Фрезерование шпоночного паза на месте: когда это выгоднее, чем снимать вал

01Почему разбивается шпоночный паз и что с ним делать

Шпонка передаёт момент боковыми гранями. Люфт в посадке, удары при пуске и реверсе, ослабленная ступица — и грани паза сминаются. Дальше износ ускоряется: шпонка обкатывается, бьёт по граням, разбивает паз в ступице и может срезаться.

Варианты ремонта вала:

• расширить паз под следующий размер шпонки — со ступенчатой шпонкой или новой ступицей;
• сделать новый паз в другом месте окружности, оставив старый;
• наплавить паз и прорезать заново — это уже цеховая работа.

Какой вариант допустим, решает конструктор по чертежу и нагрузке: сечение шпонки и глубина паза связаны с диаметром вала и передаваемым моментом.

02Снять вал или фрезеровать на месте: сравнение

На месте выгоднее, когда:

• чтобы снять вал, нужен кран и придётся разбирать соседние узлы;
• простой агрегата обходится дороже самой работы;
• шейки под подшипники и посадки вала в порядке, изношен только паз;
• к пазу есть доступ — по длине вала или на его конце.

В цех лучше, если вал изогнут или с трещинами, нужна наплавка или термообработка, изношены шейки. Расходы на оба варианта можно сравнить на своих данных по таблице из статьи «Мобильный станок или подрядчик».

03Размеры шпоночного паза по ГОСТ 23360-78

Ремонт имеет смысл, только если новый паз попадает в размеры и допуски стандарта — иначе шпонка либо не войдёт, либо будет болтаться. Выдержка из табл. 2 для валов от 22 до 110 мм:

Что ещё важно из стандарта:

• предельное отклонение глубины t1 и t2 для этих сечений — +0,2 мм;
• для свободного соединения паз вала делают по H9, для плотного — по P9;
• шпонки 7 × 7 и 24 × 14 допускаются только для крепления режущего инструмента (табл. 1, прим. 5), поэтому в таблице — 8 × 7 и 25 × 14;
• на чертеже для вала ставят один размер — t1 (предпочтительно) или d − t1 (прим. к черт. 2);
• в обоснованных случаях на валах больших диаметров допускаются меньшие сечения, кроме выходных концов валов (табл. 2, прим. 4).

Для валов свыше 110 мм размеры даны в продолжении табл. 2 — до 500 мм.

04Шпоночно-фрезерный станок: стационарный и мобильный

Шпоночный станок в цехе — стационарный: вал укладывают на стол, и фреза проходит паз. Для этого вал нужно снять и привезти.

Мобильный шпоночно-фрезерный станок приезжает к валу. Схем крепления три:

• на призматическом основании, закреплённом на валу, — МФШС-24;
• цепями с натяжителями вокруг вала или трубы — ШФС;
• на конце вала — для пазов на торцах и шейках, ФШС-Т 300.

Шпоночное фрезерование на мобильном станке идёт фрезой с регулировкой по трём осям: вдоль вала задают длину паза, поперёк — положение фрезы относительно оси, по вертикали — глубину.

05Фрезерование шпоночного паза на месте: по шагам

Фрезеровка шпоночных пазов на валу идёт в таком порядке:

1. Остановите и обесточьте привод, оформите допуск к работе; снимите ступицу или полумуфту, если паз под ней.
2. Замерьте вал и паз, определите размер нового паза по чертежу и ГОСТ 23360-78.
3. Установите станок — на призму, цепями или на торец вала — и закрепите жёстко.
4. Выставьте фрезу по оси вала по трём осям.
5. Фрезеруйте проходами до глубины t1; при необходимости расширьте паз смещением по поперечной оси.
6. Проверьте ширину калибром или контрольной шпонкой, глубину — t1 или d − t1, симметрию паза относительно оси; снимите заусенцы.