Шпонка что это в двигателе

Чем я заменил сломанную «шпонку» в винте лодочного мотора и что получилось в итоге

«Вот это да! Вёслами грести до утра придётся», — подумалось мне, глядя на исчезающее за горизонтом солнце и безжизненно висящий винт моего Тохатцу. Только что, мне «посчастливилось поймать» им скрытый под водой пень.

Сделать это в моих условиях не мудрено — стоит только отклониться от знакомого маршрута. Что я и сделал, стремясь сократить путь и успеть выплыть на берег «засветло». Не успел.

Так я узнал — что такое «шпонка» и почему всегда необходимо иметь её в запасе, а за одно — из чего можно изготовить её самостоятельно. Ведь купить «срочно», может не получиться. Да и затраты не велики.

Любое жёсткое препятствие, которое встретит под водой винт лодочного мотора, может привести не только к его деформации, но и повлечь более серьёзные последствия. Чтобы защитить вас от этих проблем, производитель предусмотрел в конструкции винта, «предохранитель», который защищает от повреждения основные агрегаты.

Называют его просто — «шпонка». Она имеет вид металлического стержня и вставляется в отверстие вала. Если снять винт, то её будет хорошо видно. При столкновении с препятствием, она ломается и спасает вал от искривления. Это происходит из-за специального сплава, рассчитанного и испытанного на производстве.

Купить её в захолустье сегодня же – дело не реальное. Но если очень надо? Прикинув размеры и посовещавшись с кумом, в строительном магазине были приобретены свёрла подходящего диаметра 4 мм и «порезаны» по размеру. В гнездо на валу они входили просто идеально. На следующий день, я уже был «на воде». Испытания показали:

Самодельная шпонка выдерживает траву и кувшинку, но всё же — ломается от меньшего удара, чем «родная».Но это и не плохо — мотор целее будет. Менять её – 3 минуты. Стоит – «копейки».

Источник

Что такое шпонка шкива коленвала: конструкция и особенности автомобильных шпонок

Сам коленвал важен для авто, но будет ничего не значить, если к нему не будет присоединена эта самая маленькая шпонка. Именно за ее счет и происходит полноценное движение техники. И обойтись без нее никак не получится. В чем же ее роль, чем она так важна, мы с вами и попробуем детально разобраться в данной статье.

Зачем нужна машине коленвальная шпонка?

Прежде всего, стоит отметить тот факт, что данная деталь, служит важным связующим звеном между ступицей и непосредственно валом автомобиля. Шпонка осуществляет передачу вращения в момент движения колесного механизма машины от одной части машины к другой и обратно. В итоге выполняется необходимое при движении вращение колеса.

Получается, что без наличия шпонки коленвала, машина попросту не сможет сдвинуться с места. Ее колеса попросту не смогут выполнять вращающие движения, и автомобиль будет неподвижен. Вот такая она, маленькая, но важная шпонка. А что же она собой представляет?

Конструкция шпонки

Прежде чем рассматривать строение шпонки, надо указать на то, что такие детали, широко используются во всех сферах машиностроения. И хотя сама конструкция очень простая и даже можно сказать примитивная, но именно она считается самым качественным соединением в автомобилях различного назначения и конструкции. К тому же стоимость таких шпонок довольно низкая и купить их может любой желающий.

Если такая деталька выходит из строя, это тоже нельзя назвать какой-то проблемой или сложностью. Она запросто демонтируется и так же легко устанавливается назад. Однако кажущаяся на первый взгляд простота и универсальность шпонок обманчива.

В чем соль?

Дешевое соединение в виде шпонки в машине все-таки имеет существенный минус для автомобилистов, который нельзя забывать и всегда учитывать при текущем или незапланированном ремонте.

Читайте также:  Двигатель д65н1 технические характеристики

Дело в том, что шпонка сделана таким образом, чтобы крепится к машинной части специальными пазами. И что? А то, что именно эти пазы со временем очень серьезно вредят и ослабляют весь автомобильный вал и как следствие и ступицу. Шпоночный паз уменьшает поперечное сечение и значительно повышает напряжение. Это указывает автомобилистам на необходимость более внимательного выбора детали и соединения в целом в данном случае.

Для большинства легковых машин такие шпонки незаменимы и только они используются как надежное соединение. Но если ваш автомобиль относится к тем техническим средствам передвижения, у которых предусмотрен быстроходный вал, использовать рассматриваемую нами шпонку лучше не применять и не использовать при соединении колен вала с другими частями машины.

