Шплинт: использование, назначение, ГОСТ

Сферы применения

Шплинты используются для защиты незакрепленных болтовых или винтовых соединений от осевого смещения.

Пружинные нашли применение в болтовых соединениях с высокой нагрузкой — в строительных машинах, кранах или дисковых тормозах велосипедов. В этом случае компоненты крепятся с помощью пружинного соединителя, так, что бы его потеря была невозможна, например, с помощью цепи. Пружинные крепления ни в коем случае не подходят для передачи сил.

Часто в машиностроении и автомобилестроении шплинты используются как заглушки и стопорный крепеж. Но и в повседневной жизни мы можем встретить их на каждом шагу, например, в тренажерном зале компоненты силовой скамьи закреплены с помощью шплинтов.

На рисунке показан способ крепления ведра. Чтобы ведро не могло быть вытолкнуто из держателя, чека служит предохранителем. При этом, в отличие от разводного, шплинт с кольцом может служить неограниченное число циклов.

Таким образом, можно приблизительно очертить сферы применения шплинтов:

  • Автотранспорт, мотоциклы, велосипеды, лодки;
  • Машиностроение, металлоконструкции, строительство прицепов;
  • Промышленность, ремесла, сельское хозяйство;
  • Предохранители для всех видов деталей, таких как винты, штифты, болты и т. д.

При использовании шплинтов следует избегать любых видов передачи энергии.

Стопорение шплинтами

Фиксация крепежных деталей может осуществляться с помощью специально подобранных шплинтов. Данное металлическое крепление, изготовленное из проволоки. Конструкция имеет форму стержня с полукруглой головкой. Крепление производится благодаря разжиманию концов шплинта. С помощью шплинта производят установку болта, винта, шпильки в требуемое положение. В них просверливают отверстие способное пропустить шплинт. Он должен достаточно свободно заполнять  отверстие. Допускается небольшое применение усилия. Далее после его вставки края загибаются, обеспечивая надёжную фиксацию.

Виды штифтов

Механические штифты выполняются в различных вариантах, в зависимости от типа соединения и необходимости разбирать его. Значение имеет твердость материала и действующие нагрузки. Основные виды штифтов:

  • цилиндрический;
  • конический;
  • пружинный;
  • просеченный.

Всего регулярно используются в промышленности и домашних мастерских примерно 16 разновидностей фиксаторов.

Цилиндрические

Цилиндрические изделия похожи на аккуратно отрезанные и прошлифованные куски проволоки. На самом деле они изготавливаются из проката и проходят сложный технологический процесс механической и термической обработки.

Кроме размера, который определяется ГОСТом 3128-70 цилиндрические штифты не каленые, детали делятся на классы по исполнению торца:

  • плоский;
  • с фасками под 45⁰;
  • закругленные с переходным радиусом с одной и обеих сторон.

Детали с плоскими торцами устанавливаются в сквозные отверстия. Они плотно заходят в материал с высокой твердостью. На поверхности низкоуглеродистых сталей и цветных металлов углы торцов оставляют в отверстии задиры, царапины.

Гладкая твердая поверхность отверстий в углеродистых каленных и легированных сталях остается без повреждений и мягкий цилиндр из СТ 45 легко забивается и создает прочное соединение.

Для материалов со средней твердостью подходит штифтовое соединение со снятыми фасками с одной или двух сторон. Образованный на торце конус раздвигает и постепенно сминает неровности поверхности и легко входит в отверстие.

Детали с переходным радиусом от торца к цилиндрической поверхности наиболее сложные в изготовлении. Они редко применяются в машиностроении. Чаще их используют для фиксации мягких материалов типа пластмасс и пластика.

Конические

Конические штифты ставят на узлы, которые будут часто разбираться. Стандартный конус имеет наклон 1:50. Какими бывают нестандартные детали, которые выделены в отдельный раздел специальных изделий. В машиностроении, особенно при создании металлургического оборудования, возможно использование конусов 1:40 и других наклонов.

Они изготавливаются по ГОСТ 9464-79. Преимущество конических фиксаторов в их плотной посадке на протяжении всего периода работы. При износе поверхности отверстия, он только опускается ниже и сам центрируется.

Установка конических штифтов позволяет многократно использовать их при демонтаже и последующей сборке узла. Фиксатор не меняет своей формы и ставится в то же отверстие, где был.

Для изготовления отверстий под нормализованные конические штифты существует ряд сверл по ГОСТ 11177-84. Их угол наклона точно соответствует соотношению 1:50. Для создания более гладкой поверхности рекомендуют использовать развертки из этой же группы инструмента.

