TKGA1. Šroubové spoje. Projekt "Podpora výuky v cizích jazycích na SPŠT"

Transkript

1 Projekt "Podpora výuky v cizích jazycích na SPŠT" Šroubové spoje TKGA1 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

2 ŠROUBOVÉ SPOJE Šrouby jsou nejčastěji používané strojní součásti a neexistuje snad stroj, kde by se nevyskytovaly. Mimo šroubů jsou u některých šroubových spojů použity též matice a podložky. Obrázek č. 8.1, Šroubové spoje Závity Nejdůležitější částí šroubů, popřípadě matic a dalších součástí se závitem, je závit. Závit je vytvořen závitovým profilem vinutým po šroubovici. Na obrázku 8.2 jsou zobrazeny a popsány základní parametry závitu šroubu a matice. Obrázek č. 8.2, Základní parametry závitů Závity můžeme vzhledem ke stoupání šroubovice rozdělit na pravé a levé. U jednoduchých závitů je stoupání (P h ) rovno rozteči (P). Některé závity jsou za účelem zvětšení stoupání, a tím zmenšení tření, vyráběny jako vícechodé (několik šroubovic ve vzdálenosti rozteče závitu P za sebou). 2

3 Boltings Screws are the most often used machine parts and perhaps there is no machine without any screw. Besides srews nuts and washers are also used in some boltings. Picture n 8.1, boltings Threads The most important parts of screws, eventually nuts and others parts with a thread, is a thread. A thread is made by a thread profile wreathed on a helix. In the picture 8.2 are displayed and described the basic parameters of a screw and a nut thread. d the large thread diameter of a screw d 2 the middle thread diameter of a screw d 3 the small thread diameter of a screw P the thread lead D the large thread diameter of a nut D 2 the middle thread diameter of a nut D 1 the small thread diameter of a nut Picture n. 8.2, The basic parameters of threads. Thread can be divided into the right one and left one regarding its lead of screw thread. At simple threads is their leads (Ph) equal with their spacing (P). Some threads are made, depending on the enlargement of a lead thereby the reduction of friction, as multithread (a few helixes in the distance of thread placing P in sequence). 3

4 Pravý závit Levý závit Tříchodý závit P h =n x P P h - stoupání závitu n- počet chodů závitu P- rozteč závitu Obrázek č. 8.3, Vinutí závitů Přehled závitů Přehled nejpoužívanějších závitů, jejich profilů a označování, určujících jednotek a rozměrů je v příslušných normách (Strojnických tabulkách). Metrický závit (s hrubou a jemnou roztečí) Whiworthův závit Trubkový závit (válcový, kuželový) Oblý závit Lichoběžníkový závit (rovnoramenný a nerovnoramenný) Zvláštní závity (pancéřový závit, Edisonův závit, závit šroubu do plechu, závit pro izolátory) Zobrazování závitů Všechny normalizované závit se zobrazují zjednodušeně, nakreslením průmětů válců odpovídajících velkému a malému průměru závitu. U vnějšího závitu (obr.8.4a) se velký průměr (d) zobrazuje souvislou tlustou čarou a malý průměr (d 3 ) souvislou tenkou čarou. U vnitřního závitu (obr.8.4b) se velký průměr (D) zobrazuje souvislou tenkou čarou a malý průměr (D 1 ) souvislou tlustou čarou. 4

5 P h =n x P P h - the thread lead n- the number of thread runs P- the thread spacing The picture n. 8.3, The screw wind The overview of threads The overview of the most used threads, their profiles and labelling, determining units and dimensions are in particular standards. Metric thread ( with rough and soft spacing) Whitworth s thread Pipe thread (cylindrical and conic) Round thread Trapezoidal thread (isisceles and unequal) Special thread ( armoured and Edison s thread, the thread of screws into metal plate, the thread for aquitards). The display of threads All standardized hreads are displayed simply by drawing of the cylinders projection accordants with the large and the small diameter of threads. At the outer thread (pic. 8.4 a) is the large diameter (d) displayed by a thick vertical line and the small diameter (d3) by a thin contiguous line. at the inner thread (pic. 8.4 b) is the large diameter (D) displayed by a thin contiguous line and the small one (D1) by a thick vertical line. 5

