Köt ˝ogépelemek, kötési módok
2. Köt˝ ogépelemek, kötési módok Tevékenység:
2.14. Bordás és alakos tengelykötések
Az el˝oz˝o leckében olvashatott a reteszkötésekr˝ol. A bordáskötést tekinthetjük úgy is, mint a reteszkötésnek egy nagyobb nyomaték átvitelére alkalmas változatát. Ha a tengelyre a reteszhez hasonló bordákat készítünk, akkor bordástengelyt kapunk. A bordáknak megfelel˝o hornyokat a kapcsolódó agyba elkészítve és a tengellyel összeszerelve bordáskötést (2.45. ábra) hozhatunk létre.
Bordáskötést leggyakrabban szerszámgépekben, emel˝ogépekben és gépjárm˝uvekben használnak.
A nyomatékot az alakzáró kapcsolat következtében az agyhornyokba nyúló bordák viszik át. Az illeszked˝o felületek sokszor el is csúsznak egymáson (pl.: sebességváltás a gépkocsiknál). A bordákat ilyen esetben meg-munkálás után edzeni és köszörülni kell. Szokás a felületek nitridálása is, ami ugyan drágább a többi h˝ okezelés-nél, de utánmunkálást nem igényel, mert mérettartó eljárás.
2.45. ábra.A bordáskötés elemei
A bordáskötés nagy el˝onye, hogy a nyomatékátvitel közelít˝oleg egyenletes az egész tengely kerületén, és
arány-lag rövid aggyal is nagy nyomaték vihet˝o át amiatt, hogy a kerületi er˝o sok felületen oszlik meg. A bordák miatt a feszültséggy˝ujt˝o hatás jelent˝os, megfelel˝o bordázattal azonban kedvez˝obb lehet, mint a retesz vagy ékkötés.
A bordázat alakjától függ˝oen többféle kivitel használatos. Leginkább szokásos a párhuzamos, egyenes élekkel (sík érintkez˝o felületekkel) határolt egyenes profilú bordázat (2.46. ábra). Elterjedten használják az evolvens és ék fogazatot is (2.47. a); b) ábra), amelyet a magyar szabvány barázdafogazatú tengelykötésnek nevez.
A profilos tengelyt lefejt˝o eljárással (csigamaróval) – ez a termelékenyebb, pontosabb módszer –, vagy pedig tárcsamaróval, osztó eljárással gyártják. Az agyfuratban (2.48. ábra) a bordázást vés˝ogépen osztó eljárással készítik, vagy pedig húzótüskével üregelik.
2.46. ábra. Párhuzamos oldalú bordákkal készült tengely
2.47. ábra. a) Evolvensfogazatú bordástengely, b) ékfogazatú bordázat
2.48. ábra. Hornyos agy
Mint említettük a bordáskötés (2.49. ábra) nagy csavarónyomaték átvitelére alkalmas, ugyanakkor lehet˝ové teszi a bordás tengelyre szerelt alkatrész tengelyirányú elmozdítását. A nyomatékot az agy hornyaiba illeszked˝o bordák viszik át.
2.49. ábra. Bordáskötés
Fontos, hogy a bordástengely és az agy forgástengelye egybeessen. A tengely és az agy egymáshoz képest a tengelyre mer˝olegesen nem mozdulhat el (az agy nem „lötyöghet” a tengelyen), mert forgás közben a cen-trifugális er˝o rezgéseket keltene, ami károsítaná a szerkezeti elemeket. A tengely és az agy egyes felületeinek
össze kell érniük, azaz a tengelyt és az agyat egymáshoz képest illeszteni, vagy más kifejezéssel központosí-tani kell. Attól függ˝oen, hogy a bordástengelyt és az agyat mely részükön illesztjük, megkülönböztetünk bels˝o átmér˝on, bordaoldalon és küls˝o átmér˝on történ˝o központosítást (ez utóbbit ritkán alkalmazzák).
A bordás tengelykötést ugyanúgy, mint a reteszkötést, felületi terhelésre kell ellen˝orizni. Miután a tengely d átmér˝ojét (csavarásból, hajlításból) meghatároztuk, ellen˝orizni kell a bordák felületét palástnyomásra.
A bordák hordozófelülete, ha a sarkítás 2f érték˝u (2.50. ábra):
a
d1
d R
d d1
R
2.50. ábra. A bordák kialakítása
A1= D−d 2 −2·f
!
·l (2.37)
A megengedett palástnyomást felvéve, a „z” bordaszámú kötés által átvihet˝o nyomaték:
T = 0,75·ψ· D−d 2 −2·f
!
