3 PŘEVODY A JEJICH SOUČÁSTI

1

OBSAH

1 LOŢISKA……………………………………………………………………… 1.1 Kluzná loţiska……………………………………………………………… 1.2 Valivá loţiska………………………………………………………………. 2 SPOJKY…………………………………………………………….…………. 3 PŘEVODY A JEJICH SOUČÁSTI…………………………………………. 3.1 Převody ozubenými koly……………………………….………………….. 3.2 Převody řetězy……………………………………………………………… 3.3 Převody klínovými řemeny………………………………………………… 3.4 Převody plochými řemeny a pásy………………………………………….. 3.5 Převody třecích kol……………………………………………….………… 4 MONTÁŢ MECHANISŮ PRO PŘEMĚNU POHYBŮ……………………. 4.1 Šroubový mechanismus……………………………………………………. 4.2 Klikový mechanismus……………………………………………………… 4.3 Výstředníkový mechanismus………………………………………………. 4.4 Vačkový mechanismus…………………………………………………….. 4.5 Západkový mechanismus…………………………………….…………….. 5 HYDRAULICKÉ MECHANISMY………………………….………………. 6 PNEUMATICKÉ MECHANISMY………………………………………….. VĚDOMOSTNÍ TEST……………………………………………………………. GLOSÁŘ………………………………………………….……………………….. POUŢITÁ LITERATURA…………………………….………………………….

1

3 3 11 27 41 41 56 64 72 77 80 80 83 87 88 89 90 118 130 135 135

ÚVOD

Strojírenské obory jsou jedny z nejţádanějších. Proto vznikla tato učebnice Technologie zaměřená pro 3. ročníky oboru Zámečník.

V tomto studijním textu se seznámíme s druhy a montáţemi mechanismů pro přenos pohybů. Jedná se o prvky pro přenos rotačního pohybu, mezi něţ patří loţiska, jak kluzná tak i valivá a spojky. Dále jsou to mechanické převody, jako jsou řemenové, řetězové a převody ozubenými koly. Poté si vysvětlíme mechanismy pro přeměnu pohybu. Tady se zaměříme na mechanismy šroubové, klikové, výstředníkové a západkové. V poslední části probereme hydrauliku a pneumatiku. U většiny kapitol v tomto studijním textu si vysvětlíme druhy, materiály a především montáţ jednotlivých prvků a skupin mechanismů. Všechny tyto strojní součásti a mechanismy jsou důleţitými prvky pro správnou funkci kaţdého stroje. Velice důleţité je proto umět tyto strojní součásti správně namontovat a udrţovat. Kontrolu stavu a údrţbu pokládám za jednu z nejdůleţitějších činností zámečníka. Předchází se tím daleko rozsáhlejším a sloţitějším opravám a tím samozřejmě i úspoře času a finančních prostředků.

2

1

LOŢISKA

Cíle této kapitoly: Po prostudování této kapitoly dokáţete rozeznat jednotlivé druhy loţisek, jejich pouţití, montáţ, demontáţ a údrţbu. Loţiska rozdělujeme podle způsobu pouţití na kluzná a valivá.

1.1 Kluzná loţiska Kluzná loţiska rozdělujeme na radiální a axiální podle směru zatíţení. Radiální – zachycují tlaky kolmé k ose hřídele (obr. 1.) Axiální – zachycují tlaky v ose hřídele (obr. 2.)

Obr. 1. Radiální loţisko – 1,2- spodek a víko loţiska, 3- pouzdro, 4- maznice,5- šroub,6- matice,7- pruţná podloţka

Obr. 2 Axiální loţisko

Radiální loţiska se dále dělí na: Celistvá – pouzdro nebo pouzdro s výstelkou Dělená – sloţená ze dvou pánví dělených přesně v ose loţiska

3

Pouţití kluzných loţisek Kluzná loţiska jsou na výrobu méně náročná, tím jsou levnější a také konstrukčně jednodušší. Opravy bývají celkem jednoduché. Proti valivým loţiskům mají menší ţivotnost, větší ztráty třením hlavně při rozběhu a větší náročnost na mazání. Provoz s kluznými loţisky je méně hlučný a mají větší odolnost proti rázům.

Materiál loţisek Loţiskové těleso mívá sloţitý tvar, proto se odlévá z litiny nebo ocelolitiny. Loţiskové pouzdra, pánve a výstelky by měly mít tyto vlastnosti: odolnost proti zadírání, schopnost plastické deformace, velkou pevnost a odolnost proti únavě i za větších teplot, odolnost proti korozi, velkou tepelnou vodivost a malou tepelnou roztaţnost. Velmi důleţitá je schopnost materiálu dobře a v souvislé vrstvě vázat mazivo s kluznou plochou a samozřejmě i dobrá obrobitelnost a nízká cena. Pouţívá se těchto materiálů. 1. Cínové a olověné kompozice – pouţití ve formě výstelek loţiskových pouzder a pánví. Mají velmi dobré kluzné vlastnosti a jsou vhodné pro malá a střední zatíţení i pro největší kluzné rychlosti pokud teplota není vyšší neţ 100 aţ110 stupňů Celsia. Vynikají dobrou jímavostí nečistot a kluzné plochy mají velmi dobrou přizpůsobivost ploše čepu hřídele a dobře odolávají korozi. Protoţe jejich poměrně malá pevnost a nízká mez únavy se stoupající teplotou prudce klesá, má být tloušťka výstelky co nejmenší. Tím se odolnost výstelky proti opotřebení podstatně zvětšuje. 2. Cínové a olověné bronzy a speciální mosazi – vyznačují se velkou pevností a vysokou mezí únavy, která se stoupající teplotou jen málo klesá. Proto se hodí pro kluzná uloţení silně zatíţená při malých nebo středních kluzných rychlostech (do 10 m/s) nebo při vyšších provozních teplotách nad 100 stupňů C. 3. Slinuté kovy – jsou to směsi prášků kovů (mědi, zinku, cínu, oceli, bronzu) s grafitem. Pouzdra pánve a výstelky se vylisují v přesných formách. Při lisování se zrnka směsi spečou. Ještě teplá se ponoří do oleje a v materiálu se zaplní olejem. Tento olej přispívá k mazání kluzných ploch, proto se tato loţiska nazývají samomazná. Loţiska ze slinutých kovů se vyrábějí s velkou přesností (0,01 mm), proto se nemusí dále obrábět. Montují se stejným způsobem jako loţiska z kovových materiálů. Do loţiskových těles se musí lisovat jen v lise, protoţe loţiskové kovy nesnášejí rázy. 4. Tmelené kovové prášky – jsou to směsi kovových zrn spojené umělými ţivicemi. Způsob výroby, pouţití a montáţ kluzných loţisek z těchto materiálů jsou podobné jako výroba loţisek ze slinutých kovů. 5. Plasty – nahrazují neţelezné loţiskové kovy. Mají dobré kluzné vlastnosti, nízkou hmotnost, odolávají chvění a dobře tlumí rázy. Pouzdra z těchto materiálů dobře pohlcují olej 4

a při provozu spotřebují málo maziv. Nevýhoda je jejich malá tepelná vodivost a zvětšování rozměrů vlivem tepla. 6. Technická pryţ – pouţívá se u loţisek, která jsou ve stálém styku s vodou (čerpadla, lodní stroje). Jako mazivo se pouţívá voda. Vrstva měkké pryţe je navulkanizována do ocelového pouzdra. Výstelka má podélné dráţky, aby voda mohla do loţiska dobře zatékat.

Montáţ celistvých kluzných loţisek Základní montáţní postup celistvého kluzného loţiska (pouzdra) se skládá z jeho nalisování do loţiskového tělesa, pojištění proti otáčení a přilícování díry. Liší se však podle materiálu a tvaru pouzdra. Loţisková pouzdra mohou být kovová nebo nekovová, coţ podstatně ovlivňuje jak způsob zalisování do loţiskového tělesa, tak i jejich pojištění proti pohybu. Mohou být normalizována jako pouzdra bez výstelky, nebo jako pouzdra s výstelkou. Dále máme ještě loţisková pouzdra s přírubou. Kovová loţisková pouzdra se většinou zalisovávají za studena nebo se ohřívá loţiskové těleso. Další moţností je podchlazení loţiskového pouzdra. Nejjednodušším způsobem je naraţení pouzdra přes podloţku kladivem. Tento způsob pouţíváme jen u menších pouzder s malým přesahem a větší tloušťkou stěny. Je zde ovšem nebezpečí šikmého ustavení pouzdra a tím způsobíme jeho deformaci. Proto jsou výhodné různé přípravky, které nám zaručí přesné souosé zalisování. Tyto přípravky jsou zvláště výhodné u lisování tenkostěnných loţiskových pouzder. Příklad pouţití jednoduchého přípravku je na obrázku č. 4. Je vhodný pro zalisování pouzder jak kladivem tak i pod lisem. Trn se i s pouzdrem nasunutým na osazenou část přesně ustaví v díře loţiskového tělesa zesílenou vodící částí, která i při zalisování vede pouzdro souose s dírou. Na horní konec trnu se našroubuje příloţka, na kterou se působí silou. Tento přípravek se hodí pouze na pouzdro určitých rozměrů dle vodícího trnu. Kromě toho nelze vyuţít takových trnů u krátkých pouzder, protoţe by vodící část trnu v krátké díře nemohla zajistit bezpečné vedení.

Obr. 4 Zalisování tenkostěnného pouzdra palicí

Obr.5 Zalisování loţiskového pouzdra šroubovým zatahovákem

5

Více se pouţívá šroubových přípravků, zejména do loţiskových těles skříňových a stojanových. Jednoduchý šroubový zatahovák je na obr. č. 5. K zatahování tenkostěnných pouzder je výhodné pouţívat přípravku s dutým vodícím trnem podle obr. č. 6, který pouzdro přesně ustaví a dobře vede.

Obr. 6 Zatahovák s vodícím trnem na tenkostěnná pouzdra

Při zalisování s ohřevem se loţiskové těleso ohřívá ponořením do horkého oleje nebo se zahřívá v elektrické peci. Montáţ musí probíhat rychle, protoţe stykem s loţiskovým tělesem se pouzdro ohřívá, roztahuje se a tím klade větší odpor. Před zalisováním loţiskového pouzdra se musí kontrolovat hrany mazacích dráţek a podle potřeby zaoblit tak, aby se z nich olej snadno převáděl na kluzné plochy. Mazací dírky se musí pečlivě vyčistit a zkontrolovat, zda jimi protéká olej. Pečlivě očištěné pouzdro se pak musí zalisovat tak, aby jeho mazací dráţka byla ve správné poloze. Po zalisování se pouzdra někdy pojišťují proti pootočení šroubkem umístěným na čele nebo plášti. Několik příkladů je na obr. č. 7.

Obr. 7 Pojišťování loţiskových pouzder

Před začátkem vlastní montáţe hřídele nebo čepu se musíme přesvědčit, zda nedošlo k deformaci loţiskového pouzdra. Díry v pouzdrech mají obvykle přídavek na dokončovací obrábění, a proto se předepsaná vůle hřídele v loţisku po zalisování upravuje buď vystruţováním nebo zaškrabáváním. Malá pouzdra lze po zalisování kalibrovat kuličkou nebo kalibrovacím trnem (obr. č. 8.) Tímto způsobem úpravy se dosáhne vysoká přesnost 6

průměru díry, kvalitní povrch a navíc se povrch zpevní. Kalibruje se na několikrát, tj. postupně kuličkami nebo trny s odstupňovanými průměry.

Obr. 8 Kalibrování loţiskových pouzder A- kuličkou , B- trnem

Kruhovitost díry zalisovaného pouzdra se ověřuje měřením průměru číselníkovým úchylkoměrem ve dvou vzájemně kolmých směrech, nejméně na třech místech (obr. č. 9).

Obr. 9 Kontrola kruhovitosti loţiskových pouzder číselníkovým úchylkoměrem

Úchylky souososti loţiskových děr A- přesazené osy B- úhlově vychýlené osy

Montáţ dělených kluzných loţisek Záleţí na konstrukci děleného loţiska. Pánve loţiska mohou být buď tlustostěnná, nebo tenkostěnná. Dále mohou být pánve s výstelkou nebo bez výstelky (obr. 10).

Obr. 10 Dělené loţiskové těleso

7

Tlustostěnná dělená loţiska se vyrábějí z oceli nebo litiny a vylévají se loţiskovým kovem. Tloušťka stěn bývá 3 aţ 5 mm, tloušťka výstelky z loţiskového kovu je do 0,3 do 0,7 mm. Tlustostěnné pánve mívají po stranách příruby, které zabraňují axiálnímu posunutí. Pánve se také zajišťují kolíky nebo šrouby, které zabraňují otáčení v tělese loţiska. Před uloţením pánví do loţiskového tělesa (spodku a víka) se musí zkontrolovat dosedací plochy a případné otřepy odstranit škrabákem. Mazací otvory v tělese a ve víku musí být shodné s otvory v pánvích. Mazací kanály se před zamontováním promyjí a vyčistí. Abychom zamezili vzájemnému prohození pánví opatří se čitelnou značkou. Do dělených loţisek se mezi víko a spodek vkládají seřizovací vloţky vrstvené z folií tlustých 0,05 mm. Jednotlivé folie je moţno odnímat, coţ umoţňuje rychlé seřízení vůle v loţisku při montáţi (obr. č. 11).

Obr. 11 Seřizovací vloţky pro loţisková tělesa

Před uloţením hřídele do loţisek se pečlivě prohlédnou jeho loţiskové čepy, očistí se hadrem a potřou tenkou vrstvou příměrné barvy. Hřídel se ukládá současně všemi čepy. Po uloţení hřídele se nasadí seřizovací vloţky na obě strany spodků a na ně víka. Víka musí jít nasadit na závrtné šrouby volně, nebo je moţno pouţít měkké paličky. Víko přitom nesmí být v šikmé poloze, aby se nepoškodily závity na šroubech. Nejprve se předběţným utaţením matic upraví dotyk stykových ploch a potom se matice dotáhnou. Stejnoměrného dotaţení se nejlépe dosáhne momentovými klíči. V utaţených loţiskách se hřídelem pomalu otáčí načeţ se víka opět sejmou, aby bylo moţno zkontrolovat nosný obrazec na kluzných plochách loţiska. Není-li výsledek uspokojivý, ubírají se vystupující místa na kluzných plochách zaškrabáváním tak dlouho, dokud nejsou splněny předepsané podmínky pro přesnost. Po přilícování loţisek se před konečnou montáţí na pánvích upraví předepsané mazací dráţky. Tato operace se provádí podle přesného orýsování buď ručně dráţkovacím sekáčem, nebo strojně tvarovou frézou. Je třeba dávat pozor, aby se pánve nezdeformovaly

8

Tenkostěnné pánve se zhotovují z oceli a výstelku mají z loţiskového kovu. Tloušťka stěny pánve s výstelkou bývá 1,5 aţ 3 mm. V sériové montáţi se po mechanickém opracování pánve jiţ nelícují, třídí se pouze podle dosednutí do loţiskových těles na barvu. Těsné dosednutí pánve do loţiskového tělesa je nutné pro zajištění bezporuchového provozu loţiska. Nesprávným dosednutím se zhoršuje odvod tepla z pánve do tělesa loţiska, které se zahřívá, a tím se zhoršují kluzné vlastnosti loţiskového kovu. Při montáţi tenkostěnných pánví se pánve ukládají do loţiskových těles s přesahem. Pánev se nejprve lehce vloţí do díry tělesa a zatlačí tak,ţe její kraje přečnívají dělící rovinu tělesa o 0,05 aţ 0,1 mm (obr. č.12).

Obr. 12 Tenkostěnné pánve a jejich montáţ

Utaţením šroubů tělesa se těmito výstupky pánví vytvoří lisované uloţení pánví v lůţku. Správná volba převýšení pánví je velmi důleţitá.Je-li celkové převýšení příliš veliké, vzniká utaţením šroubů deformace pánve do tvaru nepravidelného oválu. Uloţením pánve do nečistého lůţka můţe dojít k dosednutí čepu v jediném bodě pánve. Specifický tlak na povrch pánve neúměrně stoupne, coţ vede k rychlému ohřívání, opotřebení a vytavení pánve. Pro vytvoření správného přesahu se výška pánví kontroluje ve speciálním přípravku (obr. č. 13), který umoţňuje vytvoření podmínek shodných s podmínkami po konečném utaţení loţisek při montáţi

Obr. 13 Přípravek na kontrolu výšky tenkostěnných pánví

9

Dosahuje se toho pákou 1, která tlačí kladkou 2 na pánev a závaţí 3 na konci páky vyvine tlak odpovídající zatíţení po utaţení šroubu nebo matic závrtných šroubů loţiska. Postup kontroly výšky pánví: lůţko 4 je výměnné podle rozměru pánve a vkládá se do něho jedna polovina pánve. Nejdříve se vloţí vzorková pánev, kterou se ocejchuje poloha ručičky číselníkového úchylkoměru5, která se při kontrole pánví nemá měnit, odpovídá-li jejich výška výšce vzorkové pánve. V opačném případě se ručička úchylkoměru vychýlí buď na jednu, nebo druhou stranu od kontrolní polohy. Tlačí-li se pákou na pánev, tlačí páka pouze na jednu stranu dosedací plochy. Druhou stranou se pánev opírá o lištu 6 přišroubovanou k tělesu přípravku. Souosost loţisek při několikrát uloţeném hřídeli musí být přesně dodrţena, protoţe nesouosost porušuje olejovou maznou vrstvu a způsobuje suché tření. O souososti více loţisek se přesvědčíme: 1. Pomocí zkušebního hřídele. Vloţíme ho do loţisek a potáčíme jím. Pracuje se pomocí příměrné barvy spároměru nebo úchylkoměru (obr.14a). 2. Zasouváním kalibru. Odpovídají-li průměry děr předepsaným rozměrům, musí se kalibr do díry volně zasouvat (obr.14b). 3. Pomocí struny umístěné podle obrázku. Nejprve se ustavují krajní loţiska (obr. 14c). 4. Pouţitím číselníkového úchylkoměru upevněného na trnu zasunutém v jednom loţisku. 5. Pouţitím noţového pravítka.

Obr. 14 Kontrola souososti loţisek a) pouţitím zkušebního hřídele b) kalibrem c) ustavením struny do osy loţisek

10

Kontrolní otázky: 1. Uveďte materiály pouţívané k výrobě výstelek pro kluzná loţiska a zdůvodněte jejich pouţití. 2. Popiš postup montáţe pouzdra loţiska. 3. Jakými způsoby se přeměřuje souosost více loţisek?

1.2 Valivá loţiska Mají více předností proti loţiskům kluzným. Valivá loţiska mají menší součinitel tření,a tím i menší ztráty na výkonu a nezvyšují odpor při rozběhu ani po dlouhé době klidu.U strojů zjednodušují valivá loţiska konstrukci,montáţ a údrţbu a umoţňují pouţití většího počtu otáček.Některé druhy valivých loţisek se snadno přizpůsobují prohnutým hřídelům a výrobním nepřesnostem. Valivé loţisko má vedle svých předností i určité nevýhody. Špatně snáší rázové namáhání a chvění je nebezpečné i za klidu loţiska.Je dosti choulostivé na vniknutí nečistot a málo odolné proti korozi.U kluzných loţisek se snáze vymezuje vůle a při větším počtu otáček mají tišší a klidnější chod a většinou mají menší vnější průměr.

Rozdělení valivých loţisek Podle druhu zachycované síly jsou: Radiální loţiska – zachycují síly působící kolmo na osu Axiální loţiska – zachycují síly působící v ose Radiální a axiální loţiska se rozdělují podle tvaru valivých těles na kuličková, válečková, soudečková, kuţelíková a jehlová. Valivá loţiska mají kalený vnitřní a vnější krouţek, valivá tělesa a klec. Normalizované rozměry valivých loţisek jsou: vnitřní a vnější průměr, šířka u radiálních loţisek a výška u axiálních. Volba druhu loţiska závisí na účelu, kterému má slouţit, na zatíţení a počtu otáček,přičemţ přihlíţíme k lícování,montáţi a provozním podmínkám a řídíme se normami. Velikost loţiska závisí na průměru čepu a poţadované únosnosti. Nejčastěji pouţíváme kuličkových loţisek. Pro velká zatíţení a velké průměry pouţíváme loţisek válečkových. Axiální síly se zachycují axiálními loţisky. Není-li to technicky moţné, 11

pouţíváme místo nich kuličkových loţisek s kosoúhlým stykem, kuţelíkových loţisek nebo dvouřadých naklápěcích kuličkových loţisek. Při rázových zatíţeních nebo při proměnném zatíţení jsou výhodná dvouřadá válečková loţiska. Kuţelíkových loţisek pouţíváme vzhledem k velké únosnosti a nastavitelnosti především pro sloţená zatíţení, zejména v automobilovém průmyslu. Radiální kuličková loţiska 1. Jednořadá kuličková loţiska – mají poměrně hluboké souměrné oběţné dráţky, takţe mají velkou únosnost v radiálním i axiálním směru. Jelikoţ nejsou naklápěcí, vyţadují přesnou souosost čepu hřídele a tělesa loţiska (obr. č. 15). 2. Jednořadá kuličková loţiska s kosoúhlým stykem – mají takové oběţné dráhy, ţe spojnice mezi styčnými body jedné kuličky svírá se svislu osou určitý úhel. Protoţe kromě toho mají i velký počet kuliček, je jejich únosnost v osovém směru velká. Mají i velkou axiální únosnost. Montují se vţdy ve dvojicích bez znatelné vůle (obr. č. 16)

Obr. 15 Jednořadé kuličkové loţisko

Obr. 16 Jednořadé kuličkové loţisko s kosoúhlým stykem

3. Dvouřadá naklápěcí kuličková loţiska – mají dvě řady kuliček, pro něţ má vnější krouţek společnou kulovitou oběţnou dráhu, proto se vnitřní krouţek s kuličkami můţe naklápět kolem středu loţiska. Pouţívá se jich tam, kde předpokládáme nesouosost děr, prohnutí hřídele nebo větší vzdálenosti loţisek (obr. č. 17).

Obr. 17 Dvouřadé naklápěcí kuličkové loţisko

12

4. Dvouřadá kuličková loţiska s kosoúhlým stykem – mají oběţné dráhy přesazené, takţe se spojnice stykových bodů protínají s hlavní osou vně loţiska. Proto zachycují značné osové síly v obou směrech (obr. č. 18).

Obr. 18 Dvouřadé kuličkové loţisko s kosoúhlým stykem

Radiální válečková loţiska 1. Jednořadá válečková loţiska - mají příruby na vnějším krouţku. Vnitřní krouţek je stranově volný, coţ dovoluje oboustranný posuv hřídele. Loţiska pouţíváme pro přenos značných, výhradně radiálních tlaků (obr. 19). 2. Jednořadá válečková loţiska s přírubami na vnějším krouţku a na jedné straně vnitřního krouţku – mají schopnost přenosu velkých radiálních sil a menších axiálních sil jen v jednom směru (obr. č. 20). 3. Jednořadá válečková loţiska s přírubami na vnitřním krouţku – vnější krouţek je stranově volný. Loţiska mohou proto přenášet pouze radiální tlaky (obr. 21).

13

4. Dvouřadá válečková loţiska – se svou velkou únosností a velmi malým pruţením dobře hodí k uloţení hlavních vřeten obráběcích strojů a nebo jako ojniční loţiska pístových strojů . 5. Dvouřadá naklápěcí válečková loţiska – valivá tělesa s příslušně zakřiveným obrysem mají přímkový dotyk s vnitřním krouţkem, ale jen bodový dotyk s vnějším krouţkem. Mezi oběţnými drahami vnitřního krouţku je vodící příruba valivých těles. Příruba i valivá tělesa mají kulovitou stykovou plochu,takţe styk mezi nimi je plošný.Vnější příruby zabraňují vypadnutí valivých těles při vyklápění vnějšího krouţku.Únosnost těchto loţisek je velká a úchylky souososti hřídele a tělesa jí nejsou na újmu.protoţe se vyrovnávají naklápěním. Také únosnost v osovém směru je vzhledem k nakloněné poloze válečků značná. 6. Kuţelíková loţiska – mají místo řady válečků komolé kuţele. Mají schopnost přenášet současně tlaky radiální i axiální. Montují se vţdy dvě proti sobě (obr. č. 22).

Obr. 22 Kuţelíkové loţisko

7. Jehlová loţiska – mají dlouhé válečky s malými průměry (obr. 23). Nevýhodou je větší tření, proto se pouţívají u součástí konající kývavý pohyb. Pro otáčivý pohyb se jehlových loţisek pouţívá jen pro značně proměnná a rázová zatíţení, např. u ojničních loţisek na klikových hřídelích,jakoţ i tehdy,záleţí-li na nejmenších vnějších rozměrech uloţení. Jinak se jehel téţ pouţívá buď jen s vnějším krouţkem, nebo bez krouţků přímo na čepu v tělese loţiska.

Obr. 23 Jehlová loţiska

14

Axiální loţiska 1. Jednosměrná axiální kuličková loţiska – mají dva ploché krouţky s jednou řadou kuliček. Loţiska mohou přenášet výhradně jen axiální tlaky v jednom směru (obr. č. 24).

Obr. 24 Jednosměrné axiální kuličkové loţisko

2. Obousměrná axiální kuličková loţiska – jsou výhradně určena pro přenos axiálních tlaků v obou směrech (obr. č. 25).

Obr. 25 Obousměrné axiální kuličkové loţisko

3. Axiální naklápěcí válečková loţiska – mají vypouklé válečky kuţelovitého tvaru vedené v kleci, jeţ tvoří celek s krouţkem montovaným na hřídel. Loţisko se dá naklápět kolem středu kulovité oběţné dráhy krouţku montovaného do tělesa. Na rozdíl od jiných axiálních loţisek přenášejí tato loţiska i radiální síly (obr. č. 26).

Obr. 26 Axiální naklápěcí válečkové loţisko při uloţení hlavního čepu otočného mostu

15

Klece valivých loţisek vymezují správnou polohu a vedení valivých těles. Jejich konstrukce je různá. Na obr. č. 27 vidíme klec pro válečky a pro kuličky.

