Chei paralele și chei conice – Standarde și norme

Cheile paralele și cheile conice sunt două elemente de conectare comune în ingineria mecanică. Acestea sunt utilizate pentru a crea o conexiune cu blocare forțată între două componente. În acest articol, sunt examinate mai în detaliu cele două tipuri de cheie și sunt explicate domeniile lor de aplicare.

Ce sunt cheile paralele?

O cheie paralelă este un element plat confecționat din oțel sau oțel inoxidabil, cu formă dreptunghiulară, care este introdus în canelurile unui arbore sau diametru de găurire. Cheia are în mod normal un unghi de 90 de grade la capete și poate fi furnizată fie ca versiune dreaptă, fie ca versiune conică.

O cheie paralelă este utilizată în principal pentru a transfera cuplul de la un arbore la o altă componentă.

În domeniul aplicațiilor industriale, există numeroase exemple de utilizare a cheilor paralele pentru a fixa axele și alte piese rotative, cum ar fi unitățile de angrenaje sau carcasele pompelor.

Există diferite tipuri de chei paralele, cum ar fi cheile conice sau în formă de T, fiecare tip de cheie fiind dezvoltată special pentru aplicații specifice. Cheile conice, de exemplu, pot transmite forțe mai mari decât cheile în formă de T.

Atunci când selectați o cheie paralelă adecvată, trebuie să vă asigurați că atât dimensiunea, cât și materialul sunt adaptate la cerința respectivă - în funcție de sarcina maximă și de temperatura ambiantă a sistemului.

În general, conexiunile cu cheie paralelă oferă multe avantaje față de alte tehnici de conectare, cum ar fi sudarea sau lipirea: Acestea sunt ușor de instalat, pot fi înlocuite rapid, dacă este necesar, și au capacități de sarcini ridicate. În plus, conexiunea este foarte precisă datorită cheilor paralele, permițând astfel o funcționare precisă.

Ce sunt cheile conice?

O cheie conică este formată dintr-o bucată conică de metal cu suprafețe laterale drepte (tăietură conică). Diametrul mai mare al conului se fixează exact în alezajul sau canalul pentru cheie corespunzător de pe cealaltă parte. Canelura arborelui este pe cealaltă parte.

O cheie conică este adesea utilizată în domeniul mașinilor-unelte, cum ar fi pentru unelte de frezat sau angrenaje.

Una dintre cele mai importante caracteristici ale cheilor conice este capacitatea acestora de a transporta încărcături mari într-un spațiu restrâns. Aceasta înseamnă că sunt foarte eficiente la transferul forțelor mari, economisind spațiu. Acest lucru le face ideale pentru utilizare în spații închise sau în cazul în care economisirea greutății este esențială.

Un alt avantaj al cheilor conice este dat de fiabilitatea și durabilitatea sporite. Spre deosebire de multe alte tipuri de chei, acestea nu sunt predispuse la uzură sau uzură rapidă - ceea ce este deosebit de important atunci când se iau în considerare sarcinile extrem de mari atunci când se utilizează aceste componente.

Există diferite tipuri de modele de chei conice. Sunt disponibile următoarele: Chei conice unice cu margini drepte; chei cu pană cu acțiune dublă și suprafețe laterale conice; discuri conice cu arc, care pot fi concepute ca formă de disc pentru a acoperi intervale mai mari în ceea ce privește diametrul.

Când se utilizează cheile paralele sau cheile conice?

Alegerea dintre conexiunile cu cheie paralelă sau conică depinde adesea de cerințele pentru aplicația specială: Dacă este necesară o capacitate mare de încărcare (de exemplu, pentru motoare mari), se recomandă conexiuni cu cheie conică; cu toate acestea, pentru componente mai mici, cum ar fi roțile dințate sau arborii pompei, ar trebui preferate conexiunile cu cheie paralelă.

În cazul arborilor liniari, cheile paralele sunt utilizate pentru a stabili o conexiune între arbore și lagărul asociat. Cheia paralelă este introdusă într-o canelură de pe arbore și fixează lagărul pe poziție cu forma sa.

Cuplajele arborelui sau cuplajele de compensare sunt utilizate pentru transmiterea cuplurilor între două capete ale arborelui. Și aici, cheile paralele joacă un rol decisiv: Acestea asigură fixarea sigură a componentei de cuplare pe diametrele arborelui.

