21.6.2011
Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje
Modul 03 - TP
ing.Jan Šritr
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
2
1
21.6.2011
KOLÍKY
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
3
ing.Jan Šritr
4
Způsoby použití kolíků
Kolíky a čepy
2
21.6.2011
Způsoby použití kolíků
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
5
Spojovací kolíky slouží: 1. k pevnému rozebíratelnému spojení dvou strojních částí, 2. k zajištění jejich přesné polohy 3. k zachycení příčných posouvajících sil. • Obvykle se používají kolíky normalizované, vyráběné v široké škále rozměrů a provedení. • Předpětí ve spojení součástí se dosáhne buď přesahem kolíku vůči díře nebo kuželovitostí zaraženého kolíku. • Kuželové kolíky jsou samosvorné s kuželovitostí 1 : 50. • Válcové kolíky se vyrábějí hladké nebo rýhované.
• Díry pro lícované válcové kolíky se vrtají a vystružují, obvyklá uložení jsou H7/n6, H7/m6, H7/p6. Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
6
3
21.6.2011
•Rýhované kolíky nevyžadují přesné lícování díry a jsou odolnější proti uvolnění. •Nejsou naopak vhodné pro spoje, které se často rozebírají a pro spojování hliníkových částí. •Únosnost spojů s rýhovanými kolíky je o cca. 20-30% nižší. •Nejčastěji se používá uložení H11/h11, H12/h11.
•Kuželové kolíky vytvářejí velmi přesné a pevné spoje. Zaručují stále přesnou polohu spojených částí i po opakovaném rozebrání spoje. •Nejsou vhodné pro spoje, na které působí otřesy a rázy. •Díry pro kuželové kolíky se musí vystružovat v obou součástech současně, obvyklá uložení jsou H11/h10, H12/h11. Kolíky a čepy
Čepy
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
Válcové a kuželové kolíky
7
Rýhované kolíky
ing.Jan Šritr
8
4
21.6.2011
PRUŽNÝ KOLÍK
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
9
DIN 1473, ISO 8740, ČSN 02 2173
Rýhovaný kolík s půlkulatou hlavou, pozinkovaný 2x4mm
kuželový rýhovaný kolík 5x35mm DIN1471 Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
10
5
21.6.2011
Zatížení příčnou silou ohybem. Spoj se kontroluje na otlačení stykových ploch a ohyb kolíku. Ohybové napětí kolíku:
Otlačení:
kde: Mb ... ohybový moment [Nmm] W b ... modul průřezu v ohybu [mm 3] Pb ... otlačení od ohybu [MPa] Pp ... otlačení od tlaku [MPa] F .... působící síla [N] s .... tloušťka desky [mm] h .... rameno síly [mm] d .... průměr kolíku [mm] KSb, KSp ... provozní koeficient Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
11
Smykové napětí kolíku:
Tlak ve spodní desce:
Tlak v horní desce:
kde: F .... působící síla [N] s1 ... tloušťka spodní desky [mm] s2 ... tloušťka horní desky [mm] d .... průměr kolíku [mm] i..... počet kolíků ve spoji KL ... koeficient rozložení zatížení KSb, KSp ... provozní koeficient
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
12
6
21.6.2011
Zatížení příčnou silou smykem. Spoj se kontroluje na otlačení stykových ploch a smyk kolíku. Doporučené rozměry spoje: d (0.2 .. 0.3) D D1 (1.5 .. 2) D - pro ocelový náboj D1 (2.5) D - pro náboj z šedé litiny Smykové napětí kolíku:
kde: F .... působící síla [N] D .... průměr táhla [mm] D1 ... průměr objímky [mm] d .... průměr kolíku [mm] i ..... počet kolíků ve spoji KL ... koeficient rozložení zatížení KSb, KSp ... provozní koeficient
Tlak v táhle:
Tlak v objímce:
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
13
Zatížení kroutícím momentem. Spoj se kontroluje na otlačení stykových ploch, smyk kolíku a kroucení hřídele. Smykové napětí kolíku:
