Fakulta strojní VŠB-TUO Přednáška č.6 SPOJE
SPOJE A SPOJOVACÍ ČÁSTI Pro spojení dvou součástí (popř. montážních jednotek), existují v technické praxi tyto možnosti: - spojení tvarovým stykem, kdy využíváme tvarových strojních součástí k přenosu krouticího momentu nebo síly (drážkový hřídel s drážkovým nábojem, přenos síly tlakem u kloubového táhla s vidlicí a čepem). Přenos je většinou uskutečněn tlakem mezi stykovými plochami. - spojení silovým stykem, kde ke spojení dochází pomocí třecí síly, která působí na stykových plochách (nalisované spoje, předepjaté šroubové spoje), - spojení kombinovaným stykem, působí zde jak třecí síla mezi spojovanými součástmi, tak tvarový styk (klínové, šroubové a nýtové spoje), - spoje materiálovým stykem (svařované, pájené a lepené). Podle možnosti rozebírání spojů je dělíme na: - rozebíratelné (šroubové, drážkové spoje), - nerozebíratelné (svařované, pájené a lepené).
Šroubové spoje Základem každého šroubového spoje je závit, který dovoluje spojit šroub s maticí. Závit : je geometricky určen závitovou plochou, kterou vytváří profil závitu jež se pohybuje po šroubovici. Profil závitu : je lomená přímka nebo křivka, ležící v rovině, která prochází osou závitu. Šroubovice : vznikne při otáčení bodu kolem pevné osy a zároveň jeho rovnoměrným rovnoběžným pohybem s osou. Dráha, kterou bod urazí za jednu otáčku válce, je stoupání závitu P h. Úhel stoupání ( γ ) : jeho velikost je zřejmá z funkce tgγ = P h π d Stoupání ( P h ) : je vzdálenost dvou stejnolehlých bodů na téže šroubovici závitu. Měří se rovnoběžně s osou závitu. Rozteč ( P ) : je vzdálenost dvou stejnolehlých bodů sousedních závitů, je základní charakteristikou závitu.
Závity dělíme podle: - polohy profilu vzhledem k základnímu tělesu na vnější (šrouby) a vnitřní (matice) - počtu chodů na jednochodé (P h = P) a vícechodé (P h = Pn), kde n je počet chodů, - smyslu otáčení na pravé a levé závity (levý musí být označen LH ), - tvaru základního tělesa na válcové a kuželové, - účelu použití na spojovací a pohybové (používáme pro převod otáčivého pohybu na posuvný a naopak, mají větší úhel stoupání a počet chodů než spojovací) - tvaru závitového profilu : - metrický M 20 (20 - velký průměr závitu d v mm) - lichoběžníkový Tr 20 x 4 (20 - velký průměr závitu d v mm, 4 - stoupání P h ) - lichoběžníkový nerovnoramenný S 20 x 4 - II - - oblý Rd 40 (40 - velký průměr závitu d v mm) - Witworthův W 3/4 (3/4 - velký průměr závitu d v palcích) - trubkový válcový G 3/8 (3/8 světlost trubky DN v palcích) - trubkový kuželový vnější R 1 ½ (1 ½ - světlost trubky DN v palcích) - trubkový kuželový vnitřní Rc 1 ½ (1 ½ - světlost trubky DN v palcích)
Závity - terminologie vnitřní závit DNO vnější závit ÚHEL ŠROUBOVICE HŘBET VELKÝ PRŮMĚR STŘEDNÍ PRŮMĚR MALÝ PRŮMĚR VRCHOLOVÝ ÚHEL ROZTEČ HLOUBKA ZÁVITU
levý závit pravý závit
STOUPÁNÍ ROZTEČ jednochodý závit STOUPÁNÍ ROZTEČ dvouchodý závit
Metrický závit
Metrický závit příklad závitu M10
Metrický závit ukázka závitových měrek
Whitworthův závit
Trubkový závit
Edisonův závit
Edisonův závit - příklad
Lichoběžníkový závit rovnoramenný Značení: Jednochodý závit: Tr d x P h d velký průměr závitu P h stoupání vícechodý závit: Tr d x P h (P) P rozteč
Lichoběžníkový závit vícechodý - příklad
Kreslení vnějších závitů Velký průměr vnějšího závitu d tvořený množinou závitových hřbetů se zobrazuje souvislou tlustou čarou. Malý průměr d1 u vnějšího závitu tvořený množinou závitových den se zobrazuje tenkou souvislou čarou. Čára zobrazující délku závitové části se kreslí souvislou tlustou čarou. Výběh se zobrazuje jen tehdy, pokud není obvyklý.
