B Učebnica Fini Časti Strojov I

7/26/2019 B Uebnica Fini asti Strojov I

1/231

Obsah

OBSAH 3

VOD 6POUIT OZNAENIA A VELIINY 7

1 ZSADY TVORBY TECHNICKEJ DOKUMENTCIE A DIMENZO-VANIA SIASTOK 91.1 Technick dokumentcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1.1 Vrobn dokumentcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.1.2 Technologick dokumentcia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.1.3 Technick normy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.2 Zobrazovanie siastok pomocou kolmho (ortografickho) zobrazovania a

axonometrickho zobrazovania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181.3 Kontrukn materily a ich vlastnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.4 Zkladn druhy namhania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.5 Dimenzovanie staticky namhanch ast strojov. . . . . . . . . . . . . . . 26

1.5.1 Dimenzovanie siastok pri jednoosovej naptosti . . . . . . . . . . 271.5.2 Dimenzovanie siastok pri viacosej naptosti . . . . . . . . . . . . 271.5.3 Pevnostn hypotzy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.6 Dimenzovanie ast strojov pri premenlivom namhan . . . . . . . . . . . 301.7 Tvarov a navov pevnos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331.8 Miera bezpenosti siastky pri cyklickom namhan . . . . . . . . . . . . 38

1.9 Kontaktn nava povrchu siastok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 SPJANIE STROJOVCH SIASTOK 40

2.1 Skrutkov spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.1.1 Silov pomery na skrutke, samosvornos a innos skrutky. . . . . 412.1.2 Skrutkov spoje bez predptia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.1.3 Prdavn namhanie skrutky na ohyb . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.1.4 Poistenie skrutiek a matc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472.1.5 Skrutkov spoje s predptm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.1.6 Vrubov inky v skrutkovom spoji . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.1.7 Vplyv trvalej deformcie a teploty na zmenu predptia . . . . . . . 58

2.1.8 Skrutky namhan silou kolmou na os skrutky . . . . . . . . . . . . 602.1.9 Pohybov skrutky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.2 Spojovacie kolky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662.2.1 Pevnostn kontrola kolkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.3 Spojovacie apy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.3.1 Dimenzovanie a kontrola apov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.4 Spojovacie kliny. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.4.1 Pozdne kliny. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722.4.2 Priene kliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

2.5 Spojovacie per . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

2.5.1 Nvrh a pevnostn kontrola perovho spojenia . . . . . . . . . . . . 762.6 liabkov spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3


2/231

2.6.1 Spojenie s rovnobokm liabkovanm . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.6.2 Spojenie s evolventnm liabkovanm . . . . . . . . . . . . . . . . . 792.6.3 Spojenie s jemnm liabkovanm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2.7 Hranolov spojenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.8 Zvern spojenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2.9 Nalisovan spojenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882.10 Nitovan spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982.11 Zvran spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022.12 Spjkovan spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182.13 Lepen spoje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

3 ASTI NA PRENOS OTAVHO POHYBU 1263.1 Zkladn pojmy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.2 Osi a hriadele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263.3 Vpoet hriadeov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

3.3.1 Kontrukn nvrh a pevnostn kontrola hriadeov . . . . . . . . . 1303.3.2 Kontrola hriadea na navu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313.3.3 Kontrola priehybu a torznej tuhosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

3.4 Kritick otky hriadeov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1353.5 Materil os a hriadeov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383.6 Modelovanie a vpotov metdy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

4 HRIADEOV SPOJKY 1394.1 Zkladn rozdelenie hriadeovch spojok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1404.2 Mechanick spojky neovldan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424.3 Neprun spojky vyrovnvacie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.4 Prun spojky vyrovnvacie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.5 Mechanick spojky ovldan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.6 Samoinn mechanick spojky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

5 ZKLADY TRIBOLGIE 1645.1 Trenie a energetick straty trenm v tribologickch systmoch . . . . . . . 1655.2 Klzn a valiv trenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

5.2.1 Klzn (mykov) trenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1665.2.2 Valiv trenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

5.3 Proces opotrebovania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

6 KLZN A VALIV ULOENIE 1786.1 Klzn loisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

6.1.1 Radilne klzn loisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1796.1.2 Axilne klzn loisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1966.1.3 Loiskov materily . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1976.1.4 Mazanie klznch losk a mazacie systmy . . . . . . . . . . . . . . 199

