Соединения: назначение, виды соединений. примеры, достоинства, недостатки видов соединений

Шплинтованное крепление

Простыми подручными материалами не обойтись. Для этого варианта понадобятся шплинты, которые можно приобрести в магазине шитья и рукоделия. Шплинты подбираются исходя из размеров игрушки. Дополнительно нужно купить диски и шайбы. Кроме того, потребуются инструменты для закручивания шплинтов. Удобнее всего использовать шплинтовёрт (он похож на отвёртку с расточенным кончиком). За неимением этого инструмента можно использовать круглогубцы или плоскогубцы.

Вот как следует выполнять шплинтовое крепление деталей:

1. На шплинт надевают шайбу и металлический диск так, чтобы с деталью соприкасалась шайба. Сверху усики шплинта заворачивают с помощью круглогубцев.
2. Шплинт нужно вставить внутрь элемента, когда он ещё не довязан. Диск с шайбой остается внутри, а кончик шплинта торчит наружу.
3. Затем шплинт вставляется в заготовку туловища и закрепляется шайбой и диском.
4. Кончик шплинта нужно завернуть максимально туго и плотно. Шплинт крепят и закручивают с помощью шплинтовёрта или круглогубцев.

Шплинтовое крепление ног и других конечностей имеет несколько недостатков. Материалы для этого крепления найти не так просто, да и стоят они достаточно дорого. Конечности со шплинтами смотрятся немного кривоватыми, а сам соединительный узел получается расхлябанным.

Крепление на пуговицах

Таким способом можно зафиксировать лапы игрушки и прикрепить голову к туловищу. Фиксация пуговицами не лишает детали подвижности. И в этом основное преимущество данного варианта. Кроме того, оно простое в исполнении, поэтому его могут выполнять новички.

Пуговицы выбирают среднего или крупного размера, по две штуки на каждый прикрепляемый элемент.

Скрепление головы

1. Продевают крепкую нить в подходящую пуговицу. Лучше использовать нить в несколько сложений, чтобы соединение было прочным.
2. Вставляют пуговицу в отверстие головы и стягивают его.
3. Провязывают несколько рядов (6-8) будущего туловища.
4. Протягивают нити из головы в туловище и нанизывают на них ещё одну пуговицу.
5. Как следует затягивают узел на второй пуговице, чтобы голова надёжно зафиксировалась. Рекомендуется попросить о помощи другого человека.
6. Затем продолжают вязать туловище.

Скрепление лап

1. Для начала примеряют лапы к месту соединения. Необходимо, чтобы они выглядели ровными и симметричными. Отмечают места крепления на туловище.
2. Затем берётся прочная нить, которая продевается в иглу. На кончике нитки завязывается узел. Иглу нужно продеть через лапу, оставив узелок на внутренней стороне. Для выполнения соединения удобно использовать длинную иглу.
3. Пришивают пуговицу и продевают иглу через туловище насквозь, до места фиксации другой лапы (с противоположной стороны).
4. Пришивают пуговицу и как следует затягивают нить, чтобы конечности надёжно зафиксировались. Затем, закрепив пуговицу, вяжут узел, туго стянув делали.
5. Аналогичным образом пришивают другие элементы, например две оставшиеся лапы. Сделать это можно, не обрезая нить, а продев иглу через туловище до места крепления следующей лапы.

Чтобы лучше понять принцип изготовления пуговичного соединения, можно посмотреть мастер-класс.

Недостаток пуговичного способа соединения деталей вязаной игрушки в том, что если нить, соединяющая пуговицы, порвётся, то починить крепление будет крайне проблематично. Сложность также и в том, что стянуть элементы без посторонней помощи сложно.

Верёвочные шарниры

Это разновидность нитяного крепления, при котором пришитые детали могут двигаться. Чтобы прикрепить ручки и ножки к туловищу, следует:

1. В слегка набитое тело ввести иглу изнутри. Затем зацепить одну ногу иглой, вернуться в туловище, выйти с противоположной стороны и захватить вторую ногу.
2. Для надёжности процедуру повторить два-три раза.
3. Кончик нитки аккуратно спрятать внутри изделия.
4. Аналогичным способом пришить другие детали.

Описанные способы крепления деталей вязаной игрушки различаются по степени сложности. Можно опробовать все и опытным путём выбрать для себя наиболее подходящий.