Пружинные

Штифт пружинный можно отнести к универсальным фиксаторам. Он ставится в отверстие с натягом. Чем сильнее сжат, тем лучше. Единственное ограничение – торцы продольного разреза не должны упираться друг в друга.

Штифт din 1481 пружинный цилиндрический изготавливается из листового проката методом вальцовки и закалки для фиксации формы и придания упругости. Группа фиксаторов din имеет несколько разновидностей в исполнении и большой перечень типоразмеров.

Преимущества использования пружинных деталей:

  • отверстия делаются с большим разбегом по размерам без снижения эксплуатационных качеств;
  • возможно многократное извлечение и установке обратно при сборке;
  • прочно удерживаются в отверстиях;
  • легко устанавливаются.

Пружинные изделия типа din не могут работать в узлах с большими нагрузками. Они тонкостенные и сминаются.

По классу точности

По классу точности выделяют следующие виды болтов и гаек:

  1. Класс точности А – конструкция болтов данного класса предусматривают их установку в предусмотренное отверстие таким образом, чтобы между стрежнем и отверстием не осталось зазора. Изначально диаметр отверстия должен быть меньше диаметра стержня, затем оно постепенно растачивается до необходимых размеров, пока болт не встанет плотно. Разница между диаметрами не может превышать 0,3 мм. Из-за больших сложностей монтажа, такой тип практически не используется в повседневной жизни. Чаще всего они встречаются в точном машиностроении.
  2. Нормальной точности (класс В) – разница между диаметров болта и отверстия не должна превышать 3 мм, при этом диаметр стержня не должен отклоняться от нормы более чем на 0,52 мм.
  3. Класс С – диапазон допуска для диаметра стержня составляет не более 11 мм.

В строительстве и машиностроении чаще всего применяются крепежи нормальной точности.

Как устанавливать и выбивать шплинтовой крепеж

Несмотря на простоту процесса, устанавливать шплинт своими руками следует по определенным правилам, учитывая вид и особенности элемента. Стандартный и пружинный шплинты можно вставить двумя путями: параллельно или перпендикулярно главной оси основного крепежа.

Разводное изделие продевают сквозь предназначенное ему отверстие и на выходе отгибают концы в противоположные стороны, чтобы закрепить его. Игольчатый шплинт прямым концом надо вставить в установочное отверстие оси или вала с загибом, волнистая часть прижимается к закрепляемой детали с внешней стороны. Создается пружинный эффект.

Типовые виды шплинтов обычно используются один раз. Исключение составляют кольцевые изделия, они относятся к группе метизов многоразового употребления. При разборке крепежа его можно удалить двумя способами: выбить или высверлить. Сначала надо попытаться выпрямить загнутые концы либо отломить их. Если изделие не поддается выемке, то его выбивают с обратной стороны молотком и зубилом. В сложных случаях применяют сверлильный инструмент.

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ

мм

Условный диаметр шплинта d*0,60,81,01,21,62,02,53,24,05,06,38,010,013,016,020,0
dнаиб.0,50,70,91,01,41,82,32,93,74,65,97,59,512,415,419,3
наим.0,40,60,80,91,31,72,12,73,54,45,77,39,312,115,119,0
l2наиб.1,61,61,62,52,52,52,53,24,04,04,04,06,36,36,36,3
наим.0,80,80,81,31,31,31,31,62,02,02,02,03,23,23,23,2
l1»2,02,43,03,03,24,05,06,48,010,012,616,020,026,032,040,0
Dнаиб.1,01,41,82,02,83,64,65,87,49,211,815,019,024,830,838,6
наим.0,91,21,61,72,43,24,05,16,58,010,313,116,621,727,033,8
Рекомендуемые диаметры
соединяемых деталей
Болтсвыше2,53,54,55,57,09,011,014,020,027,039,056,080,0120,0170,0
до2,53,54,55,57,09,011,014,020,027,039,056,080,0120,0170,0
Штифт, осьсвыше2,03,04,05,06,08,09,012,017,023,029,044,069,0110,0160,0
до2,03,04,05,06,08,09,012,017,023,029,044,069,0110,0160,0

 

Что собой представляет штифт

Механический штифт – это металлическая деталь цилиндрической или конической формы. Они выполняются из углеродистых и легированных сталей. В зависимости от требований, соединения изготавливаются из металла, прошедшего нормализацию или закалку. Штифт соединительный выполняется в виде цилиндра или конуса с гладкой шлифованной поверхностью. На цилиндрических деталях под глухое отверстие делают продольные риски для выхода воздуха.

