Павлюк Р. В., Лебедев А. Т., Захарин А. В., Лебедев П. А. К вопросу повышения работоспособности шпоночных соединений // Научная жизнь. 2020. Т. 15. Вып. 7. С. 958–964. DOI: 10.35679/1991-9476-2020-15-7-958-964

Павлюк Роман Владимирович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технический сервис, стандартизация и метрология», ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»: Россия, 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

Лебедев Анатолий Тимофеевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Технический сервис, стандартизация и метрология», ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»: Россия, 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

Захарин Антон Викторович, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технический сервис, стандартизация и метрология», ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»: Россия, 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

Лебедев Павел Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технический сервис, стандартизация и метрология», ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»: Россия, 355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12.

Тел.: (865-2) 35-95-11

Е-mail: lebedev.1962@mail.ru

В статье приведены основные факторы повышения работоспособности шпоночного соединения. Для анализа характерных отказов шпоночного соединения возможно применение статистических методов управления качеством – диаграммой Исикавы. Как главные причины влияния на работоспособность шпоночного соединения выделены: физико-механические свойства вала, втулки, шпонки; режимы работы; воздействие окружающей среды; обслуживающий персонал; предельно допустимые эксплуатационные параметры состояния работоспособности. В свою очередь данные причины подразделяются на составляющие. Касаемо физико-механических свойств вала, втулки и шпонки основные составляющие и их оптимальное и рекомендуемое значения определены учеными и заводами-изготовителями. Режимы эксплуатации тоже напрямую влияют на работоспособность шпоночного соединения, но не всегда получается выбрать их оптимальное значение для проблемного узла. Существенной составляющей являются предельно допустимые эксплуатационные параметры, поэтому основным направлением совершенствования является как можно дольше не допустить их возникновения. В большей степени необходимо снижение износа контактируемых друг с другом поверхностей, но при этом с выделением менее и более дорогостоящих деталей. Так, износ вала должен быть минимальным ввиду сложности его изготовления и замены при ремонте. Износ шпоночного паза втулки встречается чаще, чем износ шпоночного паза вала, по причине того, что паз втулки всегда шире и посадка шпонки в нем в большей степени с зазором. Смятие шпоночного паза вала или втулки и шпонки есть следствие достижения предельно допустимого износа или возникновения внезапной критической нагрузки. Основными направлениями повышения работоспособности шпоночного соединения и поддержания ее в надлежащем состоянии являются предупреждение износа, оптимизация посадок, модернизация существующих сопряжений и разработка новых конструкций для передачи крутящего момента с сохранением предохранительных свойств.

Список литературы:

1. Антонова У. Ю. Инструменты контроля качества в процессах технического сервиса машин АПК // Доклады ТСХА : мат. междунар. науч. конференции. – М., 2018. – С. 261–263.

2. Исикава К. Японские методы управления качеством. – М. : Экономика, 1988. – 216 с.

3. Вергазова Ю. Г. Дефектация деталей цилиндрических соединений со шпонками редукторов сельхозмашин // Новые задачи технических наук и пути их решения: сб. ст. междунар. науч.-практ. конференции. Ч. 1. – Уфа : Аэтерна, 2015. – С. 63–65.

4. Вергазова Ю. Г. Посадки цилиндрических соединений со шпонками для редукторов сельхозмашин // Инновационная наука. – 2015. – № 10-1. – С. 47–49.

5. Леонов О. А. Взаимозаменяемость унифицированных соединений при ремонте сельскохозяйственной техники : монография. – М. : ФГОУ ВПО МГАУ, 2003. – 166 с.

6. Bondareva G. I., Evgrafov A. V., Ermolaeva A. Yu. Metrological support characteristics for life cycle of agricultural machines // Journal of physics: conference series. Electronic collection. – 2020. – Pp. 42087.

7. Leonov O. A., Shkaruba N. Zh. A parametric failure model for the calculation of the fit tolerance of joints with clearance // Journal of friction and wear. – 2019. – Vol. 40, № 4. – Pp. 332–336.