6 V pohledu ve směru osy se malý průměr závitu vyznačí částí kružnice kreslenou souvislou tenkou čarou více než ze tří čtvrtin obvodu. Obrázek č. 8.4, Zobrazování závitů Funkční délka závitu se vyznačí souvislou tlustou čarou. Je-li závit zakrytý, pak čárkovanou čarou (obr. 8.5). Výběr závitu se nekreslí, pokud to není nutné z důvodu znázornění nebo kótování jeho funkce (např. u závrtného šroubu, obr. 8.12). Při kreslení vnitřního závitu v řezu se plocha řezu šrafuje až k malému průměru závitu (obr. 8.5c). Obrázek č. 8.5, Ukončení závitů Neviditelný vnitřní závit se kreslí čárkovanou čarou tenkou (obr. 8.6a) nebo tlustou (obr. 8.6b), na jednom výkrese vždy stejným typem čáry. Obrázek č. 8.6, Zobrazování neviditelných závitů 6

7 In the view of the axis direction is the small thread diameter indicated by the part of circle drawn by a thin line more then three thirds of its perimeter. The picture n. 8.4, The thread display The functional lenght of a thread is indicated by a thick contiguous line. If the thread is covered then by a dashed line (pic. 8.5). The thread run-out is not drawn unless it is necessary for depiction or quotation its function (e.g. at a stud screw, pic 8.12). The plane of a cut is hatched as far as to the small diameter of a thread while drawing an inner thread in a cut (pic 8.5 c). The picture n. 8.5, The end of a thread The invisible inner thread is drawn by a dashed thin line (pic. 8.6 a) or by a thick one (pic. 8.6 b), using one type of a line in one plan. The picture n. 8.6, The invisible thread display 7

8 Nenormalizované závity je nutno úplně zobrazit a zakótovat. Na obr. 8.7 je pomocí tvarové podrobnosti zobrazen závit se čtvercovým profilem. Obrázek č. 8.7, Zobrazování nenormalizovaného závitu Kótování závitů Závity vnější i vnitřní se kótují velkými průměry závitu s udáním značky druhu závitu a funkční délkou bez jeho výběru (obr. 8.8). Obrázek č. 8.8, Kótování závitů Podle ČSN rozdělujeme výběh vnějšího závitu na obvyklý a krátký, u vnitřního závitu na obvyklý, krátký a dlouhý. Obvyklý výběh se nekreslí a nekótuje, ostatní druhy výběhu se kreslí tenkou souvislou čarou a kótují délkou podle obr Obrázek č. 8.9, Kótování výběhu závitů 8

9 The standardized threads is needed to display and quote totally. The thread with a square profile is displayed due to a formative detail in the pic The picture n. 8.7, The standardized thread display The quotation of threads Inner even outer threads are quoted with big diameters giving the mark of the kind of a thread and functional length without its run-out (pic. 8.8). The picture n. 8.8, The thread quotation According to ČSN the thread run-out is divided into usual and short. The inner thread is classified as usual, short and long. The common run-out is drawn but not quoted. the other kinds of run-outs are drawn by a thin contiguous line and quoted by the length as in the pic The picture n. 8.9, The quotation of a run-out thread 9

10 U vnitřních závitů se nekótuje průměr předvrtané díry a kuželové zahloubení, je-li provedeno s vrcholovým úhlem 120. Je-li však potřebné toto zahloubení zakótovat, kótuje se pouze požadovaným vrcholovým úhlem (obr. 8.10c). U neprůchozích děr se kótuje hloubka předvrtané díry bez jejího kuželového zakončení (obr. 8.10a). Je-li požadován vnitřní závit v neprůchozí díře s minimální možnou délkou výběhu (,,do dna ), kótuje se délka závitu jako shodná s hloubkou předvrtané díry (obr. 8.10b). Obrázek č.8.10, Kótování vnitřních závitů Závit jiné řady než s hrubým stoupáním se musí označit hodnotou stoupání závitu, např. M 30x1 (obr. 8.11a). U vícechodých závitů se v závorce označí rozteč závitu např. M 30x3 (P1), Tr 20x8 (P4) (obr. 8.11b). Levý závit se označuje písmeny LH (LH =Left Hand z angl.), např. M30 LH (obr. 8.11c). Závit s jemným stoupáním Vícechodý závit Levý závit Obrázek č. 8.11, Příklady označení závitů 10