·l·rk·z·pmeg (2.38)
Ahol:
• D: a bordák küls˝o átmér˝oje,
• d: a bordák bels˝o átmér˝oje,
• f: a bordák küls˝o lesarkítása,
• l: a bordák hossza,
• ψ: a dinamikai tényez˝o (ψ= 0,4∼0,9 között vehet˝o fel),
• rk: a közepes sugár: rk = D+d4
A 0,75-ös szorzóval azt vesszük figyelembe, hogy a terhelést az érintkez˝o felületeknek mintegy 75%-a veszi csak fel.
A reteszpályáknál, valamint a bordázatoknál kialakított sarkok miatt feszültséggy˝ujt˝o helyek jönnek létre. Ezek-b˝ol a sarokpontokból repedések indulhatnak, amelyek sugárirányban haladnak befelé és végül a tengely fáradt töréséhez vezethetnek.
Ezen feszültséggy˝ujt˝o helyek kényszer˝u kialakítása nélkül készülnek a három-, esetleg négyszöglet˝u poligonkötések. Ilyen kialakítással a tengelyeken és az agyakban is elkerülhet˝ok az éles sarkok, tehát azonos keresztmetszeti méretek mellett kifáradás szempontjából kedvez˝obb kötést kapunk.
Ezek a formák célgépen nagy pontossággal, gazdaságosan elkészíthet˝ok.
A poligontengely és poligonagy illesztése általában H7/g6.
Az alábbi ábra egy ívelt oldalú háromszög alakú poligontengelyt mutat be (2.51. ábra):
2.51. ábra. Poligontengelyvég
2.15. Gyakorló feladat
2.12. feladat. Egy 8d x 32 x 36 x 7 jellemz˝o méret˝u párhuzamos oldalú bordáskötéssel 15 kW teljesítményt viszünk át 24 1/s fordulatszámon. A dinamikai tényez˝o értéke 0,5, a lekerekítés 0,3 mm.
Ellen˝orizzük a kötést, ha a palástnyomás megengedett értéke 30 N/mm2és a bordás agy 50 mm hosszú!
Adatok:
• Az átviend˝o teljesítmény: P = 15kW
• A fordulatszám: n = 24 1/s
• A felületi terhelés megengedett értéke: pmeg = 30 N/mm2 Megoldás:
Az átvihet˝o nyomaték:
T = 0,75·ψ· D−d 2 −2·f
!
·l·rk·z·pmeg
P Tehát a kötés megfelel˝o.
Önellen ˝orzés
1.Válassza ki az alábbiak közül és jelölje a bordáskötésre jellemz˝o meghatározást!
A nagy forgatónyomaték átviteléhez bordástengely esetén hosszú agy szükséges.
Jelent˝os feszültséggy˝ujt˝o hatása miatt a bordástengely csak kis nyomaték átvitelére alkalmas.
Nagy forgatónyomaték átvitelére alkalmas, ugyanakkor tengelyirányú elmozdulást is lehet˝ové tesz.
2.Mi az el˝onye a poligonkötésnek a bordáskötéssel szemben? Jelölje a helyes választ!
A poligonkötés egyszer˝uen kialakítható.
A poligonkötés nem tartalmaz hornyot, így feszültséggy˝ujt˝o hatása kisebb.
A poligonkötés könnyebben szerelhet˝o, mint a bordáskötés.
3.Milyen elven m˝uködik a bordáskötés? Válassza ki a helyes megoldást!
A nyomatékot az agy hornyaiba illeszked˝o bordák viszik át.
A nyomatékot az agy és a bordástengely között ébred˝o súrlódási er˝o viszi át.
A nyomatékot a forgás közben fellép˝o centrifugális er˝o viszi át.
4.A bordástengely és az agy bizonyos felületei (a kisátmér˝on, a nagyátmér˝on vagy a bordaoldalon) illesztettek.
Miért? Jelölje meg a helyes választ!
Azért, hogy az agy és a tengely között súrlódás jöjjön létre.
Ez teszi lehet˝ové az agy tengelyirányú elmozdíthatóságát.
Ezzel a megoldással központosítják a tengelyt és az agyat.
5.Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd válaszoljon a kérdésre!
Milyen bordázat látható a fenti képen?
Egyenesfogazatú bordázat.
Ékfogazatú bordázat.
Evolvensfogazatú bordázat.
6.Jelölje az igaz állítást az alábbi meghatározások közül!
Bár a bordástengely bordáinak sarkai feszültséggy˝ujt˝o helyek, ezek nem veszélyeztetik a tengely ill. a kötés üzemszer˝u m˝uködését.
Bordáskötés esetén a nyomatékátvitel a tengely egész felületén közel egyenletes, emiatt viszonylag rövid aggyal is nagy nyomaték átvitele valósítható meg.
Bordáskötés esetén a központosítást leginkább a küls˝o D átmér˝on végzik.
