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 25 Lepené spoje Ing. Dušan Kabát

2 Obsah ÚVOD LEPENÉ SPOJE VLASTNOSTI LEPENÝCH SPOJŮ Výhody lepených spojů Nevýhody lepených spojů LEPIDLA ÚPRAVY STYKOVÝCH PLOCH SPOJOVANÝCH ČÁSTÍ OTÁZKY KE KAPITOLE DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE

3 Úvod Výukový materiál se zabývá teorií lepených spojů, úpravami stykových ploch a lepidly. 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 Lepené spoje Patří mezi spoje nerozebíratelné s materiálovým stykem. Podstatou soudržnosti spoje jsou současně dva fyzikální principy adheze a koheze. Adheze i koheze se týká lepidla, které by mělo mít obě tyto vlastnosti. Čím větší má lepidlo schopnost adheze a koheze, tím soudržnější vytvoří spoj. Adheze je schopnost lepidla přilnou ke stykovým plochám spojovaných částí, koheze je jeho vnitřní soudržnost. Obrázek 1: Lepený spoj 1.1 Vlastnosti lepených spojů Vlastnosti lepených spojů souvisí zejména s vlastnostmi samotných lepidel. Vývoj lepidel v posledních letech vytvořil širokou škálu lepidel, které mohou mít zcela odlišné vlastnosti a tím i použití. Podle vlastností konkrétního lepidla je určeno jeho použití, a zároveň i zcela odlišné vlastnosti konkrétního spoje. Obecně se dají vlastnosti lepených spojů popsat takto: Výhody lepených spojů - lze vytvářet spoje z různorodých materiálů (kov-plast, sklo-plast, dřevo-papír, apod.) - lepené spoje mohou být estetické nebo jen málo viditelné - při spojování lepením nedochází ke změnám vlastností materiálů v místě spojů vlivem vysokých teplot, jako je tomu u svařování, příp. pájení - neoslabují se spojované součásti otvory jako např. u nýtování - není zapotřebí žádná kvalifikace - lepené spoje jsou velmi levné a rychlé - mohou zaručovat těsnost spojů - volbou a zpracováním lepidla lze získat různé spoje (tuhé, pružné, pevné, apod.) - je možné spojovat velmi tenké plechy, které nelze spojit jinými metodami Nevýhody lepených spojů - zásadní nevýhodou je menší pevnost spoje ve srovnání s ostatními spoji, zejména pokud jde o spoj kov-kov - dlouhá doba vytvrzení spoje (až několik hodin - dní) - obvykle nutnost zajistit znehybnění spoje po dobu vytvrzování lepidla (použití speciálních přípravků - nesnáší vysoké i nízké teploty 4

5 - u rychle vytvrditelných lepidel časová omezení - stykové plochy se musí před lepením upravit, mechanicky a chemicky očistit (brusný papír, odmašťovače) 1.2 Lepidla Vývoj v oblasti lepidel je velmi rychlý. Chemická výroba lepidel umožňuje vytvářet druhy lepidel jako odpovědi na požadavky výroby a trhu. Rozmanitost druhů lepidel komplikuje jejich dělení. Obecně se dá říci, že čím je lepidlo po vytvrzení tvrdší a křehčí, spoj pak špatně snáší dynamické zatěžování a hůře pracuje. Doba vytvrzení je čas, po kterém může spoj přenášet provozní zatížení. Po dobu vytvrzování nesmí být spoj zatěžován, měl by být pevně zajištěn v přípravcích (svěrky, svěráky, apod.) a mezi stykovými plochami by po tuto dobu měly působit stálé přítlačné síly. Lepidla lze rozdělit podle počtu složek, doby vytvrzení, vytvrzovací teploty nebo jejich vlastností a použití. 1. Lepidla rychle vytvrditelná (sekundová, vteřinová) - doba vytvrzení několik sekund - spoj je pevný, ale křehký - lepidla nelze používat opakovaně (samovolně zatvrdnou) - teplota vytvrzování 20 C - nehodí se pro použití ve strojírenství 2. Lepidla jednosložková - na bázi epoxydových pryskyřic - doba vytvrzování několik minut až hodin (lze zkrátit zvýšením teploty) - spoj je pevný a pružný - používají se pro méně zatěžované spoje, které mají pracovat 3. Vícesložková - mísí se ze dvou či více složek, které samostatně nelepí - mohou se používat opakovaně i po dlouhé době - mísení složek v různých poměrech umožňuje získat spoje pevnější nebo pružnější - doba vytvrzování minuty až dny (lze zkrátit zvýšením teploty) - používají se pro namáhané spoje ve všech oblastech strojírenství 1.3 Úpravy stykových ploch spojovaných částí U úprav stykových ploch lepených částí jde o jejich zvětšení a o vytvoření opěrných částí, které zvýší tuhost spoje. Některé úpravy jsou shodné jako u spojů pájených. 5

6 Obrázek 2: Úpravy stykových ploch lepení 1.4 Otázky ke kapitole 1. Jaké je zařazení lepených spojů z hlediska jejich funkce a rozebíratelnosti? 2. Co je fyzikální podstatou soudržnosti lepených spojů? 3. Jaké znáte výhody lepených spojů? 4. Které nevýhody lepených spojů neumožní jejich nahrazení za svarové? 5. Co je to doba vytvrzování? 6. Jak lze zkrátit dobu vytvrzování? 7. Co jsou to lepidla sekundová a jaké mají vlastnosti? 8. Jaké vlastnosti mají lepidla jednosložková? 9. Jaké vlastnosti mají lepidla vícesložková? 10. Jak se upravují stykové plochy lepených častí doplňte obrázky? 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, Rybářová, V Strojní součásti a spoje. Dostupné z 8