Fakulta strojní VŠB-TUO Přednáška č.8 Hřídele, osy, pera, klíny
HŘÍDELE A OSY Hřídele jsou obvykle válcové strojní součásti umožňující a přenášející rotační pohyb. Rozdělujeme je podle: 1) typu namáhání na nosné a hybné. Nosné (osy) přenášejí pouze ohybový moment a jsou: - nepohyblivé v rámu stroje, nesou otáčející se součásti kladky, bubny, řetězky, pojízdná kola kolejových vozidel, - otočné s nalisovanými (naklínovanými) koly, nápravy. Hybné - přenášejí kroutící moment - spojovací hřídele (u spojek), - přenášejí kroutící i ohybový moment hřídele. 2) počtu podpor - staticky určité (uložené ve 2 ložiskách), - staticky neurčité ( uložené ve více jak 2 ložiskách). 3) tvaru - po délce - přímé - konstantního průřezu - zalomené - ohebné - proměnlivého průřezu - stejné pevnosti - průřezu - plné (kruhové, polygonální ) - duté (mezikruhové)- vřetena soustruhů 4) polohy v toku energie - vstupní, vložené výstupní, spojovací 5) polohy osy horizontální, vertikální, šikmé 6) frekvence kritických otáček - tuhé, pružné (nadkritické).
Nosný hřídel osa Hybný hřídel
Přímé hřídele proměnlivého průřezu osazený hřídel
Zalomené hřídele: pro víceválcové pístové stroje (spalovací motory). Za každým zalomením je hřídel uložen v ložisku. Vyrábí se buď z jednoho kusu odléváním nebo kováním, nebo složené z několika kusů.
Ohebný hřídel (ČSN 028401)
Nedílnou součástí každého hřídele jsou čepy (ta část hřídele, kde je uložen v ložisku). Radiální čepy přenáší reakce působící kolmo k ose hřídele.
Axiální čepy přenáší reakce působící v ose hřídele.
Součásti, které nasazujeme na hřídele ( ozubená kola, ložiska..), mohou být na hřídeli nalisována nebo nasazena a zajištěna proti otáčení pomocí per, klínů či drážkování. PERA Slouží k přenosu krouticího momentu mezi hřídelí a nábojem. Součást se na pero vsazené do drážky na hřídeli nasune a spojením nevzniká tlak způsobující tření, krouticí moment se přenáší jen boky pera tvarovým stykem. Spoj perem není vhodný pro střídavé a rázové zatížení. KLÍNY Spoje pomocí klínů jsou spoje předepjaté tvarové, kdy krouticí moment mezi hřídelí a nábojem se přenáší třením i tvarovým stykem. Klíny se používají k pevnému, ale rozebíratelnému spojení strojních součástí (spojovací klíny) nebo k přesnému nastavení krajní polohy dvou součástí (stavěcí klíny). Spojovací klíny se dělí podle polohy osy klínu k ose spojovaných částí na klíny podélné a příčné. V důsledku rozepření součástí klínem může dojít k nesouososti, proto se klíny nehodí pro větší otáčky a tam kde je vyžadována velká přesnost chodu.
1. Pera těsná DRUHY PER : Označení pera těsného o šířce b = 18e7, výšce h = 11mm a délce l = 80mm: PERO 18 e7 x 11 x 80 ČSN 02 2562 Tolerance šířky b může být e7 nebo h9 a materiál per je ocel 11600.
