Název projektu: Moderní škola Integrovaná střední škola, Sokolnice 496 Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.0467 Název klíčové aktivity: V/2 - Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Kód výstupu: VY_52_INOVACE_03_SE_20 Autor: Aleš Poláček Předmět: Odborný výcvik Téma: Šroubové spoje Ročník: první Způsob využití ICT: PC, dataprojektor Druh učebního materiálu: Word, učební text Datum tvorby: 26.11.2013 Anotace: Učební text pro látku Šroubové spoje Zdroje: http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint_2.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint_1.svg František Drastík Technické kreslení podle mezinárodních norem I. 1994, Jaroslav Kletečka, Petr Fořt Technické kreslení 1999, Jan Leinveber, Josef Švercl Technické kreslení, Technická dokumentace 2003, Jan Leinveber, Pavel Vávra Strojnické tabulky 2003 Citace:
Šroubové spoje patří mezi nejstarší a nejpoužívanější rozebíratelné spoje. Používají se všude tam, kde potřebujeme pevně spojit dvě nebo několik součástí a kdykoliv je poté podle potřeby opět rozpojit, aniž se přitom poškodí spojované nebo spojovací části. Šroubové spoje se vyskytují prakticky u všech strojů a strojních zařízení. Podstatnou funkcí šroubových spojů je silový styk mezi spojovanými částmi, který se vytvoří v důsledku utažení šroubu nebo matice. Šroubové spoje tedy patří mezi spoje se silovým stykem. Utažený šroubový spoj může přenášet vnější silové zatížení působící ve směru osy šroubu i kolmo k této ose. Základní druhy šroubových spojů http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint_2.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:bolted_joint_1.svg a) Spojení průchozím šroubem šroub prochází dírou s vůlí 1. šroub s hlavou 2. matice 3. podložka 4. spojované součásti b) Spojení zašroubovaným šroubem s hlavou šroub je do spodní části zašroubován, horní prochází s vůlí 1. šroub s hlavou 2. spojované součásti - při každé demontáži se musí šroub vyšroubovat c) Spojení závrtným šroubem šroub se zašroubuje do spodní součásti až po konec výběhu, horní součást se na něj nasadí a přitáhne maticí. 1. závrtný šroub 2. matice 3. pružná podložka
4. spojované součásti - při demontáži se šroub nevyšroubovává Použití šroubového spojení Spojovací šrouby pro rozebíratelné spoje Napínače pro napínaní lan a táhel Uzavírací šrouby (zátky) Stavěcí šrouby k seřízení a nastavení vůle mezi součástmi Měřící šrouby (mikrometr) Silový převod pro dosažení velkých osových sil malými obvodovými silami (šroubový zvedák) Pohybový šroub pro přeměnu rotačního pohybu na posuvný (zvedák) nebo naopak Nejdůležitějším funkčním prvkem každého šroubu i matice je Závit. V podstatě se jedná o nakloněnou rovinu, navinutou na vnější válcovou plochu šroubu nebo vnitřní válcovou plochu otvoru matice. Závit má tvar šroubovice. Existuje několik druhu závitu a to v závislosti na profilu závitu. Podle profilu rozeznáváme zavity: Metrické, Whitwortovy, Trubkový, Oblé a Lichoběžníkové. Podle počtu chodů šroubovice rozlišujeme závity jednochodé a vícechodé. Podle směru stoupaní šroubovice dělíme závity na pravé a levé.(směr stoupaní šroubovice zjistíme, díváme-li se na závit šroubu který se nachází ve svisle poloze. Stoupá-li šroubovice zleva doprava, jedná se o závit pravý a naopak. Levý zavit se používá jen ve výjimečných případech). Závit spojovacího šroubu d - jmenovitý (velký) průměr závitu, d2 střední průměr závitu, d3 průměr průřezu jádra šroubu, P rozteč závitu, Ψ úhel stoupaní závitu, β,γ úhly boků závitu, α úhel profilu závitu, m výška matice
Spojovací závity: Metrický závit - profil je tvořen rovnostranným trojúhelníkem se seříznutým hřbetem s vrcholovým úhlem α = 60 a zaobleným dnem závitu. Rozeznáváme metrické závity hrubé a jemné, jemné mají menší rozteč (stoupaní) závitu a také menší hloubku závitu. Hodí se pro krátké závity, závity na tenkostěnných trubkách, na zátkách a na stavěcích šroubech. Značí se písmenem M za které se uvede velikost velkého průměru závitu v milimetrech např. M 20. Jde li o metrický závit s jemným stoupáním, pak se musí velikost stoupaní uvést za velký průměr zavitu např. M 20 x 0,5 METRICKÝ ZÁVIT: d - velký průměr šroubu (d D) d 2 - střední průměr závitu šroubu d 3 - malý průměr šroubu D - velký průměr matice (D d) D 1 - malý průměr matice D 2 - střední průměr závitu matice s - stoupání (s = n.t; t - rozteč, n - počet chodů) H 1 - nosná hloubka závitu Whiteworthův závit má obdobný profil jako závit metrický liší se pouze velikostí vrcholového úhlu α = 55 a zaoblením hran profilu závitu. Značí se písmenem W, za které se uvede velikost velkého průměru závitu v palcích (1 = 25,4mm). Dosud se používá ve Velké Británii a ve skandinávských zemích. WHITEWORTHŮV ZÁVIT: d - velký průměr šroubu (d D) d 2 - střední průměr závitu šroubu d 3 - malý průměr šroubu D - velký průměr matice (D d) D 1 - malý průměr matice D 2 - střední průměr závitu matice s - stoupání (s = n.t; t - rozteč, n - počet chodů) H 1 - nosná hloubka závitu
Trubkový závit - má stejný profil jako Whiteworthův. Používá se u trubek pro rozvod vody a plynu. Značí se písmenem G, za které se uvede světlost trubky tzn. Velikost vnitřního průměru trubky v palcích. Existuje také trubkový zavit kuželový s ozn. KG. Oblý závit používá se pro spoje, které je nutno často povolovat, např. šroubení armatur a pro tenkostěnné trubky protože má malou nosnou hloubku H1, takže stěnu trubek zeslabuje méně než jiné druhy závitů. Označuje se písmeny Rd, rozměr se udává v mm Lichoběžníkový závit používá se hlavně u pohybových šroubů. Může být buď rovnoramenný, nebo nerovnoramenný. Závit rovnoramenný se značí písmeny Tr a zavit nerovnoramenný písmenem S. Za značkou zavitu se uvede velikost velkého průměru závitu a velikost rozteče( vše v milimetrech). Závity se zhotovují několika způsoby: 1. Ručním řezáním pomocí závitových čelistí a závitníků (při kusové výrobě). 2. Soustružením na soustruzích nebo speciálních zavitořezných obráběcích strojích (při sériové výrobě). 3. Frézováním na speciálních závitořezech frézách (zavity přesné a závity velkých rozměrů). 4. Válcováním na speciálních automatech (při hromadné výrobě). 5. Odléváním ve speciálních licích formách (závity na odlitcích z litiny, skla a plastů). 6. Vytlačováním na speciálních lisovacích strojích (zavity na součástkách z plechu)
Výpočet šroubových spojů Pro výpočet šroubových spojů máme několik vzorců, které se používají v různých případech šroubového spojení. Obvodové síly Fo a) pro utahování: F 01 F tg, kde tg = (třecí součinitel) b) pro povolování: F 02 F tg Pro = bude F02 = 0, pro budef02 záporná. V těchto případech se šroub sám od sebe neuvolní, je tedy samosvorný. Utahovací moment Při utahování nebo povolování matice, popř. šroubu, který je zatížen osovou silou, je nutno překonávat utahovací moment MU. U normalizovaných spojovacích šroubů s metrickým závitem s hrubou roztečí je možno brát přibližně: M U 0,18 F d ( F0 l) kde d jmenovitý průměr závitu, F0 obvodová síla, l činná délka klíče Účinnost na závitu a) při utahování: b) při povolování:
Pevnostní výpočet šroubu Provádí se podle způsobu zatížení a podle podmínek montáže a provozu šroubového spoje Rozdělení šroubových spojů podle způsobu zatížení a namáhání Je-li šroub zatížen silou v ose šroubu (tvarový spoj) nebo silou kolmou k ose šroubu (silový spoj), provádíme vypočet na tah, u nenormalizovaných matic se navíc kontroluje tlak mezi závity matice a šroubu.
Pevnostní podmínka v tahu: kde Dovolené napětí šroubů se volí podle tabulek Tlak v závitech šroubu: pd-viz. tabulky kde z - počet závitů matice, m - výška matice, m = z.p H1 -nosná hloubka závitu (viz. ST),P stoupání závitu,d2 střední průměr závitu Příklad výpočtu: Vypočtěte rozměry šroubu s okem pro míjivé zatížení F=30 000N, třída pevnosti šroubu 4.6, šroub je utahován v nezatíženém stavu. Postup: a) z tabulek (strojnické str.15) zjistíme jmenovitou mez kluzu pro třídu 4.6 je Re= 240 MPa. b) pro míjivé zatížení zjistíme z tabulek(strojnické str.18) dovolené napětí: c)výpočet průřezu: d)z tabulky závitů (str. 17) najdeme nejbližší vyšší: M 20 e)kontrola korunové matice ČSN 02 1411 M 20 4 z tabulek P= 2,5 mm; ; ; m = 22mm; z tabulek (str.18) pro materiál matice ocel je. - Vyhovuje