Obr. 27 Klece valivých loţisek a) pro válečky b) pro kuličky

Montáţ valivých loţisek Montáţ valivých loţisek se skládá z mytí a čištění loţisek, z úpravy loţiskových dílů k montáţi a z vlastní montáţe. Mytím a čištěním se loţiska zbavují ochranné vrstvy maziva, kterým se konzervují ve výrobním závodě. Jsou-li loţiska konzervována mazivem vhodným pro provoz loţiska, čištění loţisek odpadá. Vymytá a promazaná loţiska nesmějí být znečištěna, stejně jako ostatní montované součásti a nářadí. Proto se také nesmějí čistit a montovat v prašném prostředí. Loţiska a nářadí odkládáme jen na čistý stůl nebo je přikryjeme. Zjistíme-li na povrchu loţiska korozi, odstraníme ji nejlépe ve směsi práškového oxidu chromového a oleje. Poté samozřejmě loţisko znovu promyjeme v běţném čisticím prostředku. Do úpravy loţiskových dílů jsou zahrnuty práce spojené s kontrolou a úpravou čepů pro loţiska a loţiskových těles. Čepy musí mít hladký a čistý povrch a jejich osy nesmějí být výstředné vzhledem k ose otáčení hřídele. Přesnost obrobení čepů se kontroluje číselníkovým úchylkoměrem na soustruzích nebo v přípravcích. Přesnost průměru čepů pro loţiska se kontroluje třmenovými kalibry nebo mikrometrem. Kuţelovitost nebo oválnost čepů se také kontroluje mikrometrem, přeměřením čepu v několika polohách a místech. Pro normální chod valivých loţisek je důleţité, aby čela osazení byla kolmá k ose rotace hřídele. Kolmost čela osazení k ose hřídele se kontroluje číselníkovým úchylkoměrem nebo úhelníkem. Díry v loţiskových tělesech se kontrolují odpichy nebo plochými kalibry. U dělených loţiskových těles se díra pro loţisko a plochy v dělící rovině upravují stejným způsobem jako u kluzných loţisek. Souosost loţiskových těles při několikanásobném uloţení hřídele se nastavuje stejným způsobem jako u kluzných loţisek. Protoţe nastavení dokonalé souososti loţiskových těles je 16

při montáţi obtíţné, pouţívají se naklápěcí loţiska. Při pouţití těchto loţisek nemají malá zešikmení a přesazení loţiskových těles způsobená nesprávným uloţením podstatný vliv. Loţiska se montují na hřídel naráţením nebo lisováním za vnitřní krouţek naráţečem a kladivem, trubkou a kladivem, dutými trny pod lisem nebo šroubovými přípravky. Pro usnadnění montáţe se loţiska ohřívají v oleji nebo elektrické peci. Teplota by měla být kolem 80 stupňů celsia. Nejjednodušší, ale nejméně dokonalé montáţní nářadí je naráţeč. Pouţívá se jen tam, kde se montují na hřídel malá loţiska s malým přesahem nebo tam, kde nelze pouţít jiné, dokonalejší nářadí. Naráţeč se zhotovuje z měkkého kovu (mědi, měkký kov),má kruhový nebo obdélníkový průřez.Čelo naráţeče můţe být rovné nebo mírně vypouklé,ale jen tak velké,aby svou plochou zasahovalo jen montovaný krouţek.Naráţeč se přiloţí na čelo vnitřního krouţku loţiska a rovnoměrnými údery,vedenými postupně po celém obvodu vnitřního krouţku,se loţisko narazí na hřídel.Údery kladiva na naráţeč nesmějí být příliš velké,aby se při zešikmení loţiska nepoškodil broušený povrch čepu hřídele. Montáţní trubky a nástavce různých konstrukcí se uplatňují u všech druhů výroby. Výhoda trubek a nástavců vzhledem k naráţečům je v tom, ţe síla se přenáší rovnoměrně po celém obvodu krouţku montovaného loţiska. Při montáţi je třeba dbát, aby se trubka opírala jen o čelo vnitřního krouţku a nezachytávala vnější krouţek nebo klec loţiska. Při montáţi pomocí trubek postupujeme tak, ţe hřídel, na nějţ montujeme loţisko, upneme do svěráku s měkkými vloţkami. Loţisko nasadíme na čep a pomocí trubky ho na něj narazíme. Aby se loţisko při montáţi nevychýlilo, musí se vést údery kladiva na montáţní trubku střídavě na obou stranách. Nejvhodnější zařízení pro montáţ valivých loţisek je lis. Pod lisem loţisko netrpí údery a zmenšuje se nebezpečí poškození. U velkých valivých loţisek pouţíváme při montáţi různé pneumatické a hydraulické přípravky. Do loţiskových těles se loţiska montují naráţením nebo lisováním za vnější krouţek loţiska. Při montáţi se pouţívají podobné přípravky jako při montáţi loţisek na hřídel. Naráţecí trubky musí mít o něco menší průměr, neţ je průměr vnějšího krouţku loţiska. Dalším způsobem je naráţení loţiska přes oba krouţky, vnitřní i vnější (obr. 28).

17

Obr. 28 Naráţení valivých loţisek

Loţiska s kuţelovou dírou se montují buď přímo na kuţelový čep, nebo nepřímo na válcový čep pomocí stahovacích nebo upínacích pouzder. Matice pouzdra se utahuje tak dlouho, aţ je loţisko dostatečně upevněno. Přitom se vţdy vnitřní krouţek pruţně roztáhne a tím se zmenší vůle v loţisku. Při montáţi loţisek s kuţelovou dírou je proto nutno měřit vůli loţiska před zamontováním a po zamontování. Montáţ axiálních loţisek se řídí podobnými zásadami jako montáţ radiálních loţisek. Axiální loţiska vodorovných hřídelů se nastavují: -

Podloţkami vloţenými mezi přírubu víka a těleso skříně Závitem v tělese a maticí

Demontáţ valivých loţisek Před demontáţí se má prohlédnout konstrukce uloţení a seznámit se s návodem na demontáţ. Staţení nalisovaného loţiskového krouţku je vţdy obtíţnější neţ jeho nalisování neboť součinitel tření za klidu je vţdy větší. Platí opět zásada jako při nalisování, ţe je nutno působit silou rovnoměrně rozloţenou po celém obvodě stahovaného krouţku. Pokud loţisko nechceme znehodnotit, nesmíme jej stahovat za valivá tělesa. Pouţíváme lisy a stahovací přípravky.

18

Mazání a údrţba loţisek S fyziky víme, ţe při pohybu dvou ploch, vzniká odpor proti pohybu, kterému říkáme tření. Zdánlivě hladký povrch (např. čepu hřídele) je při zvětšení pod mikroskopem velmi nerovný. Výstupky na povrchu se vzájemně obrušují (vzniká otěr) a součásti se v místě styku zahřívají. Část hnací síly se spotřebuje na překonání tření. Tření zmenšujeme mazáním třecích ploch. Mazáním se nejen zmenšuje tření ve stykových plochách, ale odvádí se i teplo z loţiska. Mazivo bude působit jen tehdy, vytvoří-li mezi plochami souvislou vrstvu. Tak se převádí suché, popř. polosuché tření na tření vrstev viskózních maziv. Loţiska maţeme nejčastěji: Minerálními loţiskovými oleji – hustota oleje se volí podle otáček hřídele a teploty. Čím vyšší jsou otáčky, tím musí být olej řidší. Mazacími tuky (plastické mazivo) – volí se podle provozních poměrů, tj. provozní teploty, těsnící schopnosti tuku, jeho vlastností ve vlhkém prostředí atd. Mazání kluzných loţisek Hlavním úkolem maziva je převést suché tření mezi kluznými plochami na tření kapalinné. Proto se kluzná loţiska musí mazat tak aby se v nich vytvářela mazací vrstva mezi kluznými plochami čepu a loţiska. Čím větší je viskozita (hustota) oleje, tím více jeho částice drţí pohromadě a o to více oleje otáčející hřídel strhuje do olejového klínu, jehoţ tloušťka se tím zvětšuje. Při volbě maziva kluzných loţisek se přihlíţí k tomu, ţe mazací tuky jsou špatné vodiče tepla a ţe brzdí jeho obvod. Protoţe tedy mazání nesplňuje poţadavek současného chlazení loţiska, pouţívá se u kluzných loţisek mazání tukem jen tehdy, jsou-li kluzné rychlosti malé nebo při přerušovaném provozu a pro podřadné účely. V ostatních případech se pouţívá olejů. Kluzná loţiska pro velké rychlosti se maţou směsí oleje a petroleje. Mazání valivých loţisek Valivé tření je nepoměrně menší neţ tření kluzné. Protoţe valivá loţiska jsou méně choulostivá při vyšších teplotách, neţ kluzná je jejich mazání jednodušší. Všechna valivá loţiska kromě axiálních naklápěcích válečkových loţisek lze mazat tukem nebo olejem. Tuk přispívá k utěsnění loţiska, nelze ho však pouţít u loţisek namáhaných velkým počtem otáček. Oleje se pouţívá i tehdy, mají-li se strojní součásti umístěné poblíţ loţisek mazat stejným mazivem jako loţiska Axiální naklápěcí válečková loţiska se musí téměř vţdy mazat olejem.

19

Mazací zařízení Mazacím zařízením se přivádí mazivo k mazaným místům stroje. Podle druhu maziva rozeznáváme mazací zařízení tuková a olejová a podle funkce ruční a samočinná. Tuková mazací zařízení – k občasnému vtlačování tuku do loţisek se pouţívá maznic podle obr. 29, jeţ se zašroubují do mazacích děr opatřených závitem. Staufferova maznice (obr.29A)- má zásobu tuku ve víčku, jeţ se zašroubovává na spodek s nálevkovitým ústím mazací díry. Víčko se naplní tukem, který se podle potřeby občasným zašroubováním zatlačuje do loţiska. Samočinná pruţinová maznice (obr.29B)- má nádobu, jeţ se naplní tukem, který je do mazací díry zatlačován pístem s pruţinou stálým tlakem. Stavěcím šroubem uzavírajícím mazací díru se nastaví mnoţství tuku, který je pak plynule zatlačován do loţiska. Tlaková maznice- jsou duté šrouby, v jejichţ hlavě upravené různým způsobem (např. podle obr.29C) je uloţena kulička tlačená pruţinou k ústí mazací díry. Mazací díra tímto způsobem uzavřená se otevře jen pod tlakem tuku vháněného do maznice mazacím lisem.

Obr. 29 Maznice

A- Staufferova, B- samočinná pruţinová, C- tlaková

U loţisek mazaných tlakovými maznicemi se zatlačováním maziva pod vysokým tlakem odstraní se starým mazivem i všechny nečistoty vniklé do loţiska. Starý tuk, který z loţiska uniká, se musí stírat tak dlouho, aţ se objeví čerstvý tuk, coţ je známkou skončené výměny maziva. Valivá loţiska malé i střední velikosti ve dvoudílných tělesech jsou obvykle bez mazacích děr pro přívod tuku.Má-li se do loţiska přivést čerstvý tuk (coţ bývá tak jednou do roka), získá se přístup do loţiska zvednutím víka tělesa. Olejové mazací zařízení – kromě ručních typů olejových mazacích zařízení se pouţívá velkého počtu různých systémů samočinného mazání. Ruční mazací zařízení – ruční mazání v nejjednodušší formě vyţaduje občasné nakapání hustšího oleje z ruční konvice do mazací dírky, které mazivo zavede do loţiska. Tento poměrně nedokonalý způsob se hodí jen pro hřídele pomalu se otáčející a málo zatíţené. 20

Přístupu nečistot do mazacích dírek se zabraňuje uzávěrkami (maznicemi) podle obr. 30, a to s víčkem kulovým (A), otočným nebo sklopným (B).

Obr. 30 Uzávěry (maznice) s víčkem

A- kulovým, B- sklopným

Samočinných mazacích zařízení je mnoho druhů různého stupně dokonalosti a účinnosti: patří k nim zejména zařízení maznicová, krouţková, mazání olejovou lázní, různé druhy mazání oběţného, ústředního a mazání olejovou mlhou. Knotová maznice (obr. 31A) má nádobu, z níţ se do loţiska odvádí olej bavlněným knotem, zavedeným do trubičky, kterou pak stéká do loţiska. Knotová maznice můţe být i pro několik mazaných míst (obr. 31B). Je-li hřídel v klidu, přeruší se mazání vytaţením knotu z trubičky. Mnoţství oleje přiváděného k loţisku se řídí tloušťkou knotu. Toto dosud hojně pouţívané zařízení však není nejspolehlivější, neboť selhává, jsou-li špatné knoty a nevhodný olej.

Obr. 31 Knotové mazání

A- knotová maznice, B- knotové mazání několika míst

Kapací maznice (obrázek 32) přivádí do loţiska olej po kapkách, takţe mnoţství oleje lze nastavit seřízením rychlosti odkapávání. Nádoba maznice je skleněná, aby stav oleje byl patrný. Rychlost odkapávání se seřizuje polohou jehly a funkci lze sledovat skleněným průhledítkem ve spodní části maznice. Je-li hřídel v klidu, uzavře se maznice otočením knoflíku na vyčnívající části jehly (jehla uzavře výtokový otvor). Kapací maznice lze pouţít pouze pro jedno loţisko. Funguje však bezpečně a snadno se obsluhuje.

21

Obr. 32 Kapací maznice

Krouţkové mazání se uskutečňuje úpravou dutiny v loţisku pro navlečení volného krouţku většího průměru na hřídel a pro přiměřené mnoţství oleje (ve spodku loţiska) podle obr. 33. Krouţek se noří svou spodní částí pod hladinu oleje a při otáčení hřídele vynáší ulpělý olej na hřídel a mezi kluzné plochy. Místo krouţku lze pouţít téţ řetízku. Spolehlivější funkce se dosahuje krouţkem nebo prstencem pevně upnutým na hřídel. Volný krouţek se totiţ při větších počtech otáček přestává otáčet. Povrch krouţku musí být tak drsný, aby na něm ulpělo dost oleje. Funkci krouţkového mazání lze kontrolovat otevřením víka tělesa. Musí být patrno, zda dopravuje dostatečné mnoţství oleje, aby se olej dostal mazacími dráţkami ke kluzným plochám. Olej se z části v loţisku spotřebuje, zbytek se časem znečistí a znehodnotí, popřípadě vypaří. Proto se olej po zaběhání a potom vţdy po určité době (např. po 3 nebo 6 měsících) vyměňuje. Mazání rozstřikem se pouţívá u převodovek, v jejichţ spodní části skříně je olejová lázeň. Otáčející se ozubená kola uskutečňují mazání rozstřikováním oleje a splachováním. Při mazání rozstřikem se musí pamatovat na kontrolu hladiny olejové lázně olejoznakem, na němţ se musí vyznačit nejniţší a nejvyšší mez. Důleţité je téţ dobré utěsnění skříně na všech stranách, aby olej nevytékal. 22

Stejně jako při krouţkovém mazání nesmí být hladina oleje příliš vysoká, protoţe olej pak začne pěnit. Olejová pěna zvětšuje povrchovou plochu oleje, čímţ se urychluje oxidace a znehodnocování oleje, který ztrácí mazací schopnosti.

Obr. 33 Krouţkové mazání

Oběţné mazání je zejména u větších strojů nejobvyklejší. Olej se čerpadlem dopravuje pod tlakem k většímu počtu loţisek, která dobře maţe i ochlazuje. Z loţisek stéká olej po stěnách skříně do sběrné nádrţe, v níţ se filtruje, ochlazuje a znovu čerpá olejovým čerpadlem k loţiskům, popřípadě i k jiným mazacím místům. Schematické znázornění oběţného mazání je na obr. 34. U oběţného mazání je důleţité, aby rozvodné potrubí bylo smontováno těsně. Trubky musí být umístěny tak, aby nepřekáţely a také aby se nemohly poškodit. Dále se musí zabezpečit čistota oleje dokonalým očištěním vnitřních stěn skříně od veškerých zbytků formovacího písku a jiných nečistot. Jestliţe se tyto stěny opatří krycím nátěrem, musí se sledovat chování barvy k mazacímu oleji za provozní teploty. Uvolněná barva můţe způsobit škodu. Stav oleje se musí občas kontrolovat a podle potřeby doplnit. Doplňuje se vţdy za klidu stroje, kdy ţádný olej není v oběhu, takţe není nebezpečí přeplnění. Olejovými filtry se olej před opětovným přivedením k loţiskům čistí od nečistot, jeţ by mohly urychlovat opotřebení loţisek, popřípadě způsobit jejich porušení. Obvykle pouţívané filtry magnetické nebo mechanické se časem zanesou zachycenými nečistotami a musí se proto pravidelně čistit. V některých případech, jsou-li mazaná loţiska vystaveny vysokým vnějším teplotám, musí se značně ohřátý olej z loţisek před opětovným přivedením k loţiskům ochlazovat. Sběrná nádrţ musí mít v těchto případech velkou ochlazovací plochu. Jestliţe ji konstrukce stroje nepřipouští, musí se zřídit oddělená nádrţ mimo stroj tak, aby olej měl čas se ochladit.

23

Obr. 34 Oběţné mazání

Mazání olejovou mlhou je způsob, kterým se řeší zvlášť obtíţné problémy mazání a těsnění. Do loţiskového tělesa se přivádí olejová mlha vytvořená tlakem vzduchu ve zvláštním přístroji. V loţiskovém tělese se olejová mlha sráţí a tvoří tenkou mazací vrstvu. Vzduch proudí dále z loţiskového tělesa těsněním, čímţ bezpečně zabraňuje vnikání prachu. Tak se dosahuje podstatného prodlouţení trvanlivosti loţiska při klidném a spolehlivém chodu, coţ je velmi důleţité např. u vřeten brousících strojů

Obr. 35 Mazání olejovou mlhou

Schéma uspořádání pro mazání olejovou mlhou je na obr. 191. Stlačený vzduch prochází nejprve redukčním ventilem, který sniţuje jeho tlak na 0,5 aţ 1 kg/cm2, dále se zbavuje nečistot a vody ve filtru a konečně vstupuje do rozprašovače, jehoţ zásobník se plní olejem s viskozitou 6 °E/50 °C. Olejová mlha vytvořená v rozprašovači se pak vede do loţiskového tělesa. Vzduch, který těsněním uniká z loţiskového tělesa, obsahuje malé mnoţství oleje, na něţ se obvykle nebere zřetel.

24

Obsluha a opotřebení loţisek Základní podmínkou dobré údrţby je pečlivé udrţování mazacích zařízení, coţ ovšem předpokládá přesnou znalost konstrukce a funkce a řádný dohled a pravidelné, správné mazání. Jen tak lze podstatně zmírňovat trvalé opotřebovávání stykových ploch strojních součástí, jeţ po sobě klouţou nebo se odvalují. Podle stupně jim věnované péče dříve či později přichází čas, kdy se na funkci stroje zřetelněji ukáţe opotřebení, které se projevuje vzrůstající vůlí v loţiskách a tím i zhoršenou přesností stroje. První známky zvětšené vůle v kluzných loţiskách se dostavují poměrně brzy jako následek zaběhání, tj. vzájemného přizpůsobování stykových ploch. Další opotřebení se při dobré péči ukazuje jiţ velmi pomalu a stejnoměrně. Nadměrná vůle se musí včas zjistit a seřízením vymezit, neboť hřídel uloţený s větší vůlí je vystaven mnohem většímu opotřebení vzrůstajícími rázy a větším vnikáním nečistot do loţisek. Čím pečlivěji a častěji se opotřebení kontroluje a čím častěji se vyuţívá moţnosti seřízení loţisek nebo výměny opotřebených částí, tím snadněji a déle se stroj udrţuje ve stavu přesnosti s opotřebováním jen velmi pozvolným. Stav pozvolného opotřebovávání můţe trvat poměrně dlouho, aţ se jednou projeví následky únavy materiálu na kluzných plochách a oběţných drahách loţisek. Vydrolováním malých částí materiálu začnou v pánvích kluzných loţisek vznikat rýhy, k nimţ se později přidávají trhliny (obr. 36).

Obr. 36 Vznik rýh a dutin

Dohled na uloţení ve valivých loţiskách se obvykle omezuje na občasný poslech loţisek a na přezkoušení teploty. Jiţ nepatrné a okem sotva viditelné odloupávání povrchu unavených oběţných drah loţiska způsobí hluk, který zkušeného pracovníka upozorní na závadu. Pro kontrolu poslechem lze pouţít speciálního přístroje nebo delšího šroubováku, jehoţ dřevěná rukojeť se přiloţí k uchu a ostří k tělesu loţiska. Některé závady se projevují stoupnutím teploty nebo jejím kolísáním. Protoţe stoupnutí teploty můţe být způsobeno nadměrným mnoţstvím maziva, má se teplota loţiska kontrolovat po kaţdém doplnění mazivem. Podle stavu starého maziva, které se při domazávání odstraňuje, lze rovněţ soudit, zda je loţisko a jeho utěsnění bezvadné. Jsou-li v mazivu např. jemné pilinky, je loţisko opotřebené nebo poškozené. Jakmile se závada zjistí, musí se loţisko vymontovat. 25

Zjištěním příčin závady lze často udělat opatření, která prodlouţí ţivotnost náhradního loţiska. Poškození valivých loţisek se nejčastěji projevuje odloupáváním povrchu, trhlinami, prohloubeninami a vtlačením, odíráním, opotřebením, tvořením jícnů a rýh, rezavěním a poškozením klece.

Kontrolní otázky: 1. Na čem je zaloţena konstrukce valivých loţisek? 2. Jak se člení valivá loţiska? 3. Jaké jsou výhody a nevýhody valivých a kluzných loţisek?

SHRNUTÍ: Úkolem této kapitoly bylo seznámit se s prvky pro přenos otáčivého rotačního pohybu, zejména to jsou kluzná a valivá loţiska. Byly vysvětleny druhy loţisek montáţ, pouţití a údrţba.

26

2

SPOJKY

Cíl této kapitoly: Tato kapitola slouţí jako poznání dalšího prvku, který slouţí k přenosu rotačního pohybu a to jsou spojky. Slouţí ke spojování hřídelů. Úkolem pevných spojek je spojit dva krátké hřídele v jeden delší. Výsuvné spojky umoţní přerušení otáčivého pohybu z jednoho hřídele na druhý. Pruţné spojky brání nárazům při roztáčení a zastavování hřídelů a kloubové spojky umoţňují spojení hřídelů s vystředěnými osami. Nepruţné spojky trvale spojují dva hřídele. Tyto spojky se pouţívají k přenášení pokud moţno stálého krouticího momentu. Nepruţné spojky dělíme na tuhé, roztaţivé a kloubové. Nejjednodušší tuhá spojka je jednodílná spojka trubková (obr. 37). Je to vlastně tlustostěnná trubka, do níţ se nasunou oba konce spojovacích hřídelů a spojí se klíny. Z bezpečnostních důvodů se nosy klínů zakryjí plechovým krytem. Tato spojka se hodí jen pro spojení hřídelů stejného průměru, pro malý počet otáček a přenášení malého krouticího momentu.

Obr. 37 Trubková spojka

Spojka misková (obr. 38) se skládá ze dvou podélně dělených litinových misek, spojených čtyřmi aţ osmi maticovými šrouby. Staţením misek vzniká mezi stykovými plochami otvoru spojky a čepy hřídelů tření. Velikost momentu způsobeného třením musí být větší neţ přenášený krouticí moment Mk. Z bezpečnostních důvodů jsou hlavy a matice šroubů skryty ve spojce, která je ještě opatřena plechovým krytem.

Obr. 38 Misková spojka

27

Miskovou spojku lze snadno montovat a demontovat. Je vhodná tam, kde se některá část stroje má na delší dobu vyřadit z provozu, nebo u hřídelů uloţených v kuličkových loţiskách, jeţ se nasazují vcelku, nebo při značně omezeném montáţním prostoru. Misková spojka se pouţívala hlavně pro spojování transmisních hřídelů. Dnes se jí pouţívá jen zřídka. Tyto spojky jsou normalizovány. Hlavní rozměry spojky jsou průměr díry a délka spojky. U hřídelů velkých průměrů, kde by miskové spojky jiţ byly příliš velké a těţké, pouţíváme spojek kotoučových (obr. 39a).

Obr. 39a Kotoučová spojka

Obr. 39b

Kotoučová spojka s dvoudílným krouţkem

Skládají se ze dvou kotoučů, spojených šrouby. Kotouče jsou na hřídelích upevněny klíny, nalisovány, navařeny, nebo jsou vykovány s hřídelem z jednoho kusu (jeli-li o přenášení velkých krouticích momentů). Kotoučové spojky se z čepů hřídelů nesnadno snímají, proto musí být loţiska a ostatní součásti na hřídeli dělené. Kuličkových loţisek nelze v takových případech pouţít. Má-li se kotoučová spojka snadno demontovat, vkládá se mezi kotouče dvoudílný krouţek (obr. 39b). Kotoučová spojka s kotouči, které do sebe zapadají válcovými usazeninami, zaručuje přesnou souosost spojovaných hřídelů. Tyto spojky jsou normalizovány. Na obr. 40 vidíme moderní tuhou spojku. Poměrně lehkým utaţením vroubkované objímky dosáhneme tuhého spojení. Pod objímkou jsou umístěny dlouhé válečky, nakloněné k osám spojovaných hřídelů v úhlu α. Otáčíme-li objímkou vpravo, šroubuje se po válečcích jakoby po strmých závitech vlevo, aniţ dojde ke skluzu, poněvadţ úhel sklonu β je totiţ menší neţ úhel třecí. Tímto otáčením a šroubováním objímky se přitlačí náboj v radiálním směru 28

k hřídeli. Při volbě druhu tuhých spojek rozhoduje nejen funkce, trvanlivost, ale i velikost, hmotnost, snadná obsluha, montáţ, demontáţ, výměna opotřebovaných součástí apod.

Obr. 40 Tuhá svinovací spojka

Spojky roztaţivé Roztaţivé spojky dovolují určitý vzájemný osový posuv obou hřídelů, vyvolaný např. změnou teploty hřídelů. Nejjednodušší roztaţivou (dilatační) spojkou je dilatační zubová spojka (obr. 41a). Skládá se ze dvou částí, které do sebe svými zuby zapadají. Zub jedné poloviny zapadá do dráţky druhé poloviny. Mezi nimi však musí být osová vůle, označená s. Mají-li k sobě přiléhat boky zubů, musí být hřídele spojky po obou stranách vedeny loţisky. Souosost spojky zajišťujeme buď vloţeným krouţkem (zasahuje do obou polovin vnitřní části spojky), nebo tím, ţe konec jednoho hřídele zasahuje do druhé poloviny spojky (obr. 41b).

Obr. 41

Zubová spojka dilatační

29

K přenášení malých krouticích momentů jsou vhodné spojky podle obr. 42. Pouţívá se jich zejména u malých čerpadel, přístrojů, pomocných zařízení, kuchyňských strojků apod.

Obr. 42 Dilatační spojky pro přenos malých krouticích momentů

Zubová spojka na obr. 43 se skládá ze dvou kotoučů pevně nasazených na koncích hřídelů. Kotouče mají tři aţ pět zubů, které do sebe vzájemně zapadají. Souosost hřídelů se zajišťuje jako u spojky na obr. 111.

Obr. 43

Zubová spojka

a – bez středicí vloţky, b – se středicím krouţkem

30

Na obr. 44 je úprava kříţové spojky, která kromě axiálního posuvu připouští i menší nesouosost hřídelů. Spojka se skládá z hnací a hnané části, které bývají ocelové a rozměrově tejné, a středního kříţového kusu z oceli nebo plastické hmoty.

Obr. 44 Kříţová spojka

Moderní úprava zubové naklápěcí spojky je znázorněna na obr. 45.

Obr. 45 Zubová spojka naklápěcí

Spojka se skládá z části 1 s vnitřním ozubením a z části 2, která zasahuje vnějším ozubením uvnitřního ozubení části 1. Vnitřní část je utěsněna, aby olej nevytékal. Výhodou této spojky je malá hmotnost, malý moment setrvačnosti a snadná údrţba a moţnost vychýlení hřídele v nábojích. Spojky kloubové Kloubové spojky pouţíváme ke spojení různoběţných nebo i rovnoběţných nesouosých hřídelů (obr. 46). Dvě shodné vidlice, upevněné na koncích hřídelů jsou spojeny 31

prostřednictvím kříţe. Kloubové spojky se pouţívají pro přenos malých a středních krouticích momentů, zejména u vozidel, jeřábů, obráběcích, hospodářských a papírenských strojů apod. Nevýhodou kloubových spojek je jistá nerovnoměrnost otáčení hnaného hřídele, která je úměrná úhlové výchylce α hřídelů. Nerovnoměrnost chodu odstraníme, pouţijeme-li dvou kloubových spojek (obr. 46).

