II-1

II. Spie- en klemverbindingen

1 Doel

Een spieverbinding is een uitneembare verbinding die zeer frequent gebruikt wordt om onderdelen zoals tandwielen, riemschijven, kettingwielen. te verbinden met een as. Een spie zorgt ervoor dat: de naaf meedraait met de as of omgekeerd, de naaf meedraait met de as of omgekeerd en daarbij ook niet kan verschuiven op de as.

2 De vlakke inlegspie

2.1 Uitzicht + eigenschappen

De vorm van de vlakke inlegspie is een balk die meestal aan beide uiteinden afgerond is. De vlakke inlegspie is niet spievormig! De afmetingen van de spie en spiebaan zijn genormaliseerd en vinden we terug in het tabellenboek. De vlakke inlegspie is de meest gebruikte spie en wordt toegepast waar onderdelen op de as moeten kunnen verschuiven maar ook bij constructies waar geen verschuiving mag optreden. In dit laatste geval moet een bijkomende borging voorzien worden. Een vlakke inlegspie draagt niet op de bovenkant maar op de zijkanten (zie ook figuur in het tabellenboek). Het is noodzakelijk dat de breedte van de spiebaan nauwkeurig (bijv. 14 N9) wordt afgewerkt, zoniet is de kans groot dat de spie vroeg of laat zal kantelen.

II-2

Voorbeeld 1

De vlakke inlegspie zorgt ervoor dat de as meedraait met het handwiel. Opdat het handwiel niet van de as zou kunnen schuiven is er een sluitring met moer voorzien. Voorbeeld 2

De rechterschijf van de schijfkoppeling moet kunnen verschuiven over de as. In dit geval moet er speling voorzien zijn tussen de spiebaan in de naaf en de spie. Door die speling ondervindt de spie een stotende belasting en na verloop van tijd bestaat de kans dat de spie ten gevolge van slijtage gaat kantelen. Om dit te vermijden wordt de spie vastgeschroefd in de spiebaan van de as.

Er bestaan eveneens vlakke inlegspien waarin een draadgat is aangebracht voor een afdrukschroef (zie fig. blz. 3). Welk doel heeft de afdrukschroef?

II-3

2.2 Fabricage van de spiebaan in de as

Het aanbrengen van een gesloten spiebaan in de as gebeurt met een spiebaanfrees. Dit is een centrumsnijdende frees omdat er in het begin moet geboord worden.

Als de spiebaan aan n zijde open is (op de kop van de as) kan de freesbewerking gebeuren met een spiebaanfrees of gewone vingerfrees of met een schijffrees.

3 De tapse spie

3.1 Uitzicht + eigenschappen

In tegenstelling tot de vlakke inlegspie is de tapse spie wel degelijk spievormig. De coniciteit bedraagt 1:100. Betekenis coniciteit 1:100? De tapse spie draagt niet op de zijkanten maar op de bovenkant. Daardoor is er ook geen gevaar op kantelen zodat de spiebanen niet zo nauwkeurig moeten afgewerkt worden (D10).

II-4

Door inslaan van de spie worden de naaf en as tegen elkaar geperst. Een tapse spie zorgt naast een borging volgens de draaizin ook voor een klemming in de lengterichting van de as.

Als een tapse spie een kop heeft noemt men ze een kopspie.

3.2 Het demonteren van de kopspie

Een tapse spie wordt verwijderd door achteraan (vlak A) op de spie te kloppen. Als je niet tot bij de achterkant kan geraken moet je speciaal gereedschap gebruiken en moet de spie voorzien zijn van een draadgat aan de voorkant.

II-5

Om een kopspie te demonteren gebruikt men meestal een spie die men tussen de naaf en de kop van de spie slaat.