7.Mekkora teljesítmény átvitelére képes a párhuzamos oldalú bordástengelyre szerelt szíjtárcsa, ha a tengely fordulatszáma 25 1/s, anyaga C40, jellemz˝o méretei 8d x 42 x 48 x 8, a hossza pedig 0,5 m?
A bordák felületére megengedhet˝o nyomás 25 N/mm2, a bordák lekerekítése 0,3 mm. A dinamikai tényez˝o értéke 0,5.
T = ... Nmm P = ... kW
Megold.
Megold.
10. LECKE
2.16. Modulzáró
Önellen ˝orzés
1.Mit jelent az önzárás fogalma? Jelölje a helyes meghatározást!
Azt jelenti, hogy a köt˝ocsavar üzemszer˝u terhelés hatására nem lazul meg, illetve a mozgatócsavar nem kezd el mozogni.
Azt jelenti, hogy a köt˝ocsavar megszorításához, vagy a mozgatócsavar terhelés ellenében történ˝o moz-gatásához er˝ot kell kifejteni.
Azt jelenti, hogy a köt˝ocsavar meglazításához, vagy a mozgatócsavar terhelés ellenében történ˝o moz-gatásához nem kell er˝ot kifejteni.
2.Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd válaszoljon a kérdésre!
1 2 3 4
A fenti ábrán látható menetprofilok közül melyik legalkalmasabb köt˝ocsavarok számára?
Az 1-es számú profil.
Az 2-es számú profil.
Az 3-es számú profil.
Az 4-es számú profil.
3.Nézze meg figyelmesen az alábbi ábrát, majd jelölje az igaz állítást!
A vektorábra az er˝ok egyensúlyát mutatja a meghúzás határesetében.
A vektorábra az er˝ok egyensúlyát mutatja a lazítás határesetében, amikorψ < ρ A vektorábra az er˝ok egyensúlyát mutatja a lazítás határesetében, amikorψ > ρ
4.Az alábbi ábrán egy nyíró igénybevétellel terhelt csavarkötést lát. Mi a neve a kötésben szerepl˝o csavarnak?
Jelölje a helyes választ!
dD
l
magra gyengített csavar illesztett szárú csavar ászokcsavar
5.Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd tegye igazzá az állításokat!
Az ábrán a
számmal jelölt alkatrész egy csapszeg, amely hornyokkal van ellátva a rögzít˝o gy˝ur˝uk számára.
A fenti ábrán a kúpos szeg a számmal jelölt alkatrész.
6.Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd adjon választ a feltett kérdésre!
Megold.
Megold.
Milyen csapszeget használnak a fenti csuklós szerkezetben?
Fej nélküli csapszeg sasszegfurattal, alátéttel..
Fejes csapszeg sasszegfurattal.
Fejes csapszeg horonnyal, rögzít˝o gy˝ur˝u számára.
7.Melyik szerelési sorrend jellemz˝o az orros ékre? Jelölje a helyes választ!
El˝oször az orros éket helyezik el a horonyban, majd ezután helyezik fel az agyat.
El˝oször az agyat helyezik el a tengelyen, ezután ütik be az orros éket.
Az orros ék mindkét módszerrel szerelhet˝o, a technológia csak attól függ, hogy a kötés mindkét oldalról hozzáférhet˝o-e, vagy sem.
8.Mi a hátránya az ékkötés esetén létrejöv˝o excentricitásnak? Jelölje a helyes választ!
Az excentricitás csökkenti a felületek közötti súrlódási er˝ot.
Az egytengely˝uség elállítódik, pontos futást kívánó alkatrészekhez emiatt nem alkalmazható az ékkötés.
Az excentricitás miatt feszültségtorlódás jön létre a tengelyben.
9.Milyen jelleg˝u elmozdulás ellen rögzít a reteszkötés? Jelölje a helyes választ!
A reteszkötés csak az elfordulást akadályozza meg, tengelyirányban nem rögzít.
A reteszkötés csak a tengelyirányú elmozdulást akadályozza meg.
A reteszkötés elfordulás ellen és tengelyirányban egyaránt rögzít.
10.Miért nem alkalmas az íves reteszkötés nagy nyomaték átvitelére? Jelölje a helyes választ!
Azért, mert az íves retesz felülete kicsi.
Azért, mert az íves retesznek csak kis része nyúlik az agy hornyába.
Azért, mert az íves retesz gyengíti a tengelyt.
11.Hogyan oldják meg a bordástengely és az agy központosítását? Jelölje a helyes választ!
A központosítást az agy tengelyirányú elmozdíthatósága biztosítja.
A központosítás abból adódik, hogy az agy rövid.
A bordástengelyt és az agyat a kisátmér˝on, a nagyátmér˝on vagy a bordaoldalon illesztik.