Штифты металлические

Штифты металлические

Взаимодействие подвижных узлов часто зависит от точности расположения деталей. Для неподвижной и точной фиксации с незначительной нагрузкой используют штифты. Они устанавливаются перпендикулярно плоскости разъема и не дают деталям изменить свое положение относительно друг друга. Штифты применяются при изготовлении различных машин и подвижных механизмов. В медицине их используют стоматологи и травматологи, чтобы закрепить искусственный сустав, зуб и другие имплантаты.

В таблице приведены размеры цилиндрических штифтов с внутренней резьбой, на боковой поверхности которых имеется лыска, обеспечивающая при забивании штифта выход воздуха из отверстия. Резьбовое отверстие, имеющееся на одном конце штифта, предназначено для демонтажа.

На рис. 1 и 2 приведены примеры использования штифтов при соединении деталей с плоскими (рис. 1) и цилиндрическими поверхностями контакта (рис. 2).

На рис. 1, а показана установка штифта по ГОСТ 3128-74, на рис. 1, б — конического штифта по ГОСТ 9464-79 в случае, когда подвод обрабатывающего инструмента в направлении, перпендикулярном плоскости стыка, затруднен. На рис. 1, в показан вариант установки штифтов в плоскость разъема, применяемый в случаях, когда ширина фланцев либо их форма не позволяет установить штифт перпендикулярно плоскости стыка. Число штифтов применяют обычно равным четырем по одному на каждой стороне.

При передаче незначительных окружных и осевых сил применяют соединения, показанные на рис. 2. Такие соединения более технологичны по сравнению со шпоночными и шлицевыми и исключают люфты, что особенно важно при реверсивном движении. В связи с этим такие соединения широко используются в приборных устройствах.

На рис. 3 приведены примеры использования специальных штифтов. Полый разрезной штифт (рис. 3, а) обеспечивает удовлетворительное центрирование деталей и относительную простоту монтажа без использования специального инструмента за счет высокой его податливости в радиальном направлении. Кольцевая канавка на штифте предусмотрена для захвата его инструментом при демонтаже соединения (рис. 3, б). Преимуществом соединения с помощью разводного штифта (рис. 3, в) является простота его конструкции и монтажа. Однако возможно снижение натяга штифта в процессе эксплуатации. Последнее исключено в соединении, где плотная посадка штифта обеспечивается затяжкой гайки (рис. 3, г ).

При действии значительных нагрузок в плоскости стыка применяются соединения штифтами, в которых сдвигающая нагрузка передается как втулкой-штифтом, так и силами трения на стыке, обусловленными затяжкой резьбового соединения (рис. 3, д, е).

Штифтовые соединения

По назначению штифтовые соединения разделяют на крепежные, установочные и направляющие.

Крепежные соединения, как видно из названия, служат для жесткой фиксации частей (поэтому иногда используемые в таких узлах штифты называют соединительными). Дополнительно они имеют функцию передачи сил в случае наличия осевых сил и крутящего момента. Такое встречается в приборостроении и станкостроении.
Установочные соединения обеспечиваются штифтами, к которым в комплекте идут винты или их аналоги. Основная задача таких соединений — сохранение расположения частей при демонтаже и повторной сборке. В таких случаях используются только цилиндрические детали, при установке которых конструктивно подразумевается легкий разъем составных частей механизма.

Направляющие соединения предполагают возможность движения одной или нескольких частей конструкции (обычно имеется в виду поступательное движение одного элемента относительно другого).
Штифтовые соединения деталей различаются в зависимости от геометрии каждой детали, а также вида и назначения самой конструкции. Обычно такие узлы располагаются вблизи других крепежных элементов, например, шпилек или болтов. Если другие крепежи отсутствуют, обычно ставят два штифта, так как в большем количестве нет смысла, кроме случаев, если составляющие конструкции подвергаются сильным боковым нагрузкам. Чтобы обеспечить максимальную надежность, соединения располагают на максимальном расстоянии друг от друга, а также от геометрической оси детали.

