Шплинт: использование, назначение, ГОСТ

 Одним из видов крепежных приспособлений является шплинт. Это стандартное метизное изделие, применяемое в различных установках для фиксации осей и гаек в определенной позиции — служит для неподвижного соединения частей машин и конструкций.

Соединение шплинтом действует как механизм быстрой блокировки, который легко снимать и заменять. Главное преимущество такого соединения заключается в том, что оно препятствует ослаблению гайки из-за вибрации любого рода.

Шплинт выглядит как небольшой согнутый пополам проволочный стержень полукруглого сечения, который вставляется в округлое отверстие детали, например гайки, болта или вала, что предотвращает их самоотвинчивание. В месте сгиба изделия имеется специальное ушко, не позволяющее ему проваливаться внутрь. Концы крепления, имеющие разную длину, после установления в скрепляемую деталь разводят.

Шплинт отличается от другого крепежного изделия — штифта, имеющего форму стержня цилиндрической или конической формы, который также служит фиксатором при сборке изделий.

Штифты – это практически гвозди без головок. Обычно штифт вставляется в отверстие, проходящее через все соединяемые детали. Например, цилиндрический штифт с увеличенным размером вдавливается в отверстие, при этом его диаметр упруго уменьшается при нажатии, создавая фрикционную связь, предотвращающую его выпадение.

Штифты используются при передаче относительно небольших нагрузок, строго фиксируя положение деталей друг относительно друга. Часто для фиксации штифтов используются поперечно вставляемые шплинты, предотвращающие их выпадение. Демонтируются они обычно простым выбиванием с обратной стороны крепления.

Обычно применяют две разновидности шплинтов – разгибной (разводной) и пружинный.

Разгибные получили более широкое распространение ввиду простоты их изготовления и надежности – они прочно фиксируют деталь. Зигзагообразная форма пружинного шплинта более сложна в использовании, но также надежна. Использованный крепеж не рекомендуется применять вторично.

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
Диаметр отверстия	2.5	3.5	4.5	6.0	7.0	8.0	9.0
Диаметр внешний	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.

Государственные стандарты

Форма шплинтов соответствует ряду стандартов. Это не только позволяет легко найти правильную форму, но также является гарантией получения крепежа одинакового качества со стандартными размерами. Доступны следующие стандарты, используемые в настоящее время.

• Гост 397-79 соответствует ISO 1234 — немецкий стандарт  DIN 94.
• ISO 7072 — DIN 11024.

Скачать ГОСТ 397-79

Скачать DIN 94

Скачать DIN 11024

Существует также ряд шплинтов специальной формы, предназначенных для особых требований, которые не соотнесены со стандартами. Например, как показано на рисунках, булавочные шплинты, проволочные или шпильки, круглые, направляющие пружины.

Для стандартизированных используют следующие виды маркировок:

• Стандартный (разводной, разгибной) — DIN 94;
• Пружинный (игольчатый)  — пружинный зажим DIN 11024;
• Быстросъемный с кольцом (складная шина, складная заглушка (DIN 11023)).

Сферы применения

Шплинты используются для защиты незакрепленных болтовых или винтовых соединений от осевого смещения.

Пружинные нашли применение в болтовых соединениях с высокой нагрузкой — в строительных машинах, кранах или дисковых тормозах велосипедов. В этом случае компоненты крепятся с помощью пружинного соединителя, так, что бы его потеря была невозможна, например, с помощью цепи. Пружинные крепления ни в коем случае не подходят для передачи сил.

Часто в машиностроении и автомобилестроении шплинты используются как заглушки и стопорный крепеж. Но и в повседневной жизни мы можем встретить их на каждом шагу, например, в тренажерном зале компоненты силовой скамьи закреплены с помощью шплинтов.

Быстросъемные (шплинт-чека DIN 11023) получили широкое распространение в сельском хозяйстве, например, на фермах, когда требуется многократная сборка-разборка конструкций.

На рисунке показан способ крепления ведра. Чтобы ведро не могло быть вытолкнуто из держателя, чека служит предохранителем. При этом, в отличие от разводного, шплинт с кольцом может служить неограниченное число циклов.

Таким образом, можно приблизительно очертить сферы применения шплинтов:

• Автотранспорт, мотоциклы, велосипеды, лодки;
• Машиностроение, металлоконструкции, строительство прицепов;
• Промышленность, ремесла, сельское хозяйство;
• Предохранители для всех видов деталей, таких как винты, штифты, болты и т. д.

При использовании шплинтов следует избегать любых видов передачи энергии.

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).

При монтаже необходимо убедиться, что отверстие под шплинт в скрепляемых деталях соответствует его диаметру.

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.