KÖTŐ GÉPELEMEK

1. Általános ismertetésük, felosztásuk ,

A kötő gépelemek két vagy több szerkezeti elem összekötésére használjuk.

Oldható kötésről akkor beszélünk, ha az alkalmazott kötő gépelem kialakítása és fő jellemzői biztosítják az összekötendő szerkezeti elemek utólagos szétválasztását, vagyis szét és összeszerelhetőségét:

Az oldható kötések lényeges jellemzője, hogy szerelés után roncsolás- mentesen lehet a kötést újra oldani, majd ismételten újabb kötést létrehozni. Tehát sem a kötőelem, sem pedig a szerkezeti részek anyagában káros változás nem lép fel.

Az oldható kötések másik fontos jellemzője, hogy a kötő gépelemek szabványosak.

Az oldható kötések felosztása:

a) Csavarkötések (kötő- és mozgató csavarok);

b) Ék és reteszkötések;

c) Csapszeges kötések;

d) Súrlódásos kötések (önzáró-kúpkötések);

e) Oldható zsugorkötés.

Nem oldható kötésről akkor beszélünk, ha a kötés az alkatrészek sértülése nélkül nem szüntethető meg.

A nem oldható kötések felosztása:

a)     Szegecskötés (kötő gépelem a szegecs);

b)    b) Hegesztett kötés (kötő gépelem nincs);

c)     c) Forrasztott kötés (kötő gépelem nincs);

d)    d) Ragasztott kötés (kötő gépelem nincs);

e)     e) Zsugorkötés (kötő gépelem nincs);

2/A. Oldható kötések

2.1. Csavarkötések

2.1.1. Alapfogalmak:

A csavar általánosan használt kötőelem.

Geometriailag úgy állítható elő, hogy henger palástján egy pontot egyenletes sebességgel mozgatunk a henger tengelyével párhuzamosan, miközben a hengert forgástengelye körül egyenletes sebességgel forga 323g68d tjuk. Így a paláston keletkezik egy elméleti vonal, a csavarvonal. Ez azonban

nem alkalmas erőátadásra, kötésre. Az elméleti csavarvonal mentén kialakított különböző profilú test viszont rendelkezik a profil által kialakított felülettel: csavarfelülettel.

Ismeretes, hogy a csavarmenettel ellátott alkatrészek a csavarorsók és csavaranyák.

A csavarmenet fő jellemzői: szelvénye (éles, trapéz, fűrész, zsinór), a menetemelkedés iránya (jobb, bal), a bekezdések száma (egy és több) és a menetátmérő.

2.1.2. Osztályozás:

a) Kötőcsavarok. Feladata szerkezeti elemek közrefogása.

Ha az alkatrészeken furatot készítünk, amelyen keresztül helyezzük a csavarorsót, akkor fejescsavart alkalmazunk. Egyik oldalról tehát a csavarfej, másik oldalról az orsóra ráhajtott anya biztosítja a kötést (15. ábra).

15. ábra. Csavarkötés         16.ábra Csavarkötés ászokcsavarral

Ászokcsavart (tőcsavart) alkalmazunk (16. ábra), ha kevés a hely; ilyenkor az egyik alkatrészbe menetes furatot készítünk (átmenő- vagy zsák- furat), amelybe az ászokcsavar menetes végét behajtjuk. A csavar szárára az átmenő furatos másik alkatrészt rátesszük, majd az ászokcsavar másik végén kialakított menetre hajtjuk az anyát és meghúzzuk.

A kötőcsavarok különleges fajtája a gépek alapozásához szükséges tőcsavar (17. ábra). Csak egyik végük menetes, másik végük olyan kialakítású, hogy meghúzásakor a szár elfordulását megakadályozzák.

17. ábra. Alapcsavarok

b) Támasztó csavarokat alkalmazunk akkor, ha szerkezeti elemeket bizonyos távolságban akarunk relatív helyzetben tartani. E csavarok húzásnak vagy nyomásnak vannak kitéve.

c) Feszítőcsavarok. Gyakran előfordul, hogy két szerkezet nincs mereven összekapcsolva, hanem indokolt a közöttük lévő távolság változtatása. Ilyenkor alkalmazunk feszítőcsavart, amelynek egyik vége jobb, másik bal menetű.

d) Mozgató orsókról akkor beszélünk, ha a csavarorsó fő feladata a terhelés melletti relatív helyzetváltoztatás. Fő alkalmazási területe a csavaremelőbak (18. ábra), a csavarsajtó (19. ábra). Vasúti kocsik összekapcsolására is alkalmazzák. Az egyik kocsi vonóhorgára akasztják ezt a jobb-bal menetes orsót (kapocshorgot), melynek forgatásával a kocsikat az ütközőig húzzák össze. Menet közben egyik kocsiról a másikra a vontatási erőt az orsó adja át.