3. Расчет цилиндрического штифта на прочность

Под действием сил F штифт испытывает напряжения среза (рис. 4).

Рис. 4. Схема сил для расчета нагрузки на цилиндрический штифт

прочность штифта на срез:

Преимущества и недостатки

При изготовлении разного рода узлов могут использоваться, помимо штифтовых, и клиновые соединения, шпоночные, шлицевые. Все они относятся к типу разъемных. Очень часто применяются также резьбовые соединения этой разновидности с применением винтов, шпилек и болтов, профильные, клеммовые. Каждый из этих типов имеет как свои достоинства, так и недостатки.

К плюсам штифтовых соединений относят в первую очередь:

точное центрирование соединяемых деталей.

Недостаток такие соединения имеют в основном только один. Просверленное под штифт отверстие в любом случае в дальнейшем будет ослаблять деталь. Клеммовые соединения, к примеру, такого минуса лишены.

При этом и обрабатываться гнезда под штифты должны очень тщательно. В противном случае изделие в последующем может погнуться. Необходимость же точной обработки отверстия удорожает изготовление детали узла.

Штифтовое соединение

К нерезьбовым разъемным соеди­нениям относятся шпоночное, шлицевое, штифтовое, шплинтовое.

Шпоночные соединения

Шпоночное соединение служит для передачи крутящего момента или для фиксации деталей в определенном угловом положении. В соединении шпонка частично заходит в паз на валу и частично – в паз на ступице, обеспечивая тем самым одновременное вращение вала и колеса. Шпоночное соединение состоит из вала, втулки и шпонки.

Шпонки — это конструктивный элемент, служащий для со­единения с валом деталей, передающих вращательное или коле­бательное движение.

По конструкции шпонки делятся на призматические, сегмент­ные, клиновые и цилиндрические (встречаются очень редко).

Призматические шпонки (ГОСТ 23360-78)

Клиновые шпонки

Сегментные шпонки (ГОСТ 24071–80)

Форма и размеры шпонок стандартизованы и зависят от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Большинство стандартных шпонок представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением. Шпонки в продольном разрезе показываются не рассеченными независимо от их формы и размеров.

Пример условного обозначения шпонки:

Шпонка 10×8×56 ГОСТ 23360-78 — шпонка призматическая, исполнение 1 с размерами 10×8 и длиной 56 мм

Пример условного обозначения шпонки:

Шпонка 8×11 ГОСТ 24071-80 — шпонка сегментная, с размерами 8×11

Пример условного обозначения шпонки:

Шпонка 2-12×8×56 ГОСТ 24-068-80 — шпонка клиновая, исполнение 2 с размерами 12×8 и длиной 56 мм

Штифтовые соединения

Применяются для точного взаимного фиксирования деталей и передачи небольших нагрузок.

Штифт — конструктивный элемент, представляющий собой гладкий стержень, служащий для точного фиксирования взаим­ного положения деталей и узлов, а также в качестве крепежных деталей.

Штифты предназначены для неподвижного разъёмного соединения деталей, передающих усилие от одной детали к другой, или для фиксации одной детали относительно другой.

По конструкции штифты бывают нескольких видов, но наиболее распространены цилиндрические и кониче­ские.

Цилиндрические штифты

Пример условного обозначения:

Штифт цилиндрический 5х30 — штифт цилиндрический, 5 – диаметр штифта, 30 – длина

Конические штифты

Пример условного обозначения:

Штифт конический 10х70 – штифт конический, 10 – меньший диаметр, 70 – длина

При изображении на сборочных чертежах в разрезе, если секущая плоскость проходит вдоль оси, штифты показывают не рассечёнными.

Конические изделия

Штифты этой разновидности изготавливаются с конусностью 1:50. Это обеспечивает в последующем их самооторжение в узлах. Используются такие изделия для передачи крутящего момента и для соединения крышек с корпусами почти так же часто, как и цилиндрические.