Doporučené rozměry spoje: d » (0.2 .. 0.3) D D1 » (1.5 .. 2) D - pro ocelový náboj D1 » (2.5) D - pro náboj z šedé litiny
Tlak v hřídeli:
Tlak v náboji:
Napětí hřídele v krutu:
kde: T .... kroutící moment (Mk ) [Nmm] D .... průměr hřídele [mm] D1 ... průměr náboje [mm] d .... průměr kolíku [mm] KSb, KSp ... provozní koeficient Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
14
7
21.6.2011
Zatížení kroutícím momentem.. Spoj se kontroluje na otlačení stykových ploch, smyk kolíku a kroucení hřídele. Smykové napětí kolíku:
Doporučené rozměry spoje: d » (0.125 .. 0.2) D Lf » (1 .. 1.5) D D1 » (1.5 .. 2) D - pro ocelový náboj D1 » (2.5) D - pro náboj z šedé litiny
Tlak v hřídeli a náboji:
Napětí hřídele v krutu: kde T .... kroutící moment [Nmm] D .... průměr hřídele [mm] D1 ... průměr náboje [mm] d .... průměr kolíku [mm] Lf ... funkční délka kolíku [mm] i ..... počet kolíků ve spoji KL ... koeficient rozložení zatížení KSb, KSp ... provozní koeficient
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
15
Koeficient rozložení zatížení (KL) Vlivem výrobních a montážních nepřesností, nemusí být u spojů s více kolíky vždy dosaženo rovnoměrného rozložení zatížení mezi všechny kolíky. Skutečná nosná plocha spoje je pak nižší než nosná plocha stanovená teoreticky. Poměr mezi teoretickou a skutečnou nosnou plochou spoje je definován koeficientem rozložení zatížení. S ohledem na provedení spoje, přesnost uložení a počet kolíků se velikost koeficientu udává v rozmezí 0.5 až 1. Provozní koeficient (tlak) (KSp) Vyjadřuje celkový vliv výrobních a provozních parametrů na snížení únosnosti spoje z hlediska přípustného otlačení stykových ploch. Jeho velikost závisí na typu kolíku a charakteru zatížení spoje. S ohledem na zmíněné parametry jsou v literatuře uváděny hodnoty koeficientu v rozmezí 1 až 3. Provozní koeficient (ohyb, smyk) (KSb) Vyjadřuje celkový vliv výrobních a provozních parametrů na snížení únosnosti kolíku namáhaného smykem resp. ohybem. Jeho velikost závisí na typu kolíku a charakteru zatížení spoje. S ohledem na zmíněné parametry jsou v literatuře uváděny hodnoty koeficientu v rozmezí 1 až 3. Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
16
8
21.6.2011
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
17
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
18
9
21.6.2011
Ohybové napětí čepu: Zatížení příčnou silou ohybem. Spoj se kontroluje na otlačení stykových ploch, ohyb a smyk čepu. Doporučené rozměry spoje: a » (1.5 .. 1.7) d b » (0.3 .. 0.5) a l » (2 .. 2.5) d D » (2.5) d - pro ocel D » (3.5) d - pro šedou litinu
Smykové napětí čepu: Tlak v táhle:
Tlak ve vidlici:
kde: Mb ... ohybový moment [Nmm] W b ... modul průřezu v ohybu [mm 3] F .... působící síla [N] a .... šířka táhla [mm] b .... šířka vidlice [mm] d .... průměr čepu [mm] KSb, KSp ... provozní koeficient Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
Čepy s hlavou a otvorem pro závlačku
Válcové čepy v různém provedení Kolíky a čepy
19
Čepy s pružným zajišťovacím kroužkem
Pístní čepy ing.Jan Šritr
20
10
21.6.2011
Osové zajištění čepů: a) Zajištění hladkého čepu závlačkami s podložkou b) Zajištění hladkého čepu pojistnými třmenovými kroužky c) Zajištění čepu s hlavou maticí s podložkou d) Zajištění čepu s hlavou pojistným kroužkem e) Zajištění čepu pomocí přídržky proti otočení i posunu
e) Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
21
ing.Jan Šritr
22
Pojistky čepů a hřídelů proti osovému posunutí
Kolíky a čepy
11
21.6.2011
Kolíky a čepy
ing.Jan Šritr
23
12
