ненапряженное шпоночное соединение невыпадающей шпонкой

Формула изобретения

Ненапряженное шпоночное соединение, содержащее вал, втулку и связывающую их сегментную шпонку, установленную своей плоской гранью на лыске вала так, что хорда перпендикулярна его продольной оси, причем на внутренней поверхности втулки вдоль образующей выполнена несквозная радиусная канавка, взаимодействующая с цилиндрической поверхностью шпонки, диаметр которой меньше диаметра вала, отличающееся тем, что шпонка выполнена из двух симметричных половинок, на торцах которых сверху оставлены сегменты, а по оси симметрии на внутренних плоскостях выполнены расточки, где установлена цилиндрическая распорная пружина и по оси симметрии двух глухих отверстий выполнено сквозное отверстие, куда установлен цилиндрический направляющий штифт, который одним концом жестко установлен в одной половине шпонки, а в другой - второй половине установлен свободно, причем этот зазор между составными частями шпонки больше, чем сумма толщин двух выступов боковых сегментов составных частей шпонки, при этом внутри втулки по бокам несквозной радиусной канавки, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью шпонки, выполнены прямоугольные выступы, равные по толщине выступам боковых сегментов двух частей шпонки и напротив друг друга, причем расстояние нижнего конца направляющего штифта до начала отверстия, в котором он свободно установлен, больше суммы толщин двух сегментных выступов невыпадающей шпонки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ненапряженных шпоночных соединениях с невыпадающей шпонкой. Известно подобное шпоночное соединение по а.с. № 307211, опубликованное 21.06.1971 г. Бюллетень № 20. Оно представляет из себя ненапряженное шпоночное соединение, содержащее вал, втулку и связывающую их сегментную шпонку, установленную своей плоской гранью на лыске вала так, что хорда перпендикулярна его продольной оси, а на внутренней поверхности втулки вдоль образующей выполнена несквозная радиусная канавка, взаимодействующая с цилиндрической поверхностью шпонки, диаметр которой меньше диаметра вала.

Существенным недостатком такого соединения является неудобство монтажа, если шпонка оказывается вверху, она может в неожиданный момент вылететь и потеряться, что удлиняет время монтажа.

Задачей данного изобретения является устранение указанного недостатка, что повысит надежность соединения, а невыпадающая шпонка облегчает монтаж и демонтаж, увеличивает производительность труда на сборке.

Указанная задача выполняется за счет того, что ненапряженное шпоночное соединение, содержащее вал, втулку и связывающую их сегментную шпонку, установленную своей плоской гранью на лыске вала так, что хорда перпендикулярна его продольной оси, причем на внутренней поверхности втулки вдоль образующей выполнена несквозная радиусная канавка, взаимодействующая с цилиндрической поверхностью шпонки, диаметр которой меньше диаметра вала, а шпонка выполнена из двух симметричных половинок, на торцах которых сверху оставлены сегменты, а по оси симметрии на внутренних плоскостях выполнены расточки, куда установлена цилиндрическая распорная пружина, и по оси симметрии обоих глухих отверстий выполнено сквозное отверстие, куда установлен цилиндрический направляющий штифт, который одним концом жестко крепится в одной половине шпонки, а в другой - второй половине установлен свободно, и этот зазор между составными частями шпонки больше, чем сумма толщин двух выступов боковых сегментов обоих составных частей шпонки, при этом внутри втулки по бокам несквозной радиусной канавки, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью шпонки, выполнены прямоугольные выступы, равные по толщине выступам на боковых сегментах обоих частей шпонки и напротив друг друга, причем расстояние нижнего конца направляющего штифта до начала отверстия, в котором он свободно установлен, больше суммы толщин двух сегментных выступов невыпадающей шпонки.

Существенно новые признаки:

- шпонка выполнена из двух симметричных половинок, на торцах которых сверху оставлены сегменты, а по оси симметрии на внутренних плоскостях выполнены расточки, куда установлена цилиндрическая распорная пружина, и по оси симметрии обоих глухих отверстий выполнено сквозное отверстие, куда установлен цилиндрический направляющий штифт,

- этот штифт одним концом жестко установлен в одной половинке шпонки, а в другой второй половине установлен свободно,

- центральный зазор между составными частями шпонки больше суммы толщин обоих выступов боковых сегментов составных частей шпонки,

- внутри втулки по бокам несквозной радиусной канавки, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью шпонки, выполнены прямоугольные выступы, равные по толщине выступам боковых сегментов двух частей шпонки и напротив друг друга,

- расстояние нижнего конца направляющего штифта до начала отверстия, в котором он свободно установлен, больше суммы толщин двух сегментных выступов шпонки.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты.