Все ли шпонки одинаковы и универсальны для легковых машин?

Это распространенное заблуждение владельцев авто. Конечно же, такие шпонки бывают разными и могут отличаться одна от другой. Главное отличие таких шпонок в типе соединения. Они бывают ненапряженными и напряженными.

Напряженные соединения — это те соединения, которые относятся к шпонкам клиновидного типа. Ненапряженные — это те, которые соединяются по сегментному либо призматическому принципу за счет своего строения. Более того, шпонки подразделяются на заводские стандартные ГОСТы.

Которые маркированы согласно тому типу, к которому относится та или иная разновидность шпонок:

  • призматический тип детали, имеет гостовскую маркировку- 23360-78;
  • сегментный тип — 24071-97;
  • цилиндрический — 3128-70, а может быть таким — 12207-79;
  • клиновый-24068-80;
  • клиново-тангенциальный — 24069-97 или 24070-80.

Владельцам легковых машин, приходится сталкиваться больше с неподвижными соединениями шпонок, которые относятся к ненапряженному типу соединения.

Из чего производят шпонки для авто?

Рассматривая представляемую деталь, наверняка автомобилисту будет интересно, из чего же делают шпонки, какой материал используется при их изготовлении.

Шпонки для машин делают из углеродистой стали. Которая отвечает особенным требованиям. Ее предел прочности должен составлять не меньше 500 Мпа. Сталь предварительно проверяется на качество и прочность. Ее тестируют на смятие и ударные нагрузки.

Что будет, если шпонка сместиться?
Сдвиг или как говорят мастера по ремонту машин люфт, могут серьезно навредить всему автомобилю и вынудить владельца техники заплатить на ремонт очень серьезную сумму денег.

При таком сдвиге вероятны следующие неприятные поломки в машине:

  • сбить фазы распредвала и привести к неравномерной подаче бензина в цилиндры при работе авто.
  • некорректной работе мотора машины.
  • вызвать рассогласование распределительного вала и коленвала, что неизбежно вызовет заклинивание мотора авто.
  • срыв шестерни, которая повлечет за собой разрушение многих деталей техники.

От чего зависит надежная фиксация шпонки шкива коленвала в механизме автомобиля?

Тут все зависит от того, кто устанавливает шпонку в машине, насколько правильно и профессионально этого выполняется. Кроме того многое зависит и от качества самой шпонки. Нельзя ни в коем случае заменять шпонку другими кустарными запчастями и мудрить что-то свое и нестандартное.

Шпонка может быть заменена в машине исключительно такой же оригинальной деталью, которую рекомендует производитель данного автомобиля. Кроме того целостность шпонки должен регулярно проверять сам владелец машины. Это позволит своевременно выявить проблему и избежать многих еще более неприятных поломок в дальнейшем.

Что делать если на шпонке вы обнаружили скол?

Если такая ситуация произошла, то придется ваше авто либо перегонять на СТО либо самостоятельно закатывать рукава и исправлять эту неприятность. Второй вариант подойдет только тем, кто в этом хоть немного понимает и точно сможет сделать. В противном случае СТО вам в помощь и без всяких других гвоздей!

Если вы решились все-таки самостоятельно решить проблему, то знайте снимать движок тут стоит в любом случае. Следующий момент, если паз по шпонку имеет существенный скол, то его придется заново наваривать с помощью сварки. После этого нарезать новое место под вашу шпонку иначе никак.

Есть еще один вариант, более кардинальный — менять полностью коленвал. Однако это не каждому по карману и не всегда возможно, в зависимости от ситуации и местонахождения машины в момент поломки.

Как определить, что шпонка коленвала исправна?

Как вы, наверное, уже поняли, от исправности шпонки и коленвала в целом зависит «здоровье» двигателя машины в целом. Однако как же определить вовремя, что с ними что-то не так?

Читайте также:  Что такое вечный финансовый двигатель

Если вы, заметили несвойственный стук мотора во время движения машины, одной из вероятных причин может стать неисправность коленвала или шпонки в частности. Пройдите автомобильную компьютерную диагностику и заранее узнайте о вероятной проблеме. Помните визуально можно не увидеть небольшой скол на шпонке или гнезде, где она установлена!

Если же из рабочего строя вышла сама шпонка, то это, как правило, ее попросту замяло между частями машины. В этом случае потребуется замена шпонки на новую.

Теперь вы знаете, что собой представляет шпонка коленвала, что от нее зависит, какие неприятности могут быть, если она выйдет из строя и многое другое.