Obr. 46 Spojení dvou rovnoběţných hřídelů dvěma kloubovými spojkami

Spojky pruţné U pruţných spojek jsou hřídele spojeny prostřednictvím pruţné vloţky (nekovové nebo kovové). Proto pruţné spojky kromě přenášení krouticího momentu mohou: a) vyrovnávat úhlové vychýlení a radiální nebo axiální posunutí hřídelů způsobené nepřesností výroby a montáţe b) tlumit rázy přenášené z jednoho hřídele na druhý c) chránit zařízení před neţádoucím kmitáním

32

Spojky s pruţnými vloţkami nekovovými Základním typem této spojky je pruţná spojka čepová. U menších elektrických motorů se pouţívá této spojky s kotoučovou vloţkou (obr. 47), která dovoluje menší nesouosost spojovaných hřídelů. Čepy jsou odlité vcelku s kotoučem, nebo jsou zalisovány do otvorů v kotoučích.

Obr. 47 Pruţná kotoučová spojka s pruţnou mezidruhovou vloţkou 1 – čepy, 2 – pruţná mezidruhová vloţka (pryţ,kůţe) 3 – kotouč spojky

Jednou z moderních poddajných spojek je pruţná spojka s pryţovým věncem (Periflex) různého tvaru (obr. 48). Je velmi jednoduchá, skládá se ze dvou kotoučů, pryţové obruče s textilní vloţkou a dvou přítlačných krouţků. Tato spojka se jednoduše a snadno montuje i při nedostatku místa, poněvadţ se dá obruč montovat i demontovat, aniţ se musí některé ze spojovaných částí posunovat. Dovoluje odchylku os hřídelů o 2 aţ 6°, výškové přesazení os hřídelů aţ 3 mm, a axiální posun hřídelů aţ 8 mm. Spojky se vyrábějí pro výkony do 600 k a pro největší počet otáček 900 ot/min.

Obr. 48 Spojka s jednodílnou pryţovou obručí

33

Spojky s pruţnými kovovými vloţkami Pruţná součást má obvykle tvar ploché nebo vinuté pruţiny, popř. tyče nebo tenké desky. Velmi často se pouţívá spojky s pruţným prvkem v podobě ploché pruţiny, hadovitě vinuté mezi dráţkami obou kotoučů (obr. 49a). Je vhodná pro spojování hřídelů přenášejících malé i velké krouticí momenty za nejnepříznivějších provozních podmínek, jako jsou např. kolísavý krouticí moment, rázové zatíţení, časté obracení chodu apod. Spojka dovoluje menší nesouosost hřídelů, připouští malou dilataci v axiálním směru, tlumí rázy a kmity, sniţuje nerovnoměrnost chodu a má velkou ţivotnost. Deformace pruţiny při rostoucím zatíţení je znázorněna na obr. 49b. Aby se zmenšilo opotřebení, je pruţina mazána mazacím tukem.

Obr. 49 Spojka s plochou pruţinou

a – sestava spojky, b – deformace pruţiny při zatěţování

Spojky výsuvné Výsuvné spojky slouţí k dočasnému přenosu krouticího momentu, nebo’t umoţňují spojení a rozpojení hřídelů buď za klidu, nebo za chodu při plném zatíţení. U zubových výsuvných spojek lze hřídele spojit a rozpojit jen za klidu. Výsuvné spojky zapínané a vypínané za provozu jsou buď třecí, nebo indukční.

34

Spojky zubové výsuvné Tyto spojky spojují nebo přerušují spoj dvou hřídelů, které jsou v klidu nebo konají malý počet otáček (obr. 50). Krouticí moment se u zubových spojek přenáší boky zubů nebo zářezů. Její jedna část je naklínována, druhá část je posuvně uloţena na peru hnaného hřídele a ovládá se vysouvacím zařízením.

Obr. 50 Zubová výsuvná spojka

Spojky třecí Třecí spojky přenášejí krouticí moment pouze třením, způsobeným přitlačením kotouče hnaného na hnací (např. pákou nebo pruţinou). Při přetíţení spojka prokluzuje a zabraňuje tak poškození hnacího, popř. hnaného stroje. Při rozběhu umoţňuje prokluzování spojky pozvolný a plynulý záběr, důleţitý např. při rozjíţdění vozidel. Podle polohy a směru přítlačné síly vzhledem k třecí ploše a tvaru třecích ploch dělíme třecí spojky s třením ne čelní (obr. 51a), válcové (obr. 51b), a kuţelové ploše (obr. 51c).

Obr. 51 Zubová výsuvná spojka

Lamelová spojka (obr. 52) má na vnitřním povrchu pláště spojeného s hnacím hřídelem dráţky, v nichţ se mohou volně posouvat hnací lamely L¹. Mezi hnací lamely jsou vloţeny hnané lamely L², volně posuvné v dráţkách na vnějším povrchu náboje, pevně spojeného 35

s hřídelem hnaným. Lamely jsou (při mechanickém ovládání) na sebe v axiálním směru přitlačovány dvouramennou pákou, stlačovanou v radiálním směru posuvnou objímkou.

Obr. 52 Lamelová třecí spojka s dvojramennou pákou

Obvyklé tvary ocelových lamel jsou na obr. 53. Aby se umoţnila volná dilatace lamel a aby se při zahřátí nekřivily, mají různě upravené zářezy (obr. 53). Otvory v lamelách se plní grafitem, který zabraňuje zadření lamel.

Obr. 53 Tvary lamel třecích spojek

Dosti často se pouţívá spojky, která je kombinací dvou spojek. Např. na obr. 54 je lamelová třecí spojka kombinovaná s pruţnou spojkou. Lamelové spojky jsou jednoduché a mají i pro velké výkony poměrně malé rozměry. Pouţívá se jich velmi často např. u obráběcích strojů, kompresorů, lisů, tiskařských strojů, dopravníků apod. 36

Obr. 54

Kombinace spojky lamelové a spojky s pruţným kotoučem

Spojky ovládané elektromagneticky Elektromagnetická lamelová spojka s jedním sběracím krouţkem je na obr. 55. Hnací část spojky se skládá z magnetového tělesa T opatřeného kruhovým elektromagnetem s budicí cívkou C, do níţ je přiváděn stejnosměrný proud ze sběracího krouţku S, upevněného na tělese spojky. K hnací části dále patří pouzdro Z, kotvová deska K unášená kolíky O¹ a dělená seřizovací matice M. Sady vnitřních hnacích lamel L¹ je posuvně uloţena v dráţkování magnetového tělesa. Kotvová deska je odtlačována třemi pruţinami P a kolíky O². Hnanou část spojky tvoří plášť A se sadou vnějších hnacích lamel L², zapadajících svými výřezy do axiálních dráţek v plášti spojky. Hnaná část stroje je pevně spojena šrouby s přírubou pláště spojky. Krouticí moment se přenáší lamelami z hnací části T na hnanou část A tehdy, prochází-li vinutím cívky C proud. Ve vinutí se indukuje elektromagnetická síla, která se přenáší na kotvovou desku K. Ta přitlačí hnací lamely L¹ na hnané lamely L² uloţené v dráţkách hnané části A.

37

Obr. 55 Elektromagnetická lamelová spojka s jedním sběracím krouţkem

Spojky indukční Indukční spojky přenášejí točivý moment prostřednictvím magnetického pole bez mechanického dotyku hnací a hnané části, které jsou odděleny od sebe vzduchovou mezerou. Poněvadţ spojky pracují bez tření, nevzniká u nich opotřebení a odpadá tedy i seřizování spojky po delší době běhu. Magnetické pole mezi hnací a hnanou částí vytváří pruţné spojení s umoţňuje skluz mezi oběma polovinami spojky. Velikost magnetické indukce ve vzduchové mezeře lze regulovat změnou budicího proudu, a tím měnit v rozsahu velikost přenášeného momentu. Indukční spojky pracují na stejném principu jako synchronní nebo asynchronní elektrické stroje. Spojky hydraulické U hydraulické spojky se točivý moment z hnacího na hnaný hřídel přenáší prostřednictvím kapaliny. Tato kapalina má mít co největší hustotu, konstantní a malou viskozitu, velkou odpěňovací schopnost, nízký bod tuhnutí apod. Nejlépe se osvědčují minerální nebo (zvlášť pro tento účel vyvinuté)syntetické oleje. Podle způsobu přenosu točivého momentu se kapalinové spojky rozlišují na: a) hydrodynamické, kde se výkon přenáší proudící kapalinou b) hydrostatické, kde se výkon přenáší tlakem kapaliny, vyvozeným např. čerpadlem, odstředivou silou apod. 38

Hydrodynamické spojky Funkční princip hydrodynamické spojky je vysvětlen v kapitole Hydraulické pneumatické mechanismy. Hydrostatické spojky Hydrostatické spojky přenášejí točivý moment statickým tlakem kapaliny. Pouţívají se obvykle spolu s pruţnou spojkou pro spojení např. spalovacího motoru s pracovním strojem, citlivým na přetíţení a na náhlou změnu zatíţení. Spojky speciální Do této skupiny se zahrnují spojky, které (kromě běţných) mají ještě zvláštní úkoly. Od spojek jiţ poznaných se liší především svou funkcí a zařazením v hnací soustavě. Konstrukčně mohou být zcela shodné. Z této skupiny spojek jsou nejběţnější a v praxi nejdůleţitější spojky pojistné a rozběhové. Spojky pojistné Pojistné spojky přerušují spoj mezi hřídeli tehdy, dosáhlo-li přetíţení stroje takové velikosti, ţe by se poškodilo hnací nebo hnané ústrojí. Nejjednodušší pojištění tohoto druhu je pojištění střiţným kolíkem. Kolík má takový průměr, aby se při překročení dovoleného zatíţení přestřihl a přerušil spojení (obr. 56a). Jiné pojištění je třecí spojkou. Obrázek 56b znázorňuje řetězové kolo a náboj s přítlačnou destičkou, pruţinami a šrouby. Funkce spojky je zřejmá z obrázku. Na obr. 57 je kuličková pojistná spojka jednoduché konstrukce.

Obr. 56 Pojistná spojka a- se střiţným kolíkem b- třecími plochami

Obr. 57

39

Kuličková pojistná spojka pro malý kroutící moment

Spojky rozběhové Rozběhové spojky se vyznačují velmi měkkým záběrem, poněvadţ přenášený krouticí moment se plynule zvětšuje. Nazýváme je také odstředivé, poněvadţ k vyvození potřebného tření vyuţívají odstředivé síly. Potřebné tření se vyvozuje např. odstředivou silou polokruhových závaţí. Na spojky jsou dnes kladeny stále větší poţadavky, např. časté zapínání a vypínání při plném zatíţení, klidný rozběh i těch nejtěţších strojů, měkký záběr, automatické přerušení spoje při přetíţení, ovládání stroje na dálku apod. Ţádná ze spojek se proto nehodí univerzálně pro všechny provozní podmínky, při nichţ je jejich speciálních vlastností nejvýhodněji vyuţito. Kontrolní otázky: 1. Uveďte rozdělení spojek a jmenujte spojky pouţívané u strojů a zařízení ve vašem oboru. 2. Nakreslete schéma lamelové třecí spojky, popište její funkci a uveďte její výhody, nevýhody a pouţití. 3. Vysvětlete funkci spojky na obr. 52. 4. Popište kloubovou spojku na obr. 46 a uveďte její pouţití.

SHRNUTÍ: Úkolem této kapitoly bylo vysvětlit spojky jako další prvek pro přenos rotačního pohybu. Vysvětlili jsme si nejznámější a nejpouţívanější druhy spojek a jejich pouţití.

40

3

Převody a jejich součásti

Cíl této kapitoly: Po prostudování této kapitoly dokáţete rozeznat další prvky pro přenos pohybů. Jsou to mechanické převody, mezi něţ řadíme převod ozubenými koly, řemenový, řetězový, klínovými řemeny a třecí. Popíšeme si jejich konstrukci, vyuţití, montáţ a údrţbu. Základní rozdělení převodů Strojní zařízení, které přenášejí otáčivý nebo jiný pohyb z hřídele na jiné nesouosé hřídele, nazýváme převody. Převody nejčastěji rozdělujeme na mechanické, pneumatické a elektrické. Tyto převody jsou většinou sloţitá zařízení, a proto se nazývají mechanismy. Mechanické převody se dosud pouţívají u strojů a zařízení nejčastěji, jsou to rotační převody, např. s plochými nebo klínovými řemeny, s řetězy, s ozubenými koly apod., a převody s přímočarým pohybem, např. klikou a ojnicí, výstředníkem, vačkou, pákovým ústrojím, maticí a šroubem. Rotační převod se skládá nejméně ze dvou kol (hnacího a hnaného), která jsou buď spojena řemenem, pásem, lanem, řetězem apod., nebo jsou spolu v přímém záběru, např. třecí či ozubená kola. Nemění-li se otáčky hnaného hřídele, jde o tzv. vázaný (přesný) převod. Přesná závislost pohybu mezi jednotlivými hřídeli se nazývá převodové číslo. Přesný převod má neměnné, stálé převodové číslo. Takový je např. převod řetězový a převod ozubenými koly. U ostatních převodů (řemenový, lanový, třecími koly apod.) mohou otáčky hnaného hřídele mírně kolísat vlivem různých okolností, např. prokluzem řemenu na řemenici, prokluzem třecího kola apod.

3.1 Převody ozubenými koly Ozubenými koly můţeme přenášet velké kroutící momenty z jednoho hřídele na druhý i při malém počtu otáček. Ozubeným převodem dosáhneme stálého převodového poměru. Zuby jednoho kola zapadají do mezer druhého kola, boky zubů se o sebe opírají, a tím přenášejí sílu. Při značně rozdílných průměrech nazýváme malé kolo pastorek. Ozubená kola, která spolu zabírají, tvoří soukolí Rozdělení ozubených soukolí Podle vzájemné polohy os hřídelů rozdělujeme soukolí pro osy rovnoběžné, různoběžné a mimoběžné, viz tabulka na další straně.

41

42

Pro rovnoběţné hřídele pouţíváme nejčastěji čelních soukolí s vnějším ozubením nebo s vnitřním ozubením. Kola mají v podstatě válcový tvar a jejich pohyb si lze představit jako valení dvou válců. Pro různoběţné hřídele pouţíváme soukolí kuţelových. Osy hřídelů mohou svírat úhel >=< 90o , nejčastěji však bývá 90o. Pohyb kol si lze představit jako valení dvou kuţelů. Pro mimoběţné hřídele pouţíváme několika druhů soukolí, např. soukolí válcových, šroubových, šnekového apod. Podle záběru zubů rozeznáváme soukolí valivá, u nichţ převládá valení nad skluzem, a soukolí šroubová s velkým skluzem. Základní pojmy Od převodů ozubenými koly se poţaduje rovnoměrné a klidné otáčení obou kol, malé ztráty třením, a tím i malé opotřebení. Těmto poţadavkům vyhovují evolventní, popřípadě cykloidní boky zubu. Na obrázku č. 58 je znázorněna část ozubení čelního kola se základními pojmy.

Obr. 58

Základní názvosloví ozubeni

Čelní tvar zubu nazýváme profil zubu, vnější kruţnice u vnějšího ozubení se nazývá hlavová kruţnice, vnitřní kruţnice procházejí spodkem zubu patní kruţnice, Mezi hlavou a patní kruţnicí je kruţnice roztečná. Roztečná kruţnice D1, D2 dvou zabírajících ozubených kol se dotýkají a při otáčení kol se po sobě odvalují (obr. 59). Pro konstruktéra i pro výrobce ozubení je průměr roztečné kruţnice základní veličinou důleţitou pro výrobu. Na roztečné kruţnici měříme rozteč, tloušťku a mezeru mezi zuby. Výšku zubu rozdělujeme na výšku paty a hlavy zubu.

43

Obr. 59 Záběr čelního soukolí

Obr. 60

Vůle v zubech soukolí

U velmi přesných ozubených kol je tloušťka zubu rovna zubové mezeře. U zubů méně přesně vyrobených je mezera mezi zuby o málo větší neţ tloušťka zubů, takţe při záběru kol zůstane mezi zuby malá boční vůle. Spodek zubu je u normálního ozubení obvykle vyšší neţ vršek zubu. Proto vzniká tzv. hlavová vůle (obr. 60). Důleţitou veličinou u ozubení je modul. Poznali jsme, ţe rozteč je část roztečné kruţnice, připadající na jeden zub kola. Část průměru roztečné kruţnice, připadající na jeden zub kola, je modul m (obr. 61).

Obr. 61 Rozteč a modul oz. kola

Obr. 62 Základní profil evolventního ozubení

44

Označíme-li počet zubů kola z, rozteče zubů t, je obvod roztečné kruţnice

Z toho průměr roztečné kruţnice , kde modul Všechny rozměry ozubení jsou násobkem modulu ozubení, který je odstupňován modulovou řadou podle ČSN. Například rozteč ; výška zubu je h = 2 . m; výška paty zubu hf = m + c; hlavová vůle ca = 0,25 . m (obr. 62) Moduly jsou normalizovány. V metrické soustavě se uvádějí v milimetrech, v anglické soustavě v palcích. Například řada modulů v metrické soustavě: 1; 1,25; 1,5; 1,75; 2;2,25; 2,75; 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6; atd. Členění soukolí Podle vzájemné polohy kol rozdělujeme soukolí na čelní vnější, vnitřní a hřebenové. Kola vnějšího soukolí (obr. 63a) mají vnější ozubení a otáčej se v opačném smyslu. Je to nejvíc pouţívané soukolí. Malé kolo čelního vnitřního soukolí zabírá do vnitřního ozubení velkého kola (obr. 63b) a obě kola se otáčejí ve stejném smyslu. Tlaky v zubech a ztráty třením jsou menší, mazání snazší a ozubení trvanlivější.

Obr. 63 Čelní ozubení

a- vnější, b- vnitřní, c- hřebenové

45

Pastorek čelního soukolí hřebenového zabírá do ozubeného hřebenu (obr. 63c). otáčí-li se pastorek, hřeben se posouvá, otáčí se pastorek. Hřebenové soukolí pouţíváme dosti často u různých druhů strojů a zařízení, a to ke změně otáčivého pohybu na pohyb přímočarý. Zuby čelního soukolí jsou: přímé, šikmé, šípové, dvojnásobně šikmé a kruhové. Čelních soukolí s přímými zuby se nejčastěji pouţívá. Osy hřídelů jsou rovnoběţné. Jednoduchým čelním soukolím se dosahuje převodového poměru 6:1, výjimečně 10:1 při pouţití soukolí (obr. 64). Nejmenší počet zubů kola u normálního ozubení je zmin = 14. U kol s malým počtem zubů by byla pata zubu značně zeslabena, proto se ozubení (koriguje) např. tím, ţe se u malého kola zvětší vršek a tloušťka zubu a zmenší pata a zubová mezera. U většího kola je to obráceně. Čelní soukolí s přímými zuby pouţíváme často u strojů a zařízení (obr. 65).

Obr.64 Soukolí planetové

Obr. 65 Čelní soukolí s přímými zuby

Čelní soukolí se šikmými zuby má proti soukolí s přímými zuby několik předností. Především je to postupný,delší a klidný záběr zubů. Tím se dosáhne tichého, bezhlučného chodu soukolí. Jistou nevýhodou tohoto soukolí je, ţe při záběru vzniká axiální síla, kterou musí zachytit loţiska. Čelní soukolí se šípovými zuby (obr.66). Nevýhody čelního soukolí se šikmými zuby se odstraňují zuby šípovými. Axiální sloţky síly se tu vzájemně ruší. Výroba ozubení je nákladnější. Šípové ozubení volíme tam, kde se připouští menší přesnost ozubení a kde jsou malé obvodové rychlosti. 46

Obr. 66 Čelní soukolí se šípovými zuby

Čelní soukolí s dvojnásobně šípovými zuby. Máme-li vyrobit soukolí s větší přesností pro přenášení velkých výkonů při velkých obvodových rychlostech, volíme zuby dvojnásobně šípové. Zuby jsou dvakrát lomené a mohou se tedy otáčet v obou smyslech. Kuţelová soukolí Kuţelovými soukolími se přenáší kroutící moment a otáčivý pohyb u různoběţných hřídelů, nejčastěji k sobě kolmých. Podobně jako u čelních kol jsou zuby kol přímé, šikmé, šípové a obloukové. Kuţelových soukolí s přímými zuby se pouţívá u strojů a zařízení. Boky zubů a hrany zubů se sbíhají ve vrcholu kuţele, takţe se jejich profil směrem k vrcholu postupně zmenšuje. U převodového poměru 1:1 jsou obě kola stejná. Největší převodový poměr u kuţelových kol je 5:1. Při malém počtu zubů je nutno i u kuţelových kol ozubení korigovat. V zubech vzniká osový tlak, který se zachycuje axiálními loţisky. Při výpočtu převodového poměru platí obdobné vztahy jako u kol čelních. Kuţelová soukolí se šikmými, popř. zakřivenými zuby mají tytéţ přednosti jako čelní kola s obdobnými zuby, tj. mají pozvolný záběr, tichý chod a větší trvanlivost (obr. 67). Šikmé, popř. zakřivené zuby jsou pevnější, dovolují větší obvodovou rychlost a větší převodový poměr. Vyţadují však pečlivou montáţ, jinak hlučí a zahřívají se. 47

Obr. 67 Kuţelové soukolí se zuby kruhově spirálními (hypoidní)

Obr. 68 Šnekové soukolí válcové

Válcová šroubová soukolí. Pro mimoběţné osy hřídelů pouţíváme ozubeného soukolí šroubového. Vyrábí se válcové šroubové soukolí, šnekové soukolí, nebo kuţelové hypoidní soukolí. Šroubové válcové soukolí se skládá ze dvou čelních kol se šikmými zuby (viz tabulka), s mimoběţnými hřídeli, nečastěji k sobě kolmými. Zuby obou kol jsou šroubovité, s různým stoupáním šroubovice. Má-li šroubové kolo malý počet zubů, tvoří zuby celistvé šroubové závity. Podobá se šroubu s několikachodým závitem. V zubech šroubového soukolí vznikají osové tlaky, které musí zachytit loţisko, proto není šroubové soukolí vhodné pro přenášení velkých výkonů. Šnekové soukolí (obr. 68) se skládá se šneku a ze šnekového kola. Ozubení šneku má tvar šroubového závitu a ozubení šnekového kola tvar maticového závitu. Přenášejí se jím výkony od nejmenších ke značně velkým při velkém převodovém poměru (i =4 aţ 100). Tvar šneku a kola můţe být různý. Pro zcela malé výkony pouţíváme válcového šneku s válcovým kolem. Nejčastěji však je šnek válcový a kolo globoidní. Nejlepší, ale výrobně drahé provedení je globoidní šnek a globoidní kolo (obr. 69).

48

Obr. 69

Šnekové soukolí globoidní

Ztráty v převodu jsou tím menší, čím menší je počet zubů šneku a čím menší je tření v ozubení. Této podmínce nejlépe vyhovuje ocelový kalený šnek s broušenými a leštěnými boky zubů, zabírající s kolem, jehoţ věnec je z fosforového bronzu. Převodový poměr šnekového soukolí i z je určen poměrem počtu zubů kola k počtu chodů šneku. Záběr ozubených soukolí Ozubená kola musí zabezpečovat co nejvýhodnější styk obou ozubených kol. Splněním tohoto poţadavku vznikají optimální podmínky pro poţadovaný přenos kroutícího momentu. K tomu musí být styk ozubených kol na roztečné kruţnici, plynulé odvalování zubů a lehký plynulý přechod sousedních zubů, tedy jakýchkoliv rázů. 49

Splnění těchto poţadavků chodu zajišťuje neměnná osová vzdálenost obou kol, přesná výroba ozubení (konstantní zubová rozteč) a v důsledku toho i předepsaná vůle mezi spoluzabírajícími zuby. Právě nevhodná vůle mezi zuby má za následek buď zahřívání a zadírání zubů (to při malé vůli), nebo rázy při rozběhu a chodu soukolí při nadměrné vůli. V obou případech vznikají ztráty a sniţuje se podstatně ţivotnost soukolí s ozubenými koly. Všechny uvedené podmínky závisí na přesnosti výroby ozubení a na kvalitě montáţe. Je třeba, aby montáţ zabezpečovala stálost a tloušťku olejového filmu na bocích zubů při chodu soukolí. Správnost chodu soukolí se vyznačuje jeho tichým chodem. Správný záběr lze ještě upřesnit v konečné fázi montáţe. Měří se úchylky, ale seřizuje se také uloţení kol a loţisek. Obecně platí, ţe montáţ ozubených kol je sloţena z těchto úkonů: a) usazení ozubených kol na hřídeli tak, aby byla uloţena pevně, zajištěna proti posuvu a ve správné poloze b) uloţení hřídelů tak, aby nebyl narušen záběr ozubených kol usazených na hřídeli c) kontrola chodu soukolí s následným upřesněním záběru ozubených kol Postup při montáţi čelních soukolí Spojení ozubených kol s hřídelem má mnoho variant. Nejběţnější jsou spoje kotoučovým klínem, ať jiţ na válcovém nebo kuţelovém čepu, dráţkově provedeným čepem, pouţití kola s děleným věncem atd. Dříve neţ se přistoupí k vlastní montáţi, prohlédnou se pečlivě dosedací plochy hřídele i náboje ozubeného kola. Odstraní se veškeré rysky, nerovnosti, třísky, nečistoty apod. Po konečné úpravě je vhodné, pro sníţení tření, namazat před naráţením plochy tenkou vrstvou maziva. Nasazování ozubených kol na hřídel se dělá buď úhozy kladivem, nebo pod lisem. Aby montáţ ozubených kol byla správná, musí být ozubená kola na hřídeli usazena pevně, aby měla správnou polohu a aby byla zajištěna proti osovému posuvu. Postup při naráţení ozubených kol na hřídel je obdobný jak při ručním naráţení, tak i při nasazování pod lisem. Vţdy z počátku působením nejprve mírnými úhozy kladiva nebo malým lisovacím tlakem. Při práci dbáme na vzájemné přesazování součástí a dodrţování souososti. Údery nebo lisovací tlak zvětšujeme a poslední úder nebo závěrečný rychlý mohutný lisovací tlak způsobí konečné dosazení ozubeného kola.

50

Kontrola montáţe ozubeného kola Kvalitu montáţe je moţno zjišťovat měřením. Házivost v radiálním směru se zjišťuje pomocí číselníkového úchylkoměru. Hřídel s namontovaným ozubeným kolem se uloţí na přesná prizmata, která jsou postavena na desce. Jedno z prizmat je výškově stavitelné, takţe je moţno hřídel ustavit přesně do polohy vodorovné. Do zubní mezery v horní poloze se vloţí válcový kalibr a na něj se nastaví hrot číselníkového úchylkoměru. Tento způsob je velmi pracný. Výhodnější je pouţít speciální úchylkoměr, jehoţ dotyk tvoří kulička nebo váleček. Dotyk postupně vkládáme do zubových mezer a odečítáme hodnoty na úchylkoměru. Rozdíl odečtených maximálních hodnot je dvojnásobek osové rzivosti (obr. 70).

