Wat is een spieverbinding en welke uitvoeringen bestaan er?

De spieverbinding is een veel toegepaste montagevorm van as en naaf. Hierbij wordt zowel as als naaf voorzien van een groef (spiebaan) in de lengte richting. Bij montage wordt deze ruimte voorzien van een stalen staaf (de spie). Hierdoor kan er een roterende kracht worden overgedragen zonder dar de as ten opzichte van de naaf verdraaid. Omdat dit een veelvoorkomende methode is zijn maten en toleranties genormeerd.

Meer weten over spieverbindingen?

SPIE VERBINDING

FABRIKANTEN EN MERKNAMEN

Gardette spie

Gardette heeft verschillende type spieën in haar programma:


Kenmerken van een spieverbinding

  • Demontabele verbinding

  • Veel standaard producten op de markt

  • Relatief veel en duur gereedschap nodig voor de bewerking

  • De afmetingen van spieën zijn genormaliseerd, de toegepaste grootte is afhankelijk van de asdiameter.

  • Wigvormige spieën geven excentriciteit tussen as en naaf. Hierdoor zijn hoge toerentallen (ivm trillingen) niet toelaatbaar.

  • Makkelijke montage en demontage

  • Relatief grote boringen mogelijk door uitblijven van separaat bevestigings element

Toepassingen van een spie

  • Kettingwielen

  • Snaarschijven

  • Riemschijven

  • Tandwielen

  • Askoppelingen

  • Algemene machinebouw

Wat zijn de verschillende uitvoeringen en materialen van een spie?

Er zijn voor verschillende toepassingen specifieke spieverbindingen verkrijgbaar. Een overzicht vind je hieronder. Spieënstaal wordt over het algemeen gemaakt van Fe 590 of C45K. Voor toepassingen in corrosieve omstandigheden is spieënstaal ook verkrijgbaar in RVS304 of RVS316TI

spiesoorten

Spieverbinding volgens DIN 6885

De vlakke inlegspie is de meest gebruikte vormgesloten spiebaan verbinding. Een vlakke inlegspie draagt niet op de boven- en onderkant maar op de zijkanten. Het is noodzakelijk dat de breedte van de spiebaan nauwkeurig wordt afgewerkt. Dit voorkomt dat de spie gaat kantelen. Vooral bij een heen en weergaande (pendelende) beweging icm een losse passing is dit een risico. De afmetingen van vlakke inlegspieën en de bijbehorende spiebaan zijn internationaal genormaliseerd. Deze normen zijn terug te vinden in NEN 2430 / DIN 6885. Hier vind je een spiebaan tabel.

Verschillende ondersoorten van spieën volgens D6885 zijn:

Din 6885 A = Afgeronde uiteinden
Din 6885 B = Stompe uiteinden
Din 6885 C = Afgeronde uiteinden met bevestigingsgat in het midden tbv schroefbevestiging
Din 6885 D = Stompe uiteinden met bevestigingsgat in het midden tbv schroefbevestiging
Din 6885 E = Afgeronde uiteinden met 2 bevestigingsgaten tbv schroefbevestiging
Din 6885 F = Stompe uiteinden met 2 bevestigingsgaten tbv schroefbevestiging
Din 6885 G = Stompe uiteinden met 1 bevestiging gat tbv schroefbevestiging en afschuining aan één zijde
Din 6885 H = Stompe uiteinden met 2 bevestigingsgaten tbv schroefbevestiging en afschuining aan één zijde
Din 6885 J = Stompe uiteinden met 1 bevestiging gat tbv pen verbinding en afschuining aan één zijde

ondersoort spie

Kopspie verbinding volgens DIN 6887

Naast de vormgesloten (vlakke) inlegspie en schijfspie is er de krachtgesloten kopspie. Deze spie ligt ook in de lengte van de as en wordt daarom langspie genoemd. Bij een kopspieverbinding wordt een kopspie toegepast. Deze spie is voorzien van een hamervormige kop die buiten de spiebaan blijft. De spie verloopt iets hellend. Het verschil in dikte, de helling, is veelal 1 mm op 100 mm spielengte (1 :100). De spie geeft zowel in de draai- als in de lengterichting een verbinding. De spiebaan in de naaf wordt ook taps uitgevoerd. De spie wordt met slaggereedschap in de spiegleuf gedreven. Door de geometrie kan de kopspie ook weer makkelijk verwijderd worden. Doordat bij het aanbrengen van de spie de naaf naar buiten toe gedrukt wordt ontstaat er een lichte excentriciteit in de aandrijving. Dit kan vooral bij hogere draaisnelheden ongewenste trillingen veroorzaken.

spieverbinding met kopspie

Schijfspie verbinding volgens DIN 6888

Een schijfspie of Woodruff verbinding wordt hoofdzakelijk gebruikt bij conische assen. De spie in de vorm van een halve maan heeft als hoofdzakelijke functie de naaf juist te positioneren op de as. De halve schijfspie ligt dieper in de as waardoor de kans op kantelen wordt verkleint. Daarentegen geeft de diepe spiegroef een zwakke plek in de as. Om deze reden wordt de schijfspieverbinding toegepast bij lage over te dragen momenten. bijvoorbeeld bij krukassen.

