Слово «шпонка» знакомо всем, кто связан со станками, автомобилями и механизмами. Шпонка устанавливается в паз вала и удерживает на нем втулку или шестерню — в этом заключается её основное предназначение.
Фактически маленькая шпонка не только фиксирует элементы, превосходящие ее по массе в несколько раз, но и выступает важным элементом в процессе сообщения крутящего момента. Откуда берутся шпонки и как появляется шпоночный прокат? Об этом поговорим далее.
Как выпускают прокат для изготовления шпонок?
Шпонки используются в различных промышленных механизмах. Это надежный элемент, защищающий втулку или шестерню от проворачивания на валу. Поэтому при посадке втулки на вал важно использовать шпонку из металла достаточной жесткости. Это позволит механизму вращаться на высоких угловых скоростях, избегая биения при вращении. Шпонка выступает в роли клина, однако при избыточной нагрузке ее может сорвать. Заменить непригодную шпонку достаточно просто, а ее стоимость в масштабах промышленности невероятно мала.
Шпонка, или шпоночный соединитель, — компактный продолговатый отрезок из шпоночной стали. Обладает разными формами, помещается в шпоночный паз на валу для фиксации шестерен, втулок и венцов.
Изначально шпоночный материал представляет из себя калиброванный отрезок стального проката. Из такого бруска позднее и нарезаются шпонки. Прокат изготовляют из шпоночной стали, основная функциональная особенность которой — минимальная возможность возникновения поверхностной деформации. Конкретный состав сплава будет зависеть от отрасли применения шпонок. Например, сталь может быть легированной конструкционной, жаропрочной, нержавеющей или инструментальной. При этом шпоночный материал не ограничивается лишь изготовлением одних шпонок.
Помимо качественных углеродистых сплавов — от стали 20 до 50, — востребованы полуфабрикаты из легированных или коррозионно-стойких черных металлов, например, 40Х, А4. Качество сырья для шпонок зависит от будущих условий эксплуатации. Необходимо учесть степень твердости, всевозможные нагрузки и устойчивость к агрессивным средам.
По умолчанию при создании проката для шпонок применяют конструкционный углеродистый металл. Обработка производится одним из таких методов, как холодное и горячее волочение, комбинированная калибровка, а также плоская или объемная. Заготовка проходит через прокатные станки и подвергается термообработке. Она получает форму бруска, который должен соответствовать требованиям ГОСТ 8787-58. Производитель должен задать бруску определенные размеры — ширину от 2 до 100 мм, высоту от 2 до 50 мм. Также ГОСТ предусматривает радиусы закруглений и размер фаски.
Стандарт ГОСТ 8787-58 появился в 1968 году и с тех пор практически не изменился. Шпоночная сталь в соответствии с ним имеет официально принятое название — «сталь чистотянутая для шпонок».
Производство шпоночных заготовок не требует дорогостоящего оборудования или сложных технологических процессов. После проката бруски проходят финишную обработку — с ними проводятся простые операции по резке, очистке и шлифовке, также снимается фаска и задаются необходимые радиусы. Важно, что ООО «НПК «ОборонМетХим» соблюдает все требования нормативов, поэтому шпоночная сталь находит самое широкое применение среди потребителей.
Свойства прокатной и калиброванной шпоночной стали
В качестве сырьевой базы для шпоночного полуфабриката обычно выступает конструкционная углеродистая сталь. В ГОСТ 8787-58 указывается одно из самых важных требований — временная устойчивость к разрыву стали не должна быть ниже 60 кгс/мм². Для создания шпонок чаще применяется сталь 45. Выбор обусловлен ее оптимальными физико-химическими показателями. Она прочна, способна работать в широком диапазоне температур, выдерживает такие нагрузки, как деформация, вибрация, ударные воздействия.
Сталь 45 содержит большое количество углерода, сталь получается прочной и хрупкой одновременно. Поэтому для обеспечения упругости и твердости металл закаливается при температуре 750–1250 °C. Эта сталь с трудом сваривается, поэтому перед началом работ она подлежит прокалке. Даже в прокаленном виде достаточно трудно режется.
Существует всего два основных стандарта, которых придерживаются производители — отечественный ГОСТ 8787-58 и зарубежный DIN 6880. Нормативы в основном отличаются сортаментом, наиболее востребованы российские размеры, в соответствии с которыми изготавливается популярных размеров шпоночный прокат — 10×8 12×8 16×10 18×11 мм. Перед тем как попасть к заказчику, стальной брусок подвергается дополнительной механической обработке для улучшения поверхности. Например, для ответственных участков требуются шпонки из азотированной стали. Процесс длится 6 часов, он повышает устойчивость к коррозии и нагрузкам. Также могут придаваться жаростойкость или повышенная износостойкость.
Дополнительные этапы обработки на производстве позволяют метизным компаниям, которые являются основными потребителями шпоночной стали, существенно сократить расходы на обработку. При этом качество готовых шпонок становится еще выше. Поэтому изготовление шпонок на заводах стало экономически целесообразным и прибыльным.
Применимость шпоночного металлопроката
Шпоночный прокат нужен для выпуска элементов различных механизмов. Изделия из него особенно востребованы в сельском хозяйстве, машиностроении.
Непосредственно шпонки и шпоночные соединения производят в соответствии с ГОСТ 23360-78. Шпонки бывают двух видов — напряженными и ненапряженными. По форме выделяют цилиндрические, призматические, сегментные, клиновые детали.
Шпоночное соединение является невероятно крепким. Шпонка проста в изготовлении, отличается невысокой стоимостью для конечного потребителя. По этим причинам такие детали «прижились» практически во всех промышленных отраслях.
Заказать шпоночный прокат по выгодной цене
Предприятие ООО «НПК «ОборонМетХим» — производитель и оптовый поставщик, в чьем каталоге представлено более 300 тысяч позиций. Чтобы заказать прокат для шпонок углеродистых или нержавеющих марок, достаточно связаться с нашим менеджером. Клиенты могут забрать груз самовывозом с нашего склада. Также доступна доставка по России и странам СНГ.