Obr. 70 Měření osové házivosti úchylkoměrem

Průměry hlavových a patních kruţnic můţeme měřit posuvným měřítkem. Talířkovým mikrometrem (obr. 71) měříme tzv. rozměr přes zuby. Mimo mikrometr musíme mít tabulku, kde jsou pro daný počet zubů měřeného kola uvedeny teoretické rozměry přes zuby. 51

Protoţe u soukolí musí zub jednoho kola volně procházet zubovou mezerou kola druhého, musí být naměřený rozměr menší neţ tabulkový nebo vypočtený. Na roztečné kruţnici musí být zubová mezera vţdy větší neţ tloušťka zubu.

Obr. 71 Měření talířovým mikrometrem

Rychlá kontrola rzivosti je moţná měřením přesným protokolem. V přístroji se upne měřené kolo tak, ţe je v záběru s přesným protokolem. To je uloţeno na trnu posuvného suportu. Měří se posuvy suportu, který je do záběru přitlačován pruţinou. Měření přesnosti křivky boku zubu lze provádět speciálním přístrojem podle obr. 72.

Obr. 72 Měření křivky boku zubu

Velmi přesná měření se dělají v měřících střediscích na speciálních měřících strojích. Tyto stroje mají různá dotyková čidla: malý kulový dotyk, přesné ozubené kolo, přesný šnek. Obvykle mají tyto stroje zapisovací zařízení a graficky hodnotí úchylky evolventy, úchylky rzivosti a celkovou úchylku. Osová vzdálenost děr pro loţiska se kontroluje posuvným měřítkem nebo pomocí kontrolních trnů. Do měřených otvorů se vsunou trny a mikrometrem nebo mikrometrickým odpichem se měří vzdálenost mezi trny nebo přes trny. 52

Po odečtení (připočtení) obou poloměrů trnů se dostane přesná osová vzdálenost. Pro měření otvorů o rozdílných průměrech se na měřící trn nasouvají měřící krouţky, takţe odpadá potřeba speciálních osazovaných trnů. Při uloţení hřídelů se musí dbát, aby se dodrţovala správná zubová vůle, tj. ani velká, ani malá, a správný záběr (obr. 73).

Obr. 73

Závislost polohy záběru na zubové vůli a- správná vůle, b- velká vůle, c- malá vůl

Velikost zubové vůle kontrolujeme lískovými měrkami, které zasouváme mezi zuby a čela kol (obr. 74). Velikost vůle závisí na poţadavcích na přesnost převodu, velikost modulu, opracování apod.

Obr. 74 Měření zubové vůle lístkovými měrkami

Správnost záběru se kontroluje barvou. Zuby jednoho kola se natřou tenkou vrstvou barvy, která se pouţívá při zaškrabávání, a obě kola protočíme. Na zubech nenatřeného kola se objeví otisky, jeţ označují místa záběru. Barva má pokrýt střední část boční plochy zubů, nejméně 60 % plochy na výšku a 50 aţ 75 % po délce zubů.

53

Montáţní závady ozubených převodů 1. Nedostatečná vůle v zubech po celém obvodu věnce Nejpravděpodobnější příčiny jsou: a) Všechny zuby mají větší tloušťku na jednom nebo na obou ozubených věncích. Ozubená kola se důkladně přeměří. Zuboměrem se změří tloušťka zubů a talířovým mikrometrem se změří míra přes zuby. Pro porovnání se najde v tabulkách správná míra přes zuby a tloušťka zubů se vypočte ze vzorce s = t/2. Ozubená kola s tlustšími zuby se musí nefrézovat, popřípadě upravit ručním škrabáním nebo ševingováním. Kalená kola se musí přebrousit. b) Osová vzdálenost ozubených kol je proti normální vzdálenosti menší. Tato chyba ozubených kol je zjištěna proměřením osové vzdálenosti, nejlépe přímo na hřídelích pomocí trnů. Závada se odstraní tak, ţe se hřídele včetně pouzder demontují. Otvory pro pouzdra se převrtají a zhotoví se pouzdra nová. Není-li moţnost převrtat otvory v tělese, zhotoví se nová pouzdra s předhrubovanými otvory. Tato pouzdra se nalisují do otvorů a teprve potom se převrtají na správný průměr a správnou rozteč. 2. Velká vůle po celém obvodu Příčiny i způsob opravy jsou obdobné jako při nedostatečné vůli v zubech. Ozubená kola s tenčími zuby se opravují obtíţněji. Menší kola zhotovíme obvykle nová. U větších, dělených kol se vymění nový věnec kola. Renovace zubů navařením se volí v nejnutnějších případech. 3. Nerovnoměrná vůle v zubech Nejprve se musí určit vadné kolo, popřípadě vadné zuby. Hledá se nejnepříznivější poloha soukolí. Bude to např. poloha s největší vůlí, kdy jde koly otáčet nejtíţe. V této poloze se potom kola vysunou ze záběru a jedno se pootočí o 180° a znovu zasune. Zůstane-li i potom záběr stejný, hledá se chyba ve druhém kole. Stane-li se nyní z původní minimální vůle maximální, hledá se příčina v kole prvním. Příčinou můţe být rzivost zubů, nerovnoměrná tloušťka zubů apod. Je nutno kolo přeměřit. Pokud je nerovnoměrnost malá, opraví se zubová vůle zaškrabáním tlustších zubů. Při větší nerovnoměrnosti se volí buď výroba nového kola, nebo renovace části zubů navařováním. 4. Ozubená kola hází čelně Házení se měří indikátorem. Zabírá-li zub kola nesprávně a při pootočení kola o 180° se házení nezmění, jde o přesazení osy loţiska v tělese. Tato chyba se opraví zalisováním nového pouzdra, popřípadě převrtáním tělesa a novým pouzdrem.

54

Montáţ kuţelových ozubených kol Postupuje se obdobně jako u čelních ozubených kol. U tohoto soukolí jsou však výroba i montáţ sloţitější. Modul kola se totiţ stále směrem k vrcholu zmenšuje. Před montáţí se musí obě kola přeměřit, a to mnohem pečlivěji neţ u kol čelních. Záběr kol se opět kontroluje tzv. na barvu. Otisk při montáţi se zkouší jak při zatíţení, tak bez zatíţení. Aby se zjistila správná montáţ ozubených převodů, musí se splnit tyto podmínky: -

Kola musí mít přesnou tloušťku zubů, která se měří na největším průměru ozubeného kola. Kola nesmějí házet. Osy loţisek v tělese musí být v jedné rovině, musí se protínat v jistém bodě pod stanoveným úhlem. Všechny ostatní součásti převodu, loţiska, hřídele, příruby atd. nesmějí házet a musí být vyrobeny v předepsaných tolerancích.

Rychloběţné ozubené převody se kontrolují po smontování na hlučnost. Čím jsou ozubená kola pečlivěji vyrobena a smontována, tím je hlučnost menší. Volba materiálu ozubených kol U strojů a zařízení se setkáváme nejčastěji s ozubenými koly ocelovými. Vyţadujeme, aby zuby měly tvrdý povrch a houţevnaté jádro. Zub má tedy být odolný proti otěru, ale zároveň i proti ohybu. Nejvýhodnější se proto jeví slitinové ušlechtilé oceli, vhodné pro povrchové úpravy – kalení, cementování a nitridování. Jsou to oceli 12 020, 14 220, 14 221, 16 220 a 16 221. U kol s malou hmotností je pak třeba boky zubů brousit. U kol nad průměr 400 mm lze s výhodou pouţít povrchové kalení nebo nitridování. Deformace je malá, takţe je moţno pouţít i méně kvalitní ocel, např. 12 050 a 12 060. Ocelová kola se vyrábějí z odlitků, výlisků, nebo výkovků. Sám způsob výroby má vliv na rozloţení materiálových vláken a to má opět vliv na pevnost zubů. Šedá litina se uplatňuje tam, kde je soukolí vystaveno povětrnostním vlivům, je značně namáháno na otěr, vystaveno vlhku a prachu. Naopak je třeba zuby chránit před namáháním na ohyb a před rázy. Dále se setkáváme s ozubenými koly z plastů, bronzů, tkanin, tvrzeného dřeva apod. Tato kola se pouţívají tam, kde je soukolí ve vlhkém prostředí, je namáháno vibracemi, vyţaduje se bezhlučný chod apod.

55

Kontrolní otázky: 1. Jak dělíme ozubená soukolí podle tvaru ozubených kol? 2. Popište montáţ ozubeného kola na hřídel. 3. Kdy vzniká nejvýhodnější styk ozubených kol? 4. Z jakých materiálů se ozubená kola vyrábějí?

3.2 Převody řetězy Řetězový převod (obr. 75) je významný převod, protoţe jeho převodový poměr je stálý. Z jednoho řetězového kola se přenáší řetězem pohyb a síla na druhé (hnané) řetězové kolo. Můţe přenášet velké krouticí momenty z jednoho hřídele na druhý i při malém počtu otáček. Hřídele musí být rovnoběţné a kola montována v jedné rovině.

Obr. 75

Řetězový převod

1- hnací kolo, 2- hnané kolo, 3- řetěz

Řetězy dělíme na řetězy článkové, kloubové, zubové a speciální.Článkové řetězy mají jednoduché články (obvykle tvaru oválného oka) z oceli kruhového průřezu (obr. 76). Jsou pohyblivé ve všech směrech. Článkových řetězů pouţíváme u zdvihadel, a to jak na vázání břemen, tak i jako nosných řetězů (obr. 77). Jejich výhodou je, ţe dobře snášejí i vysoké teploty a hrubý provoz. Nevýhodou je značná hmota a malé dovolené rychlosti (pod 0,1 m/s). Vyrábějí se v normalizovaných velikostech, s krátkými nebo dlouhými články. Hlavní rozměry článkového řetězu jsou: tloušťka d, vnější šířka b, rozteč t (obr. 76).

Obr. 76 Článkový řetěz a jeho hlavní rozměry

56

Obr. 77

Pouţití článkového řetězu u šroubového kladkostroje

Kloubové řetězy mají články sloţené z destiček a z čepů. Nejdůleţitější kloubové řetězy jsou: Gallovy, pouzdrové (transmisní) a válečkové. Řetězy Gallovy a válečkové jsou normalizovány.

Obr. 78 Gallův řetěz

Články Gallova řetězu (obr. 78) mají čepy, na jejichţ osazené konce jsou otočně uloţeny vnitřní a vnější destičky. Jeden článek má 2 aţ 10 destiček, čepy jsou na koncích roznýtovány. Gallovy řetězy jsou vhodné pro pomalé výtahy, ruční kladkostroje na velká břemena apod. Vnitřní destičky pouzdrových řetězů (obr. 79) jsou pevně spojeny s ocelovými pouzdry. Destičky vnějších článků jsou spojeny s čepy, procházejícími volně otočnou dírou pouzdra. Konce čepů jsou roznýtovány. Protoţe styčná plocha pouzdra a čepu je větší neţ u Gallových řetězů, mohou pouzdrové řetězy přenášet větší zatíţení při vyšších rychlostech. Všechny součásti pouzdrových řetězů se vyrábějí z oceli pevnosti 50 kp/mm2. Pouzdra a čepy jsou kalené 57

Obr. 79

Pouzdrový řetěz

Válečkové řetězy (obr. 80) rozdělujeme podle počtu řad na jednořadé, dvouřadé, trojřadé, čtyřřadé.

Obr. 80 Válečkový řetěz

Válečkový řetěz se skládá z vnitřních a vnějších článků spojených čepem (obr. 81). Tento řetěz se liší od předešlých tím, ţe má na pouzdrech volně otočně nasazeny kalené válečky. Vzájemným pootáčením čepů v pouzdrech a válečků při nabíhání řetězu na kolo pracuje řetěz jako řada malých kluzných loţisek.

Obr. 81 Jednořadý válečkový řetěz 1- vnější destička, 2- čep, 3- vnitřní destička, 4- pouzdro, 5- otočný váleček

58

Hlavní rozměry řetězu jsou: rozteč t a šířka b1 (udává se u většiny válečkových řetězů v anglických palcích, např. 1/2“ x 5/16“). Pro větší výkony a rychlosti se pouţívá několikařadých řetězů (obr. 82), které vzniknou spojením dvou nebo více řetězů jednoduchých v celek se společnými čepy. Pro stejný přenášený výkon mají menší rozteč, a tím i menší průměry kol a vzdálenosti os neţ u převodu s jednoduchým řetězem, tzn., Mají tišší chod a zabírají menší prostor. Pouţívají se např. k pohonu rozvodu u spalovacích motorů.

Obr. 82

Pohon dvouřadým válečkovým řetězem

Řetězy pouzdrové a válečkové se pouţívají nejvíce pro osobní automobily Zubové řetězy (obr. 83) mají na společném čepu nasazeno několik destiček, jejichţ vrchní strana je rovná nebo vypouklá a spodní vybíhá na obou koncích do zubů. Takto vytvořené zuby zapadají potom do příčné mezery mezi sousedními zuby ozubeného řetězového kola.

Obr. 83

Uloţení zubového řetězu v převodovém kole

59

Speciální řetězy pro dopravníky jsou řetězy Ewartovy a speciální válečkové. Ewartovy řetězy (obr. 84) mají články z temperované litiny. Články jsou celistvé a řetěz lze snadno rozebírat. Ewartovy řetězy se hodí pro pohony s rychlostí řetězu v je rovno nebo menší neţ 1 m/s, pro transportéry a elevátory, a dosti často se jich pouţívá u textilních strojů a zařízení, zejména starších konstrukcí.

Obr. 84 Ewartův řetěz

Speciální válečkové řetězy jsou v podstatě válečkové řetězy s vhodně upravenými destičkami pro dodrţení rozměrů stanovených příslušnými normami, pouţívané pro různé druhy řetězových dopravníků a dopravních zařízení (obr. 85).

Obr. 85 Dopravní řetěz se dvěma patkami

Výhody řetězových převodů lze spatřovat např. v tom, ţe výroba a montáţ řetězového převodu nemusí být tak přesná jako u ozubených kol. Převod řetězy je přesný, a do jisté míry pruţný. Běh řetězu je poměrně tichý, zejména je-li úhel opásání dosti veliký a je-li řetěz dostatečně mazán. Nevýhodou je, ţe se opotřebováním článků zvětšuje jejich rozteč, a tím i délka celého řetězu. Proto musí být vzdálenost měnitelná, nebo se převod musí opatřit napínací kladkou (obr. 86). Příliš vytaţený řetěz špatně nabíhá na řetězová kola a musíme jej vyměnit za nový.

60

Obr. 86

Uloţení napínací řetězové kladky

Kladky a řetězová kola pro článkové řetězy bývají litinové a jsou dvojího druhu: volné a hnací. Článkový řetěz vedeme v dráţce volné kladky tak, ţe liché články řetězu běţí v dráţce, která má šířku o něco větší, neţ je rozměr článku d, a sudé články se kladou naplocho na obvod kladky. Řetězová kola pro řetězy kloubové apod. mají zuby zabírající do mezer mezi válečky řetězu. Boční křivky zubů jsou buď přímky, evolventy, nebo část kruţnice. U Gallových řetězů jsou to části kruţnic. Správně volený tvar zubu i zubové mezery má vliv na ţivotnost celého řetězového převodu. Důleţité je správné napnutí řetězu. Nesmí být příliš napjat, aby se nezahříval a zbytečně neopotřebovával. Řetězová kola jsou nejčastěji z litiny nebo z oceli na odlitky a v poslední době i z plastických hmot s jednostranným nábojem (obr. 87), s oboustranným nábojem, dělené konstrukce, nebo v kombinaci s třecí spojkou, s pojistnou spojkou apod.

Obr. 87 Řetězová kola

Řetězovými koly se rovněţ napínají řetězy, ty se pak nazývají napínací řetězová kola. Příklady pouţití napínacích řetězových kol vidíme na obr. 86. Smysl otáčení hnacích kol je vţdy vyznačen šipkou. Jedním řetězem lze pohánět i několik hřídelů.

61

Montáţ a údrţba řetězových převodů Po zjištění přesné délky řetězu se jeho konce spojují buď na pracovním stole, nebo přímo na součásti. Jsou-li řetězová kola uloţena na koncích hřídelů, je lépe spojit řetěz na pracovním stole a navléci jej na kola. Jinak se musí řetěz spojovat přímo na součásti po navlečení na řetězová kola s pouţitím stahováků, např. podle obr. 88.

Obr. 88

Montáţní stahováky řetězů

Správná montáţ řetězového převodu musí zaručit plynulý provoz, bez rázů, které namáhají jak články řetězu, tak i zuby kola. Rázy v řetězovém převodu se podstatně zmírní zmenšením napětí řetězu, tj. průvěsem, na který musí být při montáţi pamatováno. Velikost průvěsu f (obr. 89) se volí přibliţně 2% rozteče kol L pro vodorovné a málo skloněné (do 45°) převody. Při velkých sklonech se průvěs zmenšuje a při svislých převodech dosahuje velikosti 0,2 % rozteče L.

Obr. 89

Průvěs řetězu

62

Při velkých roztečích kol (L) se průvěs řetězu zpravidla seřizuje posunutím napínacích řetězových kol nebo napínacích kladek. Napnutí řetězů u malých roztečí (L) se seřizuje dynamometrem, kterým se kontroluje síla potřebná pro stáhnutí řetězů, tj. zvětšení průvěsu f. Údrţba řetězu Při provozu můţe dojít k prodlouţení řetězu, které je sice ještě únosné z hlediska přístupnosti, ale můţe být z provozních důvodů neţádoucích. Tehdy musíme řetěz zkracovat. Při zkracování řetězu vyjímáme jeden nebo více článků. Přitom nesmíme odsekávat nebo obrušovat hlavy, protoţe by to vedlo k deformaci článků a tím ke zničení řetězu. Proto vţdy pouţijeme roznýtovač. Kdyţ při následném spojování řetězu uţijeme pruţnou spojku, je třeba je třeba ji umístit v poloze označené na obr. 90 šipkou.

Obr. 90 Pruţná spojka

Na ţivotnost řetězu má podstatný vliv poloha řetězových kol a stav jejich zubů. Jak je uvedeno v kapitole Montáţ řetězových kol, nesmí docházet k příčení a přesazení řetězových kol. Také usazení řetězových kol v nábojích nesmí mít větší radiální vůli, protoţe by se řetězová kola kymácela a vybočovala by z montáţní roviny. Ţivotnost řetězu je výrazně ovlivňována kvalitou údrţby. Je třeba, aby řetěz byl udrţován v čistotě a byl řádně mazán. Správnost těchto poznatků si můţeme ověřit porovnáním ţivotností řetězu, který je vystaven atmosférickým vlivům, s ţivností řetězu zapouzdřeného, který prochází olejovou lázní. Proto jiţ výrobce strojního zařízení určuje, po jaké době provozu nebo po kolika ujetých kilometrech se má řetěz sejmout a vyčistit. Při demontáţi řetězu se nesmí pouţívat šroubovák, ale vţdy jen kleště. Sejmutý řetěz je potom třeba vyčistit a promazat.

63

Rozpojený řetěz propereme v benzínové lázni ručně. Je-li nutno (při značném znečištění), uţijeme dvě lázně. Stejně jako čistota řetězu je důleţité i jeho řádné promazání. Nejvýhodnější je připravit si lázeň maziva, jehoţ druh předepisuje výrobce strojního zařízení, a zahřát ji na 60°C. Řetěz vloţíme asi na jednu hodinu do lázně a přitom ho občas propereme jako při čištění. Nakonec necháme řetěz nad lázní vykapat.

Otázky a úkoly 1. Vyjmenujte druhy řetězů, které u řetězových převodů pouţíváme. 2. Které provozní rychlosti jsou povoleny pro řetězy Gallovy, pouzdrové a válečkové? 3. Popište správné zkracování řetězu při pouţití pruţné pojistky. 4. Jak očistíme a opět namaţeme sejmutý řetěz?

3.3 Převody klínovými řemeny Místo plochých řemenů se pouţívá stále více klínových řemenů. Pohyb a síla se přenášejí z hnací řemenice na hnanou jedním nebo několika klínovými řemeny.Klínové řemeny jsou různých druhů; rozlišujeme je podle materiálů pouţitých k výrobě řemenů, podle způsobu výroby a určení v provozu. Klínový řemen se skládá z kordové tkaniny nebo z kordových provazců, které přenášejí taţnou sílu a jsou uloţeny v několika vrstvách nad sebou, z pryţové vloţky, která obepíná celou kordovou část, a z jednoho nebo dvou textilních obalů napuštěných pryţí, které chrání kordovou a pryţovou část proti vnějším mechanickým i chemickým vlivům. Všechny tři části se společně vulkanizují. Klínové řemeny jsou normalizovány (obr. 71) a vyrábějí se v 9 běţných profilech (např. 8×5; 10×6; 13×8 atd.). První číslo v označení je šířka e, druhé číslo výška h profilu řemenu v mm. Vrcholový úhel řemenu bývá u všech běţných klínových řemenů stejný, tj. 38°. Délky klínových řemenů jsou pro jednotlivé průměry normalizovány. V provozu je nutno klínové řemeny udrţovat v čistotě a chránit je před přímým působením maziva, vody apod.

64

Obr. 71

Normalizované rozměry klínového řemenu a dráţky řemenice

Řemenice pro klínové řemeny se nejčastěji odlévají z šedé litiny, z lehkých slitin, nebo se lisují z plechu. Jednotlivé rozměry řemenice jsou normalizovány. Poloha řemenu v dráţce je na obr. 72.

Obr. 72 Poloha řemenu v dráţce a- správná velikost řemenu odpovídá velikosti dráţky b- chybná, řemen je úzký c- chybná, řemen je široký

65

Konstrukční provedení klínových řemenic je na obr. 73

Obr. 73

Klínové řemenice

a- jednostupňová, b- dvoustupňová

U převodů s klínovými řemeny pouţíváme dvou způsobů opásání: otevřeného a s napínací kladkou. U opásání otevřeného můţe klínový řemen běţet v obou směrech. Protoţe řemen dosedá na boky klínové dráţky řemenice, je součinitel tření v dráţce značně větší neţ u plochého řemene. To znamená, ţe pro přenos téţe obvodové síly můţe být klínový řemen napjat asi poloviční silou neţ plochý řemen. Pouţije-li se napínací kladky, pak musí působit na vnitřní obvod řemenů v ochablé části. Jinak by se řemeny za chodu ohýbaly v obou směrech a jejich ţivotnost by se značně zmenšila. U tenkých koţených řemenů nepůsobí tato okolnost tak nepříznivě. Pohon klínovými řemeny má tyto výhody: je nehlučný, má elastický záběr, minimálně namáhá loţiska a hřídele, téměř nevyţaduje obsluhu, má velkou účinnost a moţnost volby velkého převodu.

66

MONTÁŢ KLÍNOVÝCH ŘEMENŮ U klínového převodu se taţná síla přenáší z hnací řemenice na hnanou řemenici jedním nebo několika klínovými řemeny uspořádanými vedle sebe (obr.74).

Obr.74 Převod klínovými řemeny

Průřez klínového řemenu je lichoběţníkový (h × b) a taţnou sílu přenáší třením na bocích dráţky řemenice (4). Dráţka pro řemen má být vţdy hlubší, aby řemen netáhl za vnitřní průměr. Taţnou sílu u klínových řemenů přenášejí kordová textilní vlákna, uloţená v několika vrstvách nad sebou (obr. 75).

67

Obr. 75

Průřez klínového řemene

1- opryţovaný textilní obal, který chrání řemen proti mechanickým a chemickým vlivům, 2- opryţovaná kordová tkanina uloţena v několika vrstvách nad sebou, která přenáší taţnou sílu, 3- pryţové jádro, které tvoří pruţnou podloţku kordové části, zvyšuje profil a stabilitu klínového řemene, 4- řemenice s klínovou dráţkou.

Všechny části klínového řemene (1, 2, 3) jsou vulkanizací spojeny v jeden celek. Klínové řemeny jsou téměř vyráběny jako bezkoncové v délkách od 400 aţ 18 000 mm. Profily řemenů se podle ISO označují písmeny nebo jako součin čísel b × h. Před montáţí se kontroluje jak rovnoběţnost řemenice, tak i střední jmenovité průměry dráţek, které musí být přesně dodrţeny. V opačném případě by řemeny pracovali na různých průměrech řemenice, a tím by se kaţdý z nich otáčel jinou rychlostí. Vlivem toho by pak některé volnější řemeny klouzaly. Klínové řemeny se nesmějí přetahovat přes dráţky násilím, např. pouţitím páčidla. Povrch řemenů by se tím poškodil a jejich trvanlivost značně zkrátila. Správná montáţ řemenů je do řemenice přibliţných k sobě, neboť motor je obvykle uloţen posuvně (obr. 76).

Obr. 76

Posuvné sáně k napínání řemene

68

Asi jednu pětinu vzdálenosti, po které se motor posouvá, se ponechává na straně k řemenici a pouţívá se právě při nasazování řemenů do dráţek. Zbylé vzdálenosti posuvu se vyuţije pro dotahování při protaţení klínových řemenů. Při montáţi je nutné kontrolovat napětí klínových řemenů. Jsou-li volné, vykyvují se v napnuté a ochablé části převodu, chvějí se a mohou prokluzovat nebo vyběhnout z dráţky. Při správném napětí řemeny jen pruţně kmitají. Příliš velké napětí je zbytečné a škodlivé. Měřítko správného napětí klínových řemenů bývá jeho největší prohnutí (obr. 77). Např. klínový řemen poháněcí ventilátor s vodní pumpou 1, 2 a dynamo 3 musí být tak napjat, aby se tlakem palce dal prohnout asi o 1 cm mezi řemenicí na klikovém hřídeli a na hřídeli ventilátoru. Při montáţi řemenu se povolí šrouby 4 a 6 přídrţného pásu 5 a po navléknutí řemene se dynamo odkloní od motoru a šrouby se utáhnou. Při napínání nemá řemen úplně dosednout do dráţek řemenice, neboť by se zahříval a rychle opotřeboval.

Obr. 77

Napínání klínového řemene

Klínový řemen při rozběhu mění tvar svého průřezu (obr. 78). Za klidu zachovává klínový řemen lichoběţníkový průřez 1, který se alem vlivem přenosu taţné síly mění na tvar 2, vyznačující se odsednutí boků řemene od stěn dráţek řemenice. Tím se zmenšuje tření a řemen můţe prokluzovat. Někteří výrobci dodávají klínové řemeny s konkávními boky 3, které se po rozběhu napřímí a dosednou celou plochou na stěny dráţek 4.

69

Obr. 78

Změny tvaru průřezu klínového řemene

Namontované klínové řemeny se nechají běţet krátký čas naprázdno a po částečném vytáhnutí se řádně napnou. Po prvních týdnech provozu protahování klínových provazů ještě pokračuje a řemeny se musí znovu napínat. U převodů s větším počtem klínových řemenů se vţdy montují všechny řemeny se stejnou dobou provozu nebo jen všechny nové řemeny. Rozdílná doba provozu způsobuje různé protaţení řemenů, a tím i různé namáhání. Staré řemeny netáhnou a nové se přetahují. Ozubené řemeny (obr. 79) spojují přednost řemenů s řetězy. Hlavní výhodou je odstranění prokluzu řemenů a kromě toho ozubené řemeny proti klínovým řemenům jsou závislé na obvodové rychlosti řemene při přenášeném výkonu. Proti plochým a klínovým řemenům pracují ozubené řemeny prakticky bez předpětí, takţe celý tah je uţitečný, coţ je jejich další výhodou. Řemenice pro ozubené řemeny musí být při montáţi ustaveny přesně rovnoběţně, jinak se řemen na boční straně nepříznivě tře o vodicí příruby řemenic, které jsou nutné, aby řemen na řemenici byl veden axiálně. Postranní vodicí přímky má buď jedna řemenice (obr. 79) na obou stranách, nebo je na kaţdé řemenici vţdy jen jedna, a to střídavě proti sobě.

