Clave segmentada: definición, características, GOST e interacción

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las chavetas son piezas especiales diseñadas para conectar el eje y el cubo para transmitir el par. Dichos elementos pueden tener forma de cuña con una sección rectangular, prismática o segmentada. La principal ventaja de las conexiones con llave es la simplicidad del diseño. Además, los nodos de este tipo no son demasiado caros y se montan/desmontan rápidamente.

Las conexiones de este tipo más fuertes se obtienen utilizando claves de segmento, que, de hecho, son una especie de prismáticos. Las piezas de este tipo se distinguen por el hecho de que tienen el ajuste más profundo.

La principal ventaja de estos tacos es que proporcionan la conexión más estable. Sin embargo, el uso de piezas de este tipo tiene un inconveniente bastante serio. Debido a la gran profundidad de la ranura en tales nodos, el eje puede debilitarse un poco. Por lo tanto, las llaves de segmento se utilizan principalmente para asegurar solo aquellas partes que no se cargan demasiado durante el funcionamiento del mecanismo.

¿Qué es un chavetero?

Partes de esta variedad están hechas de un perfil de metal. Estos tacos son cilindros bajos de diámetro bastante grande, divididos en dos partes iguales. Es la clave del segmento en el siguiente dibujo que se presenta a la atención de nuestro lector.

Tamaños de teclas

Las dimensiones de este tipo de pieza pueden ser diferentes. Este parámetro se selecciona al ensamblar el conjunto, según el diámetro del eje. Los valores requeridos se aprenden de tablas especiales. En casos técnicamente justificados, GOST permite el uso de llaves con un diámetro inferior al previsto. Está permitido hacer esto cuando se usa un conjunto de eje para ensamblar:

• hueco;
• calificado.

También se pueden utilizar llaves con un diámetro inferior a los indicados en las tablas en conexiones con un par pequeño. No puede usar este método de ensamblaje en los tres casos solo cuando la pieza está instalada en el extremo del eje.

Las dimensiones de las teclas de segmento, así como cualquier otro elemento de conexión similar, por supuesto, están estandarizadas. La dependencia de la altura, el ancho y la longitud de la pieza se puede ver en la siguiente tabla.

Tamaños de llave estándar

Diámetro (mm)	Ancho (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

La designación de clave de segmento en los dibujos incluye:

• palabra clave;
• dimensiones - bh (h1);
• designación de desempeño;
• designación del estándar.

Según GOST, existen, entre otras cosas, desviaciones permitidas en las dimensiones de las chavetas y ranuras para ellas en los ejes. También están determinados por dibujos y tablas especiales.

De qué material está hecho

Las llaves de segmento se fabrican de acuerdo con GOST 8786-68, de acero diseñado específicamente para dichas piezas. Asimismo, en ocasiones se utilizan otras marcas de material similar para la elaboración de estos elementos. Al mismo tiempo, según GOST, para la fabricación de llaves de esta variedad, solo se permite el uso de aceros de carbono medio con un espacio temporal de al menos [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Puede ser, por ejemplo, grados de material St 6, 45 o 50.

Dichos estándares se observan en la producción de claves de segmento sin f alta. Al mismo tiempo, las piezas brutas destinadas a la fabricación de tales piezas también se someten habitualmente a un tratamiento térmico de mejora. Al realizar este procedimiento, entre otras cosas, tenga en cuenta el hecho de que la dureza de la superficie de las teclas al final debe ser todomismo por debajo del mismo parámetro de los elementos de acoplamiento del propio nodo.

Con chavetas ordinarias, las ranuras de los ejes se realizan con fresas simples. Las ranuras se cortan debajo de los elementos del segmento con herramientas de disco. Solo se utilizan cortadores fabricados de acuerdo con ciertos estándares GOST para ranuras de chavetero.

Variedades principales

Para conectar ejes y cubos, se utilizan dos tipos de chavetas de segmento:

• normal, que representa un segmento completo;
• segmento de corte bajo.

Las llaves de este último tipo rara vez se utilizan al ensamblar piezas. De acuerdo con la normativa, solo pueden utilizarse de común acuerdo entre el fabricante y el consumidor. Las llaves cizalladas se suelen utilizar simplemente para fijar los detalles del montaje. Es decir, se utilizan en conexiones con apoyo fijo cuando el par se transmite únicamente por rozamiento.

Emparejamientos

Los nudos se ensamblan utilizando llaves de segmento, teniendo en cuenta los estándares estipulados por GOST 24071. El objetivo principal de los elementos de este tipo es evitar que la pieza gire sobre el eje. En este caso, tres superficies participan en la conjugación:

• ranuras en el eje;
• ranuras en la manga;
• la superficie de la tecla misma.

