Clé segmentée : définition, fonctionnalités, GOST et interaction

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les clavettes sont des pièces spéciales conçues pour relier l'arbre et le moyeu afin de transmettre le couple. De tels éléments peuvent être en forme de coin à section rectangulaire, prismatique ou segmentée. Le principal avantage des connexions à clé est la simplicité de la conception. De plus, les nœuds de ce type ne sont pas trop chers et se montent/démontent rapidement.

Les connexions de ce type les plus solides sont obtenues à l'aide de clés de segment, qui, en fait, sont une sorte de prismatique. Les pièces de ce type se distinguent par le fait qu'elles ont l'ajustement le plus profond.

Le principal avantage de ces chevilles est donc qu'elles offrent la connexion la plus stable. Cependant, l'utilisation de pièces de ce type présente un inconvénient assez sérieux. En raison de la profondeur importante de la rainure dans de tels nœuds, l'arbre peut être quelque peu affaibli. Par conséquent, les clés à segments sont principalement utilisées pour sécuriser uniquement les pièces qui ne sont pas trop chargées pendant le fonctionnement du mécanisme.

Qu'est-ce qu'une rainure de clavette

Les pièces de cette variété sont fabriquées à partir d'un profilé métallique. Ces chevilles sont des cylindres bas d'assez gros diamètre, divisés en deux parties égales. C'est la clé de segment dans le dessin ci-dessous qui est présentée à l'attention de notre lecteur.

Tailles des touches

Les dimensions de ce type de pièce peuvent être différentes. Ce paramètre est sélectionné lors de l'assemblage de l'assemblage, en fonction du diamètre de l'arbre. Les valeurs requises sont apprises à partir de tables spéciales. Dans des cas techniquement justifiés, GOST autorise l'utilisation de clés d'un diamètre inférieur à celui fourni. Il est permis de le faire lors de l'utilisation d'un assemblage d'arbre pour assembler:

• creux;
• gradué.

De plus, les clés avec un diamètre inférieur à ceux indiqués dans les tableaux peuvent être utilisées dans les connexions avec un petit couple. Vous ne pouvez pas utiliser cette méthode d'assemblage dans les trois cas uniquement lorsque la pièce est installée à l'extrémité de l'arbre.

Les dimensions des clés de segment, ainsi que tout autre élément de connexion similaire, sont bien sûr normalisées. Quelle dépendance sont la hauteur, la largeur et la longueur de la pièce peut être vu dans le tableau ci-dessous.

Tailles de clé standard

Diamètre (mm)	Largeur (mm)	Hauteur (mm)
4	1	1.4
7	1.5…2.0	2.6
10	2.0…2.5	3.7
13	3	5
16	3…4	6.5
19	4..5	7.5
22	5…6	9
25	6	10
28	8	11
32	10	13

La désignation des clés de segment dans les dessins comprend:

• mot clé;
• dimensions - bh (h1);
• désignation de performance;
• désignation de la norme.

Selon GOST, il existe, entre autres, des écarts autorisés dans les dimensions des clés et des rainures pour celles-ci dans les arbres. Ils sont également déterminés par des dessins et des tableaux spéciaux.

De quel matériau est-il fait

Les clés de segment sont fabriquées selon GOST 8786-68, à partir d'acier conçu spécifiquement pour de telles pièces. De plus, parfois, d'autres marques de matériaux similaires sont utilisées pour la production de ces éléments. Dans le même temps, selon GOST, pour la fabrication de clés de cette variété, il est autorisé d'utiliser uniquement des aciers à carbone moyen avec un espace temporaire d'au moins [σ]≧ 600 MPa MN/m2. Il peut s'agir, par exemple, de matériaux de qualité St 6, 45 ou 50.

De telles normes sont respectées dans la production de clés de segment sans faute. Parallèlement, les ébauches destinées à la fabrication de telles pièces sont généralement également soumises à un traitement thermique d'amélioration. L'exécution de cette procédure, entre autres, tient compte du fait que la dureté de la surface des touches à la fin doit être toutmême ci-dessous le même paramètre des éléments d'accouplement du nœud eux-mêmes.

Sous les clés ordinaires, les rainures dans les arbres sont réalisées avec de simples fraises. Des rainures sont découpées sous les éléments de segment à l'aide d'outils à disque. Seules les fraises fabriquées conformément à certaines normes GOST sont utilisées pour les rainures de clavette.

Variétés principales

Pour connecter les arbres et les moyeux, deux types de clés à segments sont utilisés:

• normal, représentant un segment entier;
• segment coupe-bas.

Les clés de ce dernier type sont assez rarement utilisées lors de l'assemblage de pièces. Selon la réglementation, ils ne peuvent être utilisés que d'un commun accord entre le fabricant et le consommateur. Les clés cisaillées sont généralement utilisées simplement pour fixer les détails de l'assemblage. C'est-à-dire qu'ils sont utilisés dans les connexions avec un palier fixe lorsque le couple est transmis uniquement en raison du frottement.