Отверстия под штифты просверливаются и зенкуются одновременно в обеих деталях, скрепленных в рабочем положении. Шероховатость поверхности делается не ниже 5 класса. Припуск на размер – посадка с натягом определяется в соответствии с ГОСТ и выбирается по материалу и его твердости. В зависимости от соединения по валу, втулке или забиваемой детали, посадка по отверстию может быть разной.

В плоских разъемах делается установка на плоскость и два штифта. В этом случае фиксатор крепится в глухое отверстие основной, массивной детали по посадке с натягом или напряженной. Второй фрагмент узла одевается при сборке отверстиями на закрепленные штыри по скользящей посадке или переходной. При разборке узла, достаточно рассоединить его по плоскости, снять меньший узел и вытащить штифты из основания.

В соединениях, которые периодически будут разбираться для ремонта или плановой замены быстро изнашиваемых элементов, делают сквозное отверстие в стенках скрепляемых деталей.

Выколотки заводят в отверстие, подпирают ими выбиваемую деталь и бьют по торцу молотком. Ручка в инструменте вспомогательный элемент, служащий для удобства работы.

Если конструктивно невозможно делать сквозное отверстие, устанавливают штифт с резьбой внутри или на хвостовике.

В ГОСТ 9464 по коническим штифтам предусмотрены и другие способы извлечения деталей. Например, конические изделия с выступающей наружу частью в форме гриба с проточкой вместо ножки. Ломик или клин заводится под выступ шляпки, и фиксатор срывается с места, извлекается из отверстия. В соединениях из мягких металлов используют квадратный и шестигранный хвостовик под торцовый ключ.

Материал изготовления

Материал для штифтов выбирается в зависимости от требований к его твердости и коррозионной стойкости. Не каленые цилиндрические и конические детали изготавливают из Ст 45. Высокую твердость и устойчивость к сминанию имеют Ст 40ХН и другие легированные стали.

Антикоррозионной стойкостью и пластичностью отличается нержавейка аустенитной группы. Она маркируется буквой А и цифрами, например, А2, А1 — наиболее популярны.

Износостойкость и защиту от воздействия влаги придает СТ 45 оксидирование и горячее цинкование. Детали покрывают после полного изготовления.

Для пружинных фиксаторов используют листовой прокат из Ст 65Г и Ст 60С2А.

Штифт не может заменить шпонку и передавать поступательное или вращательное движение. Его назначение зафиксировать соединение и не дать возможность деталям сместиться.

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ

Технология производства и материалы

Материал, из которого изготавливаются шплинты, обычно представляет собой мягкую конструкционную сталь, нержавеющую сталь, в редких случаях медь, медные или алюминиевые сплавы, латунь.

Например, пружинные заглушки DIN 11024 обычно делают из углеродистой или нержавеющей стали с цинковым защитным слоем, предохраняющим от коррозии металла.

Размеры креплений зависят от диаметров крепежных болтов или винтов. Обозначаются они по определенной условной схеме, приведенной ниже для образца, имеющего диаметр 5 мм, длину 28 мм, сделанного из латуни Л63, покрытого слоем никеля толщиной 6 мкм, по ГОСТу 397-79 (Шплинт 5 × 28.3.036 ГОСТ 397-79).

Имеющийся зазор должен быть с шероховатостью, которая не препятствует проталкиванию крепежа в отверстие. При этом нельзя использовать слишком короткое крепление – его длина должна быть как минимум вдвое больше длины самого отверстия.

По требованиям ГОСТ 397-79 поверхность крепежных изделий не должна содержать различных трещин, сколов, засечек, заусенцев и тому подобных дефектов, нарушающих допустимые стандарты шероховатости.

Среди метизных изделий существует множество разновидностей крепежных элементов, тех же контргаек. Но все они ослабевают с течением времени, особенно при наличии вибраций. Шплинт же полностью исключает вероятность ослабления крепежа. Конечно, если приложенная сила недостаточно велика, чтобы разрушить общую конструкцию.

Как устанавливать?

Независимо от типа и конструктивных особенностей, описываемые приспособления используют для того, чтобы крепить оси, валы и резьбовые соединения при сравнительно небольших нагрузках. В принципе, процесс установки фиксаторов является максимально простым. Однако существуют определенные правила и особенности. Разводные и пружинные шплинты могут устанавливаться двумя способами – параллельно или же перпендикулярно оси крепления деталей.