Závity - kreslení výběhu
Kreslení vnitřních závitů U vnitřního závitu se velký průměr D zobrazuje tenkou souvislou čarou a malý průměr D1 se zobrazuje tlustou souvislou čarou.
Závity - kreslení výběhu
Kreslení šroubových spojů V řezu se u šroubového spojení zobrazuje pouze ta část vnitřního závitu, která není zakryta vnějším závitem - šroubem.
Zjednodušené zobrazování šroubových spojů na sestavách kde, e = 2d
Spoj dvou desek pomocí šroubu s šestihrannou hlavou a šestihrannou maticí šroub volně prochází dírou v obou deskách
Spoj desky se silným materiálem (slepá závitová díra) pomocí závrtného šroubu, šestihranné matice a pružné podložky - šroub volně prochází horní deskou a je zašroubován v dolní desce. Používá se místo šroubů s hlavou pokud se musí spoj často uvolňovat.
Spoj desky se silným materiálem ( slepá - neprůchozí závitová díra) pomocí šroubu se šestihrannou hlavou - šroub volně prochází horní deskou a je zašroubován v dolní desce
Kótování závitů Vnější i vnitřní závity se kótují velkým průměrem. U šroubu musíme zakótovat: - velký průměr s označením druhu závitu a tolerancí středního a velkého průměru závitu, - délku závitu bez výběhu, - pokud máme jiný výběh než obvyklý i délku výběhu. U závitových děr kótujeme: - velký průměr závitu s označením druhu závitu, toleranci středního a malého průměru závitu, - průměr předvrtané díry u závitů, které nejsou po celé délce, - hloubku předvrtané díry (u neprůchozích závitových děr ). Zahloubení nebo zkosení na začátku závitové díry, které je provedeno s vrcholovým úhlem 120 až na velký průměr závitu se nekótuje. Jiné zkosení se musí zakótovat. Drážky pro výběh vnějšího nebo vnitřního závitu se kótují dle normy.
Kótování závitů
Příklady označení závitu: Tr 20x4(P2)LH-7e - Tr označuje lichoběžníkový závit rovnoramenný - 20 jmenovitý průměr závitu d - 4 stoupání závitu - P2 rozteč závitu - LH označení levého závitu - 7e toleranci středního a velkého průměru vnějšího závitu M 20x1,5 5H6H - M označení metrického závitu - 20 x1,5 jmenovitý průměr závitu s jemnou roztečí 1,5mm - 5H tolerance středního průměru vnitřního závitu - 6H tolerance malého průměru vnitřního závitu M20 6g - M označení metrického závitu - 20 jmenovitý průměr závitu s hrubou roztečí - 6g tolerance středního a velkého průměru vnějšího závitu
Tolerování závitů Zásady tolerování pro metrický (nejběžnější) závit. Soustava tolerancí závitů zahrnuje: - tolerance průměrů závitů, - polohy tolerančních polí, - klasifikace délek zašroubování, - toleranční pole závitů a jejich výběr s odhadem na délky zašroubování. Stupně přesnosti (IT) pro tolerance průměrů závitů: šroubu - d 1 velkého průměru závitu 4,6,8 - d 2 středního průměru závitu 4,5,6,7,8, matice - D 2 středního průměru závitu 4,5,6,7, - D 1 malého průměru závitu 5,6,7. Poloha tolerančního pole profilu metrického závitu je dána polohou základní úchylky vzhledem ke jmenovitému profilu: u šroubu - d 1 velkého průměru závitu d,e,f,g,h, - d 2 středního průměru závitu d,e,f,g,h, u matice - D 2 středního průměru závitu E,F,G,H, - D 1 malého průměru závitu E,F,G,H.