Технический результат - повышение монтажепригодности достигается за счет того, что:

- шпонка выполнена составной из двух симметричных половинок, на торцах которых сверху оставлены сегменты, а по оси симметрии на внутренних плоскостях этих половинок выполнены расточки, где установлена цилиндрическая распорная пружина, обеспечивающая плотный контакт половинок шпонки и ее фиксацию в заданном положении,

- по оси симметрии двух глухих отверстий выполнено сквозное отверстие, куда установлен цилиндрический направляющий штифт, обеспечивающий соосное расположение половинок шпонки и их нормальное функционирование, при этом указанный штифт одним концом жестко установлен в одной половинке шпонки для обеспечения работоспособности шпонки, а в другой - второй половинке установлен свободно и тоже для обеспечения работоспособности шпонки, чтобы она самофиксировалась на своем месте,

- зазор между обоими половинками шпонки - "к" больше, чем сумма толщин "с" двух выступов боковых сегментов составных частей шпонки,

- внутри втулки по бокам несквозной радиусной канавки, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью шпонки, выполнены прямоугольные выступы, равные по толщине - "в" выступам боковых сегментов двух частей шпонки - "с" и напротив друг друга,

- расстояние - "а" нижнего конца направляющего штифта до начала отверстия, в котором он свободно установлен, больше суммы толщин - "с" двух сегментных выступов невыпадающей шпонки.

На фиг.1 дан продольный разрез шпоночного соединения, на фиг.2 дан разрез А-А с фиг.1 предлагаемого шпоночного соединения, причем часть втулки не показана для того, чтобы не затемнять чертеж.

Рассмотрим устройство узла. Ненапряженное шпоночное соединение, содержащее вал 1, втулку 2 и связывающую их сегментную шпонку 3, установленную своей плоской гранью 4 на лыске 5 вала 1 так, что хорда перпендикулярна его продольной оси, причем на внутренней поверхности втулки 2 вдоль образующей выполнена сквозная радиусная канавка 6, взаимодействующая с цилиндрической поверхностью шпонки 3, диаметр которой меньше диаметра вала 1, при этом сама шпонка 3 выполнена из двух симметричных половинок 7 и 8, на торцах которых оставлены сегменты 9 и 10, а по оси симметрии на внутренних плоскостях выполнены расточки 11 и 12, где установлена цилиндрическая распорная пружина 13, и по оси симметрии двух глухих отверстий 11 и 12 выполнено сквозное отверстие 14, куда установлен цилиндрический направляющий штифт 15, который одним концом жестко установлен в одной половинке шпонки, а в другой - второй половине установлен свободно, причем зазор между составными частями шпонки - "к" больше, чем сумма толщин 9 и 10 двух выступов боковых сегментов составных частей шпонки, при этом внутри втулки 2 по бокам несквозной радиусной канавки 6, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью 16 шпонки 3, выполнены прямоугольные выступы 17, равные по толщине "с" выступам боковых сегментов 9 и 10 двух частей шпонки и напротив друг друга, причем расстояние - "а" нижнего конца направляющего штифта 15 до начала отверстия, в котором он свободно установлен, больше суммы толщин "с" двух сегментных выступов 9 и 10 невыпадающей шпонки 3.

Рассмотрим рабочий процесс. Предварительно обе половинки 7 и 8 шпонки 3 вместе с пружиной 13 и штифтом 15 в сборе зажимают в устанавливателе до полной выборки зазора "к" и в таком состоянии устанавливают шпонку в канавку 6, где она самофиксируется после освобождении от зажима. После этого устанавливают втулку 2 на вал 1 и соединение готово к работе. При разборе соединения вал 1 вынимают из втулки 2, а шпонка 3 остается на своем месте, т.к. она невыпадающая.