70

Obr. 79

Převod ozubenými řemeny

Ozubení na řemenicích (obr. 80) tvoří jen paty zubů. Roztečná kruţnice, která se v oblouku opásání ztotoţňuje s neutrální osou řemene, leţí vně řemenice. V záběru má být 4 aţ 5 zubů. Vyrábějí se výhradně jako bezkoncové, v různých délkách a velikostech. Ozubený řemen je z plastické hmoty, nejčastěji polyamidu. Přenos taţné síly zajišťují jemná drátěná lanka (průměr 0,1 aţ 0,60 mm), umístěná v neutrální ose ozubeného řemene.

Obr. 80

Ozubený řemen a řemenice

71

Kontrolní otázky: 1. Uveďte, z jakých materiálů se skládá klínový řemen. 2. Nakreslete tvar klínového řemene a vysvětlete správné napnutí.

3.4 Převody plochými řemeny a pásy Řemenového převodu pouţíváme u těch zařízení, kde není nutný přesný převod, kde záleţí na pruţném zachycení a tlumení rázů a kde je pro jiný druh převodu příliš velká vzdálenost hřídelů. Jednoduchý řemenový převod (obr. 81) se skládá ze dvou řemenic, z nichţ jedna je naklínována na hnacím a druhá na hnaném hřídeli. Má-li se řemenovým převodem přenášet pohyb a síla, musí být řemen napjat jistou silou. V klidu je napětí v obou částech řemenu stejné. Při přenášení obvodové síly je spodní napjatý řemen namáhán (napínán) více neţ v horní ochablé části řemenu. Nejvýhodnější uspořádání převodu je takové, ţe hnací a hnaný hřídel jsou ve vodorovné rovině a táhne dolní část řemenu. Prohnutím horní volné části řemenu se zvětší úhly opásání (α1 a α2) u obou řemenic. Tím je větší tření mezi řemenem a řemenicemi a převod můţe přenášet větší výkon neţ při opačném smyslu otáčení řemenice je stejná (vyloučíme-li klouzání řemenu), tj.:

Obr.81 Řemenový převod

72

Je-li převodový poměr větší neţ jedna, jde o převod do pomala (např. i1,2 = 1:5). Hnací řemeny jsou z různých materiálů. Nejčastěji se zhotovují řemeny z hovězí usně, zejména z jejich střední části, tzv. kruponu, ze kterého se vykrajují hřbetové, jádrové nebo krajové řemenové pásy délky 1 aţ 1,6 m, šířky 30 aţ 500 mm a tloušťky od 3 mm výše. Tyto pásy se spojují v řemen lepením, nebo lepením a pošitím koţenými řemínky. U řemenů k přenášení menších sil a pro menší rychlosti se volné konce spojují drátěnými nebo plechovými sponami. Podle pouţitého činidla, rostlinných třísel nebo chromitých solí dělíme řemenové usně na tříselné a chromité. Převáţně pouţíváme řemenů z tříselných usní (jsou barvy ţlutohnědé). Pro vlhké prostředí nebo tam, kde se pracuje s kyselinami, jsou nejvýhodnější pásy pryţové, jeţ tvoří 1 aţ 8 vrstev bavlněného tkaniva, vzájemně spojeného pryţí. Jsou ohebnější neţ koţené, nemusí se tak napínat, a proto i mírně prokluzují. Běţí tiše a jejich trvanlivost je asi dvakrát větší neţ řemenů koţených. Jiným druhem pásů jsou tkané (textilní) řemeny. Jsou měkčí, méně citlivé na prach, vlhkost a vyšší teploty a vzdorují i lépe výparům z louhů, kyselin a benzínu. Při stejném smyslu otáčení dvou rovnoběţných hřídelů je opásání kotoučů otevřené (obr. 82a). Úhel opásání má být tak velký, aby třecí síla mezi řemenem a řemenicí byla větší neţ přenášená obvodová síla. Při opačném smyslu otáčení hřídelů je opásání řemenu zkříţené (obr. 82b); úhel opsání je velký. U mimoběţných hřídelů se stále stejným smyslem otáčení je opásání polozkříţené (obr. 82c).

Obr. 82

Řemenové převody

a- otevřený řemenový převod, b- zkříţený, c- polozkříţený

73

Změnou velikosti síly v napjaté a volné části pásu se řemen na hnací řemenici zkracuje a hnané prodluţuje; nastává skluz řemenu po řemenici. Tím se skutečná obvodová rychlost hnané řemenice zmenšuje proti vypočítané rychlosti asi o 1 aţ 2%. Řemenových převodů s napínáním kladkami (obr. 83b) pouţíváme tam, kde vzdálenost řemenice je malá; převodový poměr můţe být podstatně větší (aţ 20:1). Úhel opásání, a tím i tření mezi řemenicí a řemenem se zvětší, takţe řemen není třeba tolik napínat a tlak v loţiskách se zmenší. Řemen můţe být tedy uţší, a tím i levnější. Převod s napínací kladkou umoţňuje měnit napětí řemenu i za běhu, usnadňuje snímání a nasazování řemenů na řemenici apod. Napínací kladka má však tu nevýhodu, ţe střídavě ohýbá řemen v obou směrech.

Obr. 83

Schéma řemenového převodu

a- bez napínací kladky, b- s napínací kladkou

Další součástí řemenového převodu jsou řemenice upevněné na hřídelích. Obvykle se odlévají z litin. Věnec řemenice je válcový, při větších rychlostech mírně vyklenutý (bombírovaný), aby řemen nesjíţděl (obr. 84). Malé řemenice mají místo ramen plný kotouč (obr. 84a). Pro snadnější montáţ a demontáţ bývají velké řemenice dělené. Obě poloviny řemenice se spojují ve věnci a v náboji šrouby. Pro větší obvodové rychlosti zhotovujeme řemenice z oceli na odlitky, nebo svařované z ocelového plechu. Řemenice jsou konstrukčně upraveny jako jednostupňové a několika stupňové (obr. 85).

74

Obr. 84 Konstrukční provedení řemenic Obr. 85 Řemenový převod s několikastupňovou řemenicí

Montáţ řemenových převodů Řemenové převody přenášejí mechanickou energii mezi dvěma nebo několika hřídeli všude tam, kde pro jiný druh převodu (ozubenými nebo třecími koly) je vzdálenost hřídelů příliš velká. Řemeny mají dobrý tlumící účinek, a jsou proto výhodné i např. pro pohánění vřeten obráběcích strojů. Řemenové převody pracují se skluzem, a mohou být proto pouţívány jen v případech, kde se nevyţaduje přesný převodový poměr. Osy řemenice bývají většinou rovnoběţné, ale řemenový převod je vhodný i pro mimoběţné hřídele. Úhel hřídelů bývá většinou 90°. Nejčastěji se pouţívá převodu plochými řemeny (pásy) a převodu klínovými řemeny. Ploché řemeny mohou být buď koţené, textilní, pryţové, nebo z plastických hmot (PVC, silon), dříve se pouţívalo i ocelových pásů. Koţené řemeny se vyrábějí z kruponu (jadrná část hovězí usně) a podle pouţitého činiva jsou buď tříselné, nebo chromité. Převáţně se pouţívají řemeny tříselné, i kdyţ jsou tlustší a méně ohebné neţ řemeny chromité. Kaţdý řemen musí být před zatíţením vytaţen zatíţením nejméně 0,45 (řemeny lepené a šité) aţ 0,75 kp/mm2 (řemeny jen lepené). Volné konce řemenů se nejlépe spojují tak, ţe se délce spoje šikmo seříznou, slepí a prošijí řemínky. U řemenů pro přenos menších sil a pro menší rychlosti se volné konce spojují plechovými nebo drátěnými sponami nebo šroubovým spojem (obr. 86). Při spojování řemene musí být dodrţen pravý úhel spoje, jinak řemen běţí křivě a spojka i řemen se brzy poškodí. Plechové spojky jsou s háčky na zapnutí, které se do řemene zatlučou jen z jedné strany, přečnívající kovové hroty se upilují a zabrousí. Spolehlivější a častěji pouţívaná je spojka ze zahnutých drátků, která se na zvláštní svorce ve svěráku připevní na řemen. Výhodou spojek je snadná moţnost rozebrání a zkracování řemenů, ale spojky vesměs poškozují řemenici i řemen a plně nevyhovují z hlediska bezpečnosti práce.

75

Pro zvětšení ohebnosti, přilnavosti a trvanlivosti se koţené řemeny napouštějí lojem nebo rybím tukem.

Obr. 86 Spojování koţených řemenů

Pryţové ploché řemeny jsou proti koţeným řemenům ohebnější, nemusí se tak napínat, méně prokluzují, mají tišší běh a téměř dvakrát větší trvanlivost. Pryţové pásy jsou vyztuţeny konopnými provazci nebo tkanými pásy ve více vrstvách, podle tloušťky. Jsou vhodné do vlhkého prostředí, kde je pára nebo výpary kyselin. Snášejí teplotu do 60°C, ale musí se chránit před sálavým teplem, olejem a benzínem. Spojují se lepením (vulkanizací), sešitím nebo sponami. Textilní řemeny jsou měkčí, méně citlivé na prach, vlhkost, vyšší teploty a výpary z louhů, kyselin a benzínu. Vyrábějí se buď v kusech, nebo jako uzavřené (bezkoncové). Tkané hnací řemeny RS a RV jsou dvouvrstvé aţ šestivrstvé z česané příze z velbloudí srsti (RS) nebo z vlněné příze (RV) a impregnují se fermeţí, dehtem nebo zemním voskem. Bezkoncové ploché textilní řemeny jsou např. Titan pro přenášení velikých výkonů velkými rychlostmi nebo Rapid pro pohony rychlosti aţ 50 m/s i při nejobtíţnějších podmínkách. Několikavrstvové řemeny taţnou stranu z polyamidu a stranu běhovou (třecí) z chromité kůţe. Ocelové pásy se vyrábějí v tloušťkách 0,3 aţ 1,1 mm z uhlíkové oceli pevnosti asi 130 kp/mm2. Dnes se uplatňují hlavně jako dopravní pásy, případně s krycími pryţovými vrstvami, které jsou navulkanizovány. Montáţ řemenic, hlavně jejich ustavení, se řídí podle způsobů opásání. Otevřené opásání je nejčastější (shodný smysl otáčení řemenice) vyţaduje také rovnoběţné hřídele. Řemen je sice více namáhán, ale úhel opásání je větší neţ u opásání otevřeného. Polozkříţená opásání vyţadují přesné ustavení mimoběţných hřídelů, zkříţených nejčastěji pod úhlem 90°. 76

Přesné ustavení vyţaduje i napínací kladka a osy všech řemenic, tj. nejčastěji hnací, hnané a napínací, musí být přesně rovnoběţné. Napínací kladka můţe být jen u řemenového převodu s otevřeným opásáním. Napínací kladky jsou zpravidla (do šířky asi 300 mm) uloţone na hřídeli letmo. Vodící kladky se u řemenového převodu pouţívají tam, kde je nutno obejít nějakou překáţku nebo jsou různoběţné hřídele. Při montáţi vodících kladek není zpravidla nutné přesné ustavení, neboť většinou lze vodící kladku natáčet a ustavovat do nejpříhodnější polohy. Kontrolní otázky: 1. 2. 3. 4.

Uveďte stručnou charakteristiku jednotlivých druhů převodů. Uveďte výhody, nevýhody a pouţití převodů plochým řemenem. Proč se pouţívá u některých převodů napínací kladky? Jmenujte příklady pouţití převodu řemenem.

3.5 Převody třecích kol Třecími převody se přenášejí menší výkony na malé vzdálenosti os hřídelů. Přitom osy hřídelů mohou být rovnoběţné nebo různoběţné. Převodový poměr je buď stálý, nebo proměnlivý. Obvodová síla F se přenáší s hnacího kotouče na hnaný buď přímo (obr. 87), tj. přímým stykem obou kotoučů, nebo nepřímo, tj. prostřednictvím mezičlenů v podobě kladky nebo prstence. Na obrázku 87 jsou třecí kola k1 a k2 k sobě přitlačována silou Q, působící na posuvné loţisko jednoho z hřídelů. Síla Q se vyvozuje tlačenou pruţinou, šroubem nebo hydraulicky.

Obr. 87

Schéma jednoduchého třecího převodu

77

V místě dotyku kol vzniká obvodové tření T, které se musí rovnat nebo být větší neţ přenášená obvodová síla F, aby kotouče neprokluzovaly. Platí tedy Součinitel tření f bývá podle materiálu kol 0,1 aţ 0,5. Mají-li se přenášet malé obvodové síly, pouţijeme kotoučů kovových např. ze šedé litiny, z bronzu apod. Jde-li o větší obvodové síly, obkládáme věnce kol materiály s velkým součinitelem tření, např. kůţí, korkem, pryţí apod., nebo pouţijeme kotoučů s klínovými výstupky a dráţkami. U jmenovaných převodů měníme převodový poměr, a tedy i otáčky hnaného kotouče např. tak, ţe hnací kotouč k1 posouváme po hnaném kotouči k2 (obr. 88).

Obr. 88

Třecí převod čelní

a- přímý, b- nepřímý

Jiný převod s měnitelným převodovým poměrem je čelní třecí převod. Styk mezi hnacím A a hnaným B kotoučem tu zprostředkuje volně otočná kladka C, kterou lze buď ručně, nebo automaticky posouvat po vodící tyči a tak podle potřeby plynule měnit otáčky hnaného hřídele.

78

Dalším typem konstrukce třecích převodů je třecí převod sférický (obr. 89).

Obr. 89 Třecí sférický převod

Na hnacím i hnaném hřídeli jsou upevněny třecí kotouče, mezi nimiţ jsou dva třecí malé kotouče A, které jsou navzájem spojeny pákovým mechanismem. Rukojetí ovládáme oba kotouče A tak, ţe jsou stále souměrné ke třecím kotoučům, tj. ţe při libovolném naklonění se protínají jejich osy otáčení stále na ose hnacího a hnaného hřídele. Je-li rukojeť v poloze naznačené na obrázku, pracuje třecí převod dopomala. Je-li rukuje´t ve střední (svislé) poloze, jsou oba malé kotouče ve vodorovné poloze, a otáčky hnacího a hnaného kotouče jsou stejné. Třecích převodů pouţíváme obvykle k přenášení výkonů do 11,2 kW, ve výjímečných případech do 22,4kW mají poměrně malou účinnost (n=0,1 aţ 0,2). Jejich předností je, ţe jsou levné a lehké.

Kontrolní otázky: 1. Uveďte pouţití třecích převodů v praxi. 2. Co můţe způsobit prokluz třecího převodu?

SHRNUTÍ: Úkolem celé této kapitoly bylo vysvětlit mechanické převody pro přenos pohybů. Vysvětlili jsme si nejpouţívanější druhy, jejich pouţití, montáţ a údrţbu.

79

4 Montáţ mechanismů pro přeměnu pohybu Cíl této kapitoly: Tato kapitola slouţí k seznámení, praktickému pouţití mechanismů pro přeměnu pohybu. Úkolem mechanismů pro přeměnu pohybů je vykonávat příslušný pohyb a v návaznosti jej měnit na jiný. Například píst motoru koná přímočarý pohyb, který se působením klikového mechanismu mění na rotační pohyb klikového hřídele. Kinematické mechanismy, které jsou v kapitole uvedeny, mají řadu předností a naopak nedostatky. Mezi výhody lze uvést, ţe dosahují velkých rychlostních a silových převodů jednoduchými a spolehlivými mechanickými prostředky, nejsou náročné na výrobu a jsou necitlivé ke změnám teploty. Nevýhodou je jejich velká hmotnost, setrvačné síly, velké tření a často i neklidný a hlučný chod.

4.1 Šroubové mechanismy Mechanismus tvoří pohyblivý šroub a matice. Jeho úkolem je měnit pohyb točivý nebo šroubový na posuvný a jen ve výjimečných případech naopak. Na obr. 90 se otáčí šroub a matice se posouvá. Na obrázku 91 koná matice šroubovitý pohyb, to je otáčení i posuv, šroub stojí.

Obr. 90 Šroubový mechanismus k přeměně

Obr. 91 Šroubový mechanismus k

točivého pohybu na posuvný

přeměně šroubovitého pohybu

1- rám, 2- matice, 3- šroub

na posuvný 1-šroub,2-matice,3-posuvný člen

80

Šroubové mechanismy se často uţívají u vodících šroubů soustruhů, vřeten lisu, u šroubového zvedáku a stahováků. Jejich význam se zmenšuje rozšířením pouţití kapalinových mechanismů. Pro pohybové šrouby se pouţívají dva druhy závitů. Většinou to jsou lichoběţníkové závity rovnoramenné tam, kde je pracovní pohyb oboustranný. Pohybové šrouby jednostranně namáhané, např. vřetena lisu, mají závity lichoběţníkové nerovnoramenné. Vřetena se vyrábějí nejčastěji z konstrukčních ocelí 11 500 a 11 600, materiál méně namáhaných matic bývá šedá litina, pro vyšší namáhání bronz nebo mosaz. Účinnost při přeměně pohybů závisí především na součiniteli tření převodového ústrojí. Ten je moţno změnit vyhlazením (např. broušením) závitu šroubu i matice, volbou vhodného materiálu matice a malým součinitelem tření na oceli nebo dokonalým mazáním závitu. Nejvýraznějšího zmenšení tření je moţno dosáhnout vloţením valivých tělísek (nejčastěji kuliček) tak, aby nastalo valivé tření. Toto konstrukční uspořádání má vlivem niţšího tření i menší vývin tepla, a tím menší opotřebení, delší ţivotnost i niţší záběrový moment. Příklad takové konstrukce je na obr. 92. Kuličky se vracejí zpět do výchozího místa v matici kanálkem. Jejich řazení musí zajistit stěrače, které nejsou na obrázku zakresleny. Ty zároveň chrání vnitřek matice před vnikáním prachu a nečistot.

Obr.92 Princip pohybového šroubu s kuličkami

Zvláštnosti montáţe šroubových mechanismů jsou zřejmé z obr. 93, na němţ je vyobrazen koník soustruhu. Konstrukční celek musí obsahovat vyměnitelné součásti, zaměnitelné na stejný druh. Mohou se spojit se sdruţenými součástmi, které mají předepsané výrobní tolerance, kdykoli a bez jakýchkoli úprav. Tolerance pro spojení jsou větší neţ tolerance pro opracování při výrobě nebo renovaci. 81

Na obr. 93 je pohybový šroub umístěn v litinovém tělese. Jeho otáčením se posouvá dutá objímka. Šroub je axiálně drţen ve víku a otáčí se ručním kolečkem. Do přední části objímky je v kuţelu zasunut pevný nebo otáčivý hrot koníku.

Obr. 93

Koník soustruhu

Při montáţi koníku se nejprve nasadí šroub do víka. Výrobními tolerancemi se musí zajistit jeho točné uloţení. Na konec šroubu se nasazuje ruční kolečko a spojuje s ním některým druhem pevného rozebíratelného spoje. Dalším montáţním celkem je objímka s maticí. Obě součásti jsou sešroubovány. V konečné fázi montáţe se do tělesa koníku vkládá smontovaná objímka. Smykové uloţení je zajištěno výrobními tolerancemi. Do matice se našroubuje první montáţní celek a k litinovému tělesu se připevní šrouby ve víku. 82

Jednoduchý postup montáţe pohybového šroubu koníku soustruhu je uveden jako příklad. Je moţno jej aplikovat i pro montáţe dalších šroubových mechanismů. Kontrolní otázky: 1. Uveďte alespoň dva mechanismy z praxe, které přeměňují pohyby. 2. Znázorněte schematicky šroubový svěrák a vysvětlete jeho princip.

4.2 Klikové mechanismy Uspořádání klikových mechanismů závisí na druhu stroje, pro nějţ je pouţito. U spalovacích motorů se pouţívá tzv. zkrácené. Klikový mechanismus se skládá z válce, pístu, ojnice a kliky (obr. 94a). U tzv. dlouhého provedení je navíc mezi pístem a ojnicí vloţena pístní tyč a křiţák. Toto uspořádání se pouţívá u parních strojů a kompresorů (obr. 94b).

Obr. 94 Provedení klikových mechanismů a) zkrácený: 1- píst,2- ojnice,3- rameno kliky b) dlouhý: 1- píst,2- pístní tyč,3- křiţák,4- ojnice,5- rameno kliky

83

Také provedení jednotlivých částí klikového mechanismu bývá typické pro určitý druh stroje (obr. 95).

Obr. 95

Uspořádání klikových mechanismů

a) uspořádání s oboustrannou pístní tyčí, b) dynamicky vyváţené uspořádání Montáţ ojnice Pro různé typy strojních zařízení se pouţívají různá provedení ojnic (obr. 96). Nejčastěji uţívané jsou ojnice s jednou dělenou a jednou nedělenou hlavou. U dělených ojničních hlav se dělá zaškrabávání na barvu v tomto sledu: ojnice se nasune na čep hřídele, ojniční šrouby se dotáhnou. Klikovým hřídelem se několikrát otočí a pak se vše rozebere. Zaškrabávání se obvykle dělá v přípravku, aby nedošlo k poškození. Potom se vše očistí a smontuje, znovu se zkouší na barvu. To se opakuje tak dlouho, dokud otisky barvy nejsou rozloţeny stejnoměrně a nepokrývají nejméně 75% celkové plochy loţiska. Kvalita přilícování se nakonec zjišťuje po opětném sestavení a protočení podle vyleštěných skvrn na loţisku. Ty musí mimo rovnoměrné rozmístění zaujímat 80 % loţiskové plochy. Při montáţi sériově vyráběných strojů odpadá uvedené přilícování a při montáţi zbývá pouze výběr ojnic podle hmotnosti a zaškrabávání se omezí pouze na úpravu zaoblení. Nedělená ojniční hlava bývá obvykle vypouzdřena. Pouzdro je nejčastěji ocelové, opatřené výstelkou a nalisujeme ho pod lisem. 84

Obr. 96 Druhy ojnic a) ojnice s nedělenou rozvidlenou hlavou a jednoduchou dělenou hlavou b,c) stavitelná pánev dělená příčným klínem

Osy děr pro klikové a pístní čepy v ojnicích musí být rovnoběţné splnění tohoto poţadavku je zabezpečeno rovnoběţností osy pístu a osou válce. Kaţdá i malá nerovnost by měla za následek jednostranné a rychlé opotřebení pístů a válců. Ojniční šroub utahujeme nejlépe momentovým klíčem na předepsanou hodnotu. 85

Montáţ klikového hřídele Klikový hřídel je buď výkovek, nebo odlitek (obr. 97). Klikový hřídel musí být vyváţen, proto je nejvýhodnější jeho symetrické provedení. V rovnováze mají být nejen radiální síly, ale i ohybové momenty. Ty se vyskytují v tom případě, kdyţ odstředivé síly nepůsobí v jedné rovině. Vzniká pak moment dvojice sil, který nepříznivě namáhá loţiska. Nelze však zabránit tomu, aby se pracovního cyklu neměnily díly v ojnici a pracovní odpory a tím aby nevznikala nerovnoměrnost chodu. Abychom vyloučili tyto nepříznivé okolnosti, které jsou příčinou nerovnoměrných otáček klikového hřídele, připojujeme na jeho konec tzv. setrvačník. Ten pomáhá svým momentem setrvačnosti překonávat výkyvy impulsů klikového mechanismu. Obr. 97 Klikový hřídel celistvý

Obr. 98 Klikový hřídel dělený

Při montáţi skládaných klikových hřídelů je nutno zajistit rovnoběţnost os a závitové spoje musí být řádně zajištěny proti uvolnění. Dynamický vyváţený klikový mechanismus je na obr. 98. Kontrolní otázky: 1. Z kterých prvků se skládá klikový mechanismus a jaké mohou mít sloţení? 2. Co je příčinou nerovnoměrnosti chodu klikového mechanismu a jak se odstraňuje? 86

4.3 Výstředníkové mechanismy Výstředníky nahrazují klikový mechanismus při malém zdvihu. Jsou to v podstatě kotouče, jejichţ střed vnějšího kruhového obrysu není shodný se středem hřídele. Vzdálenost středu hřídele od středu vnějšího kotouče se nazývá výstřednost – excentricita (obr.99). Mechanismus se skládá z výstředníkového kotouče, dvoudílné objímky a výstředníkové tyče. Výstředníkové kotouče jsou buď vykovány v celku s hřídelem, nebo jsou samostatné.

Obr. 99 Výstředník 1- výstředníkový kotouč, 2- dvoudílná objímka, 3- výstředníková tyč

Při montáţi výstředníků s dvoudílným kotoučem, dvoudílnou objímkou a výstředníkovou tyčí se postupuje takto: Obě dvě poloviny kotouče se přiloţí na hřídel tak, aby pero nalisované do dráţky v hřídeli dobře dosedlo do protidráţky vyrobené v jedné polovině kotouče. Obě části se potom spojí šrouby, které se zabezpečí maticemi proti uvolnění. Vnější kluzné plochy kotouče jsou hladce opracovány. Na tyto části se přiloţí obě dvě části objímky, které se spojí šrouby dotaţenými tak, aby se zaručilo plynulé otáčení kotouče v objímce.

Kontrolní otázka: 1. Popiš konstrukčně výstředník a vyuţití výstředníkového mechanismu v praxi.

87

4.4 Vačkové mechanismy Slouţí k přeměně otáčivého pohybu na pohyb přímočarý. Hnacím členem vačkového mechanismu je vačka (obr. 100), která je ve styku s kladkou nebo zdvihátkem, jeţ se po vačce neodvaluje jako kladka, ale klouţe. Styk kladky nebo zdvihátka je obyčejně silový a bývá zabezpečen pruţinou (zpětný pohyb zdvihátka). Profil vačky můţe být souměrný nebo nesouměrný. Obrys kaţdé vačky se skládá: -

Ze základní kruţnice Ze dvou činných částí (boků) a z válcové části Z náběhové a doběhové části

Obr. 100 Vačky : a- souměrná vačka, b- nesouměrná vačka, c- vačka a zdvihátko s kladkou, kluzné zdvihátko

d- vačka a

U vačkových hřídelů s vačkami v celku, které se například pouţívají v menších motorech, se průměr hřídele v loţiskách dělá větší neţ průměr kruţnice opsané maximálním poloměrem vačky. Tím se umoţní montáţ do nedělených loţisek v bloku motoru. Loţiska vačkových hřídelů bývají obyčejně kluzná. Samostatné jednodílné vačky se na hřídel montují naklínováním a zabezpečují šroubem. Pro usnadnění montáţe nebo umoţnění změny rozvodu přestavením činné části vačky se pouţívají dělené vačky. Tyto vačky se montují tak, ţe se části vaček s dráţkami pro pero přiloţí na hřídel, na němţ je v dráţce nalisováno pero. Jednotlivé části vaček se potom spojí šrouby, které se zabezpečí proti uvolnění. Kontrolní otázka: 1. Uveďte příklady pouţití výstředníků nebo vaček. 88

4.5 Západkový mechanismus U hřídelů, které jsou od sebe vzdáleny nebo nejsou rovnoběţné, lze uskutečnit přerušovaný pohyb kývavou pákou se západkou, která pootáčí rohatkou na hnaném hřídeli. Rohatka má na obvodě ozubení s jednostranně zešikmenými zuby (pro jeden smysl otáčení hřídele), nebo se souměrnými zuby pro oba smysly otáčení (obr. 101).

