Шпиндель

Шпиндель (от нем. Spindle, в буквальном переводе – «веретено») – важный рабочий орган какого-либо металлорежущего станка, передающий вращение обрабатываемой заготовке или детали. Шпинделем также называется вал прокатного стана – оборудования металлургического производства; такой вал передает вращение от двигателя к валкам, по которым осуществляется перемещение металлических стальных полос или шестигранников и др. Шпиндель токарно-винторезного станка представляет собой массивный пустотелый вал, изготовленный из легированной высокопрочной стали. На переднем конце шпинделя выполнен посадочный конус, на котором базируются патроны двух-, трех– или четырехкулачковые, предназначенные для закрепления обрабатываемых заготовок или деталей. С переднего конца шпиндель указанного станка расточен на стандартный конус Морзе № 6. В конической расточке шпинделя устанавливаются передний центр или специальные приспособления (токарные) в виде оправки. Шпиндель токарно-винторезного станка фиксируется на двух опорах качения: передняя – регулируемый двухрядный роликовый подшипник с роликами и внутренними коническими кольцами; задняя – радиально упорный подшипник с постоянным натягом, который обеспечивают пружины, упирающиеся в диск и отжимающие наружное кольцо роликоподшипника. Шпиндель токарно-винторезного станка размещается внутри так называемой передней бабки и связан с коробкой скоростей, регулирующей скорость вращения шпинделя. В современных токарных станках-автоматах, имеющих систему автоматического управления в виде УЧПУ с компьютером, крепление шпинделя и регулирование его скорости вращения выполнено по упрощенной схеме в связи с применением такого привода, как реверсивный электродвигатель. На современных станках-автоматах шпинделей устанавливается несколько: от двух до шести, при этом одни устанавливаются горизонтально, а другие вертикально, в зависимости от вида обрабатываемых заготовок или деталей. Соответственно количеству шпинделей в станках-автоматах в качестве приводов столько же применяется реверсивных электродвигателей. Таким образом, шпиндель является очень важной составной частью различных станков и прокатных станов, обеспечивая их необходимый уровень функционирования.

Шплинт

Шплинт (от нем. Splint) – металлический стальной стержень, вставляемый в отверстия деталей винтового или иного вида соединения и служащий для предотвращения самоотвинчивания гаек. Шплинты изготавливаются из мягкой прутковой стали марки Ст 0 / 10, имеют небольшую длину и диаметр. На метизных производствах шплинты изготавливаются согласно действующим техническим регламентам (ранее были советские государственные стандарты или отраслевые нормали – автомобильные, тракторные, авиационные и др.). Шплинт имеет следующий вид: после установки в отверстие детали «усики» шплинта обязательно раздвигаются, с тем чтобы он не выпал из отверстия. Шплинты имеют минимальную длину в 30 мм, диаметр 5 мм (общий или по 2,5 мм у каждой половинки), а максимальную 10 мм, диаметр 10 мм (т. е. по 5 мм у каждой половинки). При индивидуальном изготовлении на каком-либо транспортном или ремонтном предприятии шплинты могут изготавливаться и больших размеров из стального мягкого прутка.

Впервые шплинты появились на обычных повозках и телегах еще в Средние века – их изготавливали в кузницах и устанавливали в отверстия осей телег и повозок. В настоящее время шплинты применяются не только в автомобилях, тракторах, комбайнах, но также в некоторых соединениях деталей железнодорожных вагонов (грузовых и пассажирских).

Штифт

Штифт (от нем. Stift) – цилиндрический или конический металлический стальной стержень, используемый в различных механических системах (механизмах, машинах, оборудовании для неподвижного соединения двух деталей).