8. Erohin M., Leonov O., Kataev U., Vergazova U. Calculation of fits for cylindrical connections with key forreducers in agricultural machinery // Engineering for Rural Development. – 2019. – May. – Рp. 469–474.

9. Seifi R., Abbasi K., Asayesh M. Effects of contact surface roughness of interference shaft/bush joints on its characteristics // Iranian journal of science and technology-transactions of mechanical engineering / Shiraz University. – 2018. – Vol. 3. – Pp. 279–292.

10. Lebedev А., Pavlyuk R., Zubenko E., Maryin N., Chernovolov V. Analysis оf Geometric Parameters the Keyed Joints' Details оf Grain Harvesters «Vector» // Research journal of pharmaceutical biological and chemical sciences. – 2018. – Vol. 9, Iss. 6. – Pp. 735–740.

11. Лебедев А. Т., Павлюк Р. В., Захарин А. В., Лебедев П. А., Шматко Г. Г. Особенности работы и долговечность шпоночных соединений механических приводов // Наука в центральной России. – 2018. – № 2(32). – С. 12–19.

12. Пат. 2713754 Российская Федерация, МПК F16H 13/00. Фрикционное соединение приводного вала и шкива / А. Т. Лебедев, В. В. Очинский, Н. А. Марьин [и др.]. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ. – № 2019107990/19 ; заявл. 20.03.2019 ; опубл. 07.02.2020, Бюл. № 4.

13. Пат. 2402701 Российская Федерация, F16D 1/09. Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу / А. Т. Лебедев, Р. В. Павлюк, Р. А. Магомедов. – № 2009119273/11 ; заявл. 21.05.2009 ; опубл. 27.10.2010, Бюл. № 30. – 9 с.

MORE ON THE ISSUE OF INCREASING THE PERFORMANCE OF KEYED CONNECTIONS

Pavlyuk Roman Vladimirovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Depart. of Technical Service, Standardization and Metrology, Stavropol State Agrarian University, Stavropol, Russia.

Lebedev Anatoliy Timofeevich, Dr. of Tech. Sci., Prof., Head of Depart. of Technical Service, Standardization and Metrology, Stavropol State Agrarian University, Stavropol, Russia.

Zakharin Anton Viktorovich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Depart. of Technical Service, Standardization and Metrology, Stavropol State Agrarian University, Stavropol, Russia.

Lebedev Pavel Anatolyevich, Cand. of Tech. Sci., Ass. Prof., Depart. of Technical Service, Standardization and Metrology, Stavropol State Agrarian University, Stavropol, Russia.

Keywords: keyed connection, serviceability, fit, wear.

Abstract. The article presents the main factors for improving the performance of the keyed connection. To analyze the characteristic failures of the keyed connection, it is possible to use statistical methods of quality control – the Ishikawa diagram. The main reasons for the influence on the performance of the keyed connection are highlighted – the physical and mechanical properties of the shaft, bushings, keys; operating modes; environmental impact; service staff; maximum permissible operational parameters of the health state. In turn, these reasons are divided into components. Concerning the physical and mechanical properties of the shaft, bushing and key, the main components and their optimal and recommended value are determined by scientists and manufacturers. The operating modes also directly affect the performance of the keyed connection, but we cannot always choose their optimal value for the problematic assembly. An essential component is the maximum permissible operational parameters, therefore the main direction of improvement is to prevent their occurrence as long as possible. To a greater extent, it is necessary to reduce the wear of the surfaces in contact with each other, but at the same time the allocation of less and more expensive parts. So the wear of the shaft should be minimal due to its great complexity of manufacture and replacement during repair. The wear of the bushing keyway is more common than wear of the shaft keyway due to the fact that the bushing groove is always wider and the fit of the key in it is more with a clearance. Crushing of the keyway of the shaft or bush and key is a consequence of the onset of the maximum allowable wear or the occurrence of a sudden critical load. The main area for improving the performance of the keyed connection and maintaining it in proper condition is to prevent wear, optimize fits, modernize existing mates and develop new designs for transmitting torque while maintaining safety properties.