Obr. 101 Rohatka a západka a- pro jeden smysl otáčení, b- pro oba smysly otáčení

Západky jsou dvojí: překlápěcí a s pruţinou. Překlápěcí západka je nasazena na čepu kývavé páky, která je volně uloţena na hnaném hřídeli. Otáčivý pohyb hnacího hřídele se mění na kývavý pohyb páky pomocí pákového mechanismu. Při výkyvu páky jedním směrem se západka přesouvá přes zuby rohatky (pohyb naprázdno). Při zpětném pohybu západka pootočí rohatku o několik zubů. Počet zubů se řídí změnou výkyvu páky se západkou. U mechanismu pro oba dva smysly otáčení se smysl pootáčení rohatky změní překlopením západky na druhou stranu. Při nastavování západky se tlak pruţiny nastaví tak, aby západka při pohybu vpřed přímo unášela rohatku a aby klouzala po zubech jen při zpětném pohybu.

Kontrolní otázky: 1. Z praxe uveďte pouţití západkového mechanismu. 2. Na jakém principu pracuje západkový mechanismus?

SHRNUTÍ: Úkolem této kapitoly bylo vysvětlit mechanismy pro přeměnu pohybů a přiblíţit jejich pouţití v praxi. 89

Hydraulické mechanismy

5

Cíle této kapitoly: Tato kapitola slouţí k vysvětlení a seznámení se všemi prvky hydraulického mechanismu, jejich vyuţití v praxi, obsluhu a údrţbu. Hydraulické mechanismy rozdělujeme na hydrostatické a hydrodynamické. Hydrostatické mechanismy pracují na principu přenosu tlakové energie – např. tlak na píst, hydrodynamické vyuţívají pohybové energie tekutiny – např. hydrodynamická spojka. (generátor – rozvaděč – turbínové kolo). U obráběcích strojů se vyuţívají výlučně hydrostatické mechanismy, kterými se budeme dále zabývat. Hydraulické mechanismy přenášejí rotační a přímočarý pohyb, a to i na vzdálenější místa. Všechny funkce mechanizmů lze ovládat centrálně. Napojením na elektrický řídicí systém se získá ovládání jednotlivých pracovních cyklů automatizovaně. V porovnání s kinematickými mechanismy mají hydraulické mechanismy tyto výhody: a) b) c) d) e) f) g) h) i)

rozvíjejí automatizaci a mechanizaci umoţňují rychlé zabrzděni pohybu zpětné pohyby mohou být rychlejší zpětný pohyb nepůsobí rázy rychlosti lze měnit plynule přenášet je moţno libovolně velké síly jejich pouţití je neomezené nemůţe nastat přetíţení mazání je dokonalé, protoţe je obstarává tlakový olej a proto je opotřebení malé

Proti vlastnostem kladným mají hydraulické mechanismy i vlastnosti záporné: a) vlivem tlaku tření o stěny, škrcení apod. se tlaková kapalina zahřívá. Tím se zahřívají i strojní součásti a deformují se. To má však za následek sníţení přesnosti stroje. b) z tlakové kapaliny se vylučuje vzduch a to má za následek pruţnost celého systému. U velmi jemných mechanismů je to na závadu. c) Tlaková kapalina pohlcuje při stoupajícím tlaku vzduch a naopak při klesajícím tlaku ho opět vylučuje. To způsobuje nepřesnost chodu mechanizmů. Prvky hydrostatických mechanismů. Hydrostatický obvod se skládá z prvků, kterými se přeměňuje tlaková energie kapaliny v pohyb přímočarý, rotační nebo v sílu. Sloţením jednotlivých prvků dostaneme poţadovaný hydraulický obvod. Hydraulické sloţení stroje je sestaveno z jednoho nebo více obvodů. Hydrostatický obvod je rozdělen na dvanáct skupin.

Hydrostatické převodníky: 90

-

Hydrogenerátory dodávají tlakovou kapalinu v poţadovaném objemu a spotřebným tlakem Hydromotory – v nichţ dochází k přeměně energie – tlaková energie se mění v mechanickou.

Řídící prvky – pomocí nich je usměrňován stav a chod tlakové kapaliny Servomechanismy – řídí, výstupní veličinu v závislosti na veličině vstupu. Hydraulické posuvné mechanismy - udávají druhy a parametry posuvů. Multiplikátory – jde o hydraulické zesilovače různých konstrukcí. Zásobníky kapalin – akumulátory shromaţďující kapaliny pouţívané v hydrostatických mechanismech. Upravovatele – zabezpečují poţadovanou jakost vlastností pouţívané kapaliny – jako čističe, rozprašovače atd. Vedení – hydrostatický prvek, který vede proud nebo přenáší tlak kapaliny. Spojovací prvky – slouţí k připojení hadic k ostatním hydrostatickým prvkům. Tlaková kapalina Kdyby voda neměla korozivní účinky, byla by nejvhodnější (nejlevnější) kapalinou. Probíhají proto pokusy, jak pomocí přísad korozivní účinky odstranit. V současné době pro hydraulická zařízení pouţívají převáţně minerální oleje. Jejich výhodou je kromě vhodných vlastností pro hydraulická zařízení i to, ţe působí současně jako maziva. Nejen tedy, ţe nemají korozivní účinky, ale navíc chrání kovové součásti mechanismů a sniţují třecí síly. Setkáváme se i se syntetickými kapalinami. Podle druhu obráběcího se pouţívají minerální oleje různých druhů. Kaţdý z uvedených olejů má však své specifické vlastnosti, k nimţ se musí při jeho volbě přihlíţet. Dále jsou proto uvedeny ty vlastnosti, které jsou pro volbu oleje nejdůleţitější. Stlačitelnost V technické praxi se kapaliny uţívají jako látky nestlačitelné. Ovšem tam, kde je objem tlakové kapaliny velký nebo u velmi jemných mechanizmů, se musí stlačitelnost takového oleje uvaţovat. Aby se hodnota mohla vypočítat, musí se znát velikost součinitele β. Jeho hodnota se mění s teplotou. Tepelná roztaţnost Tepelná roztaţnost je změna objemu vlivem zahřívání. Obecně předpokládáme, ţe se objem oleje při zahřátí o 1 C zvětší o 0,08%. U hydraulických mechanismů nedochází však k větším tepelným rozdílům, a proto se roztaţnost neuvaţuje. Bod tuhnutí 91

Bod tuhnutí je teplota, při níţ látka přechází ze skupenství kapalného do skupenství tuhého. Vyţaduje se, aby bod tuhnutí byl 15 C pod provozní teplotou. Nebezpečí v tomto směru vzniká jen u zařízení vystavených venkovním teplotám. Viskozita Viskozita udává velikost tření částic kapaliny mezi sebou při jejím pohybu. Proto na viskozitě kapaliny závisí velikost odporu, který vzniká při průtoku kapaliny. V praxi se olej malou viskozitou nazývá řídkým, s velkou viskozitou hustým. Viskozita oleje se mění téţ s teplotou. Proto se volí pro nízké teploty minerální olej s malou viskozitou a pro vyšší teploty naopak s velkou viskozitou. Proto je vhodné konstruovat hydraulický mechanismus tak, aby provozní teplota byla pokud moţno stálá. Stálou teplotou oleje v hydrostatickém okruhu udrţují chladiče nebo ohřívače. Tepelná stabilita oleje se zvyšuje i chemickými přísadami. U hydraulických zařízení je těsnost dána stupněm zalícování. Proto čím menší viskozita oleje, tím více olej prolíná a zahřívá se. Olej s větší viskozitou zaručuje sice menší ztráty prolínáním, ale na druhé straně se zvyšuje vnitřní tření v kapalině. Tím stoupá teplota a klesá viskozita. Demulzibilita Demulzibilita je schopnost oleje vypudit všechny nečistoty, hlavně rychle a úplně vyloučit vzduch a vodu. Hydraulické mechanizmy jsou obzvlášť vystaveny znečištění vodou. Působí to jednak jejich sráţení vodních par při tepelných rozdílech a přímý styk s chladicí kapalinou. Smíšení vody s olejem vzniká emulze, tvoří se šlemy, olej houstne, stává se lepkavým, nebo naopak řídne a ztrácí mazivost. Mimo to má voda korozivní účinky na kovové části mechanismu. Neméně škodlivý vzduch, který je příčinou chodu hydraulického mechanismu. Hydrostatické převodníky V hydrostatických převodnících se energie převádí z pevných částí na sloupec kapaliny a naopak. Pravidelně se kapalina přemisťuje v prostorách převodníku. Které mění periodicky svůj objem. Mezi hydrostatické převodníky se počítají hydrogenerátory, rotační a přímočaré hydromotory a hydromotory s kyvným pohybem. Přitom lze naprostou většinu hydrogenerátorů pouţít jako hydromotory a naopak. Hydrogenerátory Hydrogenerátory rozdělujeme: zubové, lamelové, pístové a šroubové. Správná funkce hydrogenerátoru podmiňuje správnou funkci celého hydrostatického zařízení. Zubové hydrogenerátory Hnacím článek zubového hydrogenerátoru je ozubené soukolí. Rozeznáváme zubový hydrogenerátor se záběrem vnějším nebo vnitřním: neuţívanější jsou hydrogenerátory s vnějším záběrem. Hnací ozubené soukolí se skládá ze dvou čelních kol s přímými, šikmými, nebo šípovými zuby.

92

Obr. 102 Zubový hydrogenerátor

Zubový hydrogenerátor se záběrem vnějším s čelními koly s přímým ozubením (Obr.102) Je to nejčastěji pouţívaný hydrogenerátor. Odvalováním ozubení se uvolňují na levé straně hydrogenerátorů zubní mezery a tím vzniká podtlak. Otvorem na levé straně se kapalina nasává, vyplňuje zubní mezery a dopravuje se po obvodu hydrogenerátorové skříně na pravou stranu, kde se vytlačuje otvorem do obvodu. Z provozních důvodů musí být ozubená kola v tělese hydrogenerátoru zalícovaná, a to jak bočními plochami, tak i po obvodě tělesa. Jinak by vznikaly rázy, které se přenášely na celý stroj. Abychom se těmto nepříznivým vlivům předešli, provádějící se konstrukční úpravy hydrogenerátoru. Nejjednodušší je provést tzv. přetokové vybrání. V místě vzniku vysokého tlaku se vytvoří mělká vybrání. V sacím prostoru by vznikaly náhlým vytvořením zubové mezery rázy, a proto se dělají stejná vybrání v tělese hydrogenerátoru. Šířka můstku mezi oběma vybráními musí odpovídat nejméně tloušťce zubu. Dostatečně zvolená šíře můstku zabraňuje spojení prostoru sacího a výtlačného. Velikost hydrogenerátoru se volí z hlediska potřeby tlakové kapaliny přímo z katalogu výrobního podniku. U hydrogenerátoru s čelními zuby s přímým ozubením se setkáváme s různými druhy konstrukcí. Pro informaci jsou uvedeny hydrogenerátory zubové se třemi ozubenými koly s moţností dodávat kapalinu do více obvodů

93

Obr. 103

Zubový hydrogenerátor se třemi koly

Zubový hydrogenerátor se třemi koly (Obr 103.) Při tomto uspořádání se můţe tlaková kapalina dodávat do dvou, ale také do jednoho tlakového potrubí. Výkon je proti hydrogenerátoru s jedním ozubeným soukolím dvojnásobný. Další výhodou je zvýšená rovnoměrnost dodávání kapaliny do tlakového potrubí. Zubový hydrogenerátor dodávají tři prameny tekutiny (obr. 104). Vhodným zapojením hydrogenerátoru se můţe regulovat průtok dodávané kapaliny. Lze tak nahradit škrtící ventil v okruhu a přitom se vyloučí rázy, které škrtící ventil v potrubí způsobuje. Mimo kola s čelními zuby s přímým ozubením se hydrogenerátory dělají rovněţ s ozubenými koly se šikmým ozubením nebo šípovým ozubením. Výhodou těchto provedení je klidný chod, ale u šikmého ozubení vznikají axiální síly. Tento nepříznivý jev se odstraní pouţitím šípového ozubení.

Obr. 104 Zubový hydrogenerátor dodávající tři prameny kapaliny

Lamelové hydrogenerátory 94

Lamely jsou uloţeny v dráţkách rotoru. Posouvají se buď odstředivou silou, nebo tlakem pruţiny. Rotor sám je uloţen výstředně. Mezi lamelami vznikají komůrky, které se zaplní kapalinou, a ta se vypuzuje ve výtlačné části hydrogenerátoru. Jestliţe se můţe měnit výstřednost rotoru, můţe se měnit i mnoţství dodávané kapaliny. Pístové hydrogenerátory Tyto hydrogenerátory jsou vyráběny jako radiální nebo axiální. U radiálního provedení se písty pohybují kolmo k ose hydrogenerátoru, u axiálního provedení jsou písty poloţeny axiálně, jejich osy jsou rovnoběţné s osou hydrogenerátoru. U radiálních hydrogenerátorů se můţe kapalina přivádět v ose nebo na obvodu. Hydrogenerátory s přívodem kapaliny v ose se nazývají hydrogenerátory s vnitřním přívodem kapaliny, přivádí-li se kapalina na obvodu, jsou to hydrogenerátory s vnějším přívodem kapaliny. Na obr. 105 je schéma pístového axiálního hydrogenerátoru s nakloněnou deskou, s vnitřním přívodem kapaliny. Na obrázku č. 106 je schéma radiálního pístového hydrogenerátoru s vnější vačkou.

Obr. 105

Axiální pístový hydrogenerátor s nakloněnou deskou

95

Obr. 106 Radiální pístový hydrogenerátor s vnější vačkou 1- pevný čep, 2- lopatkový kotouč, 3- vnější krouţek, 4- lopatky, 5- spojovací vrtání

Šroubové hydrogenerátory Velkou výhodou hydrogenerátorů je to, ţe dodávají kapalinu plynule a bez rázů. Bezvadná funkce čerpadla závisí pouze na přesnosti provedení šroubových vřeten. Dopravovaná kapalina není stlačována, ani vířena a je vlastně jen posouvána šroubem. Velkou nevýhodou těchto hydrogenerátorů je to, ţe není moţno regulovat mnoţství dodávané kapaliny. Hlučnost a chvění hydrogenerátorů Jak hlučnost, tak i chvění hydrogenerátorů se přenáší na celý stroj, takţe se zdá, ţe tyto negativní jevy způsobuje vadná funkce stroje. Při hledání příčiny poruchy hydrogenerátoru se bude postupovat takto: a) Zjistí se, zda uţitý hydrogenerátor je vhodný pro příslušné strojní zařízení b) Zkontrolují se provozní podmínky, za nichţ hydrogenerátor pracuje c) Porovná se hlučnost s hlučností jiného hydrogenerátoru téţe funkce d) Zkontroluje se, zda chvění nezpůsobuje potrubí nebo jiná strojní součást e) Hlučný chod můţe být způsoben nadměrnou rychlostí toku kapaliny – 2,5m.s-1. Volbou většího průměru potrubí s tím sníţení rychlostí se hlučnost odstraní. f) Hlučnost můţe způsobit i olej s velkou viskozitou nebo olej, v němţ jsou pryţové usazeniny g) Hydrogenerátor se umístí mimo stroj nebo mimo provozovnu, aby se ověřila jeho hlučnost.

Hydromotory 96

Hydrogenerátor dodává do hydromotoru tlakovou kapalinu a ten ji přeměňuje v práci. Tlaková energie přechází v energii kinetickou. Podle toho, zda se poţaduje pohyb rotační anebo přímočarý, se dělí hydromotory na rotační, přímočaré a kyvné. Rotační hydromotory Kaţdý hydraulický hydrogenerátor se můţe stát sám hydromotorem, kdyţ se do něho přivádí tlaková kapalina z jiného hydrogenerátoru. Jako u motorů se však zřídka pouţívá hydrogenerátorů zubových a šroubových. Hydrogenerátor a hydromotor mohou být od sebe vzdáleny na určitou vzdálenost a propojeny potrubím, nebo jsou umístěny v jednom tělese. Toto provedení se nazývá hydraulickým agregátem, převodem. Jeho výhodou je, ţe tlakové ztráty jsou téměř nulové. Největším kladem hydraulických rotačních motorů je moţnost plynulé regulace otáček i velikosti přenášeného točivého momentu. Regulovat lze buď jenom motor, nebo hydrogenerátor, anebo oba prvky současně. Na obrázku 107 je schéma funkce hydraulického agregátu s moţností regulace hydrogenerátoru. Ručním kolečkem lze měnit excentricitu hřídele hydrogenerátoru a je tak dána moţnost obrácení smyslu otáčení hřídele motoru.

Obr. 107

Hydraulický agregát e- excentricita, M- motor, G- generátor

Přímočaré hydromotory Základním stavebním prvkem je válec s plunţrem. Kombinací válců a plunţrů vznikají sloţitější konstrukce těchto motorů. Bývá i provedení s kyvným uloţením. Tím se zabrání pístní tyče a rychlému opotřebení těsnění. Z téhoţ důvodu je vhodné i kloubové uloţení.

97

Plunţrový přímočarý hydromotor Je to nejjednodušší konstrukce. Na čelo plunţru působí tlaková kapalina a plunţr je ve vlci posouván. Na druhé straně pístu je stalčována vratná pruţina, která píst po vykonané práci vrací do původní polohy (Obr.108).Pro jednoduchost konstrukce se toto zařízení s oblibou pouţívá u obráběcích strojů a zvedáků.

Obr. 108

Plunţrový přímočarý hydromotor F1- tlak kapaliny, F2- tlak pruţiny

Přímočarý hydromotor s jednostrannou pístnicí Jde o provedení s jednostrannou pístní tyčí. Výhodou tohoto provedení je, ţe se při pouţití regulačního šoupátka plní větší prostor válce souběţně s kapalinou dodávanou hydrogenerátorem i kapalinou vytlačovanou z menší části válce pístem (obr 109). Toto umoţňuje uţít menší hydrogenerátor.

Obr. 109

Přímočarý hydromotor s jednostrannou pístnicí

Přímočarý hydromotor s oboustrannou pístnicí (obr 110). 98

Velikost mezikruţí, na něţ působí tlaková kapalina, je stejná. Proto při stejném tlaku je i rychlost v obou směrech stejná.

Obr. 110

Přímočarý hydromotor s oboustrannou pístnicí

Přímočarý hydrostatický multiplikátor (obr 111). Píst je nepohyblivý, dutou tyčí se přivádí tlaková kapalina vţdy do levé nebo pravé části válce. Válec je pevně spojen s druhým válcem a jejich prostory jsou kříţem propojeny.

Obr. 111

Přímočarý hydrostatický multiplikátor 1- nepohyblivý píst, 2- pohyblivý blok válců, 3- pohyblivý píst

Přivádí-li se tlaková kapalina do pravé části válce, pohybuje se válec doprava. Současně se přivádí tlaková kapalina do levé části horního válce. Proto se pístní tyč horního válce pohybuje téţ doprava. Oba pohyby se tedy sčítají, takţe uţití této konstrukce je vhodné tam, kde se vyţaduje dlouhá dráha. Rovnotlaký hydrostatický multiplikátor (obr. 112) 99

Dno válce přechází do vnitřku v dutý válec, po němţ klouţe plunţr a vnitřním a vnějším vybráním. Toto provedení umoţňuje přívod tlakové kapaliny do tří prostorů, a tím získání tří různých velikostí.

Obr. 112

Rovnotlaký hydrostatický multiplikátor

Utěsňování Řádné utěsňování je u hydraulických mechanismů velmi důleţité a musí se mu vţdy jak při volbě, tak i při montáţi věnovat velká pozornost. Pro volbu správného tlaku způsobu těsnění se musí znát provozní teplota zařízení, provozní tlak, chemická agresivita tlakové kapaliny, poţadavky na těsnost, prostorové moţnosti apod. Určité těsnosti se můţe dosáhnout pouhým jemným opracováním povrchu tj. broušením a lapováním. Dále lze pouţít těsnící past, avšak jen tehdy, kdy se nepracuje a vysokými provozními tlaky. Před montáţí se pasta rozetře na běţně obroubené plochy. U vhodných konstrukčních částí se pouţívají podloţky nebo vloţky z lepenky, plátna, osinku, pryţe atd., vesměs z materiálů, které jsou dobře stlačitelné, aby zakryly všechny nerovnosti jemně obroubeného povrchu. Aby se zaručila správná funkce hydromotoru, je třeba také provést vhodné utěsnění plunţru, a to kovovými krouţky. Kovové- litinové kroužky mají čtyřhranný průřez a jsou umístěny v dráţkách obdobně jako u spalovacích motorů. Jejich montáţ je snadná, lze ji pouţít tam, kde se vyţaduje malé tření (coţ je výhoda). Z toho vyplývá, ţe kovové krouţky sniţují ztráty třením, ale těsní nedokonale. K lepšímu utěsnění je potřeba poţít pryţových krouţků. Pryţové krouţky mají v podstatě kruhový průřez, vkládají se do dráţky. Pohybem pístu se deformuj pryţový krouţek a je vtlačován ve směru pohybu do mezery mezi plunţrem a válcem (obr.113a). Utěsnění je velmi dobré, ovšem tření, které vzniká, je značné. Stálými deformacemi dochází k rychlému opotřebení krouţků. Výhodou je, ţe k utěsnění po celé délce stačí jeden krouţek. Uţívají se aţ do tlaků 10 MPa. Protoţe se pryţové krouţky rychle opotřebují, dělají se konstrukce s uloţením krouţků do opěrných krouţků z plastů (obr 113 b, c). Nejvhodnější jsou však manţetová těsnění. Těsnění dobře pracuje a tření je poměrně malé. Profil a provedení manţetových krouţků je různé. Vyrábějí se z pryţe, usně i z plastů. Materiál pouţitý při výrobě manţet musí odolávat chemickým účinkům minerálních olejů. Protoţe manţeta těsní pouze v jednom směru pohybu, musí být zabudovány vţdy dvě manţety (obr. 114). 100

Obr. 113

Utěsňování: a- pryţovým krouţkem,

b,c- pryţovým krouţkem uloţeným v opěrných krouţcích z plastů

Obr. 114 Utěsnění manţetami

Montáţ a údrţba těsnění Při montáţi se nejprve zkontroluje, zda těsnící krouţky nejsou porušeny. Při násilném navlékání se krouţky často poruší o ostré hrany. Doporučuje se proto pro nasazení krouţků do dráţek pouţívat pomocná kuţelová pouzdra. Jinak je nutno pro montáţ těsnících krouţků vyrábět jednotlivé kuţelové náběhy. Při montáţi se dbá na čistotu pracoviště. Je důleţité si pamatovat při konstrukci na přísnost těsnění, zejména tam, kde lze předpokládat častou výměnu. Údrţba těsnění závisí na teplotě a čistotě pracovního prostředí. Důleţité jsou pracovní podmínky, vyřazování stroje z provozu atd. Kdyţ se zjistí, ţe ucpávka netěsní, snaţíme se ji stlačit za provozu. Kdyţ stlačení není jiţ moţné, krouţek se vymění při odstaveném potrubí. Vyměňovaný krouţek má jak rozměrově, tak i s materiálem odpovídat originálu. Ovšem pro konstrukci těsnění se mohou pouţít téţ textilní tkaniny, plasty, skleněná, uhlíková a jiná výstuţná vlákna.

Řídící prvky 101

Úkolem těchto prvků je zajišťovat spolehlivou činnost hydraulických mechanizmů, a to řízením tlakové kapaliny. Dělí se pro: - hrazení průtoku - řízení tlaku - řízení průtoku Prvky pro hrazení průtoku tvoří velmi početný soubor řídících prvků. Lze je rozdělit do několika skupin a to na: - jednosměrné ventily - řízené jednosměrné ventily - hydraulické zámky - uzavírací ventily - rozvaděče - logické prvky Vzhledem k jejich rozsahu je nutno omezit jejich detailnější popis nejčastěji pouţívané, tj. na hydraulické rozvaděče. Rozvaděče se vyrábějí jako válcové nebo jako ploché. Nejčastěji bývá provedení válcové. Píst šoupátkového rozvaděče je zalícován buď přímo do vrtání v kostce, nebo do pouzdra, které je samo v kostru zalícováno. Výhodou pouzdrového provedení je vyměnitelnost opotřebovaného pouzdra. Zalícování pístu šoupátka zajišťuje oddělení tlakového prostoru, ale naopak stupeň lícování musí dovolit snadný podélný pohyb pístu. To znamená, ţe při určité viskozitě oleje musí být zajištěno tvoření olejového filmu. Propouštění oleje se zabrání dodrţením minimální vzdálenosti okraje hrany pístu od okraje dráţky (obr115.). Je to tzv. překrývání dráţek.

Obr. 115

Překrývání dráţek

Písty šoupátkového rozvaděče spojené dříky se nazývají šoupátko. Prostor mezi písty slouţí k propojování příčných dráţek. Šoupátko je ovládáno ruční pákou, tlakovým olejem, pomocí elektromagnetu nebo i kombinací elektromagnetů s tlakovým olejem. Výhodou šoupátkových rozvaděčů je, ţe je lze snadno zapojit do pracovního cyklu automatizovaných strojů, mají jednoduché ovládání (jediný pohyb šoupátka, ovládané síly jsou malé, konstrukčně jsou jednoduché). Jejich nevýhodou je dokonalá těsnost – uţívají se proto u tlaků do 20 MPa, kde se dělí na více skupin, např. ventily přepouštěcí, pojistné, redukční. 102

Redukční ventil Tlak za redukčním ventilem (obr. 116), tzv. redukovaný tlak, má být stále stejný. Nesmí být ovlivňován kolísáním vstupního tlaku. Vestavěný redukční ventil zabezpečí stálost tlaku, tím, ţe se při zvýšeném vstupním tlaku vyvodí tlak na pruţinu. Stlačením pruţiny se zvedá píst a jeho hrana přivírá průtok. Při poklesu tlaku stlačí pruţina píst, přítok se otvírá a tlak se opět vyrovnává na poţadovanou hodnotu.

Obr. 116 Redukční ventil

Pojistný ventil Pojistný ventil (obr117.) musí zajistit, aby v okruhu nedošlo k neţádoucímu zvýšení tlaku. Neţádoucí zvýšený tlak stlačí pruţinu, tím se nadzvedne kuţelka a uvolní průtok. Odlehčený pojistný ventil je na (obr118.). U vysokých tlaků byla pruţina pojistného ventilu příliš objemná. Proto velikost provozního tlaku zabezpečuje dvěma pruţinami. Tlaková kapalina působí na kuţelku a nadzvedává ji. Současně pak přechází vrtáním do prostoru pruţiny, otvírá pomocný kuličkový ventil a kapalina odtéká zpět do nádrţe.