Штифты, например, применяются в дисковых управляемых соединительных муфтах (т. е. в цепных), в которых большие диски присоединяются к корпусу муфты радиально расположенными штифтами (в основном в однодисковых и двухдисковых муфтах). На штифты в годы существования Советского Союза в станкостроительной промышленности была введена нормаль станкостроения под номером Р95 «Элементы срезных муфт» (аналог отраслевого стандарта – ОСТа). По указанному документу были нормализованы срезные штифты предохранительных муфт для срезывающих (т. е. разрушающих) сил, имеющих значения от 70 до 3300 кг. Такие предохранительные муфты разъединяют валы при возрастании крутящего момента или скорости вращения выше допустимого значения. В последнем менее распространенном случае применяются нормально замкнутые центробежные самоуправляемые муфты, снабженные срезными штифтами (т. е. при предельных значениях скоростей или крутящего момента штифты срезаются и соответственно соединение муфты размыкается, что способствует предупреждению разрушения валов и механизма в целом). Срезным штифтам, устанавливаемым в предохранительных муфтах, придают при их изготовлении постепенно уменьшающийся угол подъема и закругленную вершину. Расположение штифтов в предохранительных муфтах осевое или радиальное, при этом их количество может быть от двух до четырехшести.

Как показали специальные исследования, применение нескольких штифтов менее надежно относительно неодинакового распределения между ними нагрузки, но более выгодно в смысле уравновешенности радиальных сил, действующих на валы (соединяемые муфтой).

Шток

Шток (от нем. Stock, в буквальном переводе – «палка», «ствол») – цилиндрический металлический стальной стержень, соединенный с поршнем и расположенный вдоль цилиндра. Шток широко применяется в таких распространенных устройствах, как:

1) гидроцилиндры;

2) пневмоцилиндры;

3) гидрораспределители;

4) пневмораспределители;

5) демпферы и др.

(Примечание: демпфер – устройство для успокоения (демпфирования) или предотвращения вредных механических колебаний звеньев машин или каких-либо механизмов путем поглощения энергии.) Например, в одном из вариантов выполнения демпфера при колебаниях штока с поршнем, помещенным в неподвижный цилиндр. Жидкость гидравлическая (специальная) перетекает через канал поочередно из одной полости в другую, при этом соответственно гасятся механические колебания. В гидроцилиндрах шток применяется в таком важном устройстве, как замок (этот замок выполняется в виде устройства, предотвращающего относительное продольное перемещение звеньев гидроцилиндра в их положениях). В первом варианте замка шток в конце хода фиксируется относительно цилиндра шариком, входящим в канавку указанного цилиндра. Во втором варианте замка гидроцилиндра на штоке и втулке выполнены продольные пазы и выступы. В зависимости от углового положения втулки выступы штока могут либо свободно перемещаться между выступами втулки, либо упираются в них. В частности, в конце хода штока выступы свободно перемещаются в крайнее правое положение, а затем разворачивают втулку таким образом, что их обратный ход невозможен. В результате исключается осевое перемещение деталей замка, т. е. обеспечивается соответственно предотвращение относительного продольного перемещения звеньев гидроцилиндра. Шток является очень важной составной частью привода качательных движений, установленного между двумя шарнирно соединенными звеньями и обеспечивающего их относительный поворот. В указанном приводе используются гидроцилиндры, причем в трех вариантах: первый вариант – гидроцилиндр через шток соединен с гибкой связью звеньев; второй вариант – шток гидроцилиндра связан с реечной передачей привода; третий вариант – шток гидроцилиндра привода взаимодействует с шарнирным механизмом.

В современных механических автоматизированных системах машиностроительных производств широко применяется автооператор – устройство, обеспечивающее загрузку ориентированных заготовок в зону обработки и съем обработанных деталей. В данном устройстве также применяется гидроцилиндр со штоком, причем привод обеспечивается перемещением цилиндра относительно штока. В процессе работы автооператора поворот штока вместе со всеми соединенными звеньями осуществляется посредством гидроцилиндра, взаимодействующего со штоком через шатун. Приведенные примеры применения штока в различных устройствах и механизмах составляют весьма незначительную часть от всех случаев использования штока как важной составной части.