18. ábra Csavaremelő                            19. ábra Csavarsajtó

2.1.3.Csavarmenetek alakiai és faitái:

A normál métermenet alapszelvénye (20. ábra) legömbölyített végű, egyenlőoldalú háromszöghöz hasonló. A menet élszöge 60°. Alkalmazzák a gépipar egész területén (MSZ 204). A menet tűrését az MSZ 204 finom (f), közepes (k) és durva (d) minőségben írja elő. A finom métermenet (MSZ 205) menetemelkedése kisebb a normál métermenetű csavarokénál. Ez azon átmérőhöz tartozó menetemelkedésekkel az MSZ 203 foglalkozik. A menet tűrését az MSZ 6550 tartalmazza.

20, ábra. Normál métermenet alapszelvénye

Normál Whitworth menetszelvénvű csavarok élszöge 55° (21. ábra). Az MNOSZ 201 tartalmazza, de hazánkban 1953-tól új szerkezetekben nem alkalmazható, ezekben ugyanis a menetemelkedés az egy hüvelvkre (menet- átmérő), eső menetszám. Ha z az egy hüvelyekre megadott menetszám , akkor a menetemelkedés mm-re átszámolva (1" = 25, 4 mm):

21. ábra. Normál Withworth menetszelvény

Csőmenet (MSZ 202). Whitworth alapszelvényű, de az 1" -ra eső menetszám több.

Alkalmazzuk: csővezetékek menetes végeinek kialakítására.

Trapézmenet (MSZ 207). Csúcsszöge 30° (22. ábra). A laposmenetű csavart helyettesíti, amelyet nem szabványosítottak. Azért nem, mert a trapézmenet szilárdsága, gyárthatósága sokkal jobb a laposmenetnél.

22. ábra. Trapézmenet alapszelvénye

Függetlenül ettől, laposmenetű orsókat is használnak mozgató orsóként. Célszerűbb azonban trapézmenetű orsókat használni e célra.

Zsinórmenet (MSZ 208). 30°-os csúcsszögűek erős legömbölyítéssel (23. ábra). A mm-ben megállapított csavarátmérőkhöz az egy hüvelykre eső menetszám van szabványosítva, így a menetemelkedés mm-ben mindig törtszám.

Alkalmazzák: Nagy és dinamikus igénybevételeknél, vasúti kocsik kapocshorgaként, az elektromos iparban izzólámpák foglalatának menet- szelvénye, nagyméretű tolózárak, csapok orsóiként, valamint műanyag alkatrészeknél (jól önthetők a lekerekítések).

Fűrészmenet (MSZ 209). 30°-os szögben hajlik egyik oldala, míg a másik közel laposmenet

(24. ábra)

Nagy és dinamikus igénybevételű mozgatóorsóknál alkalmazzuk, ahol az egyik irányba mozgatáskor lényegesen nagyobb terhelést kívánunk biztosítani.

23. ábra. Zsinórmenet alapszelvénye

24. ábra. Fürészmenet alapszelvénye

2. 1.4. Lapos és élesmenetű csavarnál fellépő erőhatások és nyomatékok.

Laposmenetű orsót terhelő F tengelyirányú erőt - amely a meneteken egyenletesen oszlik meg - helyettesítsük egy koncentrált erővel, amely a d2 középátmérőnek egy pontjában hat (25. ábra). A menet erőviszonyait a lejtő törvényeinek ismeretében vizsgáljuk. Az anya az F erő hatására az a menetemelkedési szög miatt a lejtőn lefelé mozdulna. Az egyensúly biztosítása érdekében F tangenciális erőt alkalmazunk. Az ábrán is látható

25. ábra.

Erőhatások laposmenetű orsón:

a - a menetet terhelő erők

b - erőviszonyok;

c - vektorháromszög m= 0 esetén;

d - vektorháromszög m¹0 esetén;

lejtővel helyettesítve a csavarmenetet a menetemelkedési szög tangense.

Az F erő hatására keletkező F_N erő a lejtőre merőleges.