103

Obr. 117

Pojistný ventil

Obr. 118 Odlehčený pojistný ventil

Přepouštěcí ventil

104

Rozdíl proti pojistnému ventilu je v tom, ţe přepouštěcím ventilem (obr137.) stále proudí určité mnoţství kapaliny. Přitom však rovněţ plní funkci ventilu pojistného. Poţadovaný tlak se reguluje nastavením zpětné pruţiny šroubem. Tlakem se píst zvedá na úroveň odpadu, vzniká mezera, kterou tlaková kapalina odtéká. Tak jako u pojistných ventilů se odlehčení pojistné pruţiny provedeno vestavením druhé pojistné pruţiny. Prvky pro řízení průtoku jsou v podstatě ventily škrtící. Dělí se na: - clony a trysky - škrtící ventily - škrtící ventily se stabilizací

Obr. 119 Přepouštěcí ventil

Další prvky hydraulických mechanismů Další prvky hydraulických mechanismů jsou uvedeny pouze výběrovou formou bez zřetele ke skupině, do níţ je řadí ČSN 11 9000. Akumulátory U obráběcích strojů kolísá potřeba tlakové kapaliny během pracovního cyklu. Pro pracovní (pomalé) posuvy je potřeba tlakové kapaliny poměrně malá, pro zpětné pohyby naopak velká. Přitom čím je rychlejší zpětný pohyb, tím je kratší celkový čas pracovního cyklu. U strojů, u nichţ je potřeba rychloposuvů větší, je vhodné volit dvě čerpadla. Větší čerpadlo se uţije pro rychloposuvy. Tam, kde se rychloposuvy potřebují jen krátkodobě, pouţívají se akumulátory. Další výhodou akumulátoru je to, ţe plní současně funkci pojistky. Při poruše čerpadla by náhle tlak klesl a mohla by se např. uvolnit upnutá součást rotujícím stroji. V tomto případě udrţuje akumulátor tlak pro určitou dobu na původní výši, takţe je dost času stroj zastavit. U lisů se nejvíce pouţívají akumulátory se závaţím (obr. 120). Závaţí je pevně 105

spojeno s pístem, který je tlakovou kapalinou tlačen vzhůru. Kdyţ čerpadlo přestane dodávat kapalinu do okruhu, klesá zatíţený píst a udrţuje po určitou dobu tlak v kapalině. Pro obráběcí stroje se pouţívají akumulátory pruţinové, pístové, plynové nebo vakové.

Obr. 120 Akumulátor se závaţím 1- závaţí, 2- tlakový válec

Vakový hydraulický akumulátor (obr.121) pracuje v rozmezí nízkých tlaků s menším mnoţstvím tlakové kapaliny. Vnitřní pruţný vak je naplněn stlačeným plynem. Při poklesu tlaku kapaliny se však roztahuje a udrţuje v kapalině po určitou dobu tlak. Nakonec samočinně uzavírá výtokový otvor.

Obr. 121 Vakový akumulátor

Čističe Dělíme na mechanické a magnetické. 106

Mechanické zachycují nečistotu svými filtračními překáţkami. Na (obr. 122) je uveden dvojitý filtr. Hrubší částečky jsou zachycovány hrubším drátěným sítem 1 s deseti aţ dvaceti otvory na 100 m2, dočišťuje se tkaninou nebo plstí 2. Magnetické filtry se pouţívají k vyloučení jemných kovových šupinek, které vznikají opotřebením lícovaných kovových dílců. V hydraulickém okruhu se umisťuje více filtrů. Filtry v sacím potrubí zachycují nečistoty, které se do oleje dostanou z nádrţí, filtry v odpadním potrubí zachycují šupinkovité třísky vznikající opotřebením.

Obr. 122 Dvojitý čistič 1- hrubé drátěné síto, 2- plstěný filtr, 3- zátka, 4- těleso, 5- vypouštěcí válec

Vedení Rozvod tlakové kapaliny se provádí vrtáním nebo odlitými kanály v hydraulickém tělese. Vrtání mohou přecházet i do jiných pevně spojených těles. Kdyţ se však musí překlenout určitá vzdálenost dvou těles, pouţije se potrubí. To můţe být sestaveno z trubek, ohebných hadic nebo teleskopických spojů a kloubových spojů.

Trubky Protoţe v hydraulických mechanismech jsou vţdy poměrně vysoké tlaky, pouţívají se výhradně ocelové trubky. Tam, kde se lze obejít bez spojů, pouţijte raději popsané ohýbání trubek. Poloměr ohybu trubky však nesmí být menší neţ trojnásobek průměru trubky. Potrubí má být co nejkratší a nemá se dotýkat ţádné strojní součásti. Trubky se spojují šroubením, fitinkami a u světlostí nad 30 mm přírubovými spoji. Ohebné hadice 107

Nejčastěji se pouţívají pryţové hadice zpevněné textilní vloţkou a textilním obalem. Obzvlášť pevné jsou tzv. pancéřové hadice, jsou z pryţe a mají kovový obal. Hadice nesmí být namáhána tlakem nebo krutem. Instalace se volí co nejkratší takovým způsobem, aby se maximálně vyloučilo pnutí. Příklady správných a nesprávných instalací jsou na (obr. 143). Poloměr ohybu pryţové hadice musí být nejméně desetinásobkem její světlosti. Tam, kde by se hadice pronášela a vznikl by tak ohyb menším poloměrem, podepře se oblouk podpěrou tak, aby se utvořil přípustný poloměr pohybu.

Obr. 123 Ohebná hadice

Teleskopické spoje Teleskopické spoje tvoří do sebe zasouvatelné trubky. Zasouváním a vysouváním vznikají však objemové změny. Proto tam, kde je nelze připustit, musí konstrukce teleskopické spoje zabezpečovat přisávání kapaliny při vysouvání a vytlačování kapaliny při zasouvání.

Pokyny pro montáţ potrubí 108

Při montáţi potrubí se dbá na čistotu. Kryty vývodů hydraulických prvků se snímají aţ těsně před montáţí. Také vývody udrţujeme v čistotě a nepřipustíme znečištění vnitřku. Kdyţ jsou nutné ohyby ocelových trubek, děláme to na ohýbačce tak, aby se trubky nezploštily. Při navařování trubek se nesmí zmenšit jejich světlost. Po navaření se navařované trubky vyčistí tak, ţe se nejprve moří v kyselině solné nebo fosforečné. Následuje neutralizace vodou a sušení. Tlakovým vzduchem se odstraní zbytky nečistot a konce trubek se zaslepí. Trubky, které se nesvařují, se pouze řádně odmastí, a pak propláchnou. Těsně před montáţí nesmějí být trubky deformovány nebo překrouceny. Kdyţ se utahuje nebo demontuje šroubení, pouţívá se vţdy dvou klíčů proti sobě. Jeden se nasadí na hrdlo a druhým se utahuje matice. Zobrazování, názvosloví a volba hydrostatických mechanismů musí být prováděna podle platných ČSN. Obvody hydrostatických mechanismů Z velmi obsáhlé tématiky hydrostatických mechanismů bude probrán jen omezený výběr hydrostatických obvodů z řady obvodů uţívaných u obráběcích strojů. Rámcově se hydrostatické obvody dělí na: - obvody pro pohyby přímočaré - obvody pro pohyby rotační Obvody pro pohyby přímočaré se dělí do dvou skupin: - obvody se škrcením toku kapaliny - obvody s regulačními hydrogenerátory Obvody se škrcením toku kapaliny Do přívodní nebo odpadní větve je vestavěn škrtící ventil. Zdrojem tlakové kapaliny je hydrogenerátor. Mnoţství tlakové kapaliny je regulováno škrtícím ventilem. Obvod dvojčinného přímočarého motoru se škrcením přívodu Tlaková kapalina je dodávána do obvodu hydrogenerátorem přes škrtící ventil 2 (obr 124). Nepřípustné zvýšení tlaku v tlakovém porubí zamezí vestavěný pojistný ventil 7. Dále proudí tlaková kapalina do šoupátkového rozvaděče 3 s členitým pístem 4. Posouváním členitého pístu tj. otvíráním a zavíráním přepouštěcích kanálů, dochází k plnění hydromotoru 5. V němţ se pohybuje jednostranná pístnice 6. Toto uspořádání umoţňuje uţití menšího hydrogenerátoru, protoţe plnění většího pravého prostoru hydromotoru se vyuţije vytlačovaná kapalina z levé části hydromotoru.

109

Obr. 124Obvod se škrcením přívodu a) montáţní schéma: 1- hydrogenerátor, 2- škrtící ventil, 3- šoupátkový rozvod, 4- členitý píst, 5- hydromotor, 6diferenciální píst, 7- pojistný ventil, b) funkční schéma

Obvod se škrtícím ventilem vestavěným do odpadního potrubí Funkce obvodu je obdobná jako u předešlého uspořádání. Hydrogenerátor dodává tlakovou kapalinu šoupátkového rozvaděče 2 s členěným pístem 3 (obr. 125). Nepřípustnému přetlaku zabraňuje pojistný ventil 8. Přesouváním členitého pístu šoupátka plní se střídavě pravá a levá strana hydromotoru 4. Je pouţita dvoustranná pístnice 5. Škrtící ventil je vestavěn do odpadního potrubí 6.

Obr. 125 Obvod se škrcením v odpadním potrubí – montáţní schéma 1- hydrogenerátor, 2- šoupátkový rozvod, 3- členitý píst, 4- hydromotor, 5- píst, 6- odpadní potrubí, 7- škrtící ventil, 8- pojistný ventil

110

Stavba obvodů tohoto typu se rozlišuje vestavením dvou i více hydromotorů do obvodu. Přitom lze pouţít paralelního zapojení hydromotorů nebo hydromotorů s postupnou činností. Škrtící ventily mohou být opět vestavěny do tlakové větve nebo do odpadního potrubí. Dále jsou uvedeny ukázky dvou obvodů se dvěma válci, které jsou napojeny jednou paralelně a podruhé postupně. Obvod se dvěma hydromotory zapojenými paralelně Základní funkce tohoto obvodu (obr. 126) je stejná jako u předchozích systémů. Počátky pohybů pístů závisí na odporech. Předřazením škrtících ventilů se reguluje plnění válců, a tím i rychlosti pístů podle potřeby. Alternativně lze umístit škrtící ventily i do odpadního potrubí (na obrázku čárkovaně) a regulovat jimi rychlost pístu.

Obr. 126 Obvod s paralelním uspořádáním dvou hydromotorů – montáţní schéma 1- hydrogenerátor, 2- škrtící ventily, 2´ alternativní umístění škrtících ventilů, 3- hydromotory, 4- písty, 5pojistný ventil

111

Obvod se dvěma hydromotory s postupnou činností Hydrogenerátor dodává tlakovou kapalinu pomocí dvou šoupátkových rozvaděčů do dvou hydromotorů. Regulaci pohybu obstarávají škrtící ventily (obr 127).

Obr. 127 Schéma systému s postupnou činností válců – montáţní schéma 1- hydrogenerátor, 2- šoupátkový rozvod, 3- členitý píst. 4,8- škrtící ventily, 5- zpětný ventil, 6,9- hydromotory, 7,10- písty, 11- šoupátkový rozvod, 12- členitý píst, 13- pojistný ventil

112

Obvody s regulačními hydrogenerátory U těchto systémů odpadají škrtící ventily a někdy i šoupátkové regulátory. Mnoţství dodávané tlakové kapaliny se nastaví regulačním hydrogenerátorem. Tyto obvody mohou být provedeny jako otevřené anebo jako uzavřené. U obvodu otevřeného nádrţe, do níţ vyúsťuje odpad. Mnoţství dodávané tlakové kapaliny reguluje hydrogenerátor sám. U obvodu uzavřeného je mnoţství kapaliny dáno velikostí pracovního prostoru. Proto se kapalina bude zahřívat při přerušovaném provozu opět ochlazovat. Tím dojde ke zmenšení objemu a netěsnostmi vnikne do systému vzduch. Proto je celý obvod napojen na menší nádrţ s kapalinou přes nasávací ventily (obr 128). Uzavřený obvod s dvěma hydrogenerátory je na (obr 129).

Obr. 128 Uzavřený obvod s regulačním hydrogenerátorem – montáţní schéma 1- regulační hydrogenerátor, 2hydromotor, 3- píst, 4- nasávací ventily, 5- pojistné ventil

Obr. 129 Uzavřený okruh se dvěma hydrogenerátory – montáţní schéma 1- hydrogenerátor, 2- regulační hydrogenerátor, 3- hydromotor, 4- diferenciální píst, 5- pojistné ventily, 6regulační šoupátko

113

Obvody pro pohyby rotační V obvodu je obvykle napojen regulační hydrogenerátor a rotační hydromotor. Přitom jak hydrogenerátor, tak i hydromotor jsou oba regulačního typu. Stavějí se buď jako obvody otevřené nebo uzavřené. U hydraulického obvodu pro pohyby rotační – otevřeného (obr 130 a) není moţno měnit smysl otáčení. Stálý tlak je v obvodu udrţován přetlakovým ventilem. Regulaci otáček je moţno provádět jak hydrogenerátorem, tak i hydromotorem. U hydraulického obvodu pro pohyby rotační – uzavřeného (obr130b) můţeme regulaci počtu otáček provádět buď hydrogenerátorem, nebo hydromotorem, ale i kombinací obou.

Obr. 130 Hydraulické obvody pro rotační pohyby – montáţní schéma a) otevřený: 1- regulační hydrogenerátor, 2- regulační hydromotor, 3- polistný ventil b) uzavřený: 1- regulační hydrogenerátor, 2- regulační hydromotor, 3- nasávací ventily

Příprava a montáţ hydraulického zařízení Často je nutno hydraulické prvky uskladňovat, protoţe okamţitá montáţ není moţná. V takovém případě musí být dodrţovány pokyny pro uskladňování, které dodává výrobce. V kaţdém případě je třeba zabránit korozi, která ve svých důsledcích sniţuje přesnost, aţ znemoţňuje i samu funkci hydraulického zařízení. Po jeho montáţi a uvedení do chodu jiţ toto nebezpečí nehrozí, protoţe tlaková kapalina (dosud převáţně olej) bezpečně před koroí chrání. Samo skladování má být uskutečněno v místnosti, kde nedochází k prudkému kolísání teploty. Místnost má být suchá, s teplotou + 10 aţ + 30 C. Skladované součásti mají být mimo konzervac téţ zabaleny. Uskladnění má být provedeno v dřevěných regálech, rozhodně ne na zemi. Místnost a její úklid mají být bezprašné. V místnosti, kde je hydraulické zařízení uskladněno, nesmějí být skladovány látky agresivní jako louhy, kyseliny apod. Při montáţi se vţdy musí postupovat podle pokynů výrobce, uvedeného v návodu. Hydraulické prvky musíme udrţovat v naprosté čistotě, musíme uţívat kapalinu předepsanou výrobcem, provozní podmínky musí odpovídat pokynům výrobce. To má vliv na ţivotnost dodaného zařízení. Platí, ţe hydraulická zařízení nesmějí být umisťována v agresivním nebo velmi nečistém prostředí, nemají být vystavovány přímým povětrnostním vlivům. Mají být chráněna před zdroji tepla, jinak dochází k znehodnocení oleje a těsnění. 114

Musí se dodrţovat předepsané rozmezí vstupního tlaku a světlost sacího potrubí. Jsme-li nuceni pouţít při instalaci delší potrubí, neţ odpovídá doporučeným hodnotám, volíme se zřetelem k nárůstu tření jeho větší světlost. Také při instalaci prvků, u nichţ můţe vzniknout velký odpor (škrtící a uzavírací ventily, filtry aj.), postupujeme opatrně. Také odpadní potrubí musí mít dostatečnou světlost, tak aby v něm nevznikly průtokové odpory. Odpadní potrubí musí končit pod hladinou v nádrţi. Veškeré ocelové potrubí chráníme proti korozi nátěrem. Není však vhodné natírat barvou i hydraulické prvky, zvláště jsou-li vyrobeny z lehkých slitin a mají-li povrchovou úpravu. Nános barvy zhoršuje odvod tepla do prostoru. Při montáţi hydrogenerátorů dodrţíme přesné pokyny výrobce o plnění kapalinou před montáţí nebo po montáţi. Není vhodné umisťovat hydrogenerátor do nádrţe nebo ho dokonce ponořit do kapaliny. Docházelo by k neţádoucímu ohřívání kapaliny a přenášení vibrací na nádrţ. Musíme zamezit přenášení jak axiálních, tak radiálních sil na hnací hřídel hydrogenerátoru. Volíme vţdy samostatné uloţení hnacího elementu (ozubené, řetězové kolo nebo řemenice) v konzole a loţisku. Vše, co je uvedeno o hydrogenerátorech, platí i rotačních hydromotorech. Hydromotory a hydrogenerátory musí umoţňovat snadné spojení s hnacím nebo poháněným strojem. Proto musí mít nenásilné, ale tuhé upevnění. U hydromotorů s přímočarým pohybem je výhodné vzhledem k odvzdušnění, aby hrdla směřovala vzhůru. Vstupní hrdla se napojí pomocí tlakových pryţových hadic, které umoţňují osový pohyb hydromotoru. Montáţ ventilů musí být provedena tak, aby osa šoupátka byla v horizontální poloze. Dbáme, aby rozvaděče byly upevněny na obou koncích.

Uvedení hydraulického zařízení do provozu Nejdříve se kontroluje, zda jednotlivé části mechanizmu správně fungují. Kontroluje se smysl otáčení, neomezenost předepsaných pohybů a zjišťuje se správnost krajních poloh. Před plněním obvodu kapalinou je nutno, aby všechny jeho části byly řádně vyčištěny a všechna předepsaná místa naplněna mazacím olejem. Pak naléváme hydraulický olej aţ do výšky uvedené na olejoznaku. Při nalévání dbáme, aby se do oleje nedostaly nečistoty, a lijeme ho přes jemné síto. Hydraulický olej musí vţdy odpovídat předpisu výrobce zařízení a nesmíme pouţít jakkoli znehodnocený olej. Pouţíváme pouze olej, který je uskladněn v čistých a těsně uzavíratelných nádobách. Nesmíme opomenout seznámit se s návodem k obsluze, který výrobce se zařízením dodává. Dřív neţ zapojíme elektrický proud, zkontrolujeme hodnoty přívodu a údaje uvedené na štítku přístroje. I kdyţ je na stroji několik hnacích motorů, zapojujeme na krátký časový úsek pouze jeden motor. Celkové zapojení kontroloval totiţ výrobce, takţe stačí přesvědčit se o smyslu otáčení jednoho motoru. Zjistíme-li opačný smysl otáčení, zaměníme vzájemně přívodové fáze. Postupně zapínáme a vypínáme jednotlivé motory dvakrát aţ třikrát a kontrolujeme 115

přitom funkci mazacího zařízení, ventilů a hydrogenerátorů. Pečlivě zkontrolujeme dotaţení všech spojů. Výrobci sloţitých obvodů doporučují nepřipojovat u prvních startů hydromotory do okruhu a zkratovat je první půlhodinu hadicí. Před konečným připojením hydromotoru dojde k řádnému průplachu a hydraulický olej se vyčistí. Základní podmínkou správné funkce hydraulického zařízení je jeho bezvadné odvzdušnění. Naprostá většina hydraulických obvodů je odvzdušněna po krátkém uvedení do provozu samočinně. Pouze u výjimečných konstrukcí, např. u malých přímočarých hydromotorů s dlouhým přívodním vedením musíme odvzdušňovat. Plněním okruhu hydraulických olejem provádíme postupně. Ustavením polohy rozvaděče zajistíme volný průtok do nádrţe a zapneme hydrogenerátor. Postupně zapínáme hydromotory a současně doplňujeme tlakový olej v nádrţi. Veškeré potrubí se tak samočinně zaplní. V této fázi pečlivě kontrolujeme těsnost spojů, hlučnost a mnoţství tlakového oleje v nádrţi. Příčiny a odstraňování provozních poruch Při hledání závady je výhodné postupovat vylučovací metodou. Nejprve začneme ověřovat, zda závadu nezpůsobila drobná a jednoduchá závada, a teprve potom hledáme sloţitější moţné poruchy. Při hledání závad nám velmi pomůţe odpojitelný tlakoměr. U sloţitějších obvodů provedeme jejich rozdělení na jednotlivé sekce a postupně zkoumáme kaţdou sekci zvlášť. Vadný prvek v kontrolovaném obvodu určíme bezpečně tak, ţe postupně vyměňujeme podezřelé prvky za přezkoušené. Pokyny pro provádění oprav Jsou uvedeny pouze opravy, které jsou specifické pro hydraulická zařízení, to jsou opravy pístů, pouzder a šoupátkových rozvaděčů. V systémech do provozního tlaku 0,5 MPa staří písty válců a regulačních šoupátek přebrušovat. Těmito systémy nedosahujeme velmi jemných pravidelných posuvů. U zařízení, která pracují při vysokých tlacích do 10 MPa nebo u zařízení, kde vyţadujeme abnormální jemnost posuvů, nestačí zabrušování, ale je nutné honování, superfinišování nebo lapkování. Tím dosáhneme tzv. savého pohybu pístu. Pracujeme v rozmezí několika mikrometrů (mikronů). Důleţitá je volby materiál, a to se zřetelem k součiniteli tření, opotřebení a součiniteli roztaţnosti. Pro výrobu pístů tlakových válců a šoupátek pouţíváme cementačních ocelí. Jde-li o zvlášť dlouhé součásti, chromujeme je natvrdo, aby se při tepelném zpracování nedeformovaly. Pro výrobu válců a pouzder pouţíváme jemnozrnné litiny. Tytéţ materiály jsou vhodné pro litiny. Ţádané souososti polohy pístu a pouzdra šoupátkového rozvodu se dosáhne co nejpečlivějším obrobením těchto částí. Nejdříve vyvrtáme co nejpečlivěji díry v rozvodovém tělese. Díry musí být naprosto přesně pod předepsaným úhlem a musí být dokonale válcové. Protoţe povrch pouzder musí být přesně obroben, součást honujeme. Tímto provedením zamezíme deformaci pouzder. Pouzdra pro nalisování honujeme na přesný průměr. Píst šoupátkového rozvodu lapujeme v konečné fázi litinovým lapovacím krouţkem a pouţitím velmi jemné 116

lapovací pasty. Není správné lapovat píst přímo v pouzdru, protoţe při tom nezabráníme vzniku kuţelovitosti pouzdra, a tím pak i rychlému opotřebování při provozu. Po správném lapování pístu musí být jeho uloţení v pouzdru tak těsné, ţe vzniká sací účinek. Před namontováním a uvedením do chodu musí být součásti velmi pečlivě očištěny.

Kontrolní otázky: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Vysvětlete pojem viskozita Které jsou základní prvky hydraulických obvodů? Které hydrogenerátory znáte? Popište funkci zubového hydrogenerátoru s přímými zuby. Co víte o utěsňování hydraulických mechanizmů? Popište funkci redukčního ventilu. Popište přípravu hydraulického zařízení před uvedením do provozu.

SHRNUTÍ: Úkolem této kapitoly bylo vysvětlit, na jakém principu funguje hydraulika a z jakých součástí se skládá.

117

6

Pneumatické mechanismy

Cíle této kapitoly: Tato kapitola slouţí jako pomůcka pro pochopení pneumatického mechanismu, seznámení s důleţitými prvky, obsluhu a údrţbu. Pneumatické mechanismy jsou ústrojí, v nichţ působí stlačený vzduch. K výrobě stlačeného vzduchu se pouţívá kompresorů, které stlačují vzduch z tlaku okolního prostředí na poţadovaný pracovní tlak. Jsou to jednak pístové stroje poháněné elektromotorem nebo spalovacím motorem, jednak rotační stroje – turbokompresory. Pístové kompresory jsou vzhledem k své účinnosti výhodnější neţ rotační a mají i lepší moţnost plynulé regulace. (Úkolem regulace je udrţovat pomocí změny dopravovaného mnoţství stlačeného vzduchu konstantní potřebné veličiny, zejména stálý konečný tlak.) Pro stlačování vzduchu na tlaky 5 aţ 8 kp/cm2, obvyklé v průmyslu, postačí jednostupňový kompresor. Dvojstupňové kompresory, u nichţ se vzduch po stlačení v jednom válci (stupni) na mezitlak vede do druhého válce, aby byl stlačen na konečný tlak, mají sice mezi prvním a druhým stupněm výhodné chlazení, jímţ se spoří elektrická energie, ale přesto náklady na energii nejsou za normálních podmínek podstatně menší neţ u jednostupňových. Jen v případech, kdy pro zvlášť vysokou teplotu okolního prostředí nebo pro vysoké kompresní tlaky by při pouţití jednostupňového kompresoru vznikla teplota vyšší neţ 200°C, má se dát přednost dvojstupňovému kompresoru. Ústí sacího potrubí má být v místě s pokud moţno nízkou teplotou okolního vzduchu, který má být co nejčistší. Sníţení teploty nasávaného vzduchu o 1 °C přináší zvětšení nasátého mnoţství vzduchu o 1/3 %. Protoţe v průmyslových oblastech je vzduch znečištěn prachem, zařazuje se většinou před sací potrubí filtr, který se u malých kompresorů umísťuje na sací hrdlo. Průtok vzduchu sacím i výtlačným potrubím vykazuje tlakové vlny, probíhající oběma směry a působící téţ na nevítaný hluk. K tlumení tohoto hluku se často zařazuje do sacího nebo výtlačného potrubí větrník. Také tlak za kompresorem kolísá v rytmu tlakových rázů způsobených pracovním taktem. Proto se mezi kompresor a rozvodné potrubí vkládá větrník (obr. 131), který slouţí k vyrovnání těchto rázů a k zlepšení rovnoměrnosti odběru stlačeného vzduchu.

Obr. 131 Větrník

118

Výbava větrníků, konstruovaného jako tlaková nádoba, má obsahovat uzavírací ventil, pojistný ventil, manometr, průlez a kohout k vypouštění zachyceného mazacího oleje a kondenzované vody. Protoţe se však teplota ve směru proudění stále sniţuje, tvoří se stále další kondenzát i v potrubí, a proto se také na všech nízko poloţených místech potrubí musí umístit vypouštěcí kohouty. Tlak vzduchu má být před kaţdým pneumatickým zařízením stálý i při kolísavém tlaku v hlavním potrubí. Pro úsporu vzduchu je také třeba jeho tlak seřizovat na nejmenší hodnotu postačující k vykonávání poţadované práce. Redukční ventily, které mají plnit tento úkol, jsou v podstatě tlakové regulátory, které za sebou udrţují konstantní tlak (sekundární tlak), a to nezávisle na výši vstupního tlaku (primárního), jakoţ i na mnoţství vzduchu ventilem procházejícím. Ukázka redukčního ventilu je na obr. 132. V horní části tělesa je píst, na nějţ tlačí pruţina. V dolní části tělesa je vstupní otvor, výstupní otvor, ventilové sedlo a kuţelka (s pruţinou), spojená s pístem. Otáčením šroubu lze vyvodit tlak na pruţinu, čímţ se přes píst otevírá kuţelka. Stlačený vzduch po naplnění prostoru pod pístem proudí výstupním otvorem k pracovnímu válci. Jakmile je ve válci dosaţeno ţádaného tlaku, začne píst tlačit na pruţinu a stlačuje ji, přičemţ kuţelka přivírá přívod vzduchu. Stlačený vzduch, pouţívaný k pohonu pneumatických zařízení, nemá být znečištěn prachem, má být co nejsušší a má unášet olej rozprášený v jemnou mlhu, která zajišťuje mazání přístrojů.

