Tudo o que você precisa saber sobre chaves e rasgos de chaveta (juntas chavetadas)

Em um campo de engenharia mecânica, as juntas chaveadas são compostas por chaves e rasgos de chaveta. Essas chaves podem ser usinadas em diferentes formas, dependendo do tipo de juntas de chave necessárias. As chavetas são superfícies usinadas em um eixo na dimensão da chaveta. Eles são fixados juntos para garantir que não haja separação do componente e evitar um movimento relativo entre um eixo.





Hoje você conhecerá a definição, funções, aplicações, componentes, diagrama, tipos e funcionamento de chaves e chavetas. Você também conhecerá as vantagens e desvantagens de uma articulação com chave.

Definição de chave e rasgo de chaveta

Uma chave é um elemento de máquina que é usado para unir um elemento de máquina rotativa a um eixo. Para que uma chave funcione, deve haver uma chaveta no eixo e uma chaveta no elemento rotativo da máquina. A chave é então encaixada firmemente entre o rasgo de chaveta e o assento da chave, portanto, o mecanismo é chamado de junta com chave.

A função primária das chavetas e rasgos de chaveta é formar juntas chavetadas para prender o cubo e o eixo, de modo que o movimento relativo entre um eixo de transmissão de potência e o componente conectado não ocorra. Uma junta chavetada geralmente permite movimento axial relativo entre os componentes. Esta chave impede a rotação relativa entre as duas peças e pode permitir a transmissão de torque.

Aplicativos

Uma junta chavetada é usada como uma parte importante do eixo e acoplamentos dos elementos de transmissão de potência mecânica. Garante a transmissão eficiente da carga, potência e rotação com deslizamento. Um bom exemplo de aplicação de chaveta e rasgo de chaveta são as engrenagens, polias ou rodas dentadas firmemente conectadas com uma chaveta ao eixo de transmissão de potência.

Amplamente no campo mecânico, as juntas chavetadas são um método conveniente de criar uma conexão segura entre eixos e rodas dentadas. Embora seja usado como alternativa em outras aplicações de eixo onde a carga precisa ser puxada ou empurrada. Isso é frequentemente encontrado em aplicações agrícolas, máquinas-ferramentas, equipamentos industriais, etc.

Fresadora, ranhuradora e máquina modeladora são as máquinas-ferramentas comuns usadas para criar rasgos de chaveta e encaixes de chaveta. Embora haja uso de máquina especial para fazer keyseats.

Componentes de juntas chaveadas

Como existem vários tipos de juntas com chaveta, os componentes da chaveta e dos rasgos de chaveta serão diferentes dependendo do tipo e do recurso adicional. No entanto, os principais componentes das juntas com chave incluem uma chave, uma chaveta e o rasgo de chaveta.

• Chave – a chave geralmente é feita de aço usinado em formato retangular, quadrado ou circular. Ele é inserido entre o eixo e o cubo do componente na direção axial para evitar o movimento relativo.
• Keyseat – este é o nome técnico de uma área de recesso no eixo. Geralmente é realizado em uma máquina modeladora.
• Chaveta – uma chaveta também é um recesso no cubo que recebe a chave e trava com segurança o mecanismo. A chaveta e a chaveta compartilham metade da chave. Isso será explicado com mais detalhes na seção de princípios de funcionamento.

Diagrama de uma chave, chaveta, chaveta (junta chavetada)

Tipos de chaves

Abaixo estão os vários tipos de chavetas de eixo usadas em uma junta chavetada:

Chaves afundadas:

Chaves afundadas são tipos de chaves projetadas para que metade da espessura da haste seja afundada no eixo e a metade restante seja para o assento da chave. Para a obtenção desta articulação chavetada, a precisão é muito importante. Por exemplo, se uma chaveta for de 8mm, o rasgo da chaveta do eixo será usinado na profundidade de 4,1mm igual ao assento da chaveta. As chaves afundadas são de diferentes tipos, que incluem:

• Teclas retangulares/quadradas

Esses tipos de teclas às vezes são chamados de teclas planas, pois são mais largas que sua altura. Eles são frequentemente usados ​​em eixos de cerca de 500 mm ou 20 de diâmetro. A largura restante da chave permite maior torque de transmissão sem aumentar a profundidade. Uma profundidade aumentada significa um eixo mais fraco devido a uma redução na área de seção transversal efetiva do eixo.

• Teclas quadradas

Uma chave quadrada tem uma seção transversal quadrada e é usada em um eixo de cerca de 25 mm ou 1”. Eles são usados ​​em eixos maiores quando é necessária uma profundidade de chave mais profunda em comparação com chaves retangulares. No entanto, um aumento na profundidade significa um eixo mais fraco, devido à redução na área de seção transversal efetiva do eixo. Uma chave quadrada ou retangular pode ter uma conicidade de 1 em 100 ao longo do comprimento da chave, como mostrado na figura abaixo.

