Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V Základní části strojů Kapitola 18 Pružné spoje Ing. Dušan Kabát

2 Obsah ÚVOD PRUŽNÉ SPOJE FUNKCE PRUŽIN V PRUŽNÝCH SPOJÍCH Funkce tlumení rázů a vibrací Funkce akumulace energie Funkce zajišťování stálé přítlačné síly Funkce pro vratný pohyb součástí Funkce pružného uložení částí strojů OTÁZKY KE KAPITOLE DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE

3 Úvod Výukový materiál se zabývá teorií pružných spojů a funkcemi pružin ve spojích. Za výkladem jsou k dané problematice zařazeny kontrolní otázky. Ucelený výukový materiál postihuje oblast základních částí strojů a strojních zařízení. Materiál je určen žákům zejména prvních ročníků strojírenských a se strojírenstvím souvisejících oborů ukončených závěrečnou zkouškou, kde je zapotřebí nabýt znalostí o stavbě strojů a jejich základních konstrukčních prvcích. Stejně tak je možné materiál využít u takovýchto oborů ukončených maturitní zkouškou. Lze ho využívat v předmětech zabývajících se základy strojírenství, jako jsou Strojnictví, Části strojů a mechanismy, Strojírenství nebo Stroje a zařízení, v oborech Mechanik opravář motorových vozidel ( H/01), Autotronik (39-41-L/01), Autoelektrikář (26-57-H/01), Karosář (23-55-H/02), Strojník (23-65-H/01), Klempíř (23-55-H/01), Provozní technika (23-43-L/51) apod. 3

4 1 Pružné spoje Jsou to rozebíratelné spoje se silovým stykem. Pružné spoje nejsou typickými spoji strojních částí. Vznikají tak, že se mezi spojované části vloží pružící prvek, který pak obvykle slouží nejen ke spojení těchto částí, ale svou pružností plní ve spoji zejména další funkce. Silová zatížení se v těchto spojích přenáší přes pružící prvky pružiny různých druhů a materiálů, které jsou ve spojích uloženy s určitým předpětím. 1.1 Funkce pružin v pružných spojích Kromě prostého spojování plní pružiny i další funkce. Ty jsou ve spojích plněny buďto samostatně, nebo ve vzájemné kombinaci. 1. Tlumí rázy a vibrace 2. Akumulují energii 3. Zajišťují stálou přítlačnou sílu 4. Zabezpečují vratný pohyb součástí 5. Umožňují pružné uložení částí strojů Obrázek 1: Pružiny a pružný spoj Funkce tlumení rázů a vibrací Je to nejčastější použití pružného spoje a současně hlavní výhoda samotných pružících prvků. Zatížení působící mezi spojovanými částmi, které se přenáší přes pružící prvky, není přenášeno bezprostředně tzv. natvrdo, ale je v pružícím prvku ztlumeno a přeneseno s určitou časovou prodlevou. Této vlastnosti pružných spojů se využívá k tlumení rázů u dopravních prostředků, pracovních strojů apod. Jsou tam často instalovány jako celé konstrukční celky - tzv. tlumiče, jejichž součástí je nejenom pružící část, ale i část pro tlumení zpětného kroku, příp. i další. 4

5 Obrázek 2: Tlumení pojezdového kola pomocí tlumiče Funkce akumulace energie Tato funkce pružin je využívána u zařízení, u kterých plní pružiny funkci hnací jednotky. Zdeformované pružiny mohou za určitých podmínek energii uloženou (akumulovanou) do deformace postupně uvolňovat a přeměňovat ji na energii pohybovou. Tuto funkci využíváme u mechanických měřičů času, kdy otáčením ovládacího prvku stlačíme nejčastěji spirálovou pružinu, která pak postupně, při svém uvolňování hodiny pohání. Obrázek 3: Funkce pružin jako akumulátorů energie - hodinový strojek Funkce zajišťování stálé přítlačné síly Pružiny mohou v zařízeních vyvolávat přítlačné síly a tím stále udržovat spojované části v kontaktu s určitým předpětím. Při odtlačení pružiny se části mohou snadno a rychle uvolnit. K opětovnému spojení těchto částí pak dojde stejně jednoduše Funkce pro vratný pohyb součástí Často využívaná funkce, kdy při pracovním pohybu částí zařízení jsou pružiny deformovány a do původní polohy jsou části vraceny jednorázově uvolněnou energií pružin. 5

6 Jedná se například o zpětné pohyby ventilů spalovacích motorů, nebo dobře známé zasunutí náplně propisovacích tužek. Obrázek 4: Funkce pružin zajišťující vratný pohyb hlava válce spalovacího motoru Funkce pružného uložení částí strojů Vzájemné pružné uložení některých částí zařízení se využívá zejména u zemědělských strojů, kdy je zapotřebí oddělit velké chvějící se celky od zbylých částí stojů. 1.2 Otázky ke kapitole 1. Jaké je zařazení pružných spojů z hlediska funkce a rozebíratelnosti? 2. Které funkce mohou plnit pružiny v pružných spojích? 3. Součástí jakého konstrukčního celku jsou obvykle pružiny u dopravních prostředků? 4. Kde můžeme najít pružný spoj, který slouží k akumulaci energie? 5. Ve kterých zařízeních slouží pružné spoje pro zajištění vratných pohybů jejich částí? 6

7 2 Doporučená literatura 1. Leinveber, J., Řasa. J., Vávra. P. Strojnické tabulky. Praha: Scientia spol. s r. o., ISBN Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, ISBN

8 3 Použitá literatura a zdroje 1. Mičkal, Karel. Strojnictví- Časti strojů. Praha: Sobotáles, ISBN Křiž, R., Strojní součásti I. Praha: SNTL, Kříž, R., Stavba a provoz strojů I, Části strojů. Praha: SNTL, [Online] srpen Rybářová, V Strojní součásti a spoje. Dostupné z 8