Предыдущая запись Транспондер: что это, какими бывают и как закрепить в автомобиле
Следующая запись Как отремонтировать крепление крышки ноутбука

Классификация

Детали шлицевых узлов нормализованы – существует определенный список типоразмеров, с соответствующими парами. Под них изготавливается инструмент и настраивается оборудование. В зависимости от условий работы и нагрузок, шлицевые соединения на несколько групп. Они характеризуются:

• формой зуба;
• базовыми поверхностями;
• возможностью смещения вдоль оси.

Форма выступа определяется по шлицевому валу. Втулка имеет только соответствующие вырезы – пазы. Характеристики определяются  видами шлицов:

• прямые или прямобочные;
• эвольвентные;
• треугольные.

Классификация производится по форме зуба в сечении поперек соединения.

Прямобочные – прямозубые

У прямобочных шлицевых соединений зуб в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. Ширина по всей высоте одинаковая. Встречаются в механизмах чаще всего, поскольку изготовление относительно простое. Прямозубые шлицевые соединения различают по величине нагрузки: малая, средняя, высокая.

По способу движения вдоль оси различают типы соединений:

• неразъемные;
• подвижные без нагрузки;
• подвижные под нагрузкой.

Неразъемные используют в редукторах и других узлах при передаче вращения между постоянной парой деталей.

Примером подвижных соединений без нагрузки служат коробки скоростей станков. При переключении смещается вал, и другая пара вступает в зацепление. Изменяется передаточное число и скорость вращения патрона или шпинделя.

Коробка скоростей автомобиля не требует полной остановки для переключения. Происходит передвижение втулки относительно оси вращения без остановки, под нагрузкой.

К классификации шлицевых соединений относится и способ центровки. Он может быть:

• по внутреннему диаметру – d;
• по наружному диаметру – D;
• по боковым сторонам, ширине зуба – b.

При центровке по внутреннему диаметру минимальные допуска на изготовление даются на размер вала по впадине и внутренний диаметр втулки. Просвет образуется между вершиной зуба на валу и дном шлица. Точность соединения достигается шлифовкой отверстия втулки на внутришлифовальном станке. Обработка меньшего диаметра на валу производится абразивным кругом вдоль оси.

При центровке по наружному диаметру плотное прилегание происходит по вершине выступа на валу и диаметром по впадине на втулке. В этом случае производится наружная шлифовка вала и чистовая обработка – долбежка, втулки.

Шлицы изготавливаются с высокой точностью по ширине зуба и его расположения относительно оси. Втулка запрессовывается на вал. По обоим диаметрам имеются зазоры.

На чертеже показывается поперечное сечение соединения с одним зубом и диаметрами пунктирной линией. Втулка заштриховывается. Прямозубые шлицевые соединения на основном виде обозначают выносом линии с характеристиками. Расшифровка включает в себя буквенное обозначение способа центровки, количество и ширина шлицев, размер внутреннего и наружного диаметра с указанием класса точности и чистоты обработки всех поверхностей.

Эвольвентные

Соединение получило свое название за форму боковой поверхности в виде эвольвенты, как у цилиндрического зубчатого зацепления. Большая площадь контакта и широкий зуб в основании позволяет передавать огромное усилие. Зуб отличается высокой прочностью на изгиб.

Изготавливают шлицевые валы на зубофрезерных станках. Получается высокая точность при использовании стандартного оборудования. Центрирование делается по наружному диаметру для механизмов, работающих с высокой точностью, и по боковой поверхности для сильно нагруженных узлов. Соединение неподвижное. При боковом смещении возникает большая сила трения.

На чертеже указывается один зуб и его форма, по аналогии с прямозубыми зацеплениями. Кроме диаметров и классом обработки под выносной линией указывается ГОСТ, по которому изготавливались шлицы.

Треугольный профиль

Для передачи вращения тонкостенными ступицами изготавливаются шлицевые соединения с треугольным профилем. Они соединяются неподвижно и используются для маломощных усилий, требующих большой точности передачи вращения.

Изготавливается зуб по отраслевым стандартам с углом: 30°, 36° и 45°. Зубья мелкие, количество большое, в пределах 20 – 70 шт. центрирование производится только по боковым поверхностям.