Ha a súrlódástól eltekintünk (m=0), akkor a 25. c. ábrán látható

vektorháromszögben az F_N és F_t erők nyílfolytonos zárt vektorsokszöget alkotnak.

A vektorháromszögből:

A csavarorsó tengelyére számított nyomaték:

A valóságban a menetek között a csavarkötés szorításakor és oldásakor súrlódást kell legyőzni.

Ha számításba vesszük a súrlódási ellenállást (m 0) a vektorábra megszerkeszthető (25.d.ábra).

Két esetet vizsgáljuk:

a) A csavarkötés létrehozása (meghúzás).

A súrlódási ellenállást és a lejtő emelkedését is le kell győzni. Tehát nagyobb erő szükséges a meghúzáshoz. Így a vektorábra (26. ábra) (a V) szöggel rajzolható meg. Ha F_N1 és F_R1 irányát összehasonlítjuk jól szemlélhető, hogy F_R1 a felület merőlegesétől lefelé hajlik el a súrlódási kúp félszögével ( V

Az F_Sl és F_Nl erők eredője egy kúpfelület palástján belül helyezkedhet el, a súrlódási kúp félszöge a súrlódási tényező értékének függvénye:

tg V m ill. V = arc tg m

A vektorábrából a csavar meghúzásához szükséges kerületi erő:

A csavar meghúzásához szükséges nyomaték:

b) A csavarkötés oldása.

Ez az eset felel meg az anya oldásának illetve az orsó kicsavarásának. Ekkor a menetek között ébredő súrlódási erő F_S2   és az F_N2 erőhatások eredője (F_R2) a felület merőlegesétől felfelé hajlik el a súrlódási kúp félszögével. (27. ábra)

26. ábra.                                              27. ábra

Vektorábra a csavarkötés meghúzásakor               Vektorábra a csavarkötés oldásakor

Így az F és F_R2 által bezárt szög (a V) értékű, Az oldáshoz szükséges kerületi erő:

F_t2 = F_˙(tg (a V

A nyomaték pedig:

Ha a a £ V , akkor a kötés önzáró, ellenkező esetben az anya az orsóról lecsavarodik a terhelés hatására.

Ha a V , akkor az önzárás határesetéről beszélünk.

Fémes felületek érintkezésénél a súrlódási tényezőt m = 0, 1 értékűnek választva, a m = tg V képlet alapján a súrlódási félkúpszög:

V

Ennél kisebb emelkedési szögnél a csavarkötés önzáró.

Élesmenetű csavarok esetén a b profilszög miatt (28. ábra) a tengelyirányú (F_t) erő

nagyságú lesz. Így a súrlódási tényező:

   értéküre nő

A laposmenetre érvényes összefüggésekbe a V' - t behelyettesítve tgV m' alapján a következők írhatók fel.

A csavar meghúzásához szükséges nyomaték:

a kötés oldása pedig:

nyomatékkal történik

az önzárás feltétele:

a £ V

a látszólagos súrlódási félkúpszög értéke              

28. ábra. Élesmenetű csavar vektorábrája

2.1.5. Kötőcsavarok és mozgatóorsók igénybevétele, főbb méreteik meghatározása, ellenőrzése.

A kötőcsavarok igénybevétele lehet:

A)   egyszerű igénybevétel: húzás, nyomás, nyírás;

B)   összetett igénybevétel: húzás + csavarás.

A csavarorsó tengelyével egybeeső igénybevétel a húzás-nyomás. Ebben az esetben a következő a szerelés közben lejátszódó folyamat:

a) Szereléskor az anyát ütközésig húzzuk (terheletlen állapot).

b) A csavaranyát feszesen meghúzzuk, ekkor az orsóban előfeszítő erő ébred.

c) A csavaranyát a hasznos terhelés alatt kell meghúzni, ekkor meg- húzás közben csavarófeszültség is ébred (összetett igénybevétel).

A mozgatóorsók igénybevétele: húzás, nyomás, csavarás, kihajlás.

Fő méretek meghatározása

A szabványos csavarok fő jellemzői a következők:

a)     pontos megnevezés,

b)    b) a menet j ele,

c)     a csavarorsó szerkezeti hossza,

d)    d) a hasznos menethossz.

Pl.: Hatlapfejü fényes csavar M 20x80x38.

Az orsó hosszát (J ) és a szükséges menethosszat (b) a felhasználás helyétől függően választjuk meg.