Источник

Зачем нужны шпонки?

Зачем нужны шпонки?

Шпонки – это детали машин и механизмов, которые фиксируют вращающиеся узлы относительно друг друга, предотвращают проворачивание ступицы и вала и передают крутящий момент. С их помощью на валах и осях крепятся шкивы, зубчатые колеса, муфты, маховики, кулачки, вентиляторы и другие детали.

Несмотря на очень простую форму и конструкцию (в большинстве случаев шпонки представляют собой обычный стальной брусок), они настолько широко используются во всех сферах машиностроения, что поставщики металлопроката регулярно получают запросы от желающих купить шпонки оптом в больших количествах.

Как работают шпонки?

Шпонки выпускаются в широком ассортименте форм и размеров. Отечественные государственные стандарты регламентируют производство шпонок прямоугольного сечения, сегментных, клиновидных и др. Они изготавливаются из углеродистых или легированных сталей с пределом прочности не ниже 500-600 МПа.

Шпонки закладываются в пазы, выполненные в сопрягающихся поверхностях соединяемых деталей. Их подбирают в зависимости от диаметра вала и методом расчета определяют размеры необходимого поперечного сечения. Диапазон стандартных размеров дает возможность купить практически любую шпонку, необходимую для нужд промышленности и машиностроения.

Чаще всего используются обычные призматические шпонки. Они воспринимают нагрузки своими боковыми гранями, в отличие от клиновых, передающих крутящий момент за счет сил трения, которые возникают на верхней и нижней гранях, упирающихся в вал и ступицу. Сегментные шпонки работают по тому же принципу, что и призматические, но для их установки необходимы пазы большей глубины, которые более существенно снижают прочность валов. Также необходимо отметить, что при монтаже призматических и сегментных шпонок в деталях не возникают внутренние напряжения, а клиновые и тангенциальные изделия запрессовываются (их монтаж вызывает появление постоянно действующих сил упругости, вызванных предварительной затяжкой).

Кроме передачи вращения, шпонка выполняет функцию своеобразного «предохранителя». При превышении предельного крутящего момента, на который она рассчитана, «срезается» именно она – деталь, которую можно купить за копейки, а более дорогие и трудоемкие в изготовлении части механизмов остаются целыми. Поэтому очень важно, чтобы шпонка была изготовлена правильно: с теми геометрическими размерами, которые предусмотрены ГОСТом, и из материалов, соответствующих стандартам.

Преимущества и недостатки шпонок

  • У шпоночных соединений очень много преимуществ, поэтому они широко используются в машиностроении, несмотря на то что существуют многие другие способы передачи крутящего момента между вращающимися деталями.
  • Простая конструкция. Шпонки можно легко рассчитать и подобрать для любой системы «вал-ступица».
  • Удобный монтаж. Они легко устанавливаются и снимаются с помощью обычного ручного инструмента.
  • Цена. Доступная стоимость – одно из главных преимуществ. И оптом, и в розницу шпонки можно купить по очень низким ценам.

Конечно, есть и недостатки. Основными из них считаются:

  • ослабление вала и ступицы шпоночными пазами, которые, кроме всего прочего, являются концентраторами напряжений;
  • недостаточно надежная работа шпонок при ударных, реверсивных и циклических нагрузках.

Источник

Для чего нужны шпонки в мотор-редукторе?

Понятие шпонки

Соединительный узел состоит из вала, ступицы и самой шпонки. Соединительным элементом двигателя и машины может быть ступица колеса, звездочка, шестеренки или другая деталь.

Шпонка — это металлический брус, который устанавливается в соединительные пазы входного или выходного валов и ступицу двигателя или машины. Она предназначена для передачи силы вращения со ступицы двигателя на валы редуктора, с них — на ступицу машины.

Для изготовления паза под соединитель, применяют дисковую или концевую фрезу. Паз в ступице изготавливают методом протягивания резца.

Типы шпонок, их размеры, формы и варианты установки определены соответствующими стандартами и нормативами.

Читайте также:  Сузуки лиана плавают обороты двигателя

Классификация

Она напрямую зависит от формы применяемых соединителей. Форма делится на виды:

  1. Сегментные.
  2. Призматические.
  3. Круглые.
  4. Тангенциальные.
  5. Клиновые.