Стоят на приводе стеклоочистителя в автомобилях, торсионных валах триммеров.

Разновидности креплений и особенности их устройства

Сборка – сложный этап. Способов соединения отдельно связанных деталей существует несколько. Основные виды креплений элементов амигуруми (именно так называется искусство создания вязаных игрушек):

• пуговичное;
• шплинтовое;
• верёвочные шарниры;
• ниточное.

Тип соединения выбирается в зависимости от предпочтений или от того, что именно нужно крепить. Если необходимо сделать подвижные лапы или голову, то стоит выбрать пуговицы, шплинты или верёвочные шарниры.

Шплинтовое скрепление выполняется с помощью специальных элементов и инструментов. Нитки надёжно зафиксируют конечности. Это самый простой для новичка способ. Чтобы зафиксировать детали с помощью верёвочных шарниров, нужно насквозь (через туловище) пришить лапы игрушки.

Что это такое и для чего нужны?

Шплинты, как разновидность крепежных деталей, являются стандартными метизными изделиями. Они широко применяются в самых разных конструкциях, устройствах и установках. Следует отметить, что их главная задача – это надежная фиксация осей и гаек. Шплинтование действует по принципу механизма быстрой блокировки. Эти метизы, используемые для крепления отдельных деталей мотоблоков, шнеков снегоуборщиков и даже для сборки мебели, очень легко устанавливаются и демонтируются.

Внешне шплинт – это небольшой проволочный стержень, который согнули пополам. Он имеет полукруглое сечение и вставляется в круглое отверстие соответствующего размера. Последнее может быть проделано в оси, валу, болте или же гайке. В месте перегиба шплинта присутствует небольшое ушко, которое препятствует его проскальзыванию. После установки скрепляющего элемента его концы, имеющие разную длину, разводят в разные стороны и загибают.

Рассматривая особенности и эксплуатационные показатели данного типа крепежных устройств, необходимо уделить внимание их отличию от штифтов. Прежде всего, последние выполнены в виде стержня, имеющего цилиндрическую или же коническую форму

По большому счету штифт представляет собой гвоздь, не имеющий головки. В подавляющем большинстве случаев такие фиксаторы вставляются в отверстия, проходящие сквозь все соединяемые элементы конструкции или механизма. Так, штифт в виде цилиндра увеличенного диаметра с силой вдавливается в посадочное отверстие, что обеспечивает надежную фрикционную связь за счет упругости материала.

Штифты применяются в тех ситуациях, когда требуется строгая фиксация конструктивных элементов по отношению друг к другу под незначительными нагрузками. Нередко при этом устанавливают дополнительно поперечно размещаемые шплинты, которые обеспечивают надежное соединение и предотвращают выпадение штифтов при вибрации.

На практике чаще всего применяют два вида рассматриваемых приспособлений – пружинные и разгибные. При этом последние являются наиболее распространенными благодаря надежности, простоте конструкции и возможности самостоятельного изготовления. Пружинный шплинт в виде зигзага немного сложение в эксплуатации, но при этом он не является менее надежным.

Эти метизы доказали свою эффективность в ситуациях, когда требуется защита незакрепленных винтовых или же болтовых соединений от осевого смещения под внешними воздействиями. При этом пружинные модели более актуальны для повышенных нагрузок. Речь в данном случае идет об узлах строительной техники, включая подъемные механизмы, а также о тормозных системах велосипедов. Как правило, пружинные шплинты дополнительно фиксируют для предотвращения выпадения и потери.

В машиностроении описываемые приспособления широко применяются в качестве заглушек и стопорного крепежа. Однако их можно встретить и в повседневной жизни, чуть ли не на каждом шагу. В качестве яркого примера можно привести оборудование тренажерных залов. Еще одна разновидность шплинтов, а именно, быстросъемные нашли широкое применение в сельскохозяйственной сфере.

С учетом всего изложенного можно условно определить область применения шплинтов разных типов. И речь в данном случае идет о следующих направлениях.

• Автомобили, мототехника, плавсредства и велотехника.
• Машиностроение.
• Производство металлоконструкций.
• Сельское хозяйство.
• Ремесла.

