Штифтовое соединение — это соединение с применением детали, которая называется Штифт (рис. 1).
Штифт представляет собой стержень с цилиндрической или конической рабочей поверхностью и применяется для фиксации деталей относительно друг друга в разном положении. По форме рабочей поверхности штифты подразделяются на следующие виды: цилиндрические и конические. Штифты могут быть простой формы, например, штифты цилиндрические по ГОСТ 3128-70 и конические по ГОСТ 3129-70 (рис. 2) и более сложной формы. Также бывают:
- цилиндрические с внутренней резьбой незакалённые по ГОСТ 9464-79;
- заклепочные по ГОСТ 10774-80;
- пружинные по ГОСТ 14229–78;
- насеченные по ГОСТ 12850-80;
- конические с внутренней резьбой незакалённые по ГОСТ 9464-79;
- разводные ГОСТ 19119–80, с резьбой цапфой по ГОСТ 9465-79.
Размеры и форма штифтов должны соответствовать, указанным в стандартах.
По точности рабочей поверхности штифты подразделяются на три класса точности: А, В, С. Наибольшая точность – класс А, наименьшая - класс С. При этом каждому классу точности соответствует определенное исполнение: классу А - исполнение 1, классу В - исполнение 2, классу С - исполнение 3 (рис. 3, 4).
Незакаленные штифты изготавливают из стали 45. Закаленные штифты изготовляют из легированных сталей. Штифты могут быть с покрытием окисным, пропитанным маслом или без покрытия. Значения параметров шероховатости Ra рабочих поверхностей штифтов не должны быть для каждого класса точности более тех, что указаны в стандарте. Значения параметров шероховатости контролируются путем сравнения с образцами шероховатости (ГОСТ 9378-75) или специальными приборами.
Примеры условного обозначения незакаленных цилиндрических штифтов без покрытия диаметром d = 4 мм, длиной l = 24 мм: исполнения 1
Штифт 4х24 ГОСТ 3128-70,
Пример условного обозначения штифта исполнения 1, диаметром d = 4 мм, длиной l = 28 мм с химическим окисным покрытием, пропитанным маслом:
Штифт 4х28 Хим.Окс.прм. ГОСТ 3128-70.
По функциональному назначению штифты различают крепежные и установочные. В соединении зубчатого колеса с валом штифт является крепежным элементом, а в соединении пластины с пластиной (рис. 1) такие же штифты являются установочными элементами.
Штифтовое соединение для передачи вращательного движения состоит как минимум из трех деталей: вал, втулка (колесо, шкив) и штифт (рис. 5).
1 – вал, 2 – втулка, 3 – штифт
На производстве штифтовое соединение делают следующим образом.
- на валу устанавливают в нужное положение втулку (колесо, шкив, и т.д.), и фиксируют в приспособлении;
- затем совместно просверливают отверстие под штифт насквозь через втулку и вал;
- далее методично забивают штифт в выполненное отверстие.
Если нужно разобрать соединение, снять втулку или зубчатое колесо для ремонта или замены, то штифт аккуратно выбивают или высверливают. Штифтовое соединение нельзя считать разъёмным, т.к. повторно штифт использовать нельзя. Для повторного соединения берут новый штифт большего диаметра, а в деталях рассверливают новое отверстие под этот штифт. Штифтовое соединение применяют для передачи вращательного движения в слабонагруженных конструкциях и при небольших частотах вращения. Однако для предотвращения вылета штифта под действием центробежных сил применяют стопорение штифта (рис. 6), винтами, пружинными кольцами или просто обвязкой проволокой.
Чтобы соединение было надежным необходимо правильно подобрать размеры соединения: диаметр и длину штифта. В особо важных случаях выполняется расчет на прочность в зависимости от нагрузки. Во всех остальных случаях размеры штифтового соединения выбираются в соответствии с рекомендациями, разработанными на основе расчетов и практического применения, и должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах на конкретные виды штифтов.
Определение размеров цилиндрического штифта
Диаметр штифта d зависит от диаметра вала dв(шт) на участке установки штифта.
Предварительно рассчитывают диапазон dшт значений диаметра штифта
dшт=(0,2…0,25)dв(шт).
Минимальная длина штифта lшт принимается равной диаметру ступицы dст:
lшт = dст,
где диаметр ступицы dст = dв(шт) + 2хd.
Допускается некоторое увеличение диаметра ступицы до уравнивания со значением длины штифта.
Штифтовое соединение на чертежах
На разрезах, когда секущая плоскость проходит вдоль оси штифта (фронтальный и профильный разрезы на рис. 7), штифт показывают не рассечённым.
На продольном по отношению к валу разрезе - это фронтальный разрез, где вал показан не рассечённым, вблизи штифта выполняют местный разрез вала.
На изображении штифта с торцевой поверхности не показывают фаски штифта. В поперечном разрезе штифт показывают рассеченным.
Теперь вы знаете, что такое штифт и штифтовое соединение, как оно показывается на чертежах и как штифт записывается по стандартам в спецификацию. Остались вопросы? Спрашивайте здесь. Подписывайтесь на наш youtube канал, где мы постоянно выкладываем познавательные видео как делать: чертежи, 3D-модели, печатные платы.