A menet jelét (M: metrikus, Tr: trapéz stb. ) és a külső átmérőt (d) az erő- hatás alapján határozzuk meg.

A) Ha a csavar terheletlen, csak a meghúzáskor ébredő erővel számolunk. Ennek gyakorlati értéke (húzóterhelés az orsóban)

F_h = 75.100 F_k, ahol F_k a csavarkulcson kifejtett kézi erő, F_h pedig a húzóerő.

A csavarorsó átmérőjét tengelyirányú F üzemi terhelés esetén a

összefüggés alapján számítjuk.

A V _meg értékét az orsó anyagának V_F folyási határfeszültségéből és az n biztonsági tényezőből határozzuk meg:

Az acélcsavarok szilárdsági tulajdonságait az 5. táblázat tünteti fel. Az n biztonsági tényező értékét 2,5.6 határok között választhatjuk meg.

B) Ha az üzemi terhelő erő merőleges a csavarorsó tengelyére, a méretezés nyírásra történik:

, ahol a a nyírt keresztmetszet alakjától függő tényező.

5.sz. táblázat

Acélcsavarok szilárdsági tulajdonságai

Acélcsavarok az MSZ 229-51 szabvány szerint alábbi szilárdságú anyagokból készülnek:

A megengedhető nyíró és húzó (nyomó) feszültség között az alábbi összefüggés van:

C) Amennyiben a csavar meghúzása üzemi terhelés alatt történik, úgy méretezése összetett igénybevételre történik (húzás + csavarás) .

Ilyenkor redukált feszültséget kell meghatározni:

A csavarónyomatékot

összefüggés alapján számítjuk.

Az összefüggésben szereplő b értéke Molir-féle eljárás alapján b = 4, Huber-Mises-Hencky féle méretezési eljárás alapján b = 3 A K_p poláris keresztmetszeti tényező jelen esetben:

Jó közelítéssel a csavarú igénybevétel a húzó igénybevétel fele, így

Ezek után a méretezést tiszta húzásra végezve

Ennek alapján d_l értéke közelítőleg meghatározható, így a szabványból kiválasztható a megfelelő átmérőjű csavar,

Ellenőrzés: Az előző összefüggések felhasználásával és helyettesítésével az átmérő pontos értéke:

Ha ez az átmérő kisebb a közelítőleg meghatározott a szabványból kiválasztott átmérőnél a csavar összetett igénybevételre megfelel.

Az előző számítások mozgatóorsók méretezésére is alkalmasak az alábbi megjegyzésekkel.

Kőtőcsavarok orsóinak méretei szabványban meghatározottak.

A hozzátartozó csavarfej magassága h = 0,7 d, a csavaranya magassága pedig m = 0, 8 d .

Mozgató csavaroknál az anya magasságát felületi nyomásból (p) kell számítani .

, ahol a d₂p t₂ az orsó

és anya egy menetének érintkező felülete, z az anyában lévő menetek száma.

A p _meg értékek a 6. táblázatban találhatók.

6. sz. táblázat

Megengedhető felületi terhelések mozgató orsóknál

Ezután a terhelés és az orsó átmérő ismeretében a z menetszám majd az anyamagasság meghatározható

m = z h

Mozgató csavarok orsóinál nyomásra való igénybevétel esetén kihajlással is kell számolni.

Meghatározandó az orsó karcsúsága:

, ahol l karcsúsági tényező, l_e a csavarorsó szabad hossza

l értékétől függően az alábbi esetek vannak:

a) l~ < 60 nincs kihajlási veszély,

b) 60 < l < 95 plasztikus kihajlás van,

c) l~ > 95 rugalmas kihajlási veszély van.

A karcsúság után a kritikus fesztültség meghatározása következik.

Ezt a c esetben ismertetjük.

Euler képletét kell használni:

és

ahol F a nyomóerő, E = 2, 1 ˇ 10⁶ kp/cm², n _kr =10

Az orsó magátmérője:

[cm]

2.1.6. Csavarválaszték, csavarkötések, csavarbiztosítások

A csavarorsók és anyák fő méretei szabványban rögzítettek.

Kisebb átmérők esetén hornyolt feiű csavarokat használunk.

A fej alakja szerint a következő kivitelben készülnek a csavarfajták:

a)     Hernyócsavarok:

kúpos hernyócsavar

hernyócsavar

csapos hernyócsavar

süllyesztett végű hernyócsavar

gömbvégű csapos hernyócsavar

nyakas hernyócsavar

MSZ 2421,

MSZ 2422, '

MSZ 2423,

MSZ 2424,

MSZ 2425,

MSZ 2426 (29. ábra) .