6.2 Valiv loisk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2036.2.1 Kontrukcia a pouitie valivch losk. . . . . . . . . . . . . . . . . 2056.2.2 Hlavn rozmery a oznaovanie valivch losk . . . . . . . . . . . . 2116.2.3 Va vo valivch loiskch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

6.2.4 Kinematika valivch losk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2136.2.5 Vpoet valivch losk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

4


3/231

6.2.6 Medzn frekvencia otania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2256.2.7 Trec moment valivho loiska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2266.2.8 Zsady kontrukcie uloenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2286.2.9 Mazanie a tesnenie valivch losk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2296.2.10 Licovanie valivch losk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

LITERATRA 232

5


4/231

VOD

Predmet asti a mechanizmy strojov m na strojnckych fakultch nezastupitenmiesto v tudijnch programoch pre vchovu strojnch ininierov, pretoe syntetizuje aaplikuje teoretick poznatky z technickej mechaniky, nuky o materiloch, prunosti a

pevnosti, matematiky a alch vied pri navrhovan a dimenzovan ast a mechanizmovstrojov.

V predmete asti a mechanizmy strojov s obsiahnut overen poznatky, metdy asksenosti zskan pri stavbe strojov v minulch rokoch ako aj najnovie vedeck poznatkya metdy projektovania a kontruovania mechanizmov strojov s potaovou podporou.

Naliehav potreba uebnch textov z predmetu asti a mechanizmy strojov naTrenianskej univerzite sa doteraz pokrvala skriptami a uebnicami z inch strojnckchfaklt na Slovensku a v eskej republike a prostrednctvom internetu. Najlepie rieeniepre pokrytie pecifickch potrieb naej univerzity je vydanie vlastnej tudijnej literatry.

Koncepcia tejto publikcie je volen tak, e cel obsah uebnej ltky je rozdelen do

tmatickch celkov logicky lenench tak, ako sa konaj prednky a odborn seminrena Fakulte pecilnej techniky, o je ben a obvykl aj na inch technickch univerzitchu ns i v zahrani. Rozsah a hbka ltky jednotlivch tmatickch celkov je nastavenpre kontrukn tudijn odbory ininierskeho tdia. Obsahovo je zameran na zkladnvybran problmov okruhy ast strojov, ktor sa montuj do funknch celkov.

Tto publikcia je dielom autorskho kolektvu, pretoe mnostvo a nronos poznat-kov predmetu vyaduje uiu pecializciu pracovnkov katedier, lebo ako celok presahujekapacitu jednotlivca.

V publikcii autori pouili vek poet obrzkov, o zvyuje nzornos a uahujetdium odbornho textu. Predloen uebnica je uren predovetkm tudentom ini-

nierskeho a doktorandskko tdia Fakulty pecilnej techniky Trenianskej univerzity,ale me dobre posli aj ininierom kontruktrom v priemysle a na vskumnchpracoviskch.

Autori pri zostavovan tejto publikcie boli veden silm, aby sa stala praktickoupomckou jej uvateov a aby prispela k prehbeniu odbornch vedomost. Autori budvan za prpadn vecn pripomienky, ktor by umonili zvi kvalitu publikcie.

Autori akuj touto cestou recenzentom za odborn posdenie rukopisu a cenn pri-pomienky ktormi prispeli ku kvalite diela.

Jednotliv kapitoly a ich asti spracovali:doc. Ing. Alojz iaik, CSc. as: 2, 5, 6.1doc. Ing. Oto Barbork, PhD. as: 1.1, 1.2doc. Ing. Miloslav Filo, CSc. as: 1.3, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9Ing. Duan Lahuk, CSc. as: 3, 4Ing. Jozef Bucha as: 1.4, 1.5, 6.2

Recenzenti:prof. Ing. Peter Deme, CSc., TU Koicedoc. Ing. Ivan Juro, CSc.