Las llaves del segmento de conexión están sueltas. Al mismo tiempo, funcionan, como prismáticos ordinarios, con caras laterales. Los elementos de segmento se utilizan con mayor frecuencia en juntas fijas. Dondeeste último puede ser:

• normal;
• denso.

GOST también permite la conexión libre de la llave del segmento con el manguito y el eje. Dichas piezas generalmente se usan solo en nodos con un diámetro de acoplamiento pequeño, hasta 38 mm.

Cálculo clave

Las conexiones con una clave de segmento se realizan, por supuesto, de acuerdo con los estándares GOST. Al ensamblar ensamblajes, primero se verifica que dichas piezas no se colapsen. Además, se realizan cálculos para la conexión en sí, para un corte. Las fórmulas para verificar la clave y el apareamiento usan lo siguiente:

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

Aquí T es el par en el eje, medido en Nmm, h es la altura de la llave, d es el diámetro del eje, l es la longitud de la llave, b es el ancho de la llave en milímetros, [r] es el esfuerzo cortante permisible.

Los valores obtenidos como resultado de la aplicación de las fórmulas se comparan con los permitidos. En el caso de que la fuerza de la conexión sea insuficiente, se instalan dos o incluso tres chavetas a lo largo del cubo montado en el eje. Por supuesto, este nodo le permite crear un bastante confiable y funcional. Sin embargo, con este método, por razones obvias, el eje se debilita un poco. Por lo tanto, las conexiones clave en dichos nodos a veces se reemplazan por engranajes. Esto reduce el riesgo de averías.

Instalación de varias piezas

Las dimensiones de la sección de la llave se eligen, como ya se mencionó, de acuerdo con el diámetro del eje, según GOST. La longitud del elemento depende de la longitud.centros A veces, las chavetas de segmento se instalan en ejes con una diferencia en los diámetros de paso. En este caso, se utilizan llaves del mismo tamaño para partes separadas de la misma parte. Al mismo tiempo, según GOST, se toma como base el elemento escalonado del diámetro más pequeño.

Cómo elegir los voltajes permitidos

Este parámetro depende principalmente de la naturaleza de la carga y de las condiciones de funcionamiento de la conexión. Cuando se utilicen ejes de acero, la tensión admisible será:

• para cubos de acero en juntas fijas - 130…200 MPa;
• para cubos de hierro fundido o acero fundido en juntas fijas - 80…100 MPa;
• en juntas móviles descargadas para cubos de acero - 20…40 MPa.

Los valores grandes al ensamblar nodos se tienen en cuenta con una carga constante. Con un choque o variable, se toman como base parámetros más pequeños. Con una carga inversa, el indicador permitido se reduce en 1,5 veces. Para el corte de las llaves, los indicadores de tensión límite se toman como 70 … 100 MPa. En este caso, como en el primer caso, con una carga constante, se toma como base un parámetro mayor.

Fresas para llaves de segmento

Para ranurar ranuras para piezas de este tipo, se utilizan herramientas fabricadas de acuerdo con los estándares estipulados por GOST 66-4879. Las ranuras se hacen para llaves segmentadas utilizando cortadores con dientes rectos y multidireccionales. Se pueden utilizar herramientas de mango cilíndrico:

• plano;
• suave.

Los cortadores para ranurar llaves segmentadas están hechos de acero de alta velocidad (GOST 19265). Las herramientas con un diámetro superior a 13 mm se fabrican soldadas. Los mangos de molino se fabrican según GOST 4543 con acero de grado 40X o según GOST 1050 con material de grado 50 o 40.

Al ensamblar herramientas de esta variedad, se observan las siguientes reglas:

• en la superficie de trabajo del cortador terminado no debe haber lugares con dureza reducida o una capa descarburada;
• los parámetros de rugosidad de la superficie de los cortadores deben cumplir con GOST 2789;
• las tolerancias del descentramiento radial de los bordes de los dientes adyacentes en relación con el vástago no deben exceder los 0,03 mm, opuesto - 0,05 mm;
• la tolerancia de desviación final de los bordes no debe ser superior a 0,02 mm.

Al marcar cortadores para llaves segmentadas, GOST prescribe indicar en el cuello o vástago la marca comercial del fabricante y el grado de acero utilizado para la pieza de corte. Además, el fabricante debe proporcionar al consumidor información como el ancho del chavetero con la designación del campo de tolerancia y su diámetro nominal.