверстия. Основное преимущество заключается в том, что деталь может перемещаться в осевом направлении.

Шлицевое соединение: классификация

Как вы понимаете, существует несколько способов закрепить две детали при помощи шлица. В тех или иных условиях используют разные методы. Существуют эвольвентные шлицевые соединения. От прямобочных они отличаются формой зубца (боковой поверхностью) и впадинами. Имеют несколько неоспоримых преимуществ, таких как передача большого крутящего момента (Нм) и высокая точность центрирования под немалой нагрузкой. Если говорить о прямобочных соединениях, то основные плюсы заключаются в простоте изготовления и дешевизне. Также есть и треугольные шлицы, но они используются реже. Чаще всего в местах соединения неподвижных деталей с небольшим крутящим моментом. Довольно часто находят свое применение в тонкостенных втулках. В них использование других видов соединений не считается допустимым по ряду технологических причин.

Шпоночные и шлицевые соединения

В некоторых случаях на валах требуется закрепить шкив или шестерню. Если нужна еще и передача большого крутящего момента, то используются шпоночные, а также эвольвентные шлицевые соединения. Что касается шпонок, то широко применяются призматические, что обусловлено простотой монтажа. Основной вопрос заключается в том, что иногда нужно сделать возможным перемещение детали в осевом направлении. В этом случае используют посадку с зазором, а шпонка крепится к валу при помощи винтов. Если необходимо создать надежное соединение в малонагруженном месте, то хорошо подходит сегментная шпонка, которая имеет небольшую длину. Основное отличие шлицов в том, что используется большее количество зубьев и меньшие выступы. Соединения бывают 3-х видов: легкоразъемные, тугоразъемные и неподвижные. С каждым годом методы обработки деталей позволяют добиваться все лучших результатов с технологической точки зрения. Это высокая точность центрирования, взаимозаменяемость вышедших из строя запчастей и другое.

Как решались проблемы с карданным валом?

Теперь давайте рассмотрим эффективность шлицевых соединений. В этом случае шлиц служит для изменения длины вала, что требуется для обеспечения соосности агрегатов, при установке которых были допущены неточности. В опорный подшипник и собственно шлиц смазка подается при помощи масленки. Чаще всего используется солидол. Так как длина карданного вала такова, что во многих случаях смазка не доходит до всех рабочих узлов трения, то вполне целесообразно сократить каналы, по которым поступает масло или другая жидкость. Можно использовать прозрачные вставки. Они сделают возможным визуальный контроль и своевременную подачу смазки в узел трения. Чтобы скользящая вилка служила как можно дольше, применяют латунную вставку, которая заправляется в шлицевое соединение. Безусловно, это позволяет значительно уменьшить износ детали. В принципе, шлицевое соединение карданного вала надежное и простое в обслуживании, но оно не лишено недостатков.

Способы центрирования

Существует несколько способов выровнять по центру прямобочное шлицевое соединение. Один из них – по наружному диаметру. Для этого вал фрезеруют, а затем шлифуют по наружному диаметру. Кстати, это самый дешевый и эффективный метод центрирования. Втулка протягивается механически. Такой метод используется тогда, когда поверхность отверстия втулки не подвергалась термообработке или же термическому улучшению. Если говорить о дорогостоящих методах, то это центрирование по внутреннему диаметру. Дело в том, что вал фрезеруется, а затем шлифуется по боковым поверхностям. Способ применяется только при предварительной термической обработке вала и втулки. Чтобы получить равномерно распределенную нагрузку на каждый шлиц, используют центрирование по боковым сторонам. Отверстие и вал улучшаются термически. Чаще всего такое центрирование применяют для соединений с большим крутящим моментом и немалой нагрузкой.

Несколько важных моментов

Как уже было отмечено выше, шпоночные и шлицевые соединения используются для того, чтобы исключить проворачивание двух деталей относительно друг друга. Перед тем как установить деталь на вал, ее проверяют на прочность, что позволяет подобрать оптимальные технические характеристики, такие как материал, габариты, вес. Если говорить о процентной распространенности шлицов, то прямобочные занимают порядка 80 %, а на эвольвентные и треугольные остается всего по 10 %. В зависимости от загруженности соединения подбирается серия изделия, которая может быть легкой, средней или тяжелой. Важно обращать внимание на наличие смазки в соединении, особенно если оно подвижное. Отсутствие минерального масла или твердого материала приведет к тому, что в несколько раз увеличится коэффициент трения. А это - повышенный износ соединения и понижение КПД целого узла. Подача масла или солидола осуществляется централизованными автоматическими станциями (если количество узлов более 50 штук) или же механическим способом.

Заключение

Важный момент – это восстановление шпоночных и шлицевых соединений. Конечно, иногда проще выполнить замену, но когда это невозможно, то используют наращивание. Если простыми словами, то при помощи сварки восстанавливают исходное состояние изделия. Чаще всего применяется дуговая наплавка с последующей шлифовкой (при большом износе). Иногда бывает так, что обозначение шлицевых соединений не позволяет выполнить ремонт. Это бывает тогда, когда они легкоразъемные и не предназначены для переточки. Чтобы узел не выходил из строя, необходимо исключить какое-либо биение в соединении. Обеспечить это можно несколькими способами, например, установкой специальных прокладок. Вот, в принципе, и все, что можно сказать о том, что такое шлицевое соединение и для чего оно необходимо.