Читайте также  Схема витой пары

Простые конические штифты устанавливают обычно в сквозные отверстия. В этом случае при монтаже их просто вбивают с противоположной стороны соединения. Если отверстие не сквозное, в него устанавливается конический штифт с резьбой для вытаскивания.

Разводные изделия этого типа используют в таких соединения, которые в процессе работы механизма могут подвергаться толчкам и ударным нагрузкам. Помимо этого, их устанавливают в тех узлах, в которых детали движутся с очень большой скоростью. Концы таких штифтов по окончании монтажа обычно разводят.

Виды стоматологических штифтов

Винтовые, цилиндрические, комбинированные или конические

Форма подбирается с учетом строения корневых каналов, особенностей зуба и планируемого лечения. Цилиндрические конструкции обеспечивают хорошую ретенцию, при жевательной нагрузке на восстановленный зуб не возникает расклинивающего усилия. Применяются только при достаточной прочности корня из-за высокой нагрузки при цементировании. Важен выбор диаметра. Если он будет слишком маленьким, при пломбировании может образоваться зазор. Слишком большой размер опасен перфорацией корня при установке.

Активные цилиндрические конструкции (с резьбовой поверхностью) имеют хорошее сцепление со стенками канала. При их установке фиксация является двойной (активной и пассивной, выполненной с использованием цементирования).

Для конических штифтов риск перфорации стенок корня снижен, но при жевательной нагрузке может возникать расклинивающий эффект, слишком большое усилие. В активном исполнении такие конструкции являются более эргономичными, но расклинивающая нагрузка дополнительно возрастает. Комбинированные штифты на 2/3 имеют форму цилиндра, на 1/3 заужены как цилиндр. Имеют хорошие показатели ретенции, не создают расклинивающей нагрузки при жевании, риск перфорации корня снижен.

Металлические или безметалловые

Для изготовления металлических конструкций используют титан, драгоценные сплавы, палладий или латунь. Их называют анкерными, обычно они имеют резьбу, устанавливаются активным способом. Прочность повышена, что позволяет надежно крепить искусственные коронки. Изготовленные из металла штифты долговечны, хорошо укрепляют зуб, но при их установке есть риск перфорации стенок канала.

Безметалловые конструкции изготавливаются из гуттаперчи, керамики, угле-, стекловолокна. Гуттаперчевые штифты эластичны и используются для армирования канала при его заполнении пломбировочным материалом. Применяются только при достаточной толщине стенок корня. Стекловолоконные штифты прочнее. Они эластичны, обеспечивают надежное армирование. Материал является почти прозрачным, что позволяет использовать его при реставрации зубов в зоне улыбки. Со временем не окрашиваются, долговечны. Углеволоконные штифтовые конструкции по структуре схожи с собственными тканями зуба. Имеют высокую прочность, хорошо распределяют нагрузку, армируют канал при пломбировании и снижают риск перелома корня.

Эластичные и неэластичные штифты

Штифтовые конструкции из металла и керамики неэластичны, являются жесткими, используются для усиления корня. Чаще они предназначены для активной установки: путем вкручивания в корневой канал, с закреплением на его стенках с помощью резьбы. Такие штифты прочны, хорошо армируют канал и используются как опора для искусственных коронок и даже мостовидных протезов. Они усиливают разрушенный зуб, помогают восстановить нормальную жевательную нагрузку, хорошо передают ее костной ткани, защищая от ее деструкции.

Эластичные штифты изготавливаются из гуттаперчи, стекловолокна, других материалов. Они используются для армирования, усиления при пломбировании корневого канала, уменьшают расклинивающую нагрузку на стенки корня при жевании, являются биологически совместимыми с тканями зуба. При достаточной сохранности стенок корня образуют монолитную структуру вместе с ними и со стоматологическим цементом. По эластичности одинаковы с дентином корня, что делает такое замещение эргономичным, эффективным.

