Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.8 Realizace klempířských prací a dovedností Kapitola 2 Další způsoby spojování materiálů Ing. Vladimír Polehňa 30.9.2012
Obsah ANOTACE VÝUKOVÉHO MATERIÁLU... 3 1 DALŠÍ ZPŮSOBY SPOJOVÁNÍ MATERIÁLŮ... 4 1.1 NÝTOVÁNÍ... 4 1.2 ŠROUBOVÁ SPOJENÍ... 5 1.3 SPOJOVÁNÍ PATKAMI- JAZÝČKY... 7 1.4 PÁJENÍ LETOVÁNÍ NA MĚKKO A NA TVRDO... 7 1.5 SVAŘOVÁNÍ... 8 2 PRACOVNÍ LISTY- DALŠÍ ZPŮSOBY SPOJOVÁNÍ... 11 3 DOPORUČENÁ LITERATURA A ZDROJE... 13 4 POUŽITÁ LITERATURA... 14
Anotace výukového materiálu Výukový materiál Realizace klempířských prací a dovedností je určen především žákům prvních až třetích ročníků všech klempířských oborů, případně i žákům nástavbového studia obdobného zaměření. Mnohé tématiky najdou uplatnění i u oborů karosářského zaměření. Zpracovaný materiál je vhodný k samostudiu žáků, ale i jako podpora pedagogických pracovníků při jejich přípravě na vyučovací hodinu. Rozsah učiva je v souladu s ŠVP s ohledem na požadavky vyplývající ze společných jednotných zadání uvedených oborů. Novému učivu vždy předchází návaznost na předcházející témata, následuje vysvětlení pojmů a principů i obrazové přílohy zvyšující vnímatelnost studovaného tématu. Ke každé kapitole je vypracován pracovní list sloužící k procvičení a upevnění učiva. Žáci si rozšíří své znalosti o výhody a nevýhody dalších způsobů spojování materiálů. Prohloubí své znalosti o nýtování, šroubových spojení, spojování patkami, pájení i svařování. 3
1 Další způsoby spojování materiálů Ne všechny materiály můžeme spojovat drážkováním a proto je vhodné znát i další alternativy a technologie jiných způsobů spojování. Patří sem: a. b. c. d. e. Nýtování Šroubová spojení Spojování patkami- jazýčky Pájení letování letování na měkko a na tvrdo ( samostatná kapitola ) Svařování ( samostatné téma) 1.1 Nýtování Nýtováním můžeme vytvořit dostatečně pevná nerozebíratelná spojení pomocí třetího spojovacího prvku nýtu. Nýtováním je vhodné spojovat materiály, které jsou například nevhodné pro použití pájených spojů nebo tam kdee nechceme tepelně ovlivnit spojované materiály( jejich vnitřní strukturu). Případně je využíváno tam kde potřebujeme co nejlehčí konstrukce při zachování původních pevnostních vlastností materiálů.( letecký a automobilový průmysl) K těmto materiálům patříí hlavně plechy hliníkové, měděné. Nýtovat však můžeme i plechy ocelové i pozinkované Nýtovat můžeme použitím : a. Přímého nýtování - konec jedné spojované části se roznýtuje b. Nepřímého nýtování doo vyvrtaných děr ve spojovaných materiálech se vloží třetí prvek- nýt většinou válcovitého tvaru. Podle potřeby namáhaných silových zatížení můžeme použít: a. Jednořadové nýtování b. Dvouřadé nýtování c. Víceřadé nýtování 4
Při jednořadém nýtování se musí plechy v místě spoje navzájem přesahovat o 25 až 30 mm. Rozteč nýtů bývá 25 až 30 mm. Při dvouřadém střídavém nýtování je předepsaná šířka spoje 35 až 40mm a rozteč nýtů 25 až 30 mm. Vzdálenost nýtů od kraje plechů bývá 9 až 12 mm. Pro správné nýtové spojení je zapotřebí správně určit: 1) Materiál spojovaných součástí + nýtu 2) Dle tloušťky spojovaných materiálů určit a. Vhodný průměr nýtů b. Délku nýtů c. Průměr předvrtávaného otvoru 3) Správné rozmístění nýtů a jejich roztečí 4) Znalost o případném silovém působení na spojované součásti (tah, střih,..) Používané nástroje: Vrtačka + patřičný vrták Podpěrný hlavičkář Hlavičkář Přítužník Tužlík Kladivo Nýtovací kleště Druhy nýtů: a. Konstrukční nýty b. Trhací nýty c. Speciální nýty 1.2 Šroubová spojení jení Jedná se o spojování dvou nebo více spojovaných částí pomocí třetího prvku prvku- šroubu s maticí nebo podložkou. Jedná se o silové svěrné spojení tvořené pevnostním spojem závitu, vytvořeném na válcovitém dříku pod určitým úhlem stoupání.. Používají se pro rozebíratelná spojení součástek nebo materiálů. Druhy šroubů: 1) Podle účelu použití a) Spojovací šrouby - slouží ke spojení součástí Využíváme podkládání podložkami a stahování pomocí matic. 5
b) Pohybové šrouby - sloužící k přenosu otáčivého pohybu na posuvný(svěráky, zvedáky,..) 2) Tvarem hlavy šroubu a. b. c. d. e. f. g. h. Šestihranná hlava Válcovitá hlava s drážkou Válcovitá drážka s vnitřním imbusem Šroub se zápustnou hlavou Oboustranný závrtný šroub Stavěcí šroub Půlkulovou hlavou Čočkovitou hlavou 3) Způsobem využití užití a. Samořezné kov, plast, plech b. Vruty do měkkých materiálů - dřeva c. Spojovací pomocí podložky a matice d. Závitové tyče e. Závitořezné šroubky do plechu 4) Podle vyrobeného druhu závitu a. S metrickým závitem b. Whithworthovým závitem c. Trubkovým závitem d. Oblým závitem e. Čtvercovým závitem f. Lichoběžníkovým závitem rovnoramenným g. Lichoběžníkovým závitem nerovnoramenným Používané podložky: válcové pružné vějířovité pojistné s jazýčkem a pojistné s nosem 6
Používané Matice: Šestihranné korunové korunové-uzavřené-křídlové- samojistné šestihranné 1.3 Spojování patkamispojování patkami jazýčky Patří do kategorie rozebíratelných spojů. Podstatou spojení je plechová patka( jazýček, drápek), vytvořená na jedné části a prostrčená otvorem patřičného tvaru a velikosti na druhé části součásti. Po prostrčení se jazýček zahne nebo pootočí, čímž dojde k zajištění a vzájemnému spojení dvou částí k sobě. Využívá se u spojování mechanických hraček nebo i lakovaných plechů. Druhy spojů: 1) 2) 3) Spoj se závlačkou závlačkou (použití u poštovních obálek..) Pomocí svorek prostrčené konce jsou otočeny o 90 Svorkou s následným ohnutím jazýčků 1.4 Pájení letování na měkko a na tvrdo letování na měkko a na tvrdo Měkké pájení - Spojování dvou materiálů třetím přídavným materiálem pájkou, za použití tavicích teplot do 500 C. 7
Tvrdé pájení - Spojování dvou materiálů třetím přídavným materiálem pájkou, za použití tavicích teplot od 500 C do 900 C. Základní potřeby: a) Spojované materiály b) Zdroj tepla Pájedlo, páječka ( elektrická, benzinová, plynová, led lampa, svařovací souprava, pece,..) c) Spojovací materiál Pájka( měkká Sn, Sb, Pb ) ( tvrdá měděné a stříbrné pájky ) d) Čistící a přípravný materiál Tavidlo ( HCl, kys. Solná, pájecí voda, salmiak, kalafuna, borax,..) Základní princip je spojování je založen na DIFUZI. Difuze - prostoupení pájky do spojovaného materiálu a naopak. Tavicí teplota pájky musí být vždy nižší než tavicí teplota spojovaných materiálů. 1.5 Svařování Jedná se o spojování minimálně dvou materiálů třetím přídavným materiálem a to jedním ze způsobů tavného nebo tlakového či kombinovaného způsobu svařování materiálů, mnohdy s použitím přídavného materiálu. Spojované materiály jsou spojovány v plastickém nebo roztaveném stavu. Složení přídavného materiálu je stejné nebo obdobné jako u základního materiálu. Svařitelnost : Schopnost materiálu vytvořit danou technologií nerozebíratelný spoj stejných případně obdobných vlastností spojovaných materiálů. Druhy svařování : 1) Za působení tepla( tavné) a. Plamenem b. Elektrickým obloukem 2) Za působení tlaku a. Za studena b. ultrazvukem 3) Za působení tepla a tlaku a. Elektrickým odporem b. Třením c. Indukční d. lasserem 8
Potřebné základní vybavení: 1) Zdroj tepla (svařovací souprava- plyn + kyslík, transformátor,el. oblouk..) 2) Přídavný materiál ( elektroda, svařovací drát, samotný materiál..) 3) Přípravné nástroje ( bruska, kladívko, sekáč ) Zařízení pro svařování plamenem se skládá z : a) Lahve opatřené ventilem ( kyslíková + acetylenová lahev a lahvový a redukčí ventily ). b) Hadice (červená-acetylen + modrá- kyslík min délka 5 m + pojistky proti zpětnému šlehnutí + Hadicové spojky ) c) Svařovací hořáky (Nízkotlaký (injektorový) a vysokotlaký (směšovací) d) Příslušenství (přídavný materiál- svařovací drát, tavidlo( přášek), Ochranné pomůcky ) Základní pomůcky a zařízení pro svařování elektrickým obloukem: a) Zdroj stejnosměrného nebo střídavého proudu ( svářečka) b) Držák elektrod + kabely c) Ochranné štíty 9
d) Svařovací stůl e) Různé kleště a kladiva f) Ochranné přenosná stěna g) Ochranné rukavice h) Drátěný kartáč atd. 10
2 Pracovní listy- Další způsoby spojování 1) Vypiš 5 druhů jiných způsobů spojování materiálů než drážkou?. 2) Popiš a vysvětli uvedený obrázek...... 3) Vypiš všechny potřebné nástroje pro spojení na výše uvedeném obrázku?.... 4) Uveď správné názvy k obrázkům a) b). c). d). e). f)... 5) Zapiš správné názvy podložek a) b).. c).. d).. e) 11
6) Vypiš z čeho se skládá svařovací zařízení pro svařování? a) Plamenem... b) Elektrickým obloukem.... 7) Vypiš základní druhy svařování?..... 8) Jakou barvou jsou značeny lahve? kyslík. acetylen.. argon. Dusík. 9) Napiš vysvětlení základního principu pájení?... 10) Jaký je rozdíl mezi tvrdým a měkkým pájením?...... 12
3 Doporučená literatura a zdroje 1. Tibor Sedlár. KLEMPÍŘSKÉ KONSTRUKCE pro 3. ročník středních odborných učilišť. SNTL, Praha 1984 2. Ing. Král Květoslav,: Klempířská technologie II. Učební text, 2001/2002, SOŠ automobilní a SOU automobilní Ústí nad Orlicí. 3. Stavební a Strojírenské tabulky 4. Ing. Karel Dítě, Základní práce s plechy- příruční učební texty, SNTL, PRAHA 1969 5. http://www.medportal.cz/uvodni-strana - středisko mědi 7. 8) 9) 10) http://www.makita.cz/katalog http://www.protool.cz/products/pages/product-overview.aspx http://www.cominvest.cz/produkty/elektricke-aku-a-vzduchove-naradi/elektrickenaradi/ http://www.narex.cz/web/category_card.aspx?category=6 http://www.bosch-professional.com/cz/cs/ocs/naradi/101271/remeslo-prumysl/ 13
4 Použitá literatura 1) Tibor Sedlár. KLEMPÍŘSKÉ KONSTRUKCE pro 3. ročník středních odborných učilišť. SNTL, Praha 1984 2) Ing. Král Květoslav,: Klempířská technologie II. Učební text, 2001/2002, SOŠ automobilní a SOU automobilní Ústí nad Orlicí. 3) Stavební a Strojírenské tabulky 14