11 The diameter of a pre-drilled hole and a countersink is not quoted at the inner threads the if it is done with the apex angle 120 degrees. Whether is necessary to quote the recess, it is quoted only with the required apex angle (pic c). The depth of a predrilled hole without any its cylindrical ending is quoted at impassable holes (pic. 8.10b). If the inner thread is required in impassable hole with the minimal possible lenght of run-out ( into the bottom ), the lenght of thread is quoted as identical with the depth of a pre-drilled hole (pic b). The picture n. 8.10, The quotation of the inner threads Threads other than the ones with coarse lead must be marked with the caliber of thread lead, for instance: M 30x1 (pic a). It is indicated the spacing of threads at multithreads in brackets, e.g. M 30x3(P1), Tr 20x8(P4) (pic b). The left side thread is marked by letters LH (LH= Left Hand), e.g. M 30LH (pic c). The thread with a precise lead the multi-thread thread the left thread The picture n. 8.11, Examples of thread indications 11

12 Závrtné šrouby tvoří výjimku v kótování funkční délky závitu. U těchto šroubů se počítá do délky závitu na závrtném konci i délka výběhu. Na obr je zobrazen a zakótován závrtný šroub do šedé litiny se závitem M24, s délkou l=70mm, pevnostní třídy 5, bez povrchové úpravy: ŠROUB M24 x 70 ČSN Obrázek č. 8.12, Závrtný šroub Na obr jsou zobrazeny a zakótovány drážky za závitem. Tvary a rozměry drážek jsou určeny podle ČSN a ČSN (Strojnické tabulky). Šířka drážky se počítá do funkční délky závitu. Obrázek č. 8.13, Drážky za závitem Tolerování závitů Tolerováním závitu se dosáhne požadované funkce závitového spojení. Metrické závity můžeme tolerovat pro následující uložení: Tolerování pro uložení s vůlí. Tolerování pro uložení přechodná. Tolerování pro uložení s přesahem. 12

13 Stud screws are exception in quotating of the functional length of a thread. The length of a run-out is counted into the length of a thread on the stud end at this kind of screws. In the pic a stud screw is displayed and quoted into gray iron with the thread M24, the length l=70 mm, the strength class 5, without surfacing: ŠROUB M24 X 70 ČSN The picture n. 8.12, A stud screw There are displayed and quoted slots behind a thread in the pic Shapes and dimensions of slots are determined by ČSN and ČSN The width is the part of the functional length of a thread. The picture n. 8.13, Slots behind a thread The toleration of threads The reguired function of the thread connection is achieved by the toleration of threads. The metric thread are tolerated in the following fits: The toleration for a free fit The toleration for a transition fit The toleration for a interference fit 13

14 Tolerování pro uložení s vůlí U tolerování pro uložení s vůlí průměrů metrického závitu jsou pro závit šroubu a matice doporučeny následující toleranční pole a stupně přesnosti. Matice Šroub Druh uložení Použití G H e g h jemné Pro přesné závity 6G 5H 6H 4h střední Všeobecné použití 6H 6e 6g 6h 7H 8g hrubé Pro méně přesnou výrobu Tabulka č.11, Výběr doporučených mezních úchylek ISO metrického závitu Značka tolerančního pole závitu je uvedena za označením druhu a rozměru závitu a odděluje se pomlčkou, např. M 24-7g6g pro závit šroubu, M24-5H6H pro závit matice (obr. 8.14). Závit šroubu: M24-7g6g 7g Toleranční pole velkého průměru závitu šroubu (d) 6g - Toleranční pole středního průměru závitu šroubu (d 2 ) Závit matice: M24-5H6H 5H Toleranční pole malého průměru závitu matice (D 1 ) 6H - Toleranční pole středního průměru závitu matice (D 2 ) Obrázek č. 8.14, Příklady zápisu tolerančního pole závitu Jestliže se značka tolerančního pole velkého průměru závitu šroubu nebo malého průměru matice shoduje s označením tolerančního pole středního průměru závitu, neopakuje se v označení tolerančního pole závitu (obr. 8.15). 14