Značka tolerančního pole závitu je uvedena za označením rozměru závitu a odděluje se od něj pomlčkou. Příklady označení závitů i s tolerancí: M10 7g 6g 7g - toleranční pole středního průměru závitu šroubu 6g - toleranční pole velkého průměru závitu šroubu M12 5H 6H 5H - toleranční pole středního průměru závitu matice 6H - toleranční pole malého průměru závitu matice M10-6H/6g 6H/6g- tolerance šroubového spoje- nejběžnější 6H - toleranční pole středního a malého průměru závitu matice 6g - toleranční pole středního a velkého průměru závitu šroubu
Doporučená toleranční pole pro uložení přechodná v závislosti na materiálu součásti s vnitřním závitem
Pojišťování šroubových spojů: 1.třením třecí pojistky zabraňují tomu, aby předpínací síly nepřípustně poklesly. Mezi třecí pojistky patří prohnuté podložky a talířové pružiny, pružné podložky, ozubené a vějířové, ale ty mají pružící vlastnosti jen při malých předpínacích silách. 2.materiálové zabraňuje samovolnému vyšroubování. Používáme šrouby a matice s ozubenou dosedací plochou, která se utažením zatlačí do spojovaných součástí. Tvrdost součástí musí být menší než tvrdost ozubení. Nebo se používají šrouby a matice s lepidlem na závitu ve formě mikrokapslí. 3.mechanické zabraňuje ztrátě a úplnému uvolnění spoje. Používáme korunové matice se závlačkou, pojistné podložky, samojistné matice s plastovým kroužkem.
Šrouby Rozdělení šroubů : podle tvaru hlavy: - se šestihrannou hlavou, - s válcovou hlavou (hladkou, rýhovanou), - s půlkulatou hlavou, - se zápustnou hlavou čočkovitou, - s křídlatou hlavou podle tvaru drážky v hlavě: - s vnitřním šestihranem, - s křížovou drážkou různých tvarů, - s drážkou podélnou podle konce závitové části: - se zkosením - bez zkosení - zaoblený konec - plochý konec - konec s krátkým čípkem - konec s dlouhým čípkem - konec s hrotem - konec s tupým hrotem - konec s kuželovým důlkem - konec s břitem podle materiálu do kterého se zašroubovávají: - do oceli - do plechu - do dřeva- VRUTY - do betonu
Matice Rozdělení matic: - kruhové ( rýhované ČSN 021461)) - kruhové se zářezy (pro upínací a stahovací pouzdra) ČSN 023630 - šestihranné ČSN 021401,02,04,05(šestihranné uzavřené ČSN 021431) - korunové ČSN 021411 - křídlaté ČSN 021665 - válcové s drážkou ČSN 021444 - samojistné šestihranné ČSN 021492 Podložky Rozdělení podložek: - pro šrouby se šestihrannou hlavou a šestihranné matice ČSN 021702 - pro šrouby se válcovou a půlkulatou hlavou ČSN 021703 - hrubé podložky ČSN 021721 - podložky pod nýty ČSN 021726 - podložky pro tyče I,U,IE UE ČSN 021739 - podložky pružné se čtvercovým průřezem ČSN 021740 - podložky pružné s obdélníkovým průřezem ČSN 021741 - ozubené podložky ČSN 021744 - pojistné podložky s jazýčkem ČSN 021751 - pojistné podložky s nosem ČSN 021753 - pojistné podložky MB ČSN 023640
Označování spojovacích částí v seznamu položek: Označení podle ISO: ŠROUB SE ŠESTIHRANNOU HLAVOU ISO4014- M20x120-5.6-A3C 5.6 - pevnostní třída šroubu Kód-A3C - význam viz. následující tabulky. Označení podle ČSN: ŠROUB M24x120 ČSN 021101.10 Význam 1. doplňkové číslice za normou - pevnostní třída šroubu 2. doplňková číslice za normou - povrchová úprava šroubu