Конструкции с усилением армирующими волокнами сопоставимы по прочности с металлическими штифтами. По эластичности соответствуют корневому дентину. Защищают от перелома корня, дают возможность проводить прямую реставрацию или протезирование искусственными коронками. Для армирования используется стекловолокно или полиэтилен. Эффективно усиливают корень зуба, имеют хорошее сцепление со стенками канала. Обработка здоровых твердых тканей выполняется в минимальном объеме, что позволяет сохранять их.

Стоматологические штифты могут устанавливаться под пломбу или под коронку (различаются по прочности, несущей и армирующей способности). По способу установки могут быть активными (имеют резьбу, вкручиваются в канал) и пассивными (размещаются внутри канала и крепятся стоматологическим цементом при его заполнении).

Врачи клиники «ДентоСпас» восстанавливают разрушенные зубы с использованием стоматологических штифтов.

У вас есть вопросы?

Нажимая кнопку «Отправить», вы автоматически выражаете согласие на обработку своих персональных данных и принимаете условия Пользовательского соглашения.

Информация для тех, кто не знает, что такое штифт

Штифты для зубов – что это такое? Это специально разработанные стержни, одна часть которых устанавливается непосредственно в корень, а вторая позволяет нарастить на ней зуб из композитных материалов или зафиксировать искусственную конструкцию или протез, имитирующий коронку натурального зуба. Этот вариант используют практически всегда, если пациент обратился в стоматологию с сильно разрушенным зубом вследствие заболеваний, таких как кариес, пульпит и периодонтит, или по причине получения травм зубочелюстной системы. Но ему есть и более усовершенствованная альтернатива, например, культевая вкладка. Чем она лучше, а чем хуже, ищите в статье на нашем сайте.

Интересно!

Обычные штифты используются не только в стоматологии, то также и в машиностроении, и в столярном ремесле. Они представляют собой крепежный элемент, который неподвижно соединяет между собой две разных составляющих в одно целое, и предотвращает их взаимное смещение относительно друг друга.

Неразъемные соединения

Из названия понятно, что речь идет о сборке узлов, демонтаж которых без повреждения деталей невозможен. Существует несколько видов неразъемных соединений, это склейка, сварка, спайка стыков, фиксация деталей с помощью клепок или в процессе формовки, запрессовки, вальцовки, кернения.

Разработан ГОСТ 2.313-82, регламентирующий обозначение всех видов неразъемных соединений в технической документации, на чертежах. Указываются требования к швам, положение, размеры стыков и другие параметры.

Сварные

Сварка – процесс термического или пластического воздействия для получения надежного сцепления заготовок. Основные виды сварки:

  • ручная дуговая на воздухе или с использованием защитного газа (формируется облако над ванной расплава);
  • автоматическая;
  • полуавтоматическая;
  • газовая;
  • контактная;
  • плазменная;
  • лазерная.

Части узла соединяют встык, под углом, внахлест, торцами, по типу тавра, можно делать изделия сложной формы. Швы бывают односторонние и двухсторонние, прерывные и непрерывные. Возможно формирование горизонтальных (ровных) швов, вогнутых и с шовным валиком.

Плюсы сварки:

  • универсальность;
  • прочность, образуется диффузный слой, выдерживающий большую нагрузку, давление;
  • можно добиться герметичности стыков;
  • ремонтопригодность.

Недостатками считают:

  • возможное коробление из-за внутренних напряжений в зоне термического воздействия;
  • необходимость внутреннего контроля шва (не все дефекты видимы);
  • ограниченная надежность, зависит от физико-химических характеристик сплавов.

Сварка часто используется в строительстве, машиностроении, при производстве металлоизделий различной сложности.

Паяные

К категории неразъемных соединений относятся паяные, они используются в приборостроении, электронике, электротехнике, теплоэнергетике (выпускают паяные радиаторы). Связь образуется за счет расплава присадки, которая заполняет зазор между деталями. Припои с низкой температурой плавления при точечном термическом воздействии разогреваются. Остальные элементы, подвергающиеся спаиванию, не меняют своих физических свойств, не оплавляются. Методом пайки получают соединения встык, внахлест, телескопические, тавровые, сотовые конструкции.