Игольчатая (прямая) часть пружинного шплинта проходит через отверстие, а его волнистая ветвь прижимается к наружной части детали. Как правило, данные виды крепежа используются только один раз. Альтернативой в данном случае могут стать кольцевые, быстросъемные модели, являющиеся многоразовыми.

Демонтаж фиксаторов, как и их установка, не должен вызывать каких-либо существенных затруднений. Чаще всего достаточно просто вытащить шплинт или же выбить его с использованием насадки соответствующего размера. В самом крайнем случае крепежное приспособление можно аккуратно высверлить, подобрав сверло.

Как правильно закручивать шплинты, смотрите далее.

Стопорение шплинтами

Стопорение шплинтами (шплинтовка) гаек — надежный и очень распространенный способ стопорения, применяемый в наиболее ответственных узлах.

Для сравнения с более современными способами шплинтовки гаек приведен устаревший способ шплинтовки. Недостатки этого способа — ослабление болта на рабочем, напряженном участке, ограниченность хода гайки в пределах шплинтуемости.

В современных конструкциях для увеличения хода затяжки (пределов шплинтуемости) в верхней части гайки делают пазы (обычно шесть — по числу граней гайки) глубиной h, существенно большей диаметра d шплинта. Шплинт, выполненный из проволоки полукруглого сечения, вводят в один из пазов гайки и в поперечное отверстие в верхней, ненагруженной, части болта; концы шплинта отгибают. Применяют два способа установки шплинтов. При первом способе шплинт устанавливают плоскостью кольца параллельно оси болта; концы шплинта отгибают; один на грань гайки, другой на торец болта.

При втором способе  шплинт устанавливают плоскостью кольца перпендикулярно к оси болта; концы шплинта отгибают на грани гайки.

Первый способ применяют чаще, так как он обеспечивает удобство монтажа и компактность конструкции. Однако второй способ увеличивает пределы шплинтуемости.

Гайки с шестью пазами допускают возможность стопорения через каждые 60° поворота гайки. При шаге резьбы

1,5 мм это соответствует вытяжке болта на 0,25 мм; регулировка силы затяжки, как видно, получается грубой.

Для увеличения дробности фиксации в болте иногда сверлят два взаимно перпендикулярных отверстия. В этом случае гайка может быть застопорена через каждые 30° поворота. Максимально возможное осевое перемещение гайки вдоль болта между крайними положениями стопорения составляет t = h–d (где h — глубина паза; d — диаметр шплинта).

Для увеличения пределов шплинтуемости отверстия смещают относительно друг друга на величину s = h–d (не более). Этот способ применяют при длинных болтах, вытяжка которых при завертывании гайки может достигать значительной величины (0,5 мм и более).

Иногда применяют способ шплинтовки, при котором паз выполняют на конце болта, а отверстие — в гайке.

Шплинты изготовляют из мягкой стали и после однократного употребления заменяют новыми. На практике применяют и постоянные упругие шплинты из закаленной стали. Концы упругих шплинтов снабжают зубчиками, которые надежно фиксируют шплинт после его установки.

Показан пример стопорения шлицевой гайки упругим шплинтом, проходящим через хвостовик болта.

Производственная технология и материалы

Материал, из которого делаются шплинты, в большинстве случаев собой представляет мягкую конструкционную сталь, нержавейку, иногда медь, медные или силумины, латунь.

К примеру, пружинные заглушки DIN 11024 в большинстве случаев производят из углеродистой или нержавейки с цинковым слоем защиты, предохраняющим от ржавчины металла.

Размеры креплений зависят от диаметров болтов для крепежа или винтов. Обозначаются они по конкретной условной схеме, нижеприведенной для образца, содержащего диаметр 5 мм, длину 28 мм, выполненного из латуни Л63, покрытого слоем никеля толщиной 6 мкм, по ГОСТу 397-79.

Имеющийся просвет должен быть с шершавостью, которая не мешает проталкиванию крепежа в отверстие. При этом нельзя применять чрезмерно короткое крепление – его длина должна быть как минимум вдвое больше длины самого отверстия.

По требованиям ГОСТ 397-79 поверхность метизов не должна содержать самых разных трещин, сколов, засечек, заусениц и аналогичных недостатков, нарушающих возможные нормы шероховатости.

Среди метизных изделий есть очень много вариантов элементов крепежа, тех же добавочных гаек. Но они все становятся слабее со временем, тем более при наличии вибрации. Шплинт же абсолютно исключает вероятность ослабления крепежа. Разумеется, если приложенная сила недостаточно велика, чтобы разрушить общую конструкцию.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteEmailWhatsApp
Напишите комментарий

Adblock
detector