15 The toleration for a free fit Tolerating for the free fit of the metric diameter of a thread, the following tolerance zones and the grades of fit are recommended for a thread screw and a nut. Nut Screw Kind of fit Usage G H e g h 4H 5H 4h Snug For accurate threads 6G 5H 6H 6e 6g 6h 6H Middle General usage 7H 8g Rough For less accurate production The chart n. 11, The selection of recommended critical deviations ISO of a metric thread The mark of a tolerance zone of a thread is indicated behind the indication of the kind and dimension of a thread and it is split by a dash, e.g. M 24-7g6g for a thread screw, M 24-5H6H for a thread nut (pic 8.14). The picture n. 8.14, The examples of the logging of the tolerance of a thread screw If the mark of the tolerance zone of the large diameter of a thread screw or the small diameter of a nut corresponds with the indication of the tolerance zone of the middle diameter of a thread, the mark is not repeated in the indication of the tolerance zone of a thread (pic. 8.15). 15

16 Závit šroubu: M24-6g 6g Toleranční pole středního a malého průměru závitu šroubu Závit matice: M24-6H 6H Toleranční pole středního a malého průměru závitu matice Obrázek č. 8.15, Příklady zápisu tolerančního pole závitu Uložení se označuje zlomkem. V čitateli se uvádí značka tolerančního pole závitu matice a ve jmenovateli označení tolerančního pole závitu šroubu, např. M 24-6H/6g. Tolerování pro uložení přechodná Toleranční pole vnějšího a vnitřního závitu pro uložení přechodná v závislosti na materiálu součásti s vnitřním závitem jsou stanovena v příslušných normách (Strojnických tabulkách), např. 3H6H/2m, 2H6H/1k6h, 4H6H/4j atd. Přechodných uložení metrického závitu se používá u vnějších závitů zašroubovaných konců závrtných šroubů, ve vnitřních závitech součástí za současného použití konstrukčních prvků pro dotažení spoje (obr. 8.16). Výběh závitu závrtného šroubu je nejčastěji používaný způsob dotažení spoje. Používá se u průchozích i neprůchozích děr. Materiál součásti s vnitřním závitem může být ocel, litina, slitiny hliníku a hořčíku. Obrázek č. 8.16, Dotažení spoje výběhem závitu 16

17 The picture n. 8.15, The examples of the logging of the tolerance zone of a thread Fitting is indicated by a fraction. The mark of a tolerance zone of a nut is indicated with a numerator and the mark of a tolerance zone of a thread is indicated with a denominator, e.g. M 24-6H/6g. The toleration for a transition fit The tolerance zones of a outer and an inner thread for a transition fit depending on the material of the part with an inner thread are determined in appropriate standards, for instance: 3H6H/2m, 2H6H/1k6h, 4H6H/4j. The transition fits of a metric thread is used in the outer threads of the screwed ends of stud bolts, in the inner threads of parts while using of the construction components for tightening of a join (pic 8.16). The thread run-out of a stud bolt si the most used manner of join tightening. It is used in stright-through and impassable holes. The material of the part with an inner thread can be steel, cast iron, magnesium and aluminum alloy. The picture n. 8.16, The join tightening of a thread run-out 17

18 Tolerování pro uložení s přesahem Toleranční pole vnějšího a vnitřního závitu pro uložení s přesahem v závislosti na materiálu součásti s vnitřním závitem jsou stanovena v příslušných normách (Strojnických tabulkách), např. 2H5D/2r atd. Kreslení šroubů, matic a podložek Šrouby, matice a podložky jsou převážně normalizované součásti, které se hromadně objednávají u výrobců a následně vydávají do skladu, proto se nekreslí na samostatných výrobních výkresech. Přehled nejpoužívanějších šroubů, matic a podložek je v příslušných normách (Strojnických tabulkách). Šrouby Šrouby jsou obvykle rozděleny podle tvaru hlavy a dále podle použití. Hlava šroubu je např. šestihranná, čtyřhranná, válcová se zářezem nebo s vnitřním šestihranem, T hlava, zaoblená, zápustná kuželová, půlkulová, čočkovitá apod. Podle užití to mohou být, např. šrouby upínací, stavěcí, závěsné, lícované, závrtné, otočné s okem, závitořezné, vruty do dřeva apod. Podle přesnosti rozměrů a jakosti povrchu je rozdělujeme na přesné a hrubé. Matice Matice můžeme rozdělit na šestihranné, čtyřhranné, korunové, uzavřené, křídlové, závěsné apod. Důležitý je také způsob utahování matic např. pomocí utahovacích maticových klíčů. 18

