Alles wat u moet weten over sleutels en spiebanen (sleutelverbindingen)

Op het gebied van werktuigbouwkunde bestaan ​​spieverbindingen uit spiebanen en spiebanen. Deze sleutels kunnen in verschillende vormen worden bewerkt, afhankelijk van het type sleutelverbindingen dat vereist is. Spiebanen zijn machinaal bewerkte oppervlakken op een as in de maat van de spie. Ze zijn aan elkaar bevestigd om ervoor te zorgen dat het onderdeel niet uit elkaar wordt getrokken en om een ​​relatieve beweging tussen een as te voorkomen.

Vandaag maakt u kennis met de definitie, functies, toepassingen, componenten, diagrammen, typen en werking van sleutels en spiebanen. U leert ook de voor- en nadelen van een spieverbinding kennen.

Definitie van spie en spiebaan

Een sleutel is een machine-element dat wordt gebruikt om een ​​roterend machine-element met een as te verbinden. Om een ​​sleutel te laten functioneren, moet er een spiebaan op de as zijn en een spiehouder op het roterende machine-element. De sleutel zit dan stevig vast tussen de spiebaan en de spiezitting, vandaar dat het mechanisme een spieverbinding wordt genoemd.

De primaire functie van spiebanen en spiebanen is het maken van spieverbindingen om de naaf en de as vast te zetten, zodat er geen relatieve beweging tussen een krachtoverbrengende as en het bevestigde onderdeel zal plaatsvinden. Een spieverbinding maakt vaak relatieve axiale beweging tussen de componenten mogelijk. Deze sleutel voorkomt relatieve rotatie tussen de twee delen en kan koppeloverdracht mogelijk maken.

Toepassingen

Een spieverbinding wordt gebruikt als een belangrijk onderdeel van de as en koppelingen van mechanische krachtoverbrengingselementen. Het zorgt voor een efficiënte overdracht van belasting, kracht en rotatie bij slippen. Een goed voorbeeld van een spie- en spiebaantoepassing zijn tandwielaandrijvingen, poelies of tandwielen die met een spie stevig zijn verbonden met de krachtoverbrengingsas.

In het mechanische veld zijn spieverbindingen een handige methode om een ​​veilige verbinding tussen assen en tandwielen te creëren. Hoewel het als alternatief wordt gebruikt voor andere astoepassingen waarbij de last moet worden getrokken of geduwd. Dit wordt vaak aangetroffen in landbouwtoepassingen, werktuigmachines, industriële apparatuur, enz.

Frees-, slotter- en shaper-machines zijn de gebruikelijke werktuigmachines die worden gebruikt om spiebanen en spiezittingen te maken. Hoewel er een speciaal machinegebruik is voor het maken van keyseats.

Onderdelen van spieverbindingen

Aangezien er verschillende soorten spieverbindingen zijn, zullen spie- en spiebaancomponenten verschillen, afhankelijk van het type en de extra functie. De belangrijkste componenten van spieverbindingen zijn echter een spie, spiezitting en de spiebaan.

• Sleutel - de sleutel is meestal gemaakt van staal dat is bewerkt tot een rechthoekige, vierkante of ronde vorm. Het wordt in axiale richting tussen de as en de naaf van het onderdeel ingebracht om relatieve beweging te voorkomen.
• Sleutelzitting – dit is de technische naam van een uitsparing in de schacht. Het wordt vaak uitgevoerd op een vormmachine.
• Spiebaan - een spiebaan is ook een uitsparing in de naaf die de sleutel opneemt en het mechanisme veilig vergrendelt. De sleutelzitting en de spiebaan delen het halve deel van de sleutel. Dit wordt verder uitgelegd in het gedeelte over het werkingsprincipe.

Diagram van een sleutel, spiebaan, sleutelzitting (sleutelverbinding)

Soorten sleutels

Hieronder staan ​​de verschillende soorten asspieën die in een spieverbinding worden gebruikt:

Verzonken sleutels:

Verzonken sleutels zijn typen sleutels die zo zijn ontworpen dat de halve dikte van de staaf in de schacht is verzonken en de resterende helft voor de sleutelzitting is. Voor het bereiken van deze spieverbinding is nauwkeurigheid erg belangrijk. Als een spie bijvoorbeeld 8 mm is, wordt de spiebaan van de as machinaal bewerkt op een diepte van 4,1 mm, net als de spiezitting. Verzonken sleutels zijn van verschillende typen, waaronder:

• Rechthoekige/vierkante toetsen

Dit soort sleutels wordt soms platte sleutels genoemd omdat ze breder zijn dan hun hoogte. Ze worden vaak gebruikt op assen van ongeveer 500 mm of 20 in diameter. De resterende sleutelbreedte maakt een groter transmissiekoppel mogelijk zonder de diepte te vergroten. Een grotere diepte betekent een zwakkere schacht vanwege een vermindering van het effectieve dwarsdoorsnede-oppervlak van de schacht.

• Vierkante toetsen

Een vierkante sleutel heeft een vierkante dwarsdoorsnede en wordt gebruikt op een as van ongeveer 25 mm of 1”. Ze worden gebruikt op grotere assen wanneer een diepere spiediepte vereist is in vergelijking met rechthoekige spie- pen. Een vergroting van de diepte betekent echter een zwakkere schacht, vanwege de vermindering van het effectieve schachtdoorsnede-oppervlak. Een vierkante of rechthoekige sleutel kan een tapsheid van 1 op 100 hebben langs de lengte van de sleutel, zoals weergegeven in onderstaande afbeelding.