Jumelages

Les nœuds sont assemblés à l'aide de clés à segments, en tenant compte des normes stipulées par GOST 24071. Le but principal des éléments de ce type est d'empêcher la pièce de tourner sur l'arbre. Dans ce cas, trois surfaces participent à la conjugaison:

• rainures sur l'arbre;
• fentes dans la manche;
• la surface de la clé elle-même.

Les clés de segment de connexion se détachent. En même temps, ils fonctionnent, comme les prismatiques ordinaires, avec des faces latérales. Les éléments de segment sont le plus souvent utilisés dans les joints fixes. Oùce dernier peut être:

• normal;
• dense.

GOST permet également une connexion libre de la clé de segment avec le manchon et l'arbre. Ces pièces ne sont généralement utilisées que dans les nœuds avec un petit diamètre d'accouplement - jusqu'à 38 mm.

Calcul de la clé

Les connexions avec une clé de segment sont, bien entendu, réalisées conformément aux normes GOST. Lors de l'assemblage d'assemblages, ces pièces sont d'abord vérifiées pour l'effondrement. De plus, des calculs sont effectués pour la connexion elle-même - pour une coupe. Les formules de vérification de la clé et de l'accouplement utilisent les éléments suivants:

• Q cm=4T/dhl < [Q cv];
• r=2T/dlb <=[r].

Ici T est le couple sur l'arbre, mesuré en Nmm, h est la hauteur de la clavette, d est le diamètre de l'arbre, l est la longueur de la clavette, b est la largeur de la clavette en millimètres, [r] est la contrainte de cisaillement admissible.

Les valeurs obtenues à la suite de l'application des formules sont comparées à celles autorisées. Dans le cas où la résistance de la connexion est insuffisante, deux voire trois clavettes sont installées sur la longueur du moyeu monté sur l'arbre. Bien sûr, ce nœud vous permet de créer un assez fiable et fonctionnel. Cependant, avec cette méthode, pour des raisons évidentes, l'arbre est quelque peu affaibli. Par conséquent, les connexions clés de ces nœuds sont parfois remplacées par des connexions à engrenages. Cela réduit le risque de pannes.

Installation de plusieurs pièces

Les dimensions de la section de clé sont choisies, comme déjà mentionné, en fonction du diamètre de l'arbre, selon GOST. La longueur de l'élément dépend de la longueurmoyeux. Parfois, des clés de segment sont installées sur des arbres avec une différence de diamètres de pas. Dans ce cas, des clés de même taille sont utilisées pour des parties distinctes de la même partie. Dans le même temps, selon GOST, l'élément de marche du plus petit diamètre est pris comme base.

Comment choisir les tensions admissibles

Ce paramètre dépend principalement de la nature de la charge et des conditions de fonctionnement de la connexion. Lors de l'utilisation d'arbres en acier, la contrainte admissible sera:

• pour les moyeux en acier dans les joints fixes - 130…200 MPa;
• pour les moyeux en fonte ou en acier moulé dans les joints fixes - 80…100 MPa;
• dans les joints mobiles non chargés pour moyeux en acier - 20…40 MPa.

Les grandes valeurs lors de l'assemblage des nœuds sont prises en compte à charge constante. Avec un choc ou une variable, des paramètres plus petits sont pris comme base. Avec une charge inversée, l'indicateur admissible est réduit de 1,5 fois. Pour la taille des clés, les indicateurs de contrainte limite sont pris à 70 … 100 MPa. Dans ce cas, comme dans le premier cas, avec une charge constante, un paramètre plus grand est pris comme base.

Cutters pour clés à segments

Pour creuser des rainures pour des pièces de ce type, on utilise des outils fabriqués conformément aux normes stipulées par GOST 66-4879. Les rainures sont faites pour les clés segmentées à l'aide de fraises à dents droites et multidirectionnelles. Les outils à queue cylindrique peuvent être utilisés:

• plat;
• lisse.

Les fraises elles-mêmes pour le rainurage des clés segmentées sont en acier rapide (GOST 19265). Les outils d'un diamètre supérieur à 13 mm sont soudés. Les tiges de broyeur sont fabriquées selon GOST 4543 à partir de la nuance d'acier 40X ou selon GOST 1050 à partir de la nuance de matériau 50 ou 40.

Lors de l'assemblage d'outils de cette variété, les règles suivantes sont observées:

• sur la surface de travail de la fraise finie, il ne doit y avoir aucun endroit avec une dureté réduite ou une couche décarburée;
• les paramètres de rugosité de surface des fraises doivent être conformes à GOST 2789;
• les tolérances de faux-rond radial des bords des dents adjacentes par rapport à la tige ne doivent pas dépasser 0,03 mm, en face - 0,05 mm;
• la tolérance de faux-rond des bords ne doit pas dépasser 0,02 mm.

Lors du marquage des fraises pour les clés segmentées, GOST prescrit d'indiquer sur le cou ou la tige la marque du fabricant et la nuance d'acier utilisée pour la partie coupante. En outre, le fabricant doit fournir au consommateur des informations telles que la largeur de la rainure de clavette avec la désignation du champ de tolérance et son diamètre nominal.