Kótování drážek na pera v hřídeli i náboji
Kótování drážky na pero v hřídeli Úchylky délky drážky na pero: pro l do 28mm - ES=+0,2, EI=0 l 30-80mm - ES=+0,3, EI=0 l 80-400mm - ES=+0,5, EI=0
Kótování drážky na pero v náboji
2. Pera výměnná - používají se tam, kde se náboj na hřídeli posouvá nebo často mění. Označení pera s b=10mm, h=8mm a L=63mm: PERO 10x8x63 ČSN 022575
3. Pera úsečová-woodruffova - používají se pro krátké náboje, mají velký vrubový účinek ( hluboká drážka zeslabuje hřídel). označení pera s b= 6mm, h=10mm: PERO 6x10 ČSN 301385.12 kde 1. doplňková číslice označuje materiál pera : 1-11600 2-14240 2. doplňková číslice označuje mezní úchylky šířky pera : 1 e9 2 d9
Zajištění náboje na hřídeli proti axiálnímu posuvu: - podložkou a maticí (a) - KM maticí a MB podložkou (b) - pojistnou deskou a šroubem (c) - stavěcím šroubem (d) - pojistným kroužkem (e) e)
Axiální pojištění náboje nasazeného na hřídeli pomocí pera : - zleva je náboj opřen o osazení - zprava zajištěn KM maticí a MB podložkou
Klíny drážkové Klín o rozměrech b = 4, h = 4, L = 20 se označí: Klín 4 x 4 x 20 ČSN 02 2512 Materiál klínů je ocel 11600
Kreslení a montáž drážkového klínu v sestavě-klín vsazený
Klín drážkový s nosem Klín o rozměrech b = 8, h = 7, L = 28 se označí: Klín 8 x 7 x 28 ČSN 02 2514
Spojení hřídele s nábojem pomocí klínu s nosem
Kreslení a montáž drážkového klínu s nosem v sestavě
Úkos: 1: 15-25 1: 25-50
Drážkování Drážkové spoje používáme tam, kde působí velké krouticí momenty, především proměnlivé. Používají se 3 druhy drážkování a to rovnoboké, evolventní a jemné. Rovnoboké drážkování Používá se všeobecně v převodovkách posuvná ozubená kola u řazených převodovek (automobilový průmysl, obráběcí stroje).
Označování drážkování podle ISO: ISO14-6 x 23f7 x 26 kde je: 6 počet drážek (zubů) N, 23f7 velikost malého průměru d s tolerancí f7, 26 velikost velkého průměru D. Označování drážkování podle ČSN: d 6 x 21H7/g7 x 25H11/a11 x 7D9/f9 ČSN 014942 Kde je: d způsob středění na malý průměr d, 6 počet drážek (zubů) N, 21H7/g7 velikost malého průměru d s tolerancí díry i hřídele, 25H11/a11 velikost velkého průměru D s tolerancí díry i hřídele, 7D9/f9 šířka zubu (drážky) B s tolerancí.
Kreslení drážkování na součástech
Evolventní drážkování Zuby i drážky mají tvar evolventy s úhlem profilu 30, Výroba je podobná jako u ozubených kol.
Středění a označování evolventního drážkování Způsoby středění u evolventního drážkování: - na vnější průměr (pro přesuvná kola, velmi přesné středění) - na boky zubů s plochým tvarem dna drážek - na boky zubů se zaobleným dnem drážek. Podle ČSN: Evolventní drážkování 50x2x9H/9g ČSN 014953 kde: - 50 jmenovitý průměr - 2 modul - 9H/9g uložení drážkového spojení
Kreslení evolventního drážkování
Jemné drážkování je vhodné tam, kde je třeba náboj a hřídel přesně ustavit do určité polohy a kde má být docíleno pevného spojení odolávajícího rázům. Označování: Jemné drážkování 20 ČSN 014933.1, kde 20 označuje jmenovitý rozměr
Kreslení jemného drážkování
Středící důlky na hřídeli Středící důlky slouží k upínání hřídele při výrobě a také při kontrole.
Zobrazování a označování středících důlků na výkresech
Zápichy O použití poloměru, zaoblení nebo zápichu v místě přechodu válcové plochy a k ní kolmé roviny rozhodují funkční a výrobní důvody.
Kótování drážek pro pojistné kroužky
Sestava uložení kuželového pastorku
Kreslení a kótování hřídele Fakulta strojní VŠB-TUO