Штифт трубчатый: конструкция, материалы и области применения
Трубчатый штифт представляет собой крепежный элемент цилиндрической формы с полостью внутри, изготовленный из металлической трубки. В отличие от сплошных штифтов, трубчатая конструкция обеспечивает меньшую массу при сохранении достаточной прочности на срез для фиксации деталей в узлах машин и механизмов. Основное назначение точное позиционирование и соединение элементов, работающих при знакопеременных нагрузках и вибрациях.
Конструктивные особенности и материалы
Трубчатые штифты изготавливаются из углеродистых и легированных сталей, реже из коррозионностойких сплавов. Наружный диаметр варьируется от 1 до 50 мм, длина от 4 до 200 мм. Толщина стенки трубки составляет от 0,3 до 2,5 мм в зависимости от типоразмера. Для повышения износостойкости поверхность может подвергаться цементации или закалке ТВЧ. Рабочая твердость поверхности достигает 5862 HRC, сердцевина сохраняет вязкость для восприятия ударных нагрузок.
По способу фиксации различают:
- штифты с разрезом (пружинные) обеспечивают натяг за счет упругой деформации;
- штифты с конической фаской для запрессовки в глухие отверстия;
- штифты с внутренней резьбой для демонтажа с помощью съемника.
Технические параметры и допуски
Трубчатые штифты выпускаются по ГОСТ 3128-70 (аналог ISO 8752) и ГОСТ 10774-80. Класс точности h7 или h8. Шероховатость рабочей поверхности Ra не более 1,25 мкм. Разность толщины стенки по сечению не превышает 0,05 мм. Предельное отклонение от прямолинейности 0,02 мм на 100 мм длины.
| Наружный диаметр, мм | Длина, мм | Толщина стенки, мм | Материал | Термообработка |
|---|---|---|---|---|
| 3 | от 6 до 30 | 0,5 | Сталь 65Г | Закалка + отпуск |
| 8 | от 12 до 80 | 1,0 | Сталь 20Х | Цементация 0,30,5 мм |
| 16 | от 20 до 120 | 1,5 | Сталь 40Х | Закалка ТВЧ |
Области применения в промышленности
Трубчатые штифты востребованы в узлах, где требуется высокая точность сборки и возможность многократного демонтажа без потери посадки. Основные сферы использования:
- автомобилестроение фиксация рычагов подвески, тормозных механизмов, коробок передач;
- станкостроение базирование сменных инструментальных блоков, направляющих планок;
- сельскохозяйственная техника соединение шарниров карданных валов, навесных агрегатов;
- железнодорожный транспорт крепление тормозной рычажной передачи, автосцепных устройств;
- нефтегазовое оборудование фиксация клапанных групп насосов, запорной арматуры.
При выборе трубчатого штифта учитывают характер нагрузки: для статического нагружения достаточно стандартной посадки с натягом, для динамического применяют пружинные разрезные штифты, компенсирующие вибрации. Рабочая температура эксплуатации для стандартных сталей составляет от 40 до +150 C. Для высокотемпературных сред (до +400 C) используют штифты из жаропрочных сплавов на никелевой основе.
Вопросы и ответы
Чем трубчатый штифт отличается от сплошного?
Трубчатый штифт имеет полость внутри, что снижает массу на 4060% при сопоставимой прочности на срез. Благодаря упругой деформации стенок он обеспечивает более надежную фиксацию в отверстиях с износом.
Какой допуск отверстия требуется под трубчатый штифт?
Для стандартных штифтов по ГОСТ 3128-70 рекомендуется отверстие с допуском H7. Для пружинных разрезных штифтов допускается H8H9, так как упругая деформация компенсирует увеличенный зазор.
Можно ли использовать трубчатый штифт повторно?
Цельные трубчатые штифты допускают до 35 циклов запрессовки-выпрессовки при условии отсутствия пластической деформации. Пружинные разрезные штифты после демонтажа теряют упругость и подлежат замене.
Какие антикоррозионные покрытия наносят на трубчатые штифты?
Для защиты от коррозии применяют цинкование (толщина слоя от 6 до 15 мкм), фосфатирование или оксидирование. Для агрессивных сред кадмирование или покрытие цинк-никелевым сплавом.