3.3 Voor- en nadelen van de kopspie

Voordeel: Naast de borging volgens draairichting ook geen verschuiving mogelijk. Nadelen: Moeilijker te demonteren dan een vlakke inlegspie. Bij het inslaan van de tapse spie komt de speling tussen as en naaf aan n kant; de naaf zit daardoor enigszins excentrisch. Bij bepaalde machineonderdelen, zoals tandwielen, mag dit niet. Bovendien valt het zwaartepunt dan niet meer in het hart van de as zodat het gemonteerde onderdeel gaat slingeren. Voor welke onderdelen mogen we de tapse spie toepassen? - riemschijven - tandwielen - kettingwielen - tandriemschijven

4 De schijfspie of woodruffspie

4.1 Uitzicht + eigenschappen

De schijfspie is een halfronde spie die net als de vlakke inlegspie draagt op de zijkanten. Er wordt enkel geborgd volgens de draairichting wat betekent dat in de lengterichting van de as een bijkomende borging moet voorzien worden. Er zijn twee soorten schijfspien: De schijfspie die het volledig vermogen overbrengt zoals de vlakke inlegspie (reeks I in het tabellenboek).

II-6

De schijfspie die enkel dient om de positie vast te houden. Het overbrengen van het vermogen gebeurt door de klemming op het conische verloop.

De volgende figuur stelt de hoofdspil voor van een horizontale freesmachine. Welk type van schijfspie wordt toegepast?

4.2 Fabricage van de spiebaan

Het aanbrengen van de spiebaan voor een schijfspie gebeurt met een specifieke schijffrees namelijk de woodruff-frees. De schijffrees brengt in n beweging (verticaal in het geval van een freesbank met horizontale hoofdspil) de gleuf aan in de as.

4.3 Nadelen van de schijfspie

Voor de fabricage van de spiebaan is een stabiele opstelling nodig omdat de breedte van de spiegleuf binnen nauwe toleranties ligt. Men maakt een diepe gleuf in de as waardoor je een grote verzwakking krijgt.

II-7

5 De spievertanding

5.1 Uitzicht + eigenschappen

Een spievertanding bekomt men door over de omtrek van de as verschillende spiebanen te frezen. De naaf moet eveneens voorzien zijn van spiebanen. Daar nu sprake is van meerdere spiebanen ligt het voor de hand dat door deze verbinding grote momenten kunnen worden overgebracht. De spievertanding wordt veel toegepast voor verschuifbare naven (bijv. de schakelmoffen in een versnellingsbak). Duid op volgende figuur de spievertandingen aan.

Waarom zou men voor die toepassing gekozen hebben voor spievertandingen?

II-8

6 Normalisatie van spieverbindingen

Voor de normalisatie van spieverbindingen verwijzen we naar het tabellenboek. Geef voor volgende beschrijving de norm van de spie: - Een vlakke inlegspie met een lengte van 28 mm voor het monteren van een niet verschuifbaar tandwiel op een as met diameter 30 mm - Een schijfspie voor het monteren van een tandwiel op een cilindrische as met een diameter van 30 mm - Een kopspie met een lengte van 50 mm voor het monteren van een riemschijf op een as van 60 mm

7 Klemverbindingen

7.1 Doel

Een klemverbinding is een uitneembare verbinding die zeer frequent gebruikt wordt om onderdelen zoals tandwielen, riemschijven, kettingwielen. te verbinden met een as. De klemverbinding heeft wel enkele voordelen t.o.v. de spieverbinding namelijk: geen verzwakking van de as, je kan het onderdeel vastzetten op iedere gewenste plaats (enkel voor klembus met 4 ringen). We geven 2 voorbeelden die steunen op het principe van opspanning door conische vlakken.

7.2 Klembus met 2 conische klemringen

II-9

Er worden twee conische klemringen gebruikt. En ring is inwendig de andere uitwendig conisch. Met een drukstuk en met behulp van bouten die aangespannen worden druk je de ringen krachtig in elkaar zodanig dat het machineonderdeel vast verbonden wordt met de as. In de technische handleiding wordt vermeld in welke volgorde de bouten worden aangespannen en hoe groot het aandraaimoment moet zijn. De coniciteit van de ringen is voldoende groot om bij demontage gemakkelijk te lossen.

7.3 Klembus met 4 klemringen

Door het aandraaien van de bouten worden de 2 binnenste ringen naar elkaar getrokken. Daardoor worden de 2 andere ringen, die contact maken met de as en het machineonderdeel, weggedrukt. Op die manier krijgen we een vaste verbinding tussen het machineonderdeel en de as. De volgorde van aanspannen en het aandraaimoment wordt opgegeven door de fabrikant.