Obr 132 Redukční ventil

119

Filtr jednoduché konstrukce je na obr. 133. Vzduch vchází vstupním otvorem tangenciálně do zvonovité nádoby (obvykle z průhledné hmoty) a působením odstředivé síly se hrubší nečistota odděluje a klesá ke dnu nádoby. Vzduch prostupuje vlastním filtračním tělesem k výstupnímu hrdlu.

Obr. 133 Jednoduchý filtr

Maznice stlačeného vzduchu jsou zařízení pracující podle principu zplynovače: proud vzduchu nasává z nádrţe maznice olej, a ten se v rozprašovací trysce rozptyluje v mlhu, kterou proud vzduchu unáší. 1) Pneumatické motory jsou hnací stroje, v nichţ se energie stlačeného vzduchu přeměňuje v mechanickou práci. Dělí se na pístové a rotační. Pístové motory se však jiţ většinou vyskytují jen u starších přístrojů. Rotační pneumatické stroje se skládají z malého pneumatického motoru, pohánějícího vřeteno, na němţ je upnut vlastní nástroj. Nástroj lze vhodným způsobem spojovat s vřetenem, takţe na témţ pneumatickém stroji se dá pracovat s různými nástroji, například s brousícími kotouči, nástrčnými klíči, šroubováky apod. Nástroj však můţe být s vřetenem spojen tak, ţe představuje stroj jen určitého druhu, například vrtačku, brusku na broušení obvodem kotouče apod. Podle účelu a velikosti nástroje pracují tyto stroje s rychlostmi od 200 do 300 000 ot/min. Pro malé a střední rychlosti se nejvíce pouţívá motorů křídlových, pro největší rychlosti pneumatických turbínek. Křídlový motor (obr. 107) má píst rotující v dutině válce. V jeho radiálně umístěných dráţkách jsou posuvně uloţena křídla, která jsou k stěně válce přitlačována odstředivou silou. 120

Stlačený vzduch se přivádí vstupním otvorem ve válci do komory I, kde působí na plochu křídla. Jakmile další křídlo mine vstupní otvor, působí na předchozí křídlo jiţ jen tlak expandujícího (rozpínajícího se) vzduchu. Nejvíce pouţívané pneumatické stroje rotační jsou známé pneumatické vrtačky, brusky, leštičky, šroubováky, závitořezné stroje, nůţky na plech aj.

Obr. 134 Křídlový motor

2) Úderné stroje Úderný pneumatický stroj je v podstatě válec, v němţ píst koná kmitavý pohyb tím, ţe stlačený vzduch se střídavě přivádí na příslušnou stranu pístu. Rozeznáváme ventilové stroje, do nichţ se stlačený vzduch přivádí vhodnými ventily do prostoru nad pístem nebo pod ním, a bezventilové stroje, u nichţ rozvod vzduchu obstarávají kanály ve stěnách válce (podobně jako u dvoutaktního spalovacího motoru). Máme tedy stroje s rozvodem ovládajícím vstup vzduchu (většinou kladiva) a stroje s rozvodem ovládajícím vstup i výstup vzduchu. Bezventilový úderný stroj je schematicky znázorněn na obrázku 135 (sekací kladivo). Stlačený vzduch vniká do pracovního prostoru plnicím kanálem, který ústí v pracovním prostoru válce těsně u spodního konce. Ke konci zpětného zdvihu proudí stlačený vzduch z prostoru válce pod pístem průtočným kanálem do prostoru nad pístem. Výfukový kanál obvykle spojuje pracovní prostor přímo s atmosférou. Bezventilových kladiv lze pouţívat jen jako nástrojů s velkým počtem úderů a s malou energií rázů. Má-li se dosáhnout větší pohybové energie, musí se urychlit pohyb pístu, coţ je moţné jen u strojů s rozvodem. Pouţívá se různých rozvodů, zejména kuličkových, destičkových a klapkových. 121

Obr. 135 Bezventilový úderný stroj

Klapkový rozvod, pouţitý u našich bouracích kladiv, vidíme na obr. 136. Rozvodový orgán je klapka tvaru mezikruţí s oboustranným úkosem, která se překlápí podle hrany probíhající středem, vzniklé pronikem obou protilehlých zkosených ploch. Klapka střídavě otvírá a zavírá otvor 1, ústící ve válci nad pístem a kanál 2, ústící pod pístem. Polohovací kolíky zajišťují správnou polohu klapky. Úderné pneumatické stroje se uplatňují zejména v hornictví, stavebnictví a příbuzných odvětvích jako kladiva sbíjecí, bourací a vrtací. V kovoprůmyslu slouţí jako kladiva sekací a nýtovací, dále jako pěchovačky a vyráţečky jader apod. Jsou to spolehlivé nástroje vynikající malou hmotností.

Obr. 136 Klapkový rozvod

3) Pneumatické válce Pracovní válce na stlačený vzduch jsou zařízení s neobyčejně širokou oblastí pouţití, jeţ se nadále rozšiřuje. Uplatňují se zejména při mechanizaci a automatizaci jednoduchých pohybů, jeţ dříve musely být prováděny ručně, a také k pohonu sloţitých jednoúčelových strojů. 122

Vyrábějící se v nejrůznějších tvarech s průměry od 5 do 400 mm a se zdvihy od několika milimetrů do 4 000 mm. Dodávají se pro různé způsoby upevnění, jako se šroubeními, s patkami, s přírubami, s oky apod. Válce se vyrábějí z oceli, slitin hliníku, nebo z mosazi, a jsou upraveny tak, aby těsnicí prvky pro píst, pístnici i válec bylo moţno vyměňovat co nejrychleji. Jako těsnění se většinou uplatňují manţety nebo krouţky O. Jednočinný pracovní válec je schematicky znázorněn na obrázku 137. Z větrníku je přiváděn stlačený vzduch k rozdělovači, kterým se řídí jeho přívod pod píst válce, nebo se prostor pod pístem spojuje s atmosférou za současného uzavření přívodu stlačeného vzduchu. V poloze I je vzduch přiváděn pod píst, který se tím uvede do pohybu. Zpětně pohyb pístu se uskuteční natočením rozdělovače do polohy II, přičemţ se prostor pod pístem spojí s atmosférou; vzduch pak volně uniká a tlak pruţiny vrací píst do jeho výchozí polohy.

Obr. 137 Jednočinný pracovní válec

Dvojčinný válec je na obr. 138. Rozdělovač řídí průtok vzduchu před píst a zároveň odvádí vzduch z opačné strany pístu. Otočením rozdělovače do polohy II se chod pístu obrací. Protoţe dvojčinné válce spotřebují dvojnásobné mnoţství vzduchu neţ jednočinné, má se pokud moţno vystačit s jednočinnými válci. Ovšem tam, kde je zapotřebí, aby síla působila v obou směrech, uplatní se správně válce dvojčinné. Mají-li být v jednom směru uplatněny větší síly neţ v druhém, můţe se pouţít buď válce s diferenciálním pístem, nebo válce s rozdílnými tlaky (podobně jako v hydraulice). Pro malé zdvihy se často volí tzv. membránové válce, coţ jsou pneumatické komory, u nichţ je píst nahrazen pruţnou membránou. Okraj membrány je spojen s víky válce a její střední část s pístnicí. Téhoţ principu se také pouţívá ke konstrukci výborných upínadel obrobků apod. Princip práce pneumatického válce se uplatňuje mj. téţ u zvedáků, posunovačů důlních vozíků, pneumatických svěráků, pneumatických podpěr a četných jiných zařízení.

123

Obr. 138 Dvojčinný pracovní válec

4) Potrubní síť Materiálem jsou ocelové bezešvé trubky. Trubky malých světlostí lze navzájem nebo s jednotlivými pneumatickými stroji spojovat rozebíratelnými spoji. Nejvhodnější jsou šroubení, například se svěracím krouţkem, dále lemové spoje a různá šroubení speciální. Všechny rozebíratelné trubkové spoje lez montovat v podstatě v kratším čase neţ pájené spoje a šroubení se závitem. Trubky se závitem se spojují tvarovkami. Potrubí většího průřezu se spojuje přivařovacími přírubami. Zásadně se nepouţívá oválných přírub se dvěma šrouby. Závitové spoje s tvarovkami se utěsňují obvykle konopím, potřeným lojem či hermetikem apod. Těsnivem přírubových spojů jsou azbestové desky červené barvy, které vyhovují maximálnímu pracovnímu přetlaku 16 kp/cm2 a max. pracovní teplotě 200 °C. Z tlouštěk 1 aţ 3 mm je výhodnější těsnění tenčí; tlustší těsnění sice snadněji vyrovná nerovnosti těsnících ploch, ale časem se stlačí tak, ţe se matice šroubů musí za provozu dotahovat. Armatury. V pneumatické potrubní síti se pouţívá ventilů, šoupátek, kohoutů, samouzavíracích ventilů a zpětných ventilů. Důleţité je dbát na správnou jmenovitou světlost Js, jmenovitý tlak Jt, ale také na dostatečné vybavení armaturami a na jejich vhodné umístění. Hodnoty Js a Jt určují velikost armatury a její pracovní stupeň. Nejvyšší dovolený přetlak daný příslušným provozním stupněm se smí překročit jen na krátkou dobu a maximálně o 10 %. Provozní teplota se překročit nesmí. Uzavírací ventily jsou popsány na straně 43. Vedle výhod, tj. malý zdvih kuţelky, rychlé ovládání a snadná údrţba, mají tyto nevýhody: proudící látka musí měnit svůj směr, takţe odpor je značný; otevírání a uzavírání působí rázy v potrubí; v mrtvém prostoru tělesa se usazují nečistoty a voda sraţená ze vzduchu. Šoupátka (obr. 139) uzavírají průtočný průřez zasouváním dělící desky mezi dvě sedla tělesa. Výhodou šoupátek je, ţe nemají hydraulické ztráty, při otevírání a zavírání nepůsobí rázy v potrubí, ţe jich lze pouţít pro obousměrné proudění a ţe regulace mnoţství je přesnější. 124

Naproti tomu se obtíţně vyrábějí i opravují, teplá šoupátka se těţko otvírají a při manipulaci za tlaku na desku trpí větším opotřebením těsnicích ploch.

Obr. 139 Šoupátko

Kohouty. V pneumatické potrubní síti se pouţívá menších kohoutů, a to jen k vypouštění kondenzátu a uzavírání přívodu vzduchu k pneumatickým spotřebičům. Jsou to kohouty jiţ uvedené. Vzduchový kohout podle obr. 140 s kuţelovým otvorem k připojení nátrubku pro hadici. Kohouty pro pneumatickou síť jsou vzhledem k značnému namáhání ocelové. Hodí se jen pro niţší tlaky a teploty.

Obr. 140 Vzduchový kohout

Zpětné ventily (obr. 141) mají úkol umoţnit průtok látky v jednom směru a zabránit průtoku ve směru opačném. Montují se tak, aby kuţelka zaujímala takovou polohu, která zaručuje spolehlivé samočinné uzavření průtoku při zpětném proudění látky protékající potrubím. Pro různá pouţití se zřetelem na přípustný pokles tlaku se pouţívá různých konstrukcí. 125

V této krátké základní informaci nelze se zmínit o četných dalších druzích ventilů, z nichţ zejména rozvodové ventily tvoří neobvykle početnou skupinu konstrukčních prvků umoţňujících velmi pokrokové aplikace pneumatických zařízení.

Obr. 141 Zpětný ventil

Upevňování potrubí. Vodorovně vedené potrubí musí být uloţeno tak, aby mělo potřebný spád a nehromadila se v něm voda sraţená ze vzduchu; tento spád má být minimálně 1:200, tj. 5 mm na 1 m délky, směrem k odvodňovací nádobě. Upevnění musí být bezpečné se zřetelem na vlastní tíhu a tíhu protékající látky (vzduch a kondenzát), popřípadě tíhu izolace. Síly z této tíhy vyplývající namáhají potrubí na ohyb, na coţ se musí brát zřetel při volbě způsobu upevnění a vzdálenosti podpěr či závěsů. Dovolený průhyb mezi podpěrami je maximálně 1 mm, aby se v nejniţším místě nemohla shromaţďovat voda. Odvodňovací nádoby (obr. 142), určené pro shromaţďování vody, se montují v nejniţších místech potrubí. Uvnitř nádoby bývá vloţena stěna, na níţ se zachycují drobné kapky ze vzduchu, který na ni naráţí. Voda, kterou nelze zcela zachytit v odvodňovacích nádobách, vylučuje se ze stlačeného vzduchu v odlučovači, který se umísťuje na konci rozvodového potrubí. Odlučovač je tlaková nádoba s filtrační náplní (koks). Voda sraţená ze vzduchu se usazuje na dně nádoby, odkud se alespoň jednou za osm hodin vypouští.

126

Obr. 142 Odvodňovací nádoba

Pryţové hadice tlakové Potrubí pro přívod vzduchu má být vedeno co nejblíţe k pneumatickému stroji i v případech, kdy jde o přenosné stroje spojované s pneumatickou potrubní sítí hadicemi. Tyto hadice se skládají z nepropustné pryţové duše, několika textilních vloţek a gumového pláště. Kaţdá hadice má vydrţet nejen normální pracovní tlak, ale také zkušební tlak (trojnásobek pracovního tlaku), při němţ musí zachovat svůj průměr i délku. Pryţové hadice se s potrubím, rozvaděči vzduchu a s pneumatickými stroji spojují normalizovanými přípojkami, které se skládají ze tří částí: závitového hrdla, s nímţ se přímý nátrubek spojuje přesuvnou křídlovou maticí. Na nátrubek se hadice upevňuje hadicovými svorkami. Údrţba a montáţ U pojistného ventilu je nutno mazat vedení kuţelek tukem. Pneumostatické ventily pro řízení tlaku patří mezi sloţitá, ale zároveň přesná zařízení. Jednu z hlavních funkcí u ventilů mají pruţiny. Jsou přesně určeny tak, aby vyhovoval průběh jejich síly v závislosti na stlačení pístu nebo membrány. Není moţná jejich náhodná náhrada. Při výměně je nejlépe pouţít pruţiny originální, popřípadě je vyrobit podle návodu výrobce. Zjistí-li se netěsnost, je nutno uvolnit zátky, zkontrolovat stav těsnících ploch kuţelek i sedel v tělese a při zjištění závad provést jejich výměnu. Přístroje pro rozprašování maziva U pneumatických přístrojů jsou vůle mezi vzájemně se pohybujícími součástmi velmi malé, aby stlačený vzduch neunikal. V místech tření proto vznikají velké odpory, které se sniţují mazáním. Do okruhu se vřazuje rozprašovač maziva, který zajišťuje rozptýlení oleje do proudu vzduchu a tím do celého okruhu. Rozprašovač maziva se montuje obvykle za čističem, před další přístroje v obvodu. 127

Regulační rozprašovač maziva při kaţdém zdvihu válce vstříkne nastavenou dávku oleje do potrubí. Z něho je olej strhován proudícím vzduchem do válce nebo do jiného přístroje. Pouţívanější je ejektorový rozprašovač maziva (obr. 143). Hlavní části jsou těleso1, nádobka 2, regulační šroub 3 a T-kus příslušné světlosti 4. T-kus musí být zvolen tak, aby v něm byla rychlost proudícího vzduchu minimálně 20 m.s-1. Potom následkem rozdílů tlaků vzduch samočinně strhuje určité mnoţství oleje a unáší ho ve formě mlhoviny k přístrojům. Kdyţ přestane proudit, přeruší se i strhávání oleje z nádrţky. Mnoţství takto dodávaného oleje se nastavuje regulačním šroubem a kontroluje se průhledným okénkem. Kontroluje se i mnoţství oleje v rozprašovači maziva, je viditelné v průhledné nádobce.

Obr.143 Ejektorový rozprašovač maziva 1- těleso, 2- nádobka, 3- regulační šroub, 4- tvarovka T

Údrţba a opravy Rozprašovač maziva je nutno plnit předepsaným olejem. Nádobka nádrţe se chrání před roztoky alkoholu, glykolu, etheru i dalších agresivních látek. Zabrání se tak jejímu poškození. Maznice se plní otvorem, v němţ je zašroubována plnicí zátka, v době plnění nesmí být pod tlakem. Rozprašovač maziva, který je v provozu, je třeba alespoň jednou za půl roku rozebrat a řádně vyčistit. Při znečištění se nádobka vymývá mýdlovou vodou. Nejčastější závadou v provozu je únik vzduchu mezi nádobkou a tělesem. Odstraní se řádným dotaţením nádobky. Jestliţe olej nejde do rozprašovací komory, je nutno nejdříve řádně 128

vyregulovat škrtící ventil, který bývá příliš zataţený. Je-li znečištěn přívod oleje, stačí ho profouknout stlačeným vzduchem. Příčiny a hledání závad v pneumostatických obvodech Na činnost a mnoţství závad v pneumostatických obvodech má zásadní vliv uţivatel, který musí dodrţovat všechny podmínky provozu stanovené výrobcem. Ty se dají shrnout do několika oblastí. Jestliţe bude překročen výkon tlakového zdroje připojováním dalších spotřebičů, vyskytnou se často závady. Jsou-li navíc dodatečné spotřebiče v chodu jen občasně, objevují se závady také zřídka a obtíţně se zjišťují, např.: chyby v časovém sledu taktů přímočarých pneumostatických motorů, pokles síly u lisů při poklesu tlaku apod. Tlakové ztráty, a tím vady ve funkci, mohou dále vést ke změnám průřezů způsobeným zanesením nečistotami a mastnotou. Uvolněné šroubení ve spojích potrubí bývá z nedbalosti opraváře. Nesprávné je zuţování potrubí při opravách, kterým si často opravář usnadňuje práci. Zmenšení průřezu o 20 % znamená dvojnásobnou tlakovou ztrátu. Důleţité je vyčištění (profouknutí) přívodního potrubí před připojením k okruhu. Dostanou-li se částečky nečistot, zbytky těsniva, třísky po řezání závitů apod. do řídicích prvků, způsobují poruchy – šoupátka blokují, třísky vytlačené do sedel ventilů znamenají jejich netěsnost atd. Pro bezporuchovou činnost obvodu je důleţité správné mazání. To znamená: - Vhodně zvolit mazivo, hlavně u motorů s vratným pohybem pístu - Nastavit správné dávkování oleje v rozprašovači maziva, nadměrné mazání je škodlivé - Při údrţbě měnit v předepsané lhůtě všechna těsnění, zbytky tuku a oleje odstranit a znovu namazat - Pístní tyče chránit před usazeninami, které ničí vnitřní manţety. Vlastní hledání závad v obvodu má být systematické. V odborné literatuře jsou zpracována schémata pro hledání závad. Ta pro určitou poruchu stanoví, co se má postupně kontrolovat a co v případě zjištění určité funkce prvku opravit. I kdyţ jsou schémata dosti sloţitá, je hledání závad podle nich jednoznačné a předpokládá brzké vyhledání jejich příčin. Kontrolní otázky: 1. Srovnejte výhody a nevýhody pouţití hydrostatických a pneumostatických mechanismů. 2. Popište princip a funkci uzavíracích pneumostatických řídicích prvků: kohoutu a uzavíracího ventilu. 3. Jak se provádí kontrola těsnosti pneumostatického okruhu? 4. Vyjmenujte přístroje nutné k zajištění chodu pneumostatického obvodu. SHRNUTÍ: Úkolem této kapitoly bylo objasnění, na jakém principu funguje pneumatika, z jakých částí se skládá a k čemu se v praxi nejčastěji vyuţívá. 129

VĚDOMOSTNÍ TEST

1. Loţiska rozdělujeme podle druhu tření na: a) odvalovací a pruţná b) kluzná a valivá c) pevná a pohyblivá

2. Loţiska podle směru zatíţení dělíme na: a) kluzná a valivá b) tlustostěnná a tenkostěnná c) radiální a axiální

3. Kluzné loţisko celistvé má konstrukci ve tvaru: a) pouzdra b) pánve c) kalibru

4. Kluzné loţisko dělené se skládá: a) z pouzdra b) z pánví c) z řemenice a náboje

5. Valivé loţisko se konstrukčně skládá z: a) pouzdra a výstelky b) vnějšího a vnitřního krouţku, valivých tělísek a klece c)kuliček, válečků a maziva

130

6. Valivé loţisko pro snadnější montáţ lze: a) zahřát v olejové lázni do 100°C b) upravit pilníkem c) naříznout úhlovou bruskou

7. K mazání loţisek se pouţívá: a) kovových pilin b) nafta nebo petrolej c) plastické mazivo a olej

8. Pro demontáţ valivých loţisek se pouţívají: a) stahováky b) imbusové klíče c) kombinované kleště

9. Nejznámější pouţití klikového mechanismu z praxe je: a) u kladkostroje b) v automobilovém průmyslu (klikovka, ojnice, píst) c) v hydraulické soustavě

10. Prvky k přenosu rotačního pohybu jsou: a) loţiska a spojky b) ojnice a píst c) řemenice

131

11. Mechanismy, které spojují trvale nebo dočasně hnací a hnaný hřídel se nazývají: a) loţiska b) spojky c) západka

12. Speciální řetězy pro dopravníky jsou řetězy: a) Ewartovy b) článkový c) svařovaný

13. Mají-li kola u ozubeného převodu značně rozdílné průměry, nazýváme menší kolo: a) převodník b) šnek c) pastorek

14. Podle vzájemné polohy kol rozdělujeme čelní ozubené soukolí na: a) vnější, vnitřní, hřebenové b) různoběţné c) řemenici a pastorek

15. U vačkového mechanismu je vačka: a) ozubené kolo b) kotouč s výstupkem c) řemenice

132

16. Hydromotor slouţí jako: a) pojistný ventil b) součást k přeměně tlakové energie kapaliny v pohybovou c) elektrocentrála

17. U hydraulických mechanismů je prostředek, který přenáší energii pro změnu pohybů: a) vzduch b) lidská síla c) kapalina

18. U pneumatických mechanismů je prostředek, který přenáší energii pro změnu pohybů: a) olej b) vzduch c) nafta

19. Co provedeme, kdyţ je v hydraulické soustavě vzduch: a) odvzdušníme a hledáme příčinu (např. netěsnost potrubí) b) zvětšíme otáčky hydromotoru c) vyfoukneme ho kompresorem

20. Klínový řemen se skládá: a) z kůţe a ocelových vláken b) z gumy a kůţe c) pryţe, kordových textilních vláken a textilního obalu

133

Správné řešení vědomostního testu: 1a), 2c), 3a), 4b), 5b), 6a), 7c), 8a), 9b), 10a), 11b), 12a), 13c), 14a), 15b), 16b), 17c), 18b), 19a), 20c).

Za kaţdou správnou odpověď si započtěte 1 bod, za chybnou odpověď 0 bodů. Součtem získaných bodů získáte své hodnocení:

Klasifikace Počet bodů

Neprospěl 0 - 12

Prospěl 13 -20

134

GLOSÁŘ

Axiální loţisko – zachycuje síly, které působí v ose hřídele. Čep – části hřídele, které jsou uloţeny v loţiscích nebo nesou řemenice, ozubená kola atd. Hřídel – hlavní součást přenosu otáčivého pohybu, která je uloţena v loţiscích a jsou buď hnané, nebo hnací hřídele. Hydraulické mechanismy – pohyb se převádí tlakem kapaliny. Hydrodynamické mechanismy – přenášejí energii proudící kapalinou. Hydrogenerátory – dodávají tlakovou kapalinu v poţadovaném objemu a s potřebným tlakem. Hydromotory – dochází zde k přeměně tlakové energie v energii mechanickou. Hydrostatické mechanismy – přenášejí energii klidným tlakem kapaliny. Klikový mechanismus – převádí pohyb vratný v plynulý otáčivý pohyb (nebo naopak), např. u pístových strojů. Kluzné loţisko – probíhá zde smykové tření v pouzdrech nebo pánvích. Loţiska – zachycují síly působící na hřídel, nesou hřídel a strojní součásti na něm upevněné a zajišťují jeho polohu. Mechanické převody – jsou to rotační převody např. plochými nebo klínovými řemeny, řetězy, ozubenými koly atd. Pánev – dělená část kluzného loţiska. Pneumatické mechanismy – pohyb se převádí vzduchem nebo párou. Pneumostatické motory (pneumotory) – energie stlačeného vzduchu se v nich přeměňuje na mechanickou práci. Pouzdro – celistvá část kluzného loţiska. Převody – strojní zařízení, která přenášejí otáčivý nebo jiný pohyb z hřídele na jiné nesouosé hřídele. Převody s přímočarým pohybem – jsou to převody např. klika a ojnice, výstředník, vačka, pákové ústrojí, matice a šroub. 135

Radiální loţisko – síla, která zatěţuje loţisko, působí kolmo na osu rotace. Spojky – spojují trvale nebo dočasně hnací hřídel s hnaným. Ševingování – zlepšení tvaru a povrchu zubu u ozubeného kola oškrabáním na ševingovacích strojích. Nástroj má tvar ozubeného kola se šikmým ozubením a řeznými hranami na bocích zubů. Při vychýlených osách a otáčivém pohybu obrobku a nástroje se za vratného pohybu nástroje dokončuje povrch zubů ubíráním jemných třísek. Vačka – kotouč s výstupkem (palcem). Valivé loţisko – probíhá zde valivé tření za pomocí valivých tělísek (kuličky, válečky aj.).

POUŢITÁ LITERATURA Kareis Bedřich a kolektiv, Technologie I, Praha 1990 Outrata Jiří, Zámečník, Praha 1970 Ing.Heidinger Karol, Technologie oprav strojů a zařízení, Praha 1988 Ing. Mičkal Karel a Ing. Kolář Přemysl, Strojní montáţe, Praha 1987 Ing. Doleček Josef CSc a Ing. Holoubek Zdeněk, Strojnictví, Praha 1983 Krňák Rudol, Kvalifikační příručka montéra, Praha 1971

136

Učební text vznikl v rámci projektu „Obnova a modernizace technických oborů v Olomouckém kraji“, registrační číslo CZ.1.07/1.1.04/02.0071, operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost, oblast podpory Zvyšování kvality ve vzdělávání, termín realizace 1. 3. 2010 – 30. 11. 2011. Projekt byl spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR. Autor učebního textu: Renata Šimková Partneři projektu:  Střední škola polytechnická, Olomouc, Rooseveltova 79  Střední odborná škola Jeseník a Střední odborné učiliště strojírenské a stavební, Dukelská, 1240/27, Jeseník  Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Uničov, Moravské nám. 681  Střední odborná škola průmyslová a Střední odborné učiliště strojírenské, Prostějov, Lidická 4  Střední odborná škola technická, Přerov, Kouřílkova 8  Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Šumperk, G. Krátkého 30  Střední odborná škola průmyslová, Hranice, Studentská 1384  Střední odborné učiliště stavební Prostějov, Fanderlíkova 25  Střední odborná škola ţelezniční, stavební a památkové péče a Střední odborné učiliště, Šumperk, Bulharská 372/8  Úřad práce Olomouc  Magistrát města Olomouce, školský odbor 137