29. ábra. Hernyócsavar                               30. ábra. Süllyesztett fejű csavar

b) Süllyesztett fejű csavarok:

süllyesztett fejű fényes csavar                          MSZ 2430,

süllyesztett fejű csavar                                    MSZ 2431,

süllyesztett fejű tövigmenetes                          MSZ 2432 (30. ábra),

fényes csavar

c) Lencsefejű csavarok:

lencsefejű csavar                                            MSZ 2434,

lencsefejű fényes csavar                                  MSZ 2436 (31. ábra),

lencsefejű tövigmenetes fényes

csavar                                                            MSZ 2438,

31. ábra. Lencsefejű fényes csavar                                 32. ábra. Félgömbfejű fényes csavar

d) Félgömbfeiű csavarok:

félgömbfejű fényes csavar                               MSZ 2450 (32. ábra),

félgömbfejű csavar                                         MSZ 2451,

félgömbfejű, tövigmenetes fényes

csavar                                                            MSZ 2452,

e) Domborufejű csavarok:

domborufejű, tövigmenetes, fényes

csavar                                                            MSZ 2455 (33. ábra),

domborufejű fényes csavar                             MSZ 2456,

f) Hengeresfejü csavarok:

hengeresfejü, tövigmenetes fényes

csavar                                                            MSZ 2449 (34. ábra),

hengeresfejű, fényes csavar                             MSZ 2469,

hengeresfejű csavar                      MSZ 2470.

33. ábra.                                                        34. ábra.

Domborufejű csavar                              Hengeresfejű csavar

A hornyolt fejű csavarok becsavarását csavarhúzóval végezzük.

Ha nagyobb erőhatásnak van kitéve a csavar, kereszt alakú bevágással készülhet a horony.

Nagyobb átmérők esetén alkalmazott csavarok (35. ábra).

a)     Hatlapfejü csavarok MSZ 2360.

b)    Négylapfejü csavarok: MSZ 2441.

c)     Kalapácsfejü csavarok: MSZ 2327.

d) Kapupánt csavarok:                   MSZ 2356.

A hatlapfejü csavarokat készítik nyers, fényes, tövigmenetes és finommenetű kivitelben.

A kalapácsfejű csavarokat szerszámok, gépek lefogására használják.

Olyan szerkezetek rögzítésére, ahol a kiálló csavarfej veszélyes lehet: belső kulcsnyílású csavart (imbusz csavar) MSZ 2472 alkalmazzák (36. ábra).

Gyűrűs csavarokat (MSZ 2381) (37. ábra) súlyos gépeken alkalmaznak a szállítás megkönnyítésére, mivel a gyűrűbe az emelőgép horogja beakasztható.

Fémet faanyaghoz vagy fát-fához facsavarral rögzíthetünk.

Csavaranyák: az orsóhoz hasonló menettel vannak ellátva a belső furatukban.

36.ábra           37.ábra

Belső kulcsnyílású csavar                           Gyűrűs csavar

Csoportosítás

szerszámmal meghúzható pl. kézi erővel meghúzható pl.:.

hatlapú nyers anya MSZ 2161, gyűrűs anya MSZ 2181,

hatlapú fényes anya MSZ 2260,        rovátkolt anya MSZ 2280,

négylapú nyers anya MSZ 2140,        szárnyas anya MSZ 2183,

koronás nyers anya MSZ 2164,

hornyos csapágyanya MSZ 7889,

Rendeltetési helyüknek megfelelően is említünk néhány példát.

Zárt anyát (38. ábra) alkalmaznak, ha nedvességnek kitett helyen van a csavarkötés, így a menetes rész nem rozsdásodik.

Peremes anyát (39. ábra) használnak akkor, ha tömítőgyűrűt is kell a szerkezeti kötés létrehozásakor alkalmazni.

38. ábra.                                               39. ábra.

Zárt anya                                              Peremes anya

A különböző csavarorsók és anyák forgatásához használatos szerszámok (40. ábra.): villáskulcs, csillagkulcs, csőkulcs, dugókulcs, imbusz kulcs.

40. ábra. Szerelő szerszámok

Fontos, hogy a meghúzott csavarokban az előfeszítés mértéke megegyezzék, Ezt úgy lehet biztosítani, hogy minden csavart azonos nyomatékkal húzunk meg. Erre alkalmas a nyomatékjelző kulcs (41. ábra).

