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 14 Perové spoje Ing. Dušan Kabát

2 Obsah ÚVOD PEROVÉ SPOJE NÁVRH PEROVÉHO SPOJE Návrh pera z namáhání ve střihu Kontrola pera na tlak (otlačení) MONTÁŽ PEROVÉHO SPOJE OTÁZKY KE KAPITOLE DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE

3 Úvod Výukový materiál se zabývá teorií perových spojů, návrhy a montáží těchto spojů. 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 Perové spoje Jsou to spoje rozebíratelné s tvarovým stykem. U tohoto spoje je silové zatížení a krouticí moment přenášen přes boky spojovací součásti pera, tedy přes jeho tvar. Pero má nejčastěji tvar hranolu se zaoblenými kratšími stranami a je uloženo s vůlí mezi jeho horní plochou a drážkou v náboji. Obrázek 1: Pero a uložení pera ve spoji Rozebíratelnost spoje je splněna podmínkou snadného vyjmutí pera při demontáži, bez poškození spojovací či spojované součásti. Perový spoj se využívá nejčastěji pro neotočné spojení hřídelí a nábojů různých kol (řetězových, ozubených, řemenových aj.) jež jsou určeny pro přenos otáček, krouticích momentů, silových zatížení. V některých případech dovoluje i axiální posuv náboje (kola) po hřídeli. Perové spoje vytlačují svým použitím spoje klínové, které jsou konstrukčně podobné. Důvodem je jejich výhodnější uložení kola na hřídeli, kdy u perových spojů nedochází k vyosení (vysunutí) podélné osy kola vůči hřídeli v místě pera a tím k nežádoucímu chvění a vibracím nevyvážených hmot při rotaci. Pro spojení a přenos otáček mezi koly ozubenými se klínový spoj již nedoporučuje z důvodu možného selhání převodu. Obrázek 2: Části perového spoje Obrázek 3: Perový spoj. 4

5 1.1 Návrh perového spoje Návrh perového spoje vychází z konstrukčních a technologických požadavků konkrétního spoje. Samotnému dimenzování pera předchází volba druhu pera a jeho spojení v závislosti na potřebách spoje v daném zařízení. Pero je ve spoji namáháno na střih a otlačení. Návrh se provádí odděleně pro střih a otlačení, a poté se oba výsledky výpočtu porovnají. Vždy se pak uvažuje méně příznivý případ, to je vyšší vypočtená hodnota. Standardně se pak vyjadřuje délka pera, od které spoj snese dané zatížení Návrh pera z namáhání ve střihu Platí obecný pevnostní vztah pro střih Po dosazení za sílu F, působící ve spoji, dovoleného namáhání pera ve střihu (strojnické tabulky nebo zadáno) a střižné plochy pera S = b x L (b- strojnické tabulky), se po úpravě nerovnice vyjádří délka pera L, od které spoj vydrží dané zatížení F Kontrola pera na tlak (otlačení) Platí obecný vztah pro tlak = Po dosazení za sílu F, působící ve spoji, dovoleného namáhání pera (strojnické tabulky nebo zadáno) a plochy pro otlačení pera S = x L ( - strojnické tabulky), se po úpravě nerovnice vyjádří délka pera L, od které spoj vydrží dané zatížení F. Ve spoji se pak musí uvažovat méně příznivá hodnota, tj. větší vypočtená délka pera L. Obvykle vychází méně příznivá hodnota z namáhání ve střihu. 1.2 Montáž perového spoje Pero se obvykle přilícovává do drážek v hřídeli i náboji. Používají se operace ručního zpracování kovů, jak jsou pilování či zaškrabávání. Drážka nesmí vykazovat v žádném místě boční vůli, Přesnost se průběžně zjišťuje příměrnou barvou nebo spároměrem. Kontroluje se i rovnoběžnost dna drážky s osou spoje. Pero se pak lehce do drážky v náboji naklepne, a přes něj se narazí součást s nábojem. Pero se při demontáži z důvodu většího přesahu obtížně vyjímá a často se poškodí boční plochy. Proto se nedoporučuje již opětovně pero použít do nového spoje. 5

6 1.3 Otázky ke kapitole 1. Jaké je zařazení perového spoje z hlediska funkce a rozebíratelnosti? 2. K čemu slouží perový spoj? 3. Jaké součásti se nejčastěji spojují perovým spojem? 4. Jaká jsou výhody perového spoje proti spoji klínovému? 5. Jak se navrhují perové spoje? 6. Jakými namáháními jsou zatěžovány perové spoje? 7. Z jakých pevnostních vztahů vychází výpočet perového spoje? 8. Jak se provádí montáž perových spojů? 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