Важно учитывать, что установка шплинтов не предусматривает передачу энергии. В перечень современных метизных изделий входит достаточное количество элементов, таких как, к примеру, контргайки

Однако даже самые качественные из них со временем и под воздействием вибрации ослабляются. Предотвращение подобных явлений – это главная задача шплинтовой фиксации. Однако стоит учитывать прилагаемую силу, которая при пиковых нагрузках может разрушить всю конструкцию.

Размеры

В первую очередь необходимо отметить, что шплинты подбираются с учетом размеров посадочных отверстий скрепляемых или фиксируемых деталей. Как уже отмечалось, основные параметры метизного изделия отображаются в его маркировке. Например, шплинт 5Х28,3,0363, согласно актуальной стандартизации (ГОСТ 397-79), имеет длину и диаметр 28 и 5 мм соответственно, а также выполнен из латуни марки Л63 с покрытием из никеля толщиной 6 мкм.

Для разных типов фиксаторов существуют таблицы их размеров, которые без труда можно найти на специализированных сайтах. При этом ключевым критерием будет совпадение диаметров шплинта и отверстий под него

Важно учитывать, что зазор должен способствовать свободному проталкиванию крепежного элемента

Также необходимо принимать во внимание длину ножек, которая должна как минимум вдвое превышать длину отверстия

Так, под диаметром классического, то есть, разводного фиксатора понимают возможный для его установки диаметр отверстия в соединяемых, закрепляемых элементах конструкции или механизма. При этом длину измеряют от ушка по короткой ножке. Кстати, края последних могут быть заостренными или же обрезанными под определенным углом. Чаще всего в продаже можно встретить шплинт следующих размеров:

• DIN 94 – диаметр 1-13 мм, длина 4-200 мм, головка 1,6-24,8 мм;
• ГОСТ 397-79 – диаметр 0,6-20 мм, длина 4-280 мм, головка 1,6-24,8 мм.

Резьбовой метод

Старый и давно испытанный вариант крепления. Для него используются следующие элементы: болты, винты, шпильки, винтовые стяжки и прочие. Крепление осуществляется за счет резьбы на крепеже и в отверстии детали.

• Болт представляет собой резьбовой стержень, на одном конце которого находится крепежная головка. Ее форма бывает шестигранной, квадратной, круглой и т. д.
• Винт отличается от предыдущего изделия тем, что на головке располагается прорезь (шлиц) под отвертку. Он бывает шестигранным, прямым, крестовым и т. д. По типу головки изделия бывают потайными, цилиндрическими, полукруглыми, полупотайными.
• Шпилька – стержень с резьбой на обоих концах. В отличие от предыдущих вариантов не имеет головки.
• Установочная шпилька на одном конце имеет шлиц.
• Гайка – призма со сквозным отверстием или заглушенным с одной стороны.

К этим метизам выпускаются шайбы: плоская, пружинная, деформируемая. Такая фиксация применяется повсеместно.

Классификация

Шплинты классифицируются согласно государственным стандартам по своей конструкции и размерам.

Разводной (разгибной) или стандартный

Шплинт общего назначения стандартизирован согласно отечественному ГОСТу 397-79 (аналог немецкого стандарта DIN 94).

Обычно имеет вид проволоки с полукруглым поперечным сечением. Ножки разной длины прижаты друг к другу, так что с одной стороны образуется круглое поперечное сечение со стандартизированным диаметром, а с другой стороны, приблизительно кольцевая, также стандартизированная, головка. Она служит для ограничения глубины посадки и фиксирования самого крепежа.

Для фиксации шплинт вставляется через стандартное отверстие в скрепляемых деталях. Концы ножек разводятся, их разная длина упрощает этот процесс. Кроме того, головка необходима для извлечения изношенного крепления с помощью, например, пассатижей или тонкого прочного стержня.

Стандартные шплинты нельзя повторно использовать после разблокировки, поскольку их функции безопасности больше не гарантируются.

Конструкция, размеры и маркировка шплинтов по ГОСТ приведены на чертеже и в таблицах 1 и 2.

Под диаметром разводного шплинта понимается диаметр возможного для использования отверстия фиксируемых деталей. Длина измеряется от головки до конца короткой ножки. Форма концов ножек бывает разной – заостренной или срезанной под определенным углом.