По своей классификации соединения могут быть:

Не напряженное соединение получается, если применяются призматические, круглые или сегментные соединители. Они исключают монтажное напряжение. Установка их на валы проводится с натягиванием. Это обеспечивает плотное крепление, центрирование и исключает появление коррозии.

При установке клинового или тангенциального вкладыша возникает напряженное или монтажное соединение. Тангенциальная вкладка похожа на клиновую и является ее подвидом. При их установке появляется радиальное напряжение, что ведет к разбалансированной работе механизма.

Призматическая шпонка может иметь плоскую или округленную торцевую часть. Округленная часть проще устанавливается. Наличие соединителя с плоским торцевой частью исключает его движение по валу.

Сегментный соединитель устанавливается на редукторы, которые работают с низкой частотой вращения влаов. Это обусловлено тем, что под вкладыш делается глубокий паз, который снижает прочность вала. Они легко устанавливаются в паз и просто вынимаются. Глубокая посадка в пазу обеспечивает устойчивость соединителя, исключает необходимость дополнительного крепежа.

Материал и напряжение

Для изготовления стандартизированного соединителя применяется среднеуглеродистая чистотянутая сталь. Основными марками стали являются Ст6, Ст45, Ст50. Применяемая сталь должна иметь напряжение смятия не менее 600 МПа. Эта величина во многом зависит от материала, из которого изготовлена ступица двигателя или машины. В основном, для производства ступицы применяется сталь. Реже используется чугун. Если ступица выполнена из стали, то при неподвижном соединении напряжение может быть в пределах от 150 до 210 МПа. У чугунной ступицы этот показатель составляет от 90 до 120 МПа. Если нагрузка постоянная, то напряжение может быть увеличено.

Напряжение в шпонке на линии среза должно находится в пределах с 70 до 120 МПа. Увеличенные напряжения могут допускаться, если нагрузка является постоянной

Выходной вал редуктора под шпоночное соединение изготавливается из стали. Он может быть односторонний или двусторонний. Двусторонний устанавливается в том случае, когда передача крутящего момента от редуктора проводится на две машины. При необходимости, вторая машина может быть отсоединена и работать только одна сторона. Или можно установить односторонний вал.

Расчет шпоночного соединения

Соединитель выбирается, в зависимости от его диаметра, из таблиц стандартов. Находясь в пазу, он испытывает напряжение на боковой срез и смятие. Боковые стенки валов и ступиц подвержены напряжению на смятие.

Расчетные данные на смятие является основным параметром. Если у призматического соединителя он соответствует норме, то расчет на срез можно пропустить. Это обусловлено тем, что соотношение размеров пазов и шпонок выполнено в таких пропорциях, которые исключает необходимость расчета на срез, если расчет на смятие отвечает нормативным данным.

Расчет призматического соединителя на смятие проводится по формуле:

σсм = 2х〖10〗^3 Т/(dklp) ≤ (σсм), где

Т — вращающий момент, Нм;
d — диаметра вала;
k — часть шпонки, которая выступает из вала и входит в ступицу;
lp — расчетная длина шпонки;
(σсм) — допустимое напряжение смятия, МПА.

Часть, которая выступает из вала и входит в ступицу, рассчитывается по формуле:

Н — общая высота соединителя;
Тз — глубина залегания вкладыша в валу.

Расчетная длина соединителя вычисляется формулой:

У сегментных шпонок проводится расчет на срез.

Условие прочности по напряжениям среза:

τср = 2х〖10〗^3 Т/(dblp) ≤ (τср), где

b — ширина шпонки;
τср — допустимое напряжение среза.

Советы при проектировании соединения

При выборе варианта соединения и его расчете рекомендуется придерживаться некоторых правил. Они основаны на анализе применения и работоспособности шпоночных соединителей:

  1. Если на валу имеется несколько пазов по шпонку, то их необходимо располагать по единой образующей.
  2. При наличии на одном валу нескольких ступеней, предпочтительнее использовать одинаковые по сечению шпонки, начиная со ступени меньшего диаметра. Это усилит прочность соединения, так как на разных валах окружная сила обратно пропорциональна диаметру.
  3. Если требуется установка двух шпонок сегментного вида, то их лучше ставить в один паз. Необходимо помнить, что увеличение числа шпонок, снижает прочность деталей. Вариантом замены может служить шлицевой переходник с соответствующим соединением.
  4. Изменение диаметра ступени вала под призматическое соединение возможен. При этом посадочный размер большего диаметра должен быть свободно проходимый, а соединение меньшего диаметра должно оставаться прежним.

Источник

Adblock
detector