Plattkilar och koniska kilar – Standarder och normer

Plattkilar och koniska kilar är två vanliga anslutningselement inom maskinteknik. De används för att skapa en kraftlåsande förbindelse mellan två komponenter. De två huvudtyperna granskas närmare i den här artikeln och deras användningsområden förklaras.

Vad är plattkilar?

En plattkil är ett platt element av stål eller rostfritt stål med en rektangulär form, som sätts in i ett spår på ett skaft eller borrdiameter. Kilen har normalt en 90 graders vinkel i ändarna och kan levereras antingen som en rak eller konisk version.

En plattkil används huvudsakligen för att överföra vridmoment från en axel till en annan komponent.

När det gäller industriella tillämpningar finns det många exempel på användning av plattkilar för att säkra axlar och andra roterande delar som kugghjul eller pumphus.

Det finns olika typer av plattkilar som koniska eller T-formade tangenter, varje typ av kil är speciellt utvecklad för specifika applikationer. Koniska kilar kan till exempel överföra högre krafter än T-formade tangenter.

Vid val av lämplig plattkil ska det säkerställas att både storlek och material anpassas till respektive krav – beroende på systemets maximala belastning och omgivningstemperatur.

Sammantaget erbjuder plattkilsslutningar många fördelar jämfört med andra anslutningstekniker som svetsning eller bindning: De är lätta att installera, kan snabbt bytas ut vid behov och har hög lastkapacitet. Dessutom är anslutningen mycket exakt tack vare plattkilar, vilket möjliggör ett precist arbete.

Vad är koniska kilar?

En konisk kil består av en konisk metallbit med raka sidoytor (avsmalnande snitt). Konens större diameter passar exakt in i motsvarande hål eller axelkilspår på den andra delen. Axelspåret på den andra delen.

En konisk kil används ofta i verktygsmaskiner som fräsmaskiner eller kugghjul.

En av de viktigaste egenskaperna hos koniska kilar är deras förmåga att bära stora laster i ett litet utrymme. Detta innebär att de är mycket effektiva på att överföra stora krafter samtidigt som de sparar utrymme. Detta gör dem idealiska för användning i trånga utrymmen eller där viktbesparing är viktigt.

En annan fördel med koniska kilar är deras höga tillförlitlighet och hållbarhet. Till skillnad från många andra kiltyper är de inte benägna att slita eller slita snabbt – vilket är särskilt viktigt när man överväger de extremt höga belastningarna när man använder dessa komponenter.

Det finns olika typer av koniska kildesigner. Följande är tillgängliga: Enkelkoniska kilar med raka kanter; dubbelverkande kilar med koniska sidoytor; koniska fjädertallrikar, som kan utformas som en skivform för att täcka större diameterområden.

När ska man använda plattkilar eller koniska kilar

Valet mellan plattkils- eller koniska kilkoppling beror ofta på kraven för den speciella applikationen: Om hög lastkapacitet krävs (t.ex. för stora motorer) rekommenderas koniska kilanslutningar, men för mindre komponenter som kugghjul eller pumpaxlar är plattkilsanslutningar att föredra.

I linjära axlar används plattkilar för att upprätta en koppling mellan axeln och tillhörande lager. Plattkilen sätts in i ett kilspår på axeln och fixerar lagret på plats med sin form.

Axelkopplingar eller kompenserande kopplingar används för att överföra vridmoment mellan två axeländar. Även här spelar plattkilar en avgörande roll: De ser till att kopplingskomponenten sitter säkert på axeldiametrarna.

I sin tur kräver klingor också montering av fästelement som låsringar eller till och med plattkilar. Dessa håller fast klingan i änden av axeln och säkerställer därmed en stabil drift av systemet.

Rotationsaxlar innehåller ofta också sådana nyckelelement – särskilt när flera komponenter måste anslutas till varandra (t.ex. remskivor). Det är viktigt att se till att bredd- och höjdmåtten eller djupspecifikationerna stämmer exakt överens – det är det enda sättet att garantera ett optimalt grepp.

Omvänt tenderar kugghjul att förlita sig på andra typer av anslutningstekniker. Men plattkilar kan ibland också användas här. Till exempel när kugghjulet behöver anslutas till ett lager.

Typer av plattkilar och koniska kilar

Den mest kända typen är förmodligen den avsmalnande plattkilen. Den består av en avsmalnande metallbit som sätts in mellan axeln och navet. Formen skapar en positivt låsande anslutning där vridmomentet överförs.

En annan variant är groove-wedge-plattkilar eller plattkilsanslutningar. Det är platta fjädrar med rektangulär tvärsnittsform som kan föras in i lämpliga spår på båda sidor av komponenten.

Dessutom finns det plattkilar med spår och räfflade axelanslutningar som speciella designvarianter av plattkilsanslutningar för speciella belastningskrav inom maskinteknik.
Beroende på tillämpningsområde måste olika kriterier uppfyllas, såsom lyftkapacitet eller exakthet hos transmissionskrafterna samt materialval (stål, rostfritt stål, plast, etc.). En annan viktig faktor som ofta spelar roll vid installation eller utbyte av parallella kilkopplingar är monteringstiden och arbetsinsatsen för att fästa dem i en maskin.

Valet av rätt design beror på de specifika behoven i en viss applikation – men vissa allmänna riktlinjer bör följas:

• Undvik skarpa kanter på fjädrarna, eftersom detta kan leda till försvagning av fjädern.
• Undvik överbelastning – för hög belastning kan leda till att fjädern går sönder eller deformeras.
• Säkerställ tillräcklig smörjning och underhåll för att säkerställa att allt fungerar smidigt.

Vilka standarder måste följas för plattkilar?

För att säkerställa att plattkilar faktiskt fungerar i praktiken och uppfyller det önskade syftet måste de uppfylla vissa standarder. En av dessa standarder är DIN 6885 för splinsaxel- och spåranslutningar med plattkil.

I Tyskland gäller standarder na DIN 6885-1 till -3 samt DIN 5464 för plattkilar. I Japan används dock JIS-standarder.

Den tyska standarden DIN 6885 definieras fyra olika typer av plattkilsprofiler: den avsmalnande profilen enligt form A, B eller C samt den rektangulära profilen enligt form D. Profilerna skiljer sig åt i geometri och storlek för att rymma olika belastningar.

Den japanska standarden JIS B1301 delas också in i fyra olika profilformer: Kilspårsprofilen (form K), T-profilen (form T), den välvda profilen (form R) och en annan variant av den avsmalnande profilen med en större lutningsvinkel (form S). Jämfört med den tyska standarden finns det därför fler urvalsalternativ här.

En annan skillnad ligger i det faktum att den tyska standarden endast tillhandahåller plattkilar utan spår som standard. Men ett spår kan också göras om det behövs. I de japanska JIS-standarderna är detta tvärtom – här antas det generellt att alla plattkilar måste spåras.

Denna standard specificerar bland annat vilka dimensioner en plattkil ska ha och vilka toleranser som ska följas under produktionen. Det beskriver också hur man bestämmer rätt dimension av en lämplig kilspår för att säkerställa en optimal passform.

Dessa föreskrifter gäller dock inte bara för splinsaxel- eller spåranslutningar: För andra typer av anslutningar finns det också speciella DIN-standarder – till exempel för cylindriska stift (DIN 7) eller koniska stift (DIN 1).