Обычно в продажу поступают следующие крепления:

• по стандарту DIN 94 — с условным диаметром от 1 до 13 мм, длиной от 4 до 200 мм, размером головок от 1.6 до 24.8 мм.
• по ГОСТ 397-79 — с условным диаметром от 0.6 до 20 мм, длиной от 4 до 280 мм, размером головок от 1.6 до 24.8 мм.

Пружинный

Пружинный шплинт отличается по принципу действия от разгибного. Он блокирует детали за счет защелкивания благодаря упругому (пружинному) эффекту собственного материала. Форма его напоминает букву «R». Производятся они по международному стандарту ISO 7072 (аналог – немецкий стандарт DIN 11024).

Изображение пружинных шплинтов и способ крепления

Крепеж осуществляется следующим образом. Прямая ножка, напоминающая иголку, вставляется в отверстие необходимого размера, изогнутая – защелкивается по верху детали в нескольких точках. В результате создается пружинный эффект.

Благодаря своей иголкообразной ножке пружинные крепления часто дополнительно называют игольчатыми пружинными.

Игольчатые шплинты бывают формы E и формы D в зависимости от вида круглой части – в D она усилена дополнительным витком.

На чертежах и в таблице показаны вид и размеры крепления формы D.

Ось или вал	d3	d4	l1	l2	l3	h	r1	r2	Вес
Диаметр отверстия d1	Наружный диаметр d2
2,5	от 9 до 11,2	2,25	20	42	24	5,5	2,5	5,6	4	0,59
3,2	от 11,2 до 14	2,8	20	48	26	7	3	7	5	0,99
4	от 14 до 20	3,6	20	64	32	10	4,5	10	6,5	1,89
5	от 20 до 26	4,5	25	80	39	12,5	7	13	8	3,54
6,3	от 26 до 34	5,6	25	97	45	16	9	17	10	6,18
7	от 34 до 45	6,3	30	125	56	21	12,5	22,5	11,5	9,7
8	от 45 до 56	7	30	150	63	25,5	17,5	28	12,5	13,4

Также на рисунках и в таблице приведены вид и размеры крепления формы E.

d	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0
L	50	60	60	85	105	105	110
D	10	18	20	24	30	30	28
B	25	28	30	40	50	50	55
Диаметротверстия	2.5	3.5	4.5	6.0	7.0	8.0	9.0
Диаметрвнешний	9-14	10-16	16-20	20-28	28-40	28-45	30-45

Быстросъемный с кольцом

Шплинты немецкого стандарта DIN 11023 оборудованы специальным кольцом, которое делает их применение значительно удобнее в случае многократного использования детали. В отличие от предыдущих видов креплений, которые рекомендуется использовать однократно, быстросъемные шплинты (чеки) могут применяться практически неограниченное число циклов сборки и разборки различных типов соединений

Это важно, когда на детали распространяются особые требования и аспекты безопасности. Например, для прямых валов и труб, многих видов сельхозтехники

На чертежах и в таблице приведены вид и размеры шплинта-чеки.

Технология производства и материалы

Материал, из которого изготавливаются шплинты, обычно представляет собой мягкую конструкционную сталь, нержавеющую сталь, в редких случаях медь, медные или алюминиевые сплавы, латунь.

Например, пружинные заглушки DIN 11024 обычно делают из углеродистой или нержавеющей стали с цинковым защитным слоем, предохраняющим от коррозии металла.

Размеры креплений зависят от диаметров крепежных болтов или винтов. Обозначаются они по определенной условной схеме, приведенной ниже для образца, имеющего диаметр 5 мм, длину 28 мм, сделанного из латуни Л63, покрытого слоем никеля толщиной 6 мкм, по ГОСТу 397-79 (Шплинт 5 × 28.3.036 ГОСТ 397-79).

Имеющийся зазор должен быть с шероховатостью, которая не препятствует проталкиванию крепежа в отверстие. При этом нельзя использовать слишком короткое крепление – его длина должна быть как минимум вдвое больше длины самого отверстия.

По требованиям ГОСТ 397-79 поверхность крепежных изделий не должна содержать различных трещин, сколов, засечек, заусенцев и тому подобных дефектов, нарушающих допустимые стандарты шероховатости.

Среди метизных изделий существует множество разновидностей крепежных элементов, тех же контргаек. Но все они ослабевают с течением времени, особенно при наличии вибраций. Шплинт же полностью исключает вероятность ослабления крепежа. Конечно, если приложенная сила недостаточно велика, чтобы разрушить общую конструкцию.