6


5/231

POUIT OZNAENIA A VELIINY

b mm, m rkad, D mm, m priemer, rozostupovej krunicee mm rameno valivho otvoru

e mm, m excentricitaf - sinite trenia, charakter treniaf m inn plocha liabkov na jednotku dkyf mm, m deformciag m s2 tiaov zrchleniei - celkov poet valivch teliesok a pod.i - prevodov pomerk - kontanta, sinite k - celkov miera bezpenostil mm, m dka

m kg hmotnosn - poetp Pa tlakq - sinite vrubovej citlivostiqA Pa plon zaaenier,R mm, m polomer krunice, valca, apu a pod.r,p - sinite asymetrie zaovho cyklus mm, m deformcia, stlaenies, l m dka drhyt s as

A J prcaC N m1 kontanta tuhostiC N zkladn dynamick nosno loiskaE MPa modul prunosti v ahu alebo tlakuF N silaFt N sila obvodov, sila tangencilna, sila mykovFo N sila predptia, osov silaFv N vsledn silaG MPa modul prunosti mykuG N tiaov silaI kg m2 moment zotrvanostiIp kg m2 polrny moment zotrvanostiJ m4 kvadratick (osov) moment prierezuJp m4 polrny (kvadratick) moment prierezuL10 106 otok zkladn trvanlivos valivho loiskaL m dkaM N m momentMt N m trec momentN - poet cyklovP W, kW vkonP,Pa,Pr N ekvivalentn dynamick zaaenie valivch losk

Q J teploRe Pa, MPa medza klzu v ahu

7


6/231

Ret Pa, MPa medza klzu v tlakuRm MPa medza pevnosti v ahuS, A m2 plocha, plon obsahT, C, K teplotaV m3 objem

W m3 prierezov modulX - sinite radilneho zaaenia valivho loiskaX,Y, Z - zloky velin, napr. sily v smere osi - sinite koncentrcie - sinite vrubu mm priemer dotykovej plky - skos - pomern predenie (deformcia) - relatvna excentricita apu loiska Pa s dynamick viskozita maziva

- innos - Poissonovo slo kg m3 hustota Pa, MPa normlov naptie Pa, MPa tangencilne (mykov) naptie trec uhol, uhlov sradnica, uhol skrtenia - sinite citlivosti materilu rads1,s1 uhlov rchlos - set

Index dolu

a - amplitda, axilnydov, D - dovolen hodnotah - horn hodnotam - medza pevnosti, medzn poetk - krtenie, kineticko - ohybr - radilny

C - medza navyE - mdeza mernostimax - maximlna hodnota - normlov namhanie - namhanie mykov

8


7/231

1 ZSADY TVORBY TECHNICKEJDOKUMENTCIE A DIMENZOVANIASIASTOK

Sasn vysok poiadavky na vkonnos, spoahlivos, dizajn, funknos, ekologicknezvadnos a efektvnos vrobkov v shrne uruj ich itkov hodnotu a cenu.

O tchto vlastnostiach sa rozhoduje vo vznamnej miere u v predvrobnch etapchpri tvorbe vrobnej dokumentcie.

Kontruktri pre kad siastku osobitne zvl uruj jej materil, tvar a rozmery,akos povrchu funknch plch a vykonvaj kontroln vpoty siastky na pevnos, tu-hos a na kmitanie. Pri tejto prci sa vyuvaj najnovie poznatky z nuky o materiloch,prunosti a pevnosti, technickej mechaniky, matematiky a fyziky.

Pri dimenzovan siastok a kontrukci staticky namhanch, s vpotov postupyin ako pri siastkach a kontrukcich namhanch premenlivm zaaenm.

1.1 Technick dokumentcia

Technick dokumentcia je systematicky lenen a pln sbor grafickch, textovch,prp. alch zvznch dokladov, ktor shrnne umouj postupne realizova vetkyfzy vroby uritho vrobku.

Je teda popri vpotovej asti navrhovania siastok a celkov nepostrdaten.Neoddelitenou sasou technickej dokumentcie s i prevdzkov, montne, opra-

vrensk a revzne predpisy.Rozsah a zloitosTD zvis na vyhotoven, poadovanch vlastnostiach a zloitosti

vrobku.

Druhy technickej dokumentcie

Vrobn dokumentcia obsahuje informcie technologickho a kontruknhocharakteru, ktor umouj opakovatenos vroby siastky alebo systmu.

Prevdzkov dokumentcia bva asto textovho typu a definuje oblas ahranice prevdzkovch podmienok, vrtane kontrolnch, revznych a drbrskychprc.

Montna dokumentcia sa spracovva vtedy, ke zloitos vrobku alebo za-riadenia vyaduje pri monti dodranie uritho definovanho postupu, Jej vkre-sov as obsahuje najm pripojovacie rozmery a priestorov urenie polohy vrobkualebo zariadenia.