• Teclas afundadas paralelas

As chaves afundadas paralelas são seções retangulares ou quadradas, mas não têm cones. As chaves são baratas e prontamente disponíveis para uso. É um dos mais fáceis de instalar, mas precisa ser fixado com um conjunto de parafusos no hub. Isso ocorre porque a vibração ou a inversão da direção rotacional geralmente empurram a chave.



A chaveta é geralmente encaixada firmemente na parte inferior do rasgo da chaveta do eixo e nas laterais da junta chavetada. Eles deixam uma folga na parte superior da chaveta do cubo.

• Chave de cabeça afundada

Uma chave afundada com cabeça de gib é retangular ou quadrada com um afunilamento na superfície superior para obter um ajuste firme. É empregado para que possa ser mais fácil de remover.

• Chaves de pena

uma chave de pena tem três tipos; dupla cabeça, pena de pino e chave de pena. Eles são fixados ao eixo ou ao cubo para causar um movimento axial relativo. Assim, possibilita a transmissão de potência entre o eixo e o cubo com suas faces opostas paralelas. Assim, permitindo que ele deslize.

• Chaves de madeira

Uma chaveta woodruff é um disco semicircular encaixado em um recesso circular de um eixo que só pode ser usinado por um cortador de chaveta woodruff. É usado principalmente em máquinas-ferramentas e alguns eixos de automóveis de ¼” a 2½” (6 mm a 60 mm) de diâmetro. A força que uma chave woodruff oferecerá é extremamente diferente das chaves paralelas longas, isso significa que elas não podem carregar a mesma carga.

Chaves de sela:

Ao contrário das chaves afundadas, as chaves de sela não são afundadas nos eixos, mas apenas no cubo. Eles ficam em uma superfície plana ou na circunferência do eixo, enquanto a transmissão de energia é obtida através do atrito entre o eixo e a chaveta. As chaves de sela são subdivididas em duas; sela plana e chaves de sela ocas. Eles são usados ​​apenas para cargas leves para evitar o deslizamento ao longo do eixo.

• Chave de sela plana

Os tipos planos de chaveta de sela são cônicos na parte superior e planos na parte inferior, pois se encaixam em um rasgo de chaveta de cubo cônico empurrando para baixo a face plana do eixo.

• Chave de sela oca

Uma chave de sela oca é afunilada na parte superior e curvada na borda inferior. A chaveta é encaixada em um rasgo de chaveta de cubo cônico e empurrada para baixo na superfície circunferencial curvada do eixo.

Teclas tangentes:

Esses tipos de chaves são às vezes chamados de chaves tangenciais. Eles são montados como um par em um ângulo reto, onde cada chave resiste à torção em apenas uma direção. Eles são frequentemente usados ​​em grandes eixos pesados.

Teclas redondas/circulares

As chaves redondas são de seção circular, inseridas em furos parcialmente perfurados em um eixo e cubo. Esses tipos de chaves são fáceis de fabricar, pois os rasgos de chaveta podem ser perfurados ou escareados após a montagem das peças correspondentes. Chaves redondas são adequadas para acionamentos de baixa potência.

Princípio de funcionamento

O funcionamento da chave e do rasgo de chaveta é menos complexo e pode ser facilmente entendido. Como existem vários tipos de chaves e configurações de chavetas, o funcionamento de alguns tipos será completamente diferente. Bem, o vídeo abaixo vai te ensinar como funciona o mecanismo de articulação de chave comum.

Assista ao vídeo abaixo:

Vantagens e desvantagens de chaves e rasgos de chaveta (juntas chavetadas)

Vantagens:

Abaixo estão as vantagens das juntas chavetadas de eixo em suas diversas aplicações:

• O custo de produção é drasticamente baixo.
• Oferece transmissão de torque médio a alto.
• Fácil de montar e desmontar.
• Pode ser reutilizado ou fixado em outros componentes do mesmo tipo.
• É um método padrão (ISO, BS, DIN e ANSI).

Desvantagens:

Algumas limitações ainda ocorrem apesar dos benefícios das articulações chavetadas. Abaixo estão as desvantagens das juntas chavetadas em suas várias aplicações:

• Não pode ser usado para cargas e choques direcionais alternados.
• Muitas juntas com chave fixa podem tornar-se difíceis de desmontar.
• Provoca desequilíbrio no eixo.
• Eles introduzem pontos de tensão devido ao efeito de entalhe e reduzem a resistência do eixo.
• Possível deslocamento axial do cubo, a menos que seja travado por um componente extra, como anel de retenção ou parafuso de ajuste.
• É difícil calcular e combinar a análise de carga e pilha de tolerância.

Conclusão

As juntas chavetadas são uma das grandes formas mecânicas de transmissão de potência. Eles são usados ​​principalmente em um eixo de motor para atingir sua finalidade. Neste artigo, abordamos a definição, função, aplicativos, componentes, tipos e funcionamento de chaves e rasgos de chaveta que compunham uma junta chavetada. Também vimos suas vantagens e desvantagens em suas várias aplicações.

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