Сталь шпоночная

Шпоночный материал используют во множестве промышленных отраслей в качестве некой стальной заготовки для последующей механической обработки с целью изготовления из неё различных по типу и размерам шпонок. Поскольку сами шпонки функционируют в довольно тяжелых эксплуатационных условиях, материал их изготовления должен обладать высокими техническими характеристиками и отменной степенью устойчивости к различным нагрузкам.

В частности, по ГОСТ 8787-68 шпоночный материал не может иметь прочность на разрыв менее 60 кгс/мм². В принципе, этому условию соответствует достаточно большое количество марок стали. Однако разрывная прочность является далеко не единственным параметром, по которому производители шпоночной стали выбирают основное сырьё для производства их продукции. Также очень важными критериями для выбора являются следующие факторы:

1. Стойкость к высоким температурам
2. Стойкость к агрессивным элементам
3. Стойкость к механическим нагрузкам

Само собой, и этими особенностями обладает множество стальных сплавов. Поэтому подбор конечной марки производители шпоночной стали осуществляют или по желанию заказчика, которым учитываются все эксплуатационные особенности рабочей среды, или исходя уже из собственного усмотрения. В основном шпоночный материал производится из проверенных временем марок. Как правило, в большинстве случае выбираются следующие виды стали:

• конструкционная углеродистая
• конструкционная легированная
• жаропрочная
• нержавеющая
• автоматная
• инструментальная

При этом чаще всего востребован шпоночный материал из конструкционных углеродистых сталей. Следом за ним располагаются такие виды стали, как конструкционная легированная, жаропрочная и нержавеющая. Автоматные и инструментальные стали используют уже реже. Естественно, что другие стальные сплавы пользуются уже чуть меньшей востребованностью и применяются они , как правило, в узкоспециализированных промышленных отраслях.

Кстати говоря, очень высокий спрос имеет именно шпоночный материал изготовленный из конструкционной углеродистой стали марок Ст20, Ст35 и Ст45 ввиду отличных технических характеристик и физико-химических особенностей этих сплавов. Кроме того, в зависимости от непосредственного предназначения, широкое распространение имеет также и продукция, которая была изготовлена на металлургических предприятиях из следующих марок стали:

Основные марки шпоночной стали

В целом же, абсолютно любой шпоночный материал в обязательном порядке должен иметь довольно высокую прочность и стойкость к воздействиям различного характера. Например, у него должна быть высокая устойчивость к механическим нагрузкам ударного, вибрационного и деформационного типа. Кроме того, он должен выдерживать воздействие коррозии, а также и множества других агрессивных воздействий и широкого диапазона рабочих температур.

Разумеется, что дополнительно учитываются также и другие условия эксплуатации, которые присутствуют в рабочей среде. Собственно, исходя из всех этих условий в совокупности как раз подбирается уже наиболее подходящий по физико-химическим свойствам и техническим характеристикам шпоночный материал. Однако важно учесть, что процесс его изготовления на территории России регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 8787-68.

Шпоночная сталь ГОСТ 8787-68

Примечательно, что кроме ГОСТ 8787-68 шпоночная сталь в России также может иметь и еще один аналогичный стандарт изготовления — DIN 6880. Иначе говоря, допуски и размеры в Российском госстандарте будут полностью соответствовать всем параметрам зарубежного стандарта. Таким образом, шпоночный материал DIN 6880 и шпоночная сталь ГОСТ 8787-68 можно считать двумя полностью взаимозаменяемыми регламентирующими документами.

Естественно, что в случае замены стоит учитывать полное соответствие используемой марки стали, а также размеров продукции. Более того, необходимо учитывать допуски и отклонения заготовок. Все эти технологические параметры, а также теоретический вес и номинальные размеры сечений проката прописываются непосредственно в регламентирующих документах. Например, согласно ГОСТ 8787-68 шпоночная сталь обладает следующими параметрами.

Основной промышленной отраслью, в которой в основном применяется шпоночная сталь ГОСТ 8787-68 является машиностроение. При этом сталь для изготовления шпонок нужна и в легком, и в тяжелом машиностроении. Дело в том, что из нее делают шпонки, которые есть как в конструкции легковых, так и в конструкции грузовых автомобилей. Также шпонки есть в конструкции спецмашин, сельскохозяйственного транспортных средств и разных агрегатов.

Помимо этого шпоночная сталь стандарта ГОСТ 8787-68 используется также на заводах и производственных предприятиях, где шпонки имеются в конструкционном составе разного станочного оборудования. Более того, она необходима в добывающих и в перерабатывающих предприятиях, поскольку используемое там специальное технологическое оборудование, как правило, оснащено шпоночным соединением. Зачастую даже не одним, а несколькими.

Устройство множества механизмов сконструировано таким образом, чтобы при воздействии на них избыточных нагрузок, шпонка просто срезалась в месте присоединения деталей. Это и позволяет избежать поломки конкретного узла или всего механизма, хоть и останавливает на время работоспособность устройства. Таким образом, обслуживающий технику мастер будет должен как можно быстрее заменить поломанную шпонку, установив вместо нее новую.

Однако если в только лишь одном механизме может быть несколько шпоночных соединений с разными по размеру шпонками, то чего уж говорить о различных механизмах? В каждом из них свои конфигурации и габариты узлов, следовательно, свои уникальные размеры шпонок. Естественно, что держать нужное количество шпонок про запас в больших предприятиях или хозяйствах вряд ли кто-то будет. Поэтому инженеры и стараются купить шпоночную сталь.

Благодаря удобной форме, из одного только бруска можно сделать множество небольших по типоразмеру шпонок. При этом шпоночный материал всегда подвергается дополнительной механической обработке на специальных станках, значительно улучшающей его параметры и качество. Такой процесс обработки называется калибровкой, а улучшенный с его помощью металлопрокат в промышленности обычно маркируется уже как калиброванная сталь.

Калиброванная сталь

Таким образом, любой шпоночный материал — это калиброванная сталь. За счет данного технологического процесса обработки прокат имеет более точные размеры сторон, а также и более качественную отделку поверхности. Благодаря таким особенностям при производстве шпонок предприятия экономят сырьевой материал, который обычно сильно обтачивается во время проведения дополнительной обработки для придания необходимой формы и размера.

Однако важно учесть тот факт, что калиброванная сталь может обладать разными качествами. Дело в том, что существуют различные методы её обработки. При этом каждый из которых способен обеспечить преимущества только лишь для одного определенного параметра, в то время как остальные параметры будут вовсе нетронутыми, либо их обработка будет совсем незначительна. Различают пять методов, которыми обрабатывается калиброванная сталь:

1. Холодный
2. Горячий
3. Плоскостной
4. Объёмный
5. Комбинированный

Холодный актуален для проката с небольшими габаритами. Он обеспечивает более точные размеры, но не сказывается на качестве поверхности. Горячий актуален уже для габаритного металлопроката. Он обеспечивает более гладкую и ровную поверхность, но уже не дает таких точных размеров. Плоскостная калибровка улучшает размеры по вертикали. А вот объемная, соответственно, по объему. Комбинированный способ включает в себя все эти методы сразу.

Но калиброванная сталь, обработанная комбинированным методом встречается реже, так как ее цена по сравнению с другими вариантами обработки будет значительно выше, поскольку и само качество такой заготовки более высокое. Тем не менее, в некоторых отраслях инженеры желают купить калиброванную сталь именно самого высокого качества, поскольку от этого зависит долгосрочность эксплуатации как шпоночного соединения, так и самого механизма.