Obchodno-technick dokumentcia zoznamuje obchodnch partnerov so z-kladnmi obchodno-ekonomickmi parametrami ponkanho vrobku alebo zaria-denia. Je kladen draz na grafick spracovanie a nzornos. Sem patr i katalgnhradnch dielov.

9


8/231

Tabuka 1.1: Klasifikcia technickej dokumentcie

1.1.1 Vrobn dokumentcia

Kontrukn dokumentcia

Vytvra ju spravidla tvoriv skupina pracovnkov. Cieom kontruknej prce je for-mou technickch dokladov (vkresy, vpoty, diagramy, ...) jednoznane definova

tvar, rozmery a ich tolerancie, materil,

vlastnosti vrobkov alebo zariaden.

10


9/231

Druhy kontruknej dokumentcie (definuje norma STN 01 3102)Jedn sa o sbor grafickch a textovch dokumentov, ktor poda elu bu jednotlivo

alebo spolone s inmi dokumentmi uruj zloenie a usporiadanie vrobku a obsahujnutn daje k jeho vvoju, vrobe, kontrole, preberaniu, prevdzke a opravm.

Tabuka 1.2: Druhy kontruknej dokumentcieNzov

dokumentu Charakteristika obsahu

pln zobrazenie siastky a alie daje,Vkres siastkynutn k jej vyrobeniu a kontrole.Zobrazenie montnej jednotky vrtane vetkch dajov,Vkres celkupotrebnch k jej kompletizcii, monti a kontrole.Obsahuje obvykle obrysov znzornenie vrobkuMontny vkresa daje nutn k jeho monti na mieste pouitia.Zobrazenie polotovaru (napr.odliatok, vkovok,.. .)

Vkres polotovaru a alie daje pre jeho vyrobenie a kontrolu,vrtane nutnch dajov o siastke, pre ktor je polotovar uren.

Vkres zkladu daje nutn k zhotoveniu zkladu a k stabilizcii vrobku.daje o umiestnen, upevnen a alie informcieVkres pre prepravunutn pre prepravu.Schematick alebo zjednoduen zobrazenie asti vrobku aleboSchmazariadenia a vzahov medzi nimi, nakreslen obvykle bez mierky.Zjednoduen zobrazenie vrobku s obrysovmi,Obrysov vkresstabilizujcimi a pripojovacmi rozmermi.

Hlavn poiadavky na vkresov dokumentciu

Kad technick vkres mus by zhotoven na odpovedajcom formte a mus bydodran umiestnenie obrazov a popisov na vkrese.

Zobrazenia vrtane kt a popisov sa maj na vkres umiestni tak, aby ich bolomon ta v smere od dolnho alebo pravho okraja.

Nadstavba popisnho poa spis poloiek, technick poiadavky poda skupn pusa zo spoku smerom hore v porad nenormalizovan a normalizovan:

poiadavka na materil a jeho vlastnosti + tepeln spracovanie, poiadavky na rozmery, uveden odchlky rozmerov, tolerancie tvarov a polh, poiadavky na akos povrchu, poiadavky na montne opercie, na akos a spoahlivos a podobne.

Vkresy siastok

Zhotovuj sa obvykle pre kad vyrban siastku samostatne. Obsahuj normali-zovan tituln blok a nzorn zobrazenie s plnm zaktovanm.

11


10/231

Vkresy celkov

Znzoruj jednotliv siastky a ich vzjomn polohy celku. Siastky s oznaenporadovmi slicami - polokami, poda ktorch s pomenovan v nadstavbe popisnhopoa.

Montne vkresy

Pouvaj sa pri intalcii montnej jednotky (stroja) na mieste prevdzky. Musiaobsahova nasledujce daje:

oznaenie polh vsuvnch, sklpacch alebo inak sa pohybujcich ast, zjednoduen zobrazenie a oznaenie susednch jednotiek alebo vrobkov, polohovo

alebo funkne spojench s montnou jednotkou,

vetky potrebn pripojovacie rozmery a daje pre priestorov urenie polohy mon-tnej jednotky v pracovnej polohe.

Textov dokumentcia

Do textovej dokumentcie s zahrnut vetky informcie, vzahujce sa k:

vvoju, vrobe,

kontrole,

monti, drbe a doprave

vrobku alebo zariadenia. Textov dokumentcia neobsahuje vkresov dokumentciu.Jedn sa o technick sprvu.

Sasou technickej sprvy s:

vpoty, tabuky, schmy, diagramy, technick podmienky.