Schijfspie D6888

bron: ahp seals

Spiebaan brootsen of trekfrezen

Brootsen of trekfrezen is een verspaningstechniek waarbij een lengte frees, dat een opeenvolgende reeks snijkanten heeft, een lineaire snijbeweging maakt. De broots wordt handmatig of machinaal door de boring getrokken of geduwd. Hierdoor ontstaat een groef. Met dit proces kunnen spiebanen of spievertandingen in naven worden vervaardigd.

spiebaan maken

Wat zijn de oplossingen voor een uitgeslagen spiebaan?

Een spiebaan herstellen kan middels lasercladden, ook wel Laser Metal Deposition (LMD) genoemd. Lasercladden is een proces waarbij een laser gebruikt wordt om een dunne laag van het werkstuk te smelten en te vermengen met een toegevoegd metaalpoeder. Hierdoor wordt een nieuwe laag op het bestaande werkstuk gecreëerd. Voordeel van deze methode is dat de heat-effected zone vele malen kleiner is dan bij lassen. Dit betekend dat vervorming tot een minimum wordt beperkt.

Bij deze methode dient de as volledig uitgebouwd te worden. Na het LMD proces wordt de as weer afgedraaid en voorzien van een nieuwe spiebaan. Dit is een duurzame manier om een as te herstellen maar ook een dure en intensieve klus. Er zijn ook middelen op de markt waarbij de huidige spie en spiebaan kunnen worden hersteld met lijmen en epoxy’s. Loctite heeft hier een handleiding over geschreven. Je vindt hem hier

spiebaan uitgeslagen

Spiebaan verbinding berekenen. Hoeveel kracht kan een inlegspie overbrengen?

Met onderstaande formules kan een spieverbinding berekend worden. Je kan ook voor een indicatie gegevens uit onderstaande grafiek halen.

FORMULE VOOR WRINGEND MOMENT

𝑀𝑤 = 𝐹 ·  r

𝑀𝑤 : 𝑤𝑟𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛𝑑 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡 [𝑁𝑚] 𝐹: 𝑏𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑛𝑔 [𝑁] 𝑟: 𝑠𝑡𝑟𝑎𝑎𝑙, 0,5𝑑 [𝑚𝑚]

FORMULE VOOR VLAKTEDRUK

𝜎𝑜 = 𝐹 / 𝐴
𝐴 = 𝑙 · h

𝐹: 𝑏𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑛𝑔 [𝑁] 𝜎𝑜: 𝑣𝑙𝑎𝑘𝑡𝑒𝑑𝑟𝑢𝑘 [𝑁⁄𝑚𝑚2] 𝐴: 𝑜𝑝𝑝𝑒𝑟𝑣𝑙𝑎𝑘𝑡𝑒 [𝑚𝑚2 ] 𝑙: 𝑠𝑝𝑖𝑒 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡𝑒 [𝑚𝑚] h: 𝑠𝑝𝑖𝑒 h𝑜𝑜𝑔𝑡𝑒 [𝑚𝑚]

max vlaktedruk 𝑣𝑜𝑜𝑟 𝑠𝑡𝑎𝑎𝑙 𝑜𝑝 𝑔𝑖𝑒𝑡𝑖𝑗𝑧𝑒𝑟 𝜎𝑜 = 75𝑁/𝑚𝑚2 
max vlaktedruk 𝑣𝑜𝑜𝑟 𝑠𝑡𝑎𝑎𝑙 𝑜𝑝 𝑠𝑡𝑎𝑎𝑙 𝜎𝑜 = 125𝑁/𝑚𝑚2 

Bij stotende belastingen kunnen bovenstaande krachten gehalveerd worden.

Bovenstaande gegevens gelden bij een losse passing tussen as en naaf. In het geval van een vaste passing tussen as en naaf zal een deel van het wringend moment opgenomen worden door de wrijving tussen as en naaf. Het overdraagbaar moment is dus bij een vaste passing + spieverbinding hoger.

krachtentabel spiebaan

bron: Brammer

Benamingen voor een spie

Inlegspie
Schijfspie
Halve maan spie
Kopspie
Tangentiaal spie
Spiegleuf
Spiebaan
Spiegroef
Woodruff spie
Vlakke inlegspie

DEZE PAGINA DELEN ? KIES JE PLATFORM > > >

Vragen of sugesties?

Contact