19 The toleration for a interference fit The toleration zone of the outer and inner thread for interference fitting depending on the material of the component with inner thread is determined in appropriate standards, e.g. 2H5D/2r etc. The drawing of screws, nuts and washers Screws, nuts and washers are mostly standardized parts that are mass ordered from the producer and then issued of stock. It is the reason why they aren t drawn in a production drawing detached. The overview of the most used screws, nuts and washers are in the appropriate standards. Screws Screws are as usual classified according to their usage and the shape of their heads. The head of a screw can be hexagonal,four-square, cylindrical with a notch or with inner hexagonal, T shape, rounded, countrsink cone, semiround, lenticular etc. In accordance with the usage of crews they can be classified as clamping bolt, setscrew, suspended screw, dowel bolt, stud screw, swing bolt with a staple, thread-cutting screw, wood screw etc. According to the dimension accuracy and surface quality screws are classified into accurate and crude. Nuts They can be divided into hexagonal, four-square, castle-nut, closed, wing nuts, suspended nuts. The manner of screw tightening is also important due to tightening nut spanner. 19

20 Podložky Podložky se většinou vkládají ve šroubových spojích pod matice, někdy též pod hlavy šroubů. Můžeme je rozdělit na podložky pro šrouby, pružné podložky, pojistné podložky apod. Na výkresech sestavení se označí všechny součásti šroubového spoje pozičním číslem a případně se zakótují hlavními rozměry. V soupisu položek se zapíše název, určující rozměry a číslo rozměrové normy, např.: ŠROUB M 24 x 100 ČSN (čísla za tečkou vyjadřují mechanické vlastnosti materiálu a úpravu povrchu). MATICE 24 ČSN PODLOŽKA 25 ČSN Podle ČSN sjednocené s ISO (EN), např.: ŠROUB SE ŠESTIHRANNOU HLAVOU ISO M24 x 100 8,8 ŠESTIHRANNÁ MATICE ISO 4032 M24-05 Šrouby, matice a podložky nakreslené spolu na výkresech sestavení se zobrazují vždy v pohledu. Část šroubu zakrytá maticí a podložkou se nekreslí. Šestihranné hlavy šroubů a šestihranné matice se kreslí s použitím šablon podle skutečné velikosti (obr. 8.17a), přibližně (obr. 8.17b) nebo zjednodušeně (obr.8.17c). Při kreslení ve skutečné velikosti jsou rozměry odvozeny od průměru kružnice opsané šestihranu e, při přibližném kreslení od průměru šroubu d a při zjednodušeném zobrazení se vynechají i oblouky kružnic. 20

21 Washer They are usually put in bolting under nuts, sometimes under heads of screws as well. They can be dividet into washers for screws, lock washers, safety washer etc. All parts of bolting are marked by a position number in an assembly drawing and eventually are quoted with main dimensions. In the list of parts is written its name, determining measures and the number of a measure standard, for instance: ŠROUB M 24 x 100 ČSN (the numbers with a dot express the kind of material and surfacing) MATICE M 24 ČSN PODLOŽKA 25 ČSN According to ČSN unified with ISO (EN), e.g.: ŠROUB SE ŠESTIHRANOU HLAVOU ISO 4014 M24 x ŠESTIHRANNÁ MATICE ISO 4030 M24 05 Screws, nuts and washers drawn together in an assembly drawing are displayed always in sight. The part of a screw hidden by a nut is not drawn. The hexagonal heads of screws and hexagonal nuts are drawn using drafting templates according to the real size (Pic a), approximately (Pic b) or simplified (Pic c). Drawing in the real size measures are deduced from a circle diameter copied the hexagon e, drawing approximately from the screw diameter d and circural arces are omitted in the simplified display. 21