La rândul lor, pinioanele necesită, de asemenea, montarea elementelor de fixare, cum ar fi inelele de fixare sau chiar cheile paralele. Acestea fixează pinionul la capătul arborelui și, astfel, asigură funcționarea stabilă a sistemului.

Arborii rotativi conțin adesea astfel de elemente cheie – în special atunci când mai multe părți componente trebuie conectate între ele (cum ar fi fuliile curelei). Este important să vă asigurați că dimensiunile legate de lățime și înălțime sau specificațiile de adâncime trebuie să corespundă exact – aceasta este singura modalitate de a garanta o fixare optimă.

În mod contrar, roțile pinioanelor conice tind să se bazeze pe alte tipuri de tehnici de conectare. Cu toate acestea, cheile paralele pot fi folosite ocazional și aici. De exemplu, atunci când arborele pinion trebuie conectat la un lagăr.

Tipuri de chei paralele și chei conice

Cel mai cunoscut tip este probabil cheia paralelă conică. Aceasta constă dintr-o bucată conică de metal care este introdusă între arbore și un butuc. Forma creează o conexiune cu blocare pozitivă în care se transmite cuplul.

O altă variantă sunt cheile paralele cu caneluri sau conexiunile cu cheie plată. Acestea sunt arcuri plate cu o formă a secțiunii transversale dreptunghiulară, care pot fi introduse în caneluri adecvate pe ambele părți ale componentei.

În plus, există chei paralele pentru canelura cilindrului, precum și racorduri cu arbore canelat ca variante speciale de design ale conexiunilor cu cheie paralelă, pentru cerințe speciale de sarcină din domeniul ingineriei mecanice.
În funcție de domeniul de aplicare, trebuie respectate diferite criterii, cum ar fi capacitatea de ridicare sau precizia forțelor de transmisie, precum și selecția materialelor (oțel, oțel inoxidabil, plastic etc.). De asemenea, un factor important îl joacă adesea un rol în instalarea sau înlocuirea conexiunilor cu cheie paralelă, în timpul de asamblare și în efortul de fixare a utilajului.

Alegerea designului corect depinde de nevoile specifice ale unei anumite aplicații - dar trebuie respectate câteva instrucțiuni generale:

• Evitați marginile ascuțite ale arcurilor, deoarece acest lucru poate duce la slăbirea arcului.
• Evitați supraîncărcarea - stresul excesiv poate cauza ruperea sau deformarea arcului.
• Asigurați lubrifiere și întreținere suficiente, pentru a vă asigura că totul funcționează fără probleme.

Ce standarde trebuie respectate pentru cheile paralele?

Pentru a vă asigura că cheile paralele funcționează efectiv și că ating scopul vizat, acestea trebuie să satisfacă anumite standarde. Unul dintre aceste standarde este DIN 6885 pentru racorduri cu arbore canelat și canelură cu cheie paralelă.

În Germania, standardele DIN 6885-1 până la -3, precum și DIN 5464 se aplică cheilor paralele. Cu toate acestea, în Japonia sunt utilizate standardele JIS.

Standardul german DIN 6885 definește patru tipuri diferite de profiluri de chei paralele: profilul conic în funcție de forma A, B sau C, precum și profilul dreptunghiular în funcție de forma D. Profilurile diferă în ceea ce privește geometria și dimensiunea acestora pentru a se adapta diferitelor sarcini.

Standardul japonez JIS B1301 se împarte, de asemenea, în patru forme diferite ale profilului: Profilul canelurii (forma K), profilul în T (forma T), profilul arcuit (forma R) și o altă variantă a profilului conic cu un unghi mai mare al pasului (forma S). Prin urmare, în comparație cu standardul german, aici există mai multe opțiuni de selecție.

O altă diferență constă în faptul că standardul german oferă ca standard doar chei paralele fără fante. Cu toate acestea, se poate crea și o fantă, dacă este necesar. În standardele japoneze JIS, acest aspect este invers – se presupune în general că toate cheile paralele trebuie să aibă fante.

Acest standard specifică, printre altele, ce dimensiuni trebuie să aibă o cheie paralelă și ce toleranțe trebuie respectate în timpul producției. De asemenea, descrie modul de determinare a dimensiunii corecte a unei căi de acces adecvate pentru a asigura o fixare optimă.

Totuși, aceste reglementări nu se aplică numai pentru conexiunile cu arbore canelat sau canelură: Pentru alte tipuri de conectori, există și standarde DIN speciale – de exemplu, pentru știfturi cilindrice (DIN 7) sau știfturi conice (DIN 1).