41. ábra.

Nyomatékjelző kulcs

Csavarbiztosítások

Követelmény a kötőcsavarokkal szemben, hogy a kötés rendeltetésszerű használat esetén ne lazuljon meg. A kötőcsavarokat ezért önzáró kivitelben készítik. Az a menetemelkedési szög általában 2°30' alatt van, ezzel szemben a s' értéke 3° < s' < 20°.

Főleg rezgésnek kitett, váltakozó igénybevételű alkatrészeknél fontos a nagyobb biztonság,

ezért a csavarkötés meglazulása ellen

többféle biztosítás használatos.

Ellenanyás biztosítás 42. ábra):

az alsó anya általában alacsony

(alacsony fényes anya m = 0, 6 d MSZ 2261).

42. ábra.

Csavarbiztosítás ellenanyával

Alátétekkel (43. ábra

Rugós alátéttel MSZ 2210; orros rugós alátéttel MSZ 2209,

belső fogazású alátéttel MSZ 2235, külső fogazású alátéttel MSZ 2236.

RUGÓS ALÁTÉT (GROWE GYŰRŰ) ORROS RUGÓS ALÁTÉT

MSZ 2210                                  MSZ 2209

BELSŐ FOGAZÁSÚ ALÁTÉT    KÜLSŐ FOGAZÁSÚ ALÁTÉT

MSZ 2235                                  MSZ 2236

43. ábra.

Alátétek

Biztosító lemezekkel MSZ 2213 (44. ábra), amelynek egyik oldalát valamilyen sarokra, másik oldalát az anya egyik lapjára hajtjuk.

Az orros biztosító lemez MSZ 2211 orr része külön furatban helyezkedik el.

44. ábra.

Csavarbiztosítás biztosító lemezzel

Sasszeges biztosítás esetén (45. ábra) a sasszeg MSZ 2224, vagy az orsón átmenő furatban van visszahajtott végekkel, vagy az orsón és az anyán átmenő furatban helyezkedik el, végül lehet koronás anyát is alkalmazni sasszeges biztosításhoz. Ilyenkor csak az orsó van gyengítve. Egymáshoz közeleső csavarok esetén huzallal végezzük a biztosítást (46. ábra). Az átfúrt csavarfejeken áthúzzuk a huzalt, majd a huzal két végét

összecsavarjuk.

45. ábra.                            46. ábra.

Csavarbiztosítás sasszeggel                                  Csavarbiztosítás huzallal

A tengelyanyával és fogazott biztosítólemezzel való biztosítás a 47. ábrán látható.

Nagyobb méretű csavaroknál hernyócsavarral és pontozással biztosítanak (48. ábra). Hátránya a pontozó használatának, hogy megsérti a menet felületét.

Kisméretű csavarok esetén festék vagy lágy forraszanyag is biztosit, amely az orsó és anya menetébe kismértékben befolyik és megszilárdul.

2.2. Ék- és reteszkötések

2.2.1. Alapfogalmak:

Tengelyekre szerelt tárcsákat, kerekeket axiális vagy tangenciális elmozdulás ellen ékekkel vagy reteszekkel lehet biztosítani. A két kötésmód gyakorlati kialakítása megegyezik, elvi működésük azonban különbözik.

Forgácsoló eljárással készítik a hornyot a tengelybe és a tárcsa egy részébe. Ebben a horonyban foglal helyet az ék vagy retesz (49. ábra).

47. ábra.

Csavarbiztosítás tengelyanyával

és fogazott biztosítólemezzel

48. ábra.

Csavarbiztosítás hernyócsavarral és pontozással

49. ábra.

Ék és retesz

Anyaguk rendszerint ötvözetlen acél.

Elvi működésükben az egyik különbség, hogy az éknek 1 %-os lejtése van, a retesznek nincs lejtése.

Másik különbség, hogy az ékkötés un. erőzáró kötés, hiszen a homlokfelület lejtése miatt a, horonyba ütve a tárcsa agyának belső felületét hozzászorítja a tengelyhez. A létrejövő surlódóerő nyomatékátvitelt tesz lehetővé.

A reteszkötés un. alakzáró kötés, szerelése erőhatás nélkül történik ,

a nyomatékátvitel nyíró igénybevétel árán történik meg.

