5. Kötésmódok technológiai jellemzői

1

5. Kötésmódok technológiai jellemzői

Prof. Dr. Kundrák JánosMiskolci Egyetem

Gépgyártástechnológiai Tanszék

2


TARTALOM

5.1. Kötésmódok csoportosítása

5.2. Oldható, nem mozgó kötések

5.3. Oldható, mozgó kötések

5.4. Nem oldható, nem mozgó kötések

5.5. Nem oldható, mozgó kötések

5.6. Szerelésbarát kötésformák

3

Kötés

• két vagy több AR (alkatrész), vagy szerelvény kapcsolódó felületei között létrehozott kapcsolat

- teherviselő- terhet továbbító- elmozdulást gátló- elmozdulást megakadályozó- elmozdulást határoló

funkció megvalósítása céljából.

• A kötések létrehozásához külső hatás szükséges, amelyet valamilyen felületi kényszer alkalmazásával biztosíthatunk a szerelvényben az alkatrészek megfelelő helyzetbe hozására.


4

5.1. Kötésmódok csoportosítása

A kötésmódok csoportosítása az alábbi szempontok szerint történhet:

A)A) Működési követelmények (kapcsolódási formák) szerint.

B)B) Kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás szerint.

C)C) Fizikai hatás jellege szerint.

5

A) Kötésmódok a működési követelmények szerint

AR kapcsolódási formák

mozgó nem mozgó

nem oldható oldhatóoldható nem oldható•mozgó kötés: az AR-ek relatív mozgását biztosítja, célszerűen megengedett

elmozdulások lehetségesek.

•nem mozgó kötés: az AR-ek relatív helyzetét biztosítja, az összeszerelt elemek

kölcsönös helyzetének változatlanságának biztosításával.

•oldható kötés: külön erőhatás alkalmazása nélkül az összekapcsolt AR-ek állapotának (méret, egyéb jell.) fenntartása mellett bontható (szét- ill. újraszerelhető)

•nem oldható kötés: az üzemeltetés során nem lehet és nem is kell szétszerelni

(az oldáshoz külön erőhatás szükséges és az AR-ek felülete megsérülhet.)

6

A legfontosabb kötésformák a következőképpen sorolhatók be a fenti csoportosításnak megfelelően:

OLDHATÓ NEM OLDHATÓ

Nem

mozg

óM

ozg

ó

•csavar•csapszeg•retesz•ék•hengeres és kúpos szeg•sasszeg•zárak•profilos alkatrészpárok

•hegesztés•szegecselés•forrasztás•ragasztás•sajtolás•zsugorkötés•hidegalakításos kötés•beöntés

•hengeres mozgópár•gömbcsukló•csúszópárok•gördülőpárok•mozgató csavarpár•csigahajtás•fogaskerékpár•csapágyak

•szerelt gumirugók•zárt egységű golyóscsapágy•szimmering•xilleng-block • (2 fémperselyben gumi)

7

B) Kötésmódok a kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás formája szerint

Alapvetően három csoportot különböztethetünk meg:

• alakzáró kapcsolatú kötések• erőzáró kapcsolatú kötések• anyagzáró kapcsolatú kötések

Az alakzáró kapcsolatú kötések esetében a kapcsoló felületek alakjának helyes megválasztásával, míg

az erőzáró kötéseknél a kapcsoló felületek közötti erőhatás létrehozásával tudjuk a kötési funkciót biztosítani.

Az anyagzáró kapcsolatú kötések esetében egyik lehetőségként valamilyen amorf anyagot juttatnak be a kapcsolódó felületek közé, ami idővel megszilárdul s így biztosítja a kötési funkció teljesülését. (Lényeges az amorf anyag térfogatváltozása, azaz térfogat-növekedése.) További lehetőség anyagzáró kapcsolat létrehozására a hegesztés vagy a forrasztás alkalmazása.

