Wpusty z wałem równoległym, powszechnie znane jako wpusty płaskie, to elementy mechaniczne używane do łączenia osi i elementów obrotowych, takich jak koła zębate, koło pasowe lub koła, w celu zapewnienia ich wspólnego obrotu poprzez przenoszenie momentu obrotowego. Ich zasady działania, rodzaje, cechy i zastosowania opisano szczegółowo poniżej:
Zasady pracy
Klucze płaskie opierają się na boku klucza (boku), aby przenosić moment obrotowy. Wpust wkłada się w rowek wpustowy na wale i elemencie obrotowym, pozostawiając szczelinę na górnej powierzchni.
Podczas pracy naprężenia boczne (wytłaczanie) pomiędzy stroną wpustową a ścianką rowka wpustowego przenoszą moment obrotowy z wału na element obrotowy (i odwrotnie). Taka konstrukcja skupia siłę na większych obszarach styku po obu stronach, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym przez-naprężenie punktowe.
Rodzaje łyżek płaskich
Ogólny klucz jednostki:
Cechy: Prosta konstrukcja, wygodny demontaż, dobra dokładność centrowania. Jednakże nie są w stanie wytrzymać sił osiowych i wymagają dodatkowych konstrukcji do pozycjonowania osiowego.
Zastosowania: Szeroko stosowane w przypadku dużej dokładności, dużych prędkości lub obciążeń udarowych/zmiennych, takich jak połączenie przekładni lub koła pasowego z wałem.
Cienki płaski bond:
Cechy: Cieńsze niż zwykłe spoiwo płaskie, odpowiednie do konstrukcji cienkościennych lub zastosowań, w których wymagane jest przenoszenie niskiego momentu obrotowego.
Przeznaczenie: Lekkie lub kompaktowe systemy mechaniczne o ograniczonej przestrzeni.
Klucz prowadzący (klawisze suwakowe):
Cechy: przykręcany do wału, umożliwiający ruch elementów obrotowych wzdłuż osi-rowka wpustowego. Posiadają klucz do wyjmowania otworu na śrubę w celu łatwego demontażu.
Przeznaczenie: Stosowany do elementów obrotowych wymagających ograniczonego ruchu osiowego, takich jak przekładnie ślizgowe w przekładni.
Kluczowa charakterystyka
Konstrukcja jest prosta: jedynie rowki wpustowe na osi i elementach obrotowych nie muszą być skomplikowane.
Dobra dokładność centralna: dopasowanie wpustów i rowków zapewnia koncentryczne stopnie pomiędzy osią a elementami obrotowymi.
Łatwy w demontażu: Do montażu i demontażu standardowych kluczy nie są potrzebne żadne specjalne narzędzia.
Ograniczona nośność osiowa: nie może wytrzymać samych sił osiowych; do pozycjonowania osiowego wymagane są dodatkowe konstrukcje (np. pierścienie barkowe, pierścienie nośne).
Tryby awarii
Zmiażdżenie boczne:
Długotrwałe narażenie na nadmierne naprężenia wyciskania może prowadzić do odkształceń plastycznych powierzchni bocznej (wytłaczania), szczególnie w połączeniach statycznych.
Uszkodzenie ścinania:
Gdy moment obrotowy przekroczy wytrzymałość klucza na ścinanie, klucz może pęknąć wzdłuż powierzchni ścinania (równolegle do osi wału), szczególnie w przypadku niewystarczającego podłączenia zasilania lub wytrzymałości materiału.
Rozważania projektowe
Wymiary-przekroju poprzecznego (bxh): średnica wału (d) określona zgodnie z (np. GB/T 1095). Norma określa zależność pomiędzy szerokością wpustu (b), wysokością (h) i średnicą wału, aby zapewnić dopasowanie wytrzymałości i uniknąć konstrukcji o dużych rozmiarach.
Wybór materiału: Stal średniowęglowa (np.. 45# stal) jest powszechnie stosowana do obróbki cieplnej w celu poprawy twardości i odporności na ścieranie. W środowiskach korozyjnych można zastosować stal nierdzewną lub stopową.
Aplikacja
Wiązania płaskie są szeroko stosowane w układach mechanicznych wymagających niezawodnego przenoszenia momentu obrotowego, takich jak:
- Przemysł motoryzacyjny: Mocowanie kół zębatych lub kół pasowych do wałów w elementach przekładni lub silnika.
- Obrabiarka: Stałe elementy obrotowe (takie jak wrzeciono, oprawki narzędziowe) w tokarce, frezarce lub szlifierce.
- Reduktor i silnik: Połącz wał z kołem zębatym lub kołem pasowym w reduktorach prędkości lub silniku.
- Maszyny ogólne: Oś musi napędzać dowolne zastosowanie elementów obrotowych z dużą dokładnością i niezawodnością.