Összefoglalva: az ék homlokfelületeivel, a retesz oldalfelületeivel fekszik fel a hornyokba;

az ék axilális és tangenciális elmozdulás ellen rögzít, amíg a retesz csak tangenciális elmozdulás ellen.

2.2.2. Kivitelezésük, mechanikai vizsgálatuk, alkalmazásuk

A különféle ékkötések az 50. ábrán láthatók. Ezek mindegyike un. hossznyírású ék.

a) A fészkes éket nagy és váltakozó igénybevételek esetén alkalmazzák. Az ékhorony ujjmaróval készül. A tengelyt és a tárcsát is egyaránt gyengíti az ékhorony.

b) A hornyos ék esetén a fészek helyett tárcsamaróval készült horony van. Terhelhetősége a fészkes ékhez hasonló.

c) A lapos ék MSZ 304 alkalmazása kisebb nyomatékátvitel esetén indokolt. Ebben az esetben a tengelyben nincs horony, hanem síkra köszörült felülete fekszik fel a lapos ékre. A tengelyt tehát csak a lapos meg- munkálás gyengíti.

d) A nyerges ék igen kis forgatónyomaték átvitelére alkalmas. A tengelyt horony nem gyengíti. Az ék alsó felületének görbülete a tengely görbületével azonos. A kötés elfordítható és tengelyirányban eltolható.

e) Az érintős éket egymáshoz képest 120^o-os szögben helyezik el, lökésszerű nagy nyomatékok átadására alkalmasak.

Az ékeket a kiszerelés egyszerűsítése céljából gyakran készítik orros kivitelben.

Az ékkötések hátránya, hogy az agyat a tengelyhez képest a befeszítés elhúzza, így excentrikus futás keletkezik. Pontos futást igénylő alkatrészeknél nem alkalmazható. Az igénybevétel szempontjából lehet még az ék: keresztnyírású. Ezek az ékek (51. ábra) rudak és agyak hossztengelyére merőlegesen végzik a kötést, axiális irányban rögzítenek. Ha az így kialakított ékkötést gyakran kell oldani, akkor az ék lejtése 1:20, egyébként

1:30.1:50. Alkalmazzák pl.: dugattyús gőzgépeknél, ahol a dugattyú rudat a keresztfej hüvelyébe keresztnyírású ékkel rögzítik.

Pontos vezetést igénylő, gyorsan forgó alkatrészeknél a forgatónyomaték átvitele reteszkötéssel hozható létre. Fajtáit az 52. ábra szemlélteti.

51. ábra.                            52. ábra.

Keresztnyírású ék                              Reteszkötések: a - méretek; hornyos retesz

b - fészkes retesz

c - íves retesz

A reteszkötés előnye, hogy a reteszhornyot könnyebb megmunkálni mint az ékhornyot. Kisebb a helyszükséglete. Kisebb igénybevétel terheli azonos körülmények között mint az éket.

Hátránya viszont, hogy nem ad előfeszítést, ezért az agyat tengelyirányban mindig külön rögzíteni kell.

Gyakran alkalmazzák tengelykapcsolók, szíjtárcsák, fogaskerekek felerősítésére.

Gépjárműveken, szerszámgépeken sokszor alkalmaznak íves reteszt. 5c. c. ábra.

Előnye, hogy lejtősen is be tud állni az agy hornyába, hátránya viszont, hogy a tengelyt nagyon gyengíti.

Méretezés

A szabványos ékek és reteszek bxh keresztmetszeti mérete 52. a. ábra a tengelyátmérő függvénye.

Ha ismerjük az átvíendő nyomatékot, a reteszt terhelő kerületi erő:

amely a tengely és az agy horonyoldalát felületi nyomásra, a reteszt felületi nyomásra és nyírásra veszi igénybe.

A retesz hosszát az

összefiiggésből számítjuk, ahol t a retesszel érintkező horonyoldal magassága.

A p_meg                értéke

öntöttvasnál: 500 kp/cm²

acélnál:                           900.1000 kp/cm²

hőkezelt acélnál:              1200.2000 kp/cm².

Ezután a reteszt még a nyírásra kell ellenőrizni

(t_meg 600-700 kp/cm²) összefüggés alapján.

Az ékek hosszának meghatározásánál figyelembe kell venni, hogy

az F_ker erőt most az összeszorított felületek közt ébredő súrlódó erő tartja egyensúlyban.

Az F_n által létrehozott felületi nyomás:

Így az F_ker és p ismeretében az ék hossza kiszámítható.