12


11/231

TS je spracovvan na formte A4 obvykle s predtlaou - rmek, firemn logo apodobne.

Spsob slovania jednotlivch ast TS uruje prslun norma.Znaky, nzvy a jednotky fyziklnych velin uruje prslun norma.

Schmy

Tvoria sas kontruknej dokumentcie. Pre schmy plat prslun norma.Druhy schm:

kinematick, energetick, pneumatick hydraulick, regulan, alie.

Schmy sa nezobrazuj v uritej mierke a nemus sa v nich repektova skutonrozmiestnenie jednotlivch prvkov vrobku alebo zariadenia.

Mus sa vak dodriava rovnak spsob zobrazenia a vekos jednotlivch prv-kov. Pre prvky, ktorch grafick znaky nepredpisuje norma, je mon pouvaautorom definovan znaky treba pripoji vysvetlivky vo vonom poli schmy.

Technick podmienky

V TS udva vrobca prevdzkov predpisy a ukazovatele, ktor je nutn pri pouvanvrobku dodra, aby boli zaisten garantovan vlastnosti, spoahlivos a ivotnos.

1.1.2 Technologick dokumentcia

Tvor obvykle sbor textovej a dielej vkresovej dokumentcie, majci priamu svis-los so stanovenm:

druhu, postupu a parametrov tepelnho a povrchovho spracovania

a definovanm druhu, postupu a asovej nvznosti jednotlivch vrobnch operci, vr-tane stanovenia druhu a pracovnch parametrov strojov, pouitch pri vrobe.

13


12/231

Technologick dokumentcia

bva pre hromadn vrobu rozpracovan a na jednotliv zkladn vrobn oper-cie, prpadne kony,

uruje ako sa bude vrobok vyrba.

Dleitmi asami technologickej dokumentcie s:Technologick postupy definuj vrobu alebo mont z hadiska urenia strojov,

nstrojov, prpravkov a nradia vrtane asovej nvznosti a stanovenie doby, urenej prerealizciu jednotlivch vrobnch alebo montnych operci. Sasou technologickchpostupov je i urenie kontrolnch operci pri vrobe.

Technologick predpisy maj obvykle veobecnej charakter. Popisuj podmienkyprocesov, spolonch pri vrobe viacerch rznych siastok alebo vrobkov. Ako prklad:predpisy pre tepeln alebo povrchov pravy vyrbanch siastok kalenie, cemento-vanie a podobne.

1.1.3 Technick normy

Technick normalizcia je tvoria innos, ktorou sa pre opakujce sa technick lohystanovuje najvhodnejie rieenie,najm z hadiska hospodrnosti, akosti a bezpenosti.

Vsledkom normalizanej innosti je technick norma t.j. shrn ustanoven spraco-van uritou

formou a prejednan, schvlen a vyhlsen predpsanm spsobom.Norma presne stanovuje poadovan vlastnosti, prevedenie, tvar alebo usporiadanie

opakujcich sa predmetov alebo spsobu a postupu prce.

Delenie noriem

Normy sa delia poda obsahu na :

Normy veobecn vymedzuj pojmy , stanovuj jednotn spsob vyjadrovania pojmov(nzvoslovie, znaky), rzne kontrukn prvky siastok (zvity, ozubenie) a po-dobne.

Normy predmetov (vrobkov) s shrnom poiadaviek, kladench na normalizovanpredmety napr. normy hmt, surovn, polotovarov a podobne.

Normy predpisov (innosti) stanovuj u ktorejkovek innosti spsob a postup prce,rzne kony a opatrenia smerujce k optimlnej hospodrnosti, akosti a bezpe-nosti (napr. predpisy pre vpoty, kontruovanie, projektovanie, mont, obsluhu apodobne.

V alej asti s uveden vpisy vybranch technickch noriem svisiace so zobrazo-vanm vo vkresovej i vpotovej asti publikcie.

14


13/231

Mierky zobrazen

S definovan STN 01 3112 ISO 5455.Ako pomer dkovho rozmeru prvku predmetu zobrazenho na originli ku skuto-

nmu dkovmu rozmeru toho istho prvku.

Mierka pre zmenenie: 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, . . . . Mierka pre zvenie: 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1, . . . . Mierka skutonej vekosti: 1:1.