8

Jellegzetes erőzáróJellegzetes erőzárókötésformákkötésformák

9

Jellegzetes alakzáróJellegzetes alakzárókötésformákkötésformák

10

C) Kötésmódok a kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás jellege szerint

KÖTÉSI ELJÁRÁSOK TECHNOLÓGIAI KIVITELEZÉS

jellege tartalma szilárd testek kötésénél

felületek kötésénél

állapotváltozás (gáz-szilárd, folyékony-szilárd)

hegesztés; be- ill. kiöntés

rágőzölögtetés, tűzi ónozás, ólmozás, stb. zománcozás; öntéses plattírozás; örvénylő bevonatolás

fizikai folyamat molekuláris erők hatásai lágy forrasztás; hideg hegesztés; ragasztás; mechanikus plattírozás

fedő mázolás bemártás, festés; galvanizálás; katód porlasztás; hengerlő plattírozás

szövetszerkezeti változás zsugorítás

(szerkezeti változás okozta maradó feszültség útján)

fizikai-mechanikai folyamat

kristályok-, geometriai elemek áthelyezése, csoportosítása; kiegészítő elemek alkalmazása

befeszítések, szorítások: ék, retesz, csavar, szegecs, stb. rögzítések, kötések, fonás, szövés, stb. besajtolás

fizikai-kémiai folyamat diffúzió

kemény forrasztás; ragasztás; kötés ragasztó adalék anyaggal

11

5.2. Oldható, nem mozgó kötések

A Gépelemek c. tárgyban tanultak elégségesek a szerelés szempontjából. Mivel az ebbe a csoportba tartozó kötések közül a

• csavarkötés,• csapszeg kötés,• ék- és reteszkötés

a legáltalánosabb, ezekkel részletesebben foglalkozunk.

Az összes kötésformával részletesen nem tudunk foglalkozni a tárgy keretein belül. Ezért csak a leggyakoribb, legfontosabb kötésmódok legszükségesebb ismérveit, alkalmazási szempontjait tárgyaljuk. A tárgyalás alapja ennek megfelelően az első csoportosítási módszer, azaz a ”Működési követelmények szerinti csoportosítás”.

12

5.2.1 Csavarkötések

• helyzet-meghatározás,• rögzítés,• teherbírás növelés,• tömítés,• beállítás.

Csavarkötést többféle célból alkalmaznak a különféle gyártmányokban, szerelt egységekben.

Ezek a célok a következők lehetnek:

13

5.2.1 Csavarkötések

A járulékos terheléseket lehetőleg minimálisra A járulékos terheléseket lehetőleg minimálisra kell csökkenteni, mivel az a kötés tervezett kell csökkenteni, mivel az a kötés tervezett élettartamának csökkenését okozza.élettartamának csökkenését okozza.

Csavarkötések terheléseCsavarkötések terhelése

A csavarkötést a beépítés körülményei-A csavarkötést a beépítés körülményei-től függően különféle terhelés éri.től függően különféle terhelés éri. A fellépő igénybevételek lehetnek A fellépő igénybevételek lehetnek tervezettek ill.tervezettek ill.

előre nem tervezettek, a előre nem tervezettek, a szerelt alkatrészek szerelt alkatrészek hibájából adódó ún. hibájából adódó ún. járulékos terhelésekjárulékos terhelések

14

Az egyenlet jobb oldalán lévő tagok értékének pontos megállapítását megnehezíti, hogy a súrlódási tényezők általában csak közelítően ismeretesek. Az egyenlet bal oldalán szereplő nyomaték a szerelőszerszámon kifejtett erő és a szerelőszerszám hosszának szorzata adja (Mcsav = F·l). Ez a szerelő által kifejtett nyomaték tág határok között változhat az ún. ”érzés szerinti” meghúzásnál, mint ahogy azt a 6. ábra szemlélteti.