22 Obrázek č. 8.17, Zobrazení šestihranných hlav šroubů a matic V ČSN jsou uvedena zjednodušená a schematická zobrazení spojovacích součástí. Použití jednoho či druhého způsobu závisí především na určení výkresu a jeho měřítku: Na následujícím obrázku jsou příklady zjednodušeného zobrazení šroubů: šroub se čtvercovou hlavou (obr. 8.18a), šroub s válcovou hlavou s vnitřním šestihranem (obr. 8.18b) nebo šroub se zápustnou kuželovou hlavou s křížovou drážkou (obr. 8.18c). Obrázek č. 8.18, Zjednodušené zobrazení šroubů Schematické označení šroubu na výkrese sestavení společně s maticí a podložkou je na obr Další stejné spojení může být znázorněno pouze osou nebo v pohledu osovým křížem. Šroub Matice Podložka Obrázek č. 8.19, Schematické zobrazení šroubového spoje 22

23 Picture n. 8.17, The display of hexagoanl heads of screws and nuts In ČSN are mentioned simplified and sketchy displays of connection parts. Using either the first or the second manner depends mainly on determining of a drawing or its ratio scale: There are the examples of a simplified display of screws in the following picture: a screw with a four-square head (Pic a), a screw with a cylindrical head with an inner heagon (pic 8.18 b) or a screw with a countersink conical head with a crucial groove (pic c). Picture n. 8.18, The simplified display of screws The schematic indication of a screw in an assembly drawing together with a nut and a washer is in the pic Next the same connection can be illustrated only by an axis or in the view of an axis cross. A screw a nut a washer Picture n. 8.19, The schematic indication of a screw connection 23

24 Spoj šroubem se šestihrannou hlavou volně procházejícím dírami v obou spojovaných deskách je zobrazen na obr Vpravo je část výrobního výkresu spojované desky s dírou pro šroub podle ČSN EN ( ). Pro šrouby s hlavou se doporučuje srazit hranu díry. Obrázek č. 8.20, Spoj volně procházejícím šroubem Spoj na obr je proveden šroubem s válcovou hlavou s vnitřním šestihranem (Indus šroub) zašroubovaným přímo do jedné ze spojovaných součástí, pojištěným pružnou podložkou. Rozměry válcového zahloubení jsou stanoveny podle ČSN Šroub a podložka budou v soupisu položek označeny: ŠROUB M24x70 ČSN PODLOŽKA 24 ČSN Obrázek č. 8.21, Spoj šroubem s válcovou hlavou 24

25 The screw connection with a hexagonal head passing through holes loosely in both joining desks is displayed in the pic On the right is the part of a production drawing of a joining desk with a hole for a screw in accordance with ČSN EN ( ). It is recommended to bevel the edge of a hole at the screws with a head. Picture n. 8.20, The join passing through a screw loosely The join displayed in the pic is made by the screw with a cylindrical head with an inner hexagonal (socket-screw key) directly screwed into the one of the joining part, secured by a lock washer. The dimensions of a cylindrical recess are appointed according to ČSN A screw and a washer will be indicated in the list of items: ŠROUB M24X70 ČSN PODLOŽKA 24 ČSN Picture n. 8.21, The screw with a cylindrical head 25

26 Na obr. 8.22a je zobrazeno šroubové spojení závrtným šroubem a přesnou šestihrannou maticí zajištěnou proti povolení podložkou s nosem. Závrtná část šroubu je uložena přechodně a je zašroubována až na konec výběhu, aby při demontáži nedošlo k povolení v tomto místě, ale v místě matice. Druhé šroubové spojení (obr. 8.22b) je lícovaným šroubem, podložkou a korunovou maticí zajištěnou proti povolení závlačkou. Šroub zde slučuje funkci kolíku a šroubu, je v díře uložen přechodně H7/n6. Obrázek č. 8.22, Šroubové spoje 26

27 In the pic a is displayed a screw join by a stud screw and an accurate hexagonal nut secured against loosening by a tab washer. The recess part of a screw is inserted temporarily and screwed at the end of a thread in order not to loosen it in that spot during disassembly but in the spot of a nut. The second screw join (pic b) is a fitted screw, a washer and a castle nut secured against loosening by a split pin. The function of a scotter and a screw is united by this screw, the screw is put temporarily H7/n6. Obrázek č. 8.22, Screw connections KLETEČKA, Jaroslav a Petr FOŘT. Technické kreslení. Brno: Computer Press a.s., ISBN