Разновидности

Игольчатый шплинт применяется для соединения и фиксирования разъемных конструкций, обеспечивает быструю сборку и разборку комплектующих деталей. Верхний конец изготовлен зигзагообразно, напоминает букву R. Эта особенность дает возможность захвата верхней частью ножки детали снаружи: сразу в нескольких местах происходит автоматическое защелкивание. А прямая часть, введенная в отверстие, остается зафиксированной, неподвижной. Таким образом, происходит двухстороннее крепление штифта, гайки или болта.

Быстросъемный шплинт с кольцом (чека) имеет фиксированный стержень, который вставляется в отверстие винта. Прикрепленное кольцо со свободным движением накидывается на конец крепежного элемента сверху для дополнительной фиксации, является складной заглушкой. В отличие от предыдущих видов, это крепление имеет большое преимущество, так как используется многократно. Это является важным фактором при сборке и разборке конструкций для моментального крепления. Удобство именно такой формы, напоминающей чеку, в том, что при снятии шплинта необходимо лишь поднять кольцо и, потянув за него, вытащить стержень шплинта.

Пружинный шплинт немного сложнее в конструкции, бывает двух видов: с двойной петлей на месте ушка и одинарной. Двойное оборотное ушко при эксплуатации пружинит, обеспечивая дополнительную надежность и маневренность в креплении деталей. Верхний конец изготовлен зигзагообразно.

Материалы

Учитывая особенности конструкции, предназначение и сферу применения описываемых фиксаторов, можно сделать вывод, что материалы, из которых они изготавливаются, должны соответствовать определенным стандартам. Сейчас на рынке представлены шплинты, в том числе из меди, латуни и алюминиевых сплавов. Стоит заметить, что подобные варианты встречаются намного реже. При этом наиболее распространенным материалом является мягкая конструктивная сталь и нержавейка.

К примеру, фиксаторы (заглушки) пружинного типа в подавляющем большинстве случаев выполнены из углеродистой и нержавеющей марок стали. Они имеют цинковое покрытие, обеспечивающее эффективную защиту металла от коррозии. Его толщина варьируется в диапазоне от 6 до 12 мкм

Важно учитывать, что в соответствии с ГОСТ 397-79 поверхности метизных изделий не должны иметь трещин, сколов и прочих повреждений, из-за которых будут превышены допустимые нормы шероховатости

Согласно действующим стандартам, рекомендуются следующие варианты материалов и покрытия для изготовления шплинтов.

• Низкоуглеродистая сталь (содержание углерода в составе не более 0,2%) с цинковым, кадмиевым, окисным или фосфатным защитным слоем.
• Коррозионностойкие марки стали с окисным покрытием, создаваемым кислыми растворами.
• Никелированная латунь марки Л63.
• Сплав АМЦ с окисным покрытием, наполненным в растворе калия бихромата.

Как уже было указано выше, помимо низкоуглеродистых сталей, могут использоваться даже цветные металлы и их соединения. Так, при изготовлении шплинтов из проволоки допускается отсутствие покрытия на торцах «ножек». Помимо этого, в некоторых случаях оно может отсутствовать и на внутренних поверхностях ветвей, а именно, в местах касания.

Стопорение проволокой

На основании утверждённого стандарта допускается стопорение проволокой. Такой принцип называется обвязкой. Он имеет два способа фиксации:

• стопорение между собой гайки и болта;
• фиксация гайки или болта к корпусу детали.

Для реализации этого метода в головках болтов или закреплённых гайках просверливают сквозные отверстия, через которые пропускают стальную проволоку. Их сверлят перпендикулярно поверхности фиксируемой детали. Проволокой обматывают (обвязывают) каждую деталь, зажимая их в требуемом положении. ГОСТ допускает стопорение одного конструктивного элемента или нескольких, создавая единую систему обвязки. Применение одновременной контровки группы гаек или болтов позволяет повысить надёжность всей конструкции. Повышения надёжности добиваются сверлением трёх отверстий. Крупногабаритные гайки обвязываются через шесть отверстий. Получатся бесступенчатая угловая фиксация.

В противном случае происходит самопроизвольное раскручивание, что  вызывает ослабление скрепляемой конструкции.