Rozmery a poloha siastok alebo ich prvkov sa na vkrese udvaj selnmi hodno-tami, ktor uruj skuton rozmery bez ohadu na mierku, v ktorej je vkres kreslen.

Formty vkresov

S stanoven normou STN 01 3110 ISO 5457 (obr.1.1),zkladn formt je A0 1 m2 pomer 1:

2 rozmer 841 x 1189 mm.

Tabuka 1.3: Rozmery formtovOznaenie A0 A1 A2 A3 A4Rozmer orezanho

vkresovho listu (mm) 841 x 1189 594 x841 420 x594 297 x420 210 x297Dop. minim. rozmer rmeka

rmeka kresliacej plochy (mm) 811 x 1169 564 x821 390 x574 267 x400 180 x277Poloha vkresu le le le le stoj

Obr. 1.1: Zkladn formty vkresova- tvorenie formtov, b- prednostn orientcia, c- menej obvykl spsob orientcie

Skladanie vkresov

Originly napriesvitnom papieri(pauzk) formtovA0a A4sa neskladaj a vzha-dom na sasn reprodukn techniku s originly na nepriesvitnom papieri. ukladaj sav archve nezloen. Tto metda sa pouva u iba ojedinele.

Kpiesa skladaj na vekosA4na stojato (obr.1.2) s itatenm popisovm polomvertiklne alebo horizontlne (mlo pouvan).

15


14/231

Obr. 1.2: Postup pri skladan vkresov bene orientovanch formtov

Druhy iar

S stanoven STN 01 3114. Rozliuj sa (obr.1.3,1.4,Tab.1.4):

hrbkou, prevedenm

pln,

preruovan,

striedav.

Obr. 1.3: Prklad pouitia

iar

Pri kreslen iarkovanch a bodkoiarkova-nch iar je potrebn dba na to, aby saiary kriovali (a) a na seba navzovali (b)iarami.

Zaiatky, zlomy a ohyby tvoria vdy iaru(c).

U rovnobench iar umiestnench blzkoveda seba sa maj iary rovnomerne strie-da.

Ak sa prekrvaj dve a viac iarrzneho druhu, m sa dodra poradie prednosti(nadradenosti) v tomto porad:

viditen obrysy a hrany, zakryt obrysy a hrany, oznaenie polohy myslench rovn rezu, osi smernosti,

aisko osi,

pomocn iary.

16


15/231

Tabuka 1.4: Niektor druhy iar a kreslenie iar

Obr. 1.4: Krenie a navzovanie iar

Popisovanie vkresov

Stanovuje STN 01 3115-19Popisovanm vkresov sa rozumie:

zapisovanie kt a znaiek,

napsanie nadpisov a poznmok,

vyplovanie popisovho poa a podobne.

17


16/231

Vetky popsan daje musia by rchlo a jednoznane itaten.Pouva sa psmo kolm (prednostne) a ikm zvis od rky a hrbky iar.Psmom 3,5 a 5 mm vysokm sa pu ktovacie sla, vypluje sa popisov pole, puslovn daje a poznmky.Psmom 5 a 7 mm vysokm sa pu nadpisy (napr. A-A),nzov vkresu.

Psmom 7 a 14 mm vysokm sa oznauj poloky na vkrese zostv a pu sla vkresuv popisovom poli.

1.2 Zobrazovanie siastok pomocou kolmho(ortografickho) zobrazovania a axonometrickhozobrazovania

pre kreslenie technickch vkresov je vhodn len tak spsob zobrazovania, ktor:umouje vyjadri obrazom i siastky vemi zloitch tvarov,

je ahko zrozumiten, nie je pre kreslenie vemi obtiany a nevyaduje pre kreslenie obrazu predmetu vea

asu.

V praxi existuj dva normalizovan spsoby zobrazovania siastok (predmetov) natechnickch vkresoch:

kolm (ortografick) zobrazovanie na niekoko priemetn (poda STN ISO 5456-2),

axonometrick nzorn zobrazovanie (poda STN ISO 5456-3) napr. technickisometria, technick dimeria, kosouhl dimetria. Jedin priemet (priestorov obraz)vrobku dva predstavu o jeho tvare.

Na technickch vkresoch sa predmety zobrazuj najastejie kolmm (ortografickm)zobrazovanm poda normy STN ISO 5456-2: 1999 Technick vkresy. Metdy premieta-nia.

Kolm (ortografick) zobrazovanie

Norma stanovuje dve rovnocenn metdy kolