Fakulta strojní VŠB-TUO Přednáška č.12 Čepy, kolíky, zděře, pružiny
ČEPY Čepy slouží k rozebíratelnému spojení součástí a přenáší jen síly kolmé na osu čepu. Například slouží k otočnému spojení táhel. Výhodou je snadná výroba, montáž i demontáž a nevýhodou jen, že se musí čepový spoj mazat během provozu a musí být axiálně zajištěn. Kreslení: nenormalizované čepy na samostatný výrobní výkres normalizované pouze - na výkrese sestavení, označit pozicí a zapsat do seznamu položek. Příklad označení: ČEP d x l x l h ČSN 022106.05 Zajištění čepu proti pootočení se provádí např. přídržkou přišroubovanou dvěma šrouby.
Přehled normalizovaných čepů: Název ČSN Uložení Čep bez hlavy (a) 022101 H11/h11 Čep bez hlavy 022102 H10/h8 Čep bez hlavy s dírami pro závlačky (b) 022106 H11/h11 Čep s drážkami (c) nenormalizovaný Čep bez hlavy s dírami pro závlačky 022107 H10/h8 Čep bez hlavy s dírami pro závlačky 022108 H8/f8 Čep s hlavou (d) 022109 H11/h11 Čep s hlavou a dírou pro závlačku (e) 022111 H11/h11 Čep s hlavou a dírou pro závlačku 022112 H8/f8 a) b) c) d) e)
Zajištění proti osovému posunutí: - závlačkami (a), - pojistnými třmenovými kroužky (b), - pojistnými kroužky (c), - maticí a podložkou (d). Zajištění čepu proti pootočení : např. přídržkou přišroubovanou dvěma šrouby (e). e)
POJISTNÉ KROUŽKY Slouží k zamezení axiálního posuvu čepů a součástí uložených na hřídeli - ložisek, ozubených kol. Podle druhu zachycují menší i větší síly. Kroužky se vkládají do drážek na hřídeli nebo v díře (pro zajištění vnějšího ložiskového kroužku), kde drží s předpětím, protože průměr drážky v hřídeli je větší než vnitřní průměr pojistného kroužku. Vyrábí se z pružinové oceli a rozlišujeme kroužky: - drátěné (a)- pro zajištění matic se zářezy a drážkou ČSN 021450, - třmenové (b), - pojistné kroužky pro hřídele (c) a pro díry(d) segerovky. a) b) c) d)
Normalizované označení pojistných kroužků b) c) d) Pojistný kroužek třmenový (b) KROUŽEK d1 ČSN 022929 Pojistný kroužek pro hřídel (c) POJISTNÝ KROUŽEK d1 ČSN 022930 Pojistný kroužek pro díru (d) POJISTNÝ KROUŽEK D1 ČSN 022931
ZÁVLAČKY Slouží k zajištění čepů proti vypadnutí, spojů proti uvolnění, zajišťují matice proti uvolnění a ztrátě. Závlačky i pojistné kroužky se kreslí jen na výkresech sestavení a většinou v příčném řezu, kde se označí pozicí (8) a zapíší do seznamu položek: ZÁVLAČKA d x l ČSN021781.00
KOLÍKY Spojování kolíky patří k rozebíratelným spojům s tvarovým stykem, při časté montáži a demontáži ale ztrácí na své spolehlivosti. Podle tvaru rozlišujeme kolíky na : norma označení válcové nezakalené ČSN 022150 (ISO 2338) KOLÍK d x l A ISO 2338 St válcové kalené ČSN 022152 (ISO 8734) KOLÍK d x l B ISO 8734 St kuželové nezakalené ČSN 022153 (ISO2339) KOLÍK d x l A ISO 2339 St pružné se štěrbinou ČSN 022156 (ISO8752) PRUŽNÝ KOLÍK ISO 8752- d x l kolíky k roznýtování ČSN 022140 rýhované ČSN 022170 (ISO 8744), ČSN 022171 (ISO8745), ČSN 022173 ( ISO 8740) RÝHOVANÝ KOLÍK d x l ISO 8740 - St
Válcové kolíky nekalené s tolerancí h8, m6 a kalené s tolerancí m6. Otvory pro kolíky se vrtají a vystružují současně ve všech spojovaných částech. Kuželové kolíky - používají se jako spojovací, jsou samosvorné.
Rýhované kolíky Pružný kolík vhodný pro spoje, kde působí vibrace a rázy Kolík k roznýtování
Kolíky slouží: - k přesnému zajištění vzájemné polohy součástí(a) - k přenosu kroutícího momentu (b) - k pojištění součásti proti vzájemnému pootočení (c) - k pojištění proti přetížení ( pojišťovací kolíky -d) - k pojištění krajních poloh - ke spojení (páky s hřídelí, táhla) - k přidržení součásti (e) - k přenosu síly kolmé k ose kolíku (f) a) b) c)
d) e) f)
HŘEBY Hřeby se používají na méně namáhané spoje (místo nýtů nebo šroubů). Hřeby s půlkulatou hlavou (a) HŘEB d x l ČSN 022190.00 Hřeby se zápustnou hlavou (b) ČSN 022191 Hřeby rýhované a šroubové (c) a) b) c)
ZDĚŘE Zděře se používají k trvalému pevnému spojení dělených a velkých součástí, které přenáší velké síly a rázové zatížení. Jsou obtížně rozebíratelné. Montáž se provádí nahřáním zděře tak, aby šla lehce nasadit. Po vychladnutí pak pevně sevře spojované součásti. Materiál na zděře: houževnaté oceli -11343,11375. Rozdělení: - kruhové (a)- ke spojení nábojů setrvačníků, ozubených kol, které jsou rozdělené z montážních či dopravních důvodů, jednoduchá výroba-nejčastěji používané, - ploché (b)- ke spojení těžkých řemenic, setrvačníků, - oválné (c)- stejné použití jako ploché, ale jsou spolehlivější a dražší na výrobu, - čepové (d)- používáme tam, kde nelze provézt vybrání pro jiný druh zděře nebo ke stažení prasklých částí.
a) b) c)
d)
PRUŽINY Pružiny jsou strojní součásti, které se používají na akumulaci a zpětné vrácení akumulované mechanické energie v mechanických systémech. Jejich nejčastější využití: - k dosažení trvalého tlaku a nebo tahu pro zajištění určité polohy jiné části (ventily spalovacích motorů, kuželky pojistných ventilů, lamel spojky, brzdové páky) - jako akumulátor mechanické energie - pružiny hodinových strojků, - k útlumu účinků rázů, ke zmírnění účinků rázů (pružiny podvozků vozidel, nárazníky železničních vagonů).
Rozdělení pružin podle způsobu zatížení: 1. tlačné pružiny:- šroubové ( válcové, kuželové, teleskopickénárazníky žel. vagonů) - talířové - kroužkové 2. tažné pružiny - šroubové (válcové) 3. ohýbané pružiny listové - s různými úpravami tvaru listů a způsoby upevnění 4. torzní (namáhané Mk) - šroubovité válcové- jako přitlačovací a akumulační - tyčové s kruhovým průřezem - spirálové ploché hodinové strojky
Pružiny namáhané na ohyb
Zjednodušené (schematické ) zobrazování pružin na výkresech sestavení: - pružiny navinuté z drátu se zobrazují tlustou čarou sledující osu drátu pružiny, - jiné se zobrazují souvislými tlustými čarami tak, aby se zobrazily charakteristické tvary pružin talíře a jejich upínací části jako třeba upínací konce. Při zjednodušeném zobrazení se musí udat : - průřez polotovaru u kruhového není nutné, - smysl vinutí šroubové pružiny, - tvar konců pružiny. Výkresy pružin musí obsahovat: - zobrazení pružiny v nezatíženém stavu s nutnými rozměry, tolerancemi, drsnostmi, - případně i charakteristiku pružiny ve formě diagramu zkoušky sil, - tabulku údajů nutnou pro výrobu a kontrolu, - popisové pole.
Kreslení výkresů pružin - šroubová pružina válcová tlačná s krajními závity přihnutými obrobenými Diagram zkoušky síly
Materiály pružin: musí mít vysokou mez pružnosti, únavy a pevnosti. - ocelový tažený drát patentovaný, pro menší pružiny namáhané staticky do 100 C a pro vinuté pružiny, - uhlíková ocel pružinová - 12090- pro menší namáhání, - legované oceli 13270,14260- pro velká namáhání ( listové, talířové, teleskopické), - vysokolegované oceli - 17242,17913 pro chemicky agresivní prostředí, - mosaz a cínové bronzy pro elektrotechniku a vlhké prostředí, - pryže pro dynamicky namáhané pružiny 622225 (a), - tekutiny vzduch a olej (u motorových vozidel - b). a) b)
SVĚRNÁ SPOJENÍ Pevná rozebíratelná spojení, vytvořená sevřením jedné části druhou, nebo vzepřením jedné části v druhé. Sevřením vzniká tlak ve stykových plochách a tření umožňuje přenos sil a krouticích momentů. Výhodou je velmi snadná montáž a demontáž, ustavení náboje v libovolném místě na hřídeli, nezeslabený hřídel drážkami Použití: náboj nasazen na kuželový konec hřídele a přitáhnut maticí nebo stažen deskou a šroubem, klínové kroužky k nasazování nábojů na hřídel, náboj může být rozříznutý jednostranně a stažen jedním šroubem nebo dělený a stažen dvěma šrouby.
Svěrný spoj oboustranně rozříznutý Svěrný spoj klínovými kroužky Svěrný spoj jednostranně rozříznutý Svěrný spoj na kuželové ploše
TLAKOVÉ SPOJE Tlaková spojení vznikají spojením součástí vzájemným tlakem jejich válcových nebo kuželových ploch. Spojujeme je buď nalisováním za studena nebo za tepla, kdy náboj zahřejeme a jeho následným teplotním smrštěním při ochlazování na hřídeli dojde k tlakovému spojení a nebo podchladíme hřídel a jeho následným teplotním roztažením v náboji dojde k tlakovému spojení. Tlakové spoje jsou velmi jednoduché na výrobu, spolehlivé, hospodárné, bez přídavných vrubů. Musíme ale provést přesný výpočet rozměrů přesahy a tolerance. Použití : vnitřní kroužky ložisek, náboje spojek, zděře na nábojích.
Polygonové spoje Jsou velmi výhodné, používané pro velké kroutící momenty v obou směrech, mají malý vrubový součinitel, jsou vhodné pro pevné i posuvné spoje a je u nich snadná montáž i demontáž. Výroba je ale velmi drahá, proto jsou vhodné jen pro sériovou výrobu.