2.2.3. Bordás tengelyek

Nagy és dinamikus forgatónyomatékkal terhelt tengelyek esetén célszerű bordás tengelyt alkalmazni (53. ábra). A tengely bordákkal van ellátva, amelyek tengelyirányúak. Az agy belső felülete is bordázott. A bor- dák száma 3; 4; 6 vagy 8 lehet. Az agy a tengellyel legtöbbször a tengely átmérője mentén érintkezhet. A feszültségtorlódás csökkentése érdekében a bordák sarkait tompítják, az agy hornyait tőben lekerekítik.

53. ábra.

Bordás tengely fő méretei

2.3. Csapszeges kötések

Gépalkatrészek relatív helyzetének biztosítására alkalmasak. Szerepük szerint lehetnek

csapszegek (hengeresek), 2. helyzetbiztosító szegek (hengeres és kúpos),

3. hasított helyzetbiztosító szegek (hengeres és kúpos).

A csapszegek: rudazatok, görgők, hevederek csuklós kötéseinél használhatók (54. ábra).

Készülnek sima hengeres-, menetes-, kisfejű- és fejes kivitelben.

Igénybevételük: hajlítás, nyírás és felületi terhelés.

54. ábra.

Csapszegek:          a - sima hengeres

b - menetes

c - kisfejű

d - fejes

Biztosításra sasszeget alkalmaznak, amelyet a csapszeg hengeres furatán át helyeznek el és fényes csapszeg alátéttel látják el a kötést (55. ábra) .

A sima hengeres csapszeg (MSZ 2227) mindkét végén sasszeggel biztosítható.

A menetes csapszeget (MSZ 2231) kiesés ellen csavaranyával biztosítjuk. A kisfejű (MSZ 2228) és a fejes csapszeg (MSZ 229) egyik végét kell sasszeggeI biztosítani.

A helyzetbiztosító szegek közül néhányat az 56. ábrán mutatunk.

Ezek sorra. a következő: MSZ 2218-as illesztőszeg, MSZ 2219 szegecsszeg, amelynek két vége elszegecselhető, MSZ 2220-as rögzítőszeg bekalapálással szerelhető. Az MSZ 221-es kúpos szeg, az MSZ 2222-es pedig menetes kúpos szeg.

55. ábra.                                               56. ábra.

Csapszeges kötés                        Helyzetbiztosító szegek:

a - illesztőszeg

b - szegecsszeg

c - rögzítő szeg

d - kúpos szeg

e - menetes kúpos szeg

A hasított helyzetbiztosító szegek szoros kötést biztosítanak.

Fajtái az 57. ábrán láthatók.

57. ábra.

Hasított helyzetbiztosító szegek

2.4. Súrlódásos kötések

A kötést létrehozó erőhatást - az agy és a tengely között az érintkező felületeken ébredő - súrlódási erő képviseli.

Kúpos kötésnél a tengelyirányú erőt vagy beütéssel, vagy csavarral történő behúzással hozzuk létre. A kötésnél ébredő erőket az 58. ábrán szemléltettük.

Fő követelmény, hogy a kúp önzáró legyen, azaz a kúp a félnyílásszöge kisebb legyen, mint a surlódási kúp n félnyílásszöge.

Így a kötés magától nem oldódik meg. Önálló kötésre ritkán használják, rendszerint az 59. ábrán láthat6 íves retesszel ellátva. és csavarral biztosítva.

A kúpos kötés előnye, hogy az illesztés játékmentes,

58. ábra                    59. ábra.

Kúpos kötés erőviszonyai                           Kúpos kötés íves retesszel

Oldható zsugorkötést kisebb erőhatások esetében alkalmazunk. általában egy felmetszett szorítógyűrű kerül a tengelyre, a súrlódást létre- hozó F erőt a gyűrűn át helyezett csavar megszorításával biztosítjuk. (60. ábra)

60. ábra.

Oldható zsugorkötés

Kúpos gyűrűpárok alkalmazásával is létesíthetünk oldható zsugorkötést (61. ábra) .

Ilyenkor a tárcsa furata és a tengely között maradó gyűrű alakú hézagot kúpos gyűrűpárokkal rakják tele. A kötés létrehozásakor az egymáson elmozduló kúpos gyűrűk biztosan rögzítik a tengelyre szerelt alkatrészt:

61. ábra.

Oldható zsugorkötés kúpos gyűrűpárokkal