• Parallel verzonken sleutels

Parallelle verzonken sleutels zijn rechthoekige of vierkante secties, maar hebben geen taps toelopende delen. De toetsen zijn goedkoop en direct beschikbaar voor gebruik. Het is een van de gemakkelijkst te installeren, maar het moet met een set schroeven aan de hub worden vastgehouden. Dit komt omdat de trilling of de omkering van de draairichting vaak de sleutel naar buiten duwt.

De spie is over het algemeen stevig bevestigd aan de onderkant van de spiebaan van de as en de zijkanten van de spieverbinding. Ze laten een speling aan de bovenkant van de spiebaan van de naaf.

• Gib head verzonken sleutel

Een verzonken sleutel met gib-kop is rechthoekig of vierkant van vorm met een tapsheid op het bovenoppervlak om een ​​strakke pasvorm te krijgen. Het wordt gebruikt zodat het gemakkelijker te verwijderen is.

• Verentoetsen

een veersleutel heeft drie soorten; tweekoppige, penveer en veersleutel. Ze zijn bevestigd aan de as of de naaf om een ​​relatieve axiale beweging te veroorzaken. Het maakt dus krachtoverbrenging mogelijk tussen de as en de naaf met zijn parallelle tegenoverliggende vlakken. Vandaar dat het kan schuiven.

• Woodruff-toetsen

Een woodruff-sleutel is een halfronde schijf die in een cirkelvormige uitsparing van een as past die alleen kan worden bewerkt door een woodruff-spiebaanfrees. Het wordt meestal gebruikt in werktuigmachines en sommige auto-assen met een diameter van ¼” tot 2½” (6 mm tot 60 mm). De sterkte die een woodruff-sleutel zal bieden, verschilt enorm van de lange parallelle sleutels, dit betekent dat ze niet dezelfde lading kunnen dragen.

Zadelsleutels:

In tegenstelling tot verzonken sleutels, zijn zadelsleutels niet verzonken in schachten, maar zijn ze alleen verzonken in de naaf. Ze zitten ofwel op een vlakke of omtrek van de as, terwijl de krachtoverbrenging wordt bereikt door de wrijving tussen de as en de spie. Zadeltoetsen zijn onderverdeeld in twee; plat zadel en holle zadelsleutels. Ze worden alleen gebruikt voor lichte ladingen om wegglijden langs de as te voorkomen.

• Platte zadelsleutel

Platte typen zadelsleutels lopen taps toe aan de bovenkant en plat aan de onderkant, omdat ze passen in een taps toelopende naafspiebaan die op het platte vlak van de as drukt.

• Holle zadelsleutel

Een holle zadelsleutel loopt taps toe aan de bovenkant en gebogen aan de onderkant. De spie past in een taps toelopende spiebaan en wordt naar beneden gedrukt op het gebogen omtreksoppervlak van de as.

Tangenstoetsen:

Dit type sleutels wordt soms tangentiële sleutels genoemd. Ze zijn als paar in een rechte hoek gemonteerd, waarbij elke sleutel slechts in één richting bestand is tegen torsie. Ze worden vaak gebruikt in grote zware assen.

Ronde/ronde toetsen

Ronde sleutels zijn cirkelvormig in doorsnede, gestoken in gaten die gedeeltelijk in een as en naaf zijn geboord. Dit type spie is gemakkelijk te vervaardigen, aangezien de spiebanen kunnen worden geboord of geruimd nadat de passende delen zijn gemonteerd. Ronde sleutels zijn geschikt voor aandrijvingen met een laag vermogen.

Werkingsprincipe

De werking van spie en spiebaan is minder complex en gemakkelijk te begrijpen. Aangezien er verschillende soorten sleutels en spiebaanopstellingen zijn, zal de werking van sommige typen totaal anders zijn. Welnu, de onderstaande video leert je hoe het gemeenschappelijke scharniermechanisme werkt.

Bekijk de video hieronder:

Voor- en nadelen van spie- en spiebanen (sleutelverbindingen)

Voordelen:

Hieronder vindt u de voordelen van spieverbindingen in hun verschillende toepassingen:

• Hun productiekosten zijn drastisch laag.
• Biedt transmissie met gemiddeld tot hoog koppel.
• Eenvoudig te monteren en te demonteren.
• Kan worden hergebruikt of bevestigd op andere componenten van hetzelfde type.
• Het is een standaardmethode (ISO, BS, DIN en ANSI).

Nadelen:

Ondanks de voordelen van spieverbindingen doen zich nog steeds enkele beperkingen voor. Hieronder staan ​​de nadelen van spieverbindingen in hun verschillende toepassingen:

• Het kan niet worden gebruikt voor wisselende directionele belastingen en schokken.
• Te veel stevig bevestigde spieverbinding kan moeilijk te demonteren worden.
• Veroorzaakt onbalans in de as.
• Ze introduceren stresspunten vanwege het kerfeffect en verminderen de assterkte.
• Mogelijke axiale verplaatsing van de naaf tenzij vergrendeld door een extra onderdeel zoals een borgveer of stelschroef.
• Het is moeilijk om de belastingdragende en de tolerantiestapelanalyse te berekenen en te combineren.

Conclusie

Gesleutelde verbindingen zijn een van de geweldige mechanische manieren om kracht over te brengen. Ze worden meestal gebruikt in een motoras om hun doel te bereiken. In dit artikel hebben we de definitie, functie, toepassingen, componenten, typen en werking behandeld van sleutels en spiebanen die een spieverbinding vormen. We hebben ook hun voor- en nadelen gezien in hun verschillende toepassingen.

Ik hoop dat je het leuk vond om te lezen, zo ja, reageer dan alsjeblieft op je favoriete gedeelte van dit bericht. En vergeet niet te delen met andere technische studenten. Bedankt!