Індивідуальні шліцьові вали
Інволютний та паралельний шпон

Шліцьовий вал (також називається валом зі шліцами) — це вал з поздовжніми зубцями (сплайнами), обробленими вздовж його зовнішньої поверхні які з'єднуються з відповідними внутрішніми сплайнами (в hub, sleeve або coupling), щоб передавати крутний момент, дозволяючи при цьому осьове ковзання або точне кутове позиціонування. На відміну від простого валу з ключем (один ключ, один паз), сплайн-вал розподіляє крутний момент між кількома зубцями, що забезпечує вищу здатність до крутного моменту, кращу концентричність і нижчу концентрацію напружень. Сплайн-вали використовуються там, де потрібно передавати крутний момент між валом і ковзаючим або фіксованим hub — автомобільні трансмісії, роботизовані суглоби, гідравлічні насоси та аерокосмічні актуатори.

Ціна на індивідуальні шліцьові вали залежить від шести параметрів: (1) зовнішній діаметр шліців та модуль — більші та дрібнокрокові вали коштують дорожче; (2) матеріал — сталь 20CrMnTi з цементацією дорожча за 42CrMo4 з індукційною закалкою; (3) клас точності — DIN 5480 клас 5 (шліфований) приблизно вдвічі дорожчий за клас 7 (лише нарізаний); (4) термічна обробка — індукційна закалка + шліфування додає 25–40%; (5) довжина та спеціальні особливості — довгі вали, порожнисті вали та шестерні-шліцьові вали дорожчі за прості короткі шліци; (6) кількість замовлення — прототипи коштують дорожче за одиницю, ніж партії понад 100 штук. Надішліть свій креслення для безкоштовної індивідуальної пропозиції на шліцьовий вал — ми відповідаємо протягом 48 годин з фіксованою ціною, термінами виготовлення та розрахунком вартості обробки деталей шліцьового валу.

Шліци інволюти (покритий стандартом DIN 5480, ISO 4156, ANSI B92.1) має профілі зубців з інволютною кривою — такою ж геометрією профілю, як у зубців шестерні. Це забезпечує самовирівнювання під навантаженням, високу здатність до крутного моменту та можливість виготовлення та перевірки за допомогою того ж обладнання, що й для шестерень. Сплайни з паралельним ключем (DIN 5462/5463) мають прямі, плоскі зубці з прямокутним перетином — простіші в обробці, але з нижчою вантажопідйомністю та без самовирівнювання. Інволютні сплайни віддають перевагу для автомобільних та аерокосмічних застосувань; сплайни з паралельним ключем — для легших верстатів та конвеєрних застосувань.

Чотири основні стандарти: DIN 5480 (німецький/європейський) — інволютні сплайни, метричний модуль, 30° кут тиску, домінуючий стандарт у європейських автомобільних та промислових застосуваннях. ISO 4156 — тісно пов'язаний зі стандартом DIN 5480, але з деякими відмінностями в визначеннях класу посадки; віддається перевага для міжнародних закупівель. ANSI B92.1 (імперський, діаметральний крок) та ANSI B92.2M (метричний) — американські стандарти, широко використовуються в автомобільній та гідравлічній промисловості України. SAE J498 для муфт гідравлічних насосів. HXC виготовляє шліцьові вали за всіма чотирма стандартами — вкажіть ваш стандарт і клас посадки на кресленні.

Стандартний процес виготовлення шліцьового валу для точних шліців: (1) Обробка заготовки — зовнішній діаметр вала, шийки та елементи обробляються до близької до готової форми з запасом на шліфування. (2) Обробка шліців — зуби шліців інволюти формуються за допомогою ЧПУ обробки зубчастих коліс. (3) Термальна обробка — індукційне загартування шліцевої зони або повне цементування, залежно від застосування. (4) Шліфування зубів шліців — профільне шліфування після загартування відновлює точність класу 5–6 за DIN 5480. (5) Циліндричне шліфування OD — шийки підшипників та базові діаметри шліфуються до остаточного розміру. (6) Інспекція — вимірювання за допомогою калібру 100% go/no-go та вимірювання через штифт.

Фреттинг мікрознос на контактній поверхні зуба сплайна — поширений режим відмови в сплайнових з'єднаннях, що підлягають циклічним крутильним навантаженням з вібрацією. Це призводить до утворення характерних окислених часток зносу (корозія фреттингу) і може прогресувати до тріщин від втоми фреттингу в корені зуба. Методи запобігання: (1) Клас щільності — зменшує відносний мікро-рух; (2) Загартування поверхні — тверді боки зубів протистоять мікрозносу; (3) Змащення — сплайнова змазка (MoS₂ або NLGI 2) у з'єднанні; (4) Збільшена кількість зубів — розподіляє навантаження на більше число зубів; (5) Ударне оброблення — стиснення в корені протистоїть ініціації тріщин.

DIN 5480 визначає сплайнову щільність за класом допуску та типом щільності. Вал (зовнішній сплайн) класифікується за допуском товщини зуба (наприклад, e, f, g для ковзної щільності; js для перехідної щільності; k, n для пресової щільності). Хаб (внутрішній сплайн) має доповнюючий клас. Загальні варіанти: Ковзна щільність (f/H) — для сплайнів, які повинні ковзати осьово або збиратися з силою рук; типово в трансмісіях та з'єднаннях гідравлічних насосів. Перехідна щільність (js/JS) — для фіксованих з'єднань з певним допуском при складанні. Пресова щільність (k/K, n/N) — для постійних з'єднань. Завжди вказуйте клас щільності як вала, так і хаба на кресленні — невідповідність класів є частою помилкою в проектуванні.

Перевірка шліцевого валу використовує три взаємодоповнюючі методи: (1) Го/но-го шліцеві вимірювальні інструменти — найпрактичніший метод для виробничої перевірки. Вимірювальний інструмент "го" (з'єднувальний штекер) перевіряє загальну композитну толерантність, включаючи форму зуба, крок і концентричність в одній функціональній перевірці. Вимірювальний інструмент "но-го" перевіряє, що товщина зуба не є занадто тонкою. (2) вимірювання через штифт (через кулю) — два прецизійні штифти відомого діаметра, розміщені в протилежних проміжках зубів, а відстань вимірюється мікрометром. Безпосередньо вимірює ефективну товщину зуба. (3) CMM з модулем зубчастого колеса — для шліців класу точності, які вимагають індивідуального профілю зуба, кроку, гвинтової лінії та вимірювання вільного ходу відповідно до DIN 5480 або ISO 4156. HXC використовує всі три методи, з вимірюванням го/но-го 100% та вимірюванням зразка партії на CMM.

A вал з пазом передає крутний момент через один прямокутний ключ, що підходить у паз (паз), оброблений як у валу, так і в hub. Простий, недорогий, але: висока концентрація напруги на кінцях паза; погана концентричність (hub може трохи хитатися на ключі); обмежена здатність до передачі крутного моменту (лише одна контактна поверхня). A шліцевий вал передає крутний момент через кілька зубів, розподілених по окружності: набагато вища здатність до передачі крутного моменту на одиницю діаметра валу; відмінна концентричність (самоцентруючий профіль інволюти); дозволяє осьове ковзання без втрати передачі крутного моменту; кращий термін служби на втомлення, оскільки напруга розподілена. Для застосувань вище ~50 Нм або що вимагають високої концентричності, шліцеві вали значно кращі за вали з пазом.

CNC-завод шліцьових валів HXC розташований у Дунгуань, Гуандун, Китай — великому центрі точного виробництва в дельті річки Перл. Ми є китайським виробником шліцьових валів з 2008 року, експортуємо клієнтам у Німеччину, Україну, Японію, Францію, Італію, Корею та понад 30 інших країн. Всі обробки шліцьових валів, індукційне гартування, шліфування та контроль CMM виконуються на нашому заводі в Китаї — без аутсорсингу. Вітаються відвідування заводу та відео-аудити для закупівельних команд, які кваліфікують нових українських постачальників CNC шліцьових валів.

Так — порожнисті шліцьові вали є спеціалізацією HXC. Ми обробляємо порожнисті шліцьові вали з прутків, просвердлених під ствол, або безшовних труб, з внутрішніми отворами для зменшення ваги, проходу масла / охолоджувача або прокладання кабелю. Типові застосування включають вали суглобів роботів (економія ~40% маси порівняно з суцільними), аерокосмічні приводи, сучасні автомобільні карданні вали та гоночні трансмісії. Концентричність отвору витримується ≤ 0,01 мм відносно окружності шліца. Надішліть своє креслення порожнистого шліцьового валу — ми перевіримо товщину стінки, ризик деформації після термообробки та запропонуємо індивідуальну пропозицію в рамках нашого безкоштовного DFM-аналізу.

Властивості матеріалу шліцьового валу визначають сферу застосування: 42CrMo4 (індукційно-загартований, HRC 52–58) — стандарт для шліцьових валів трансмісії автомобілів та матеріалу шліцьового валу гідравлічного насоса — хороша стійкість до втоми, передбачувана термообробка, відмінна оброблюваність. 20CrMnTi (карбюризований, HRC 58–62) для максимальної контактної втомної міцності в шліцах валів з високим крутним моментом. нержавіюча сталь SUS316L для харчової, фармацевтичної та морської промисловості. Al 7075-T6 (твердо-анодований) для легких шліців суглобів роботів. титану 5-го класу. для аерокосмічної промисловості. 17-4PH нержавіюча сталь для морських і оборонних застосувань. ПЕК для медичних стерилізованих шліців.

Найпоширеніші кути тиску для інволютних шліцьових валів: 30° (DIN 5480, ISO 4156) — європейський метричний стандарт; високий кут тиску забезпечує широкий корінь зуба, хорошу вантажопідйомність і самовирівнювання. 37.5° і 45° — використовується в деяких серіях ANSI B92.1 для максимальної міцності кореня і мінімального радіального навантаження на підшипники. 20° — використовується в деяких шліцах з дрібним кроком, де віддається перевага більшій кількості тонких зубів. Кут тиску впливає на міцність зуба, жорсткість самовирівнювання та специфічну вимірювальну глибину шліца, необхідну для перевірки. Завжди вказуйте кут тиску явно — не покладайтеся лише на стандарт, оскільки в кожному стандарті існує кілька варіантів PA.