Csavarkötések Nagy jelentősége van a csavarkötéseknél a meghúzási nyomaték Nagy jelentősége van a csavarkötéseknél a meghúzási nyomaték nagyságának.nagyságának. Az anya feszítésére alkalmazott nyomatékot Az anya feszítésére alkalmazott nyomatékot MMcsavcsav

az anya felfekvő felülete és az összekötött alkatrész felülete közötti az anya felfekvő felülete és az összekötött alkatrész felülete közötti MfsúrMfsúr, , valamint a menetben fellépő súrlódási nyomatékok valamint a menetben fellépő súrlódási nyomatékok MMmsúrmsúr

és a csavar megnyúlását (előfeszítését, szorítóerejét ) eredményező és a csavar megnyúlását (előfeszítését, szorítóerejét ) eredményező MMnyny nyúlási nyomaték emészti fel, vagyisnyúlási nyomaték emészti fel, vagyis

MMcsavcsav = M = Mfsúrfsúr + M + Mmsúrmsúr + + MMnyny

15Nyomatékkulcs nélkül meghúzott csavarkötések meghúzónyomatékának változása

Csavarkötések

16

Az ábra alapján felismerhető, hogy az azonos méretű csavarokra vonatkozó nyomatékok nagy mértékben szórnak, és hogy a meghúzónyomaték kisméretű csavarokhoz túl nagyok, a nagyobbakhoz túl kicsik. A csavarkötésnél kialakuló előfeszítés nagyságát meghatározó szorítóerő értékét nagymértékben befolyásolja a csavarmenet állapota, kenése.

A csavarónyomaték, a csavarmenet állapota, kenése és a szorítóerő összefüggése

Csavarkötések

17

• az anyát kézzel könnyen fel lehessen csavarni a helyére,• a csavar ill. az anya homlokfelülete merőleges legyen a menet

tengelyére,• a csavart ill. az anyát fokozatosan és meghatározott sorrendben kell

megfeszíteni.

A csavarkötések, anyák szerelésének legfontosabb A csavarkötések, anyák szerelésének legfontosabb követelményei a következőkben foglalhatók össze:követelményei a következőkben foglalhatók össze:

• erőkorlátozó kulcsok (nyomaték jelző vagy nyomatékra lekapcsoló) alkalmazásával,

• előre megállapított szög alatti elforgatással, valamint

• a csavar nyúlásának mérésével.

Az utóbbi követelmény betartásához célszerű nyomaték korlátozást alkalmazni. Az utóbbi követelmény betartásához célszerű nyomaték korlátozást alkalmazni. Ezt többféle módon lehet biztosítani:Ezt többféle módon lehet biztosítani:

Csavarkötések

18

biztosítás a kötés létrehozása közben:

• rugós alátét

• recézett alátét

• biztosító lemez (utólag lehajlítani)

• fogazott lemez (utólag lehajlítani)

• műanyag betétes anya, orsó(8c,d,h ábra)

• torzított menet (8e-f ábra)

• különleges kialakítású csavarfej (8.a-b ábra) ill. csavarszár (8.g ábra) vagy csavaranya (8.i ábra)

A csavarkötéseket a kötés meglazulása ellen biztosítani kell. A kötés biztosítása többféle módon történhet (néhányat a 8. ábra szemléltet):

Biztosítóelemmel összeépített csavarok ill. anyák

19

• kontraanya• hasított anya• hernyócsavar• sasszeg• biztosító huzal• horgos biztosító karika• pontozás• ragasztás• festés

A csavarkötések biztosítása

Biztosítás a kötés létrehozása után:

20

d) nagy darabokat ászokcsavarral ne rögzítsünk,

e) a csatlakozó felületek párhuzamosak legyenek,

A csavarkötések kialakításának általános szempontjai

a) lágy anyagokhoz betét szükséges:-kívül-belül menetes persely

- rombusz alakú huzal menetbe helyezése (Heli-Coli Heli-Coli

betétbetét)b) kisebb szilárdsági követelmények esetén besajtolhatóbesajtolható

menetesmenetes betét is alkalmazható

c) egy csavar(kötés) két méretláncot nem tud átfogni

21


d) nagy darabokat ászokcsavarral ne rögzítsünk,e) a csatlakozó felületek párhuzamosak legyenek

f) a csavarmenet nem központosít

Pontos csaphelyzet beállításaa) hibás b) helyes kialakítás

22

zsákfurat miatt készített légzőhorony

Nyomóerőt kifejtő csavarvég kialakítás


h) a csavarfej a szerelőszerszám számára helyet kell biztosítani,

g) zsákfuratnál légzőhorony szükséges

i) nyomóerőt kifejtő csavar végződése gömbsüveg legyen, menet nélküli

hengeres résszel.

