НЕНАПРЯЖЕННОЕ ШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ НЕВЫПАДАЮЩЕЙ ШПОНКОЙ
UNSTRESSED KEY CONNECTION BY CAPTIVE KEY

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.