Стандартні шліцьові вали з паралельними осями призначені в першу чергу для передачі крутного моменту — вони можуть передавати осьові навантаження лише якщо шліц спроектований з осьовим плечем або утримуючим кільцем, оскільки бокові грані зубів самі по собі не піддаються осьовому навантаженню в стандартному інволютному з'єднанні шліців. Для шліців, які також повинні передавати значні осьові навантаження, спіральний шліц (схожий на профіль спірального зубчастого колеса) перетворює крутний момент на осьову попередню силу — використовується в деяких приводах аксесуарів авіаційних двигунів. Для легких осьових навантажень (тільки попереднє навантаження) найпростішим рішенням є шліц з ковзним з'єднанням з утримуючим кільцем на кінці вала. HXC проектує шліцьові вали для комбінованого крутного моменту та осьового навантаження за потреби — включайте свої вимоги до навантаження в примітки до креслення.

Місткість крутного моменту шліцьового вала залежить від зовнішнього діаметра шліца, модуля, кількості зубів, ширини обличчя та твердості матеріалу. Як грубе керівництво: інволютний шліцьовий вал DIN 5480 з m1.5 / 30T / Ø45mm у 42CrMo4 (індукційно загартований) може передавати приблизно 500–800 Нм безперервно. Місткість приблизно пропорційна кубу зовнішнього діаметра шліца для одного і того ж модуля. Основні обмеження проектування: зусилля зрізу зуба (коренева зрізна сила), контактний тиск (боковий герціанський тиск), і втома від тертя на корені зуба. Інженери HXC можуть розрахувати момент обертання шліцевих валів і рекомендувати модуль/кількість зубів для вашого застосування в рамках безкоштовного огляду DFM.

Змащення залежить від типу з'єднання: Фіксовані шліцеві з'єднання (без осьового ковзання в експлуатації): одноразове нанесення мастила на основі дисульфіду молібдену (MoS₂) або антифрикційного складу під час складання є достатнім. Ковзаючі шліцьові з'єднання (шліци ковзають осьово під час роботи, наприклад, в карданних з'єднаннях): вимагають спеціального мастила для шліців (літієвий комплекс NLGI 2 з MoS₂ або графітом), яке потрібно поповнювати відповідно до графіка обслуговування. Олійні ванни (внутрішні частини редуктора): змащуються трансмісійним маслом — переконайтеся, що тип масла сумісний з матеріалом шліців (добавки EP потрібні для сталевих шліців). Нержавіючі та титанові шліци більш стійкі до сухої роботи, але все ж виграють від змащення.

Класи точності DIN 5480: Клас 8–9 — тільки нарізані, без шліфування; достатньо для шліцевих з'єднань промислового призначення з низькою швидкістю та навантаженням, а також для великої сільськогосподарської техніки. Клас 7 — нарізані та легенько зняті задирки; загальні промислові та автомобільні некритичні застосування. Клас 6 — нарізані + шліфовані; стандарт для автомобільних трансмісій, шліців гідравлічних насосів та приводів роботизованих з'єднань. 5 клас — прецизійно оброблений; для сервомоторних з'єднань роботів, аерокосмічних актуаторів та приводів прецизійних приладів, де зворотний хід має бути строго контрольованим. Кожен ступінь зниження класу приблизно подвоює витрати на перевірку та виробництво. Наші інженери рекомендуватимуть правильний клас на основі ваших вимог до крутного моменту, швидкості та точності позиціонування.

Терміни виготовлення шліцьових валів: Прототип (1–5 шт.), обробка на 5 осях: 5–8 днів. Маленька партія (10–50 шт.), нарізка + шліфування, клас 6 DIN 5480: 8–14 днів. Виробнича партія (100–2000 шт.), нарізка + загартування + шліфування: 12–18 днів. Шліцьові вали з нержавіючої сталі або титану: додати 3–5 днів для пасивації або додаткової складності обробки. Довгі вали (>500 мм): додати 2–3 дні для виправлення прямолінійності після термічної обробки. Доступне термінове виробництво — обговоріть ваш графік під час завантаження вашого креслення.

Так — ми регулярно виготовляємо шліцьові вали з зубчастим профілем які поєднують зовнішні шліци, зовнішні зубці, підшипникові шийки, різьбові кінці та монтажні фланці в одному валу. Усі елементи виготовляються в послідовній операції, що забезпечує концентричність між шліцом, зубцем та сідлом підшипника. Приклади включають: вали автомобільних трансмісій з інволютними шліцами з одного боку та гвинтовими зубцями посередині; вали з'єднань роботів зі шліцами та інтегрованим конічним зубцем; вали гідравлічних моторів зі шліцами та монтажним фланцем. Це найскладніші прецизійні вали, які ми виготовляємо — і найпоширеніший нестандартний запит. Надішліть нам ваше креслення для безкоштовного огляду DFM та报价.