23

5.2.2 Csapszeg kötések

Egyszerű szerkezeti megoldásuk miatt egyre inkább alkalmazzák a csapszegeket olyan kötések kialakításhoz, ahol a kötéssel szemben tengelyirányú terhelés nem lép fel.

A csapszegek alaptípusai:

– sima felületű csapszegek

– hengeres csapszegek

– kúpos csapszegek

– sugárirányban rúgózó csapszegek hasított csapszegek

– csavart keresztmetszetű csapszegek

24

Rugós csapszegeka) a rugós csapszeg fajtái b) alkalmazási példák

25

Csapszeg kötés hengeres és kúpos illeszkedő pároknál

Kúpos felületek illeszkedési hibái

Hengeres ill. kúpos illeszkedő párokkal kialakított

csapszeg kötést szemléltet az ábra

A kúpos felületek illeszkedési problémáira mutat példákat az ábra

Csapszeg kötések

26

Kúpos felületek csapszeg kötéseinek pontossága

Csapszeg kötések

A csapszeg kötések esetenként mozgó kötések is lehetnek, ha az egyik alkatrészben szilárd, a másik alkatrészben laza illesztésű kötést alkalmazunk.

Megismételhető szerelési pozíciót biztosító kötés céljából alkalmazott csapszegkötés (illesztőszeg) létrehozásánál mindig szerelés közbeni megmunkálást kell alkalmazni.

27

5.2.3 Ék- és reteszkötések

Az ék- és reteszkötések közül az utóbbiak alkalmazása gyakoribb. Az esetek túlnyomó többségében nem mozgó kötés kialakítására alkalmazzák, de előfordul a mozgó kötéses változata is (az ún. siklóretesz kötés alkalmazása esetén).

Gyakori megoldás, hogy az egyik alkatrésznél szoros (általában a tengelynél), míg a másik alkatrésznél laza illesztést alkalmaznak. Általában ezért nehezen kerülhető el a szerelés közbeni megmunkálás (kivéve a tömeggyártást, ahol a tűrések helyes megválasztásával biztosítják a pótlólagos megmunkálás nélküli szerelhetőséget). Szilárd kötéseknél célszerű besajtoló készüléket alkalmazni a megfelelő minőségű szerelés biztosítására.

28

Ék- ill. reteszkötések hibái

5.2.3 Ék- és reteszkötések

Az ék- ill. reteszkötés hibái:

• az ék (retesz) tengelyének elferdülése a tengely középvonalához viszonyítva,

• az ék (retesz) magassága nem megfelelő,

• az ék lejtős felülete nem sík,

• az ékek (retesz) elhelyezkedése aszimmetrikus.

Ezek a hibák rendszerint a horony pontatlanságából származnak.

29

5.3. Oldható, mozgó kötések

Az alkatrészek előírt kölcsönös helyzetének működés közbeni megváltozása biztosított, a kötés üzemszerű körülmények között korlátozás és roncsolás nélkül oldható (pl. siklócsapágyazású tengelykötés).A felületek kapcsolódása (érintkezése) néha csak a működés közben fellépő erők és elmozdulások hatására jön létre (holtjáték). Az illeszkedés jellegét az erők nagysága határozza meg, az elemek rugalmassága függvényében.

•hengeres mozgópár•gömbcsukló•csúszópárok•gördülőpárok•mozgató csavarpár•csigahajtás•fogaskerékpár•csapágyak

Documents

5. Kötésmódok technológiai jellemzői