Плюсы паяных неразъемных соединений:

  • можно соединять элементы из разных сплавов;
  • не возникает внутренних напряжений в соединяемых элементах;
  • тонкостенные заготовки не успевают деформироваться от термовоздействия;
  • расплавленный припой легко проникает в труднодоступные места;
  • швы устойчивы к коррозии;
  • получаются герметичные соединения.
Читайте также  Наждачная бумага для дерева

Теперь о недостатках пайки:

  • невысокая прочность;
  • поверхность необходимо тщательно очищать, в ряде случаев протравливать.
  • на низкотемпературные (например, свинец);
  • среднетемпературные или мягкие (оловянные);
  • твердые (медесодержащие сплавы).

При выборе присадки учитывают особенности деталей.

Температура плавления припоя всегда ниже, чем у элементов, которые соединяют пайкой. При необходимости для удаления пленки окислов используют твердые, газообразные, жидкие флюсы.

Клееные

Соединение формируется, когда жидкий клей при определенных условиях (нагреве или при комнатной температуре) полимеризуется, образует твердую структуру. В процессе получения неразъемного соединения материалов иногда происходит частичное растворение поверхности соединяемых элементов. В остальных случаях связь образуется за счет адгезии клеевого состава. Клеи классифицируют по степени прочности связующего слоя:

  • конструкционные, выдерживающие усилия на отрыв, сдвиг деталей относительно друг друга (БФ, эпоксидная смола, столярный клей);
  • составы, не рассчитанные на возможные нагрузки (канцелярский клей ПВА, резиновый).

Клеевые соединения прочнее на сдвиг, слабее на отрыв. Клеем при необходимости укрепляют разъемные соединения, стопорят резьбу.

Заклепочные

С помощью заклепок соединяют сортовой и профилированный прокат, штампованные элементы. Соединения могут работать под вибрацией, разнонаправленными ударными нагрузками. Клепают разнородные детали или дополнительно упрочненные (нагортованные).

Преимущества заклепочных соединений:

  • высокая стабильность;
  • надежность;
  • можно проверять клепки методами неразрушающего контроля;
  • рассчитаны на различные виды нагрузки.

Главные недостатки:

  • повышается расход металла;
  • увеличивается время обработки (возрастают трудозатраты);
  • необходимость делать отверстия, которые снижают прочность соединяемых деталей;
  • плотность швов со временем ослабевает.

Заклепки устанавливают, соединяя детали внахлест, встык с использованием односторонней или двухсторонних накладок. Различают отдельные виды заклепочных соединений:

  • прочные обеспечивают передачу усилия;
  • плотные отличаются герметичностью;
  • прочно-плотные объединяют свойства прочных и плотных связей.

Заклепки выпускаются по стандарту, бывают с полукруглой, цилиндрической, потайной или полупотайной головкой, со сплошным или полым стержнем.

Полиэтилен-сталь

Детали из отрезков труб из металла и полиэтилена называются переходами НСПС. В процессе соединения труб, по размеру соответствующих утвержденному стандарту удается добиться прочности и герметичности, соединение получается неразъемным. Полиэтилен в области стыка металла и полимера разогревается, плотно заполняет все пустоты, происходит процесс запрессовки. Метод также применяется для обустройства заглушек. Переходники НСПС необходимы:

  • при частичной замене изношенных металлических трубопроводов на пластик или металлопластик;
  • разводке магистралей по контуру;
  • врезке новых веток;
  • установке запорной арматуры или приборов учета.

Полиэтилен и сталь используются на водопроводах и газопроводах низкого давления в жилых домах, инженерных городских коммуникациях. Связь ПЭ–металл настолько прочная, что не требует профилактических осмотров, ревизионных ремонтов, переходники выдерживают давление до 1МПа, дополнительно усиливается муфтой.

Выбор крепления деталей связан с ограничениями применения неразъемных соединений. В некоторых случаях выгоднее делать разъемные узлы, которые легко разбираются. Неразъемные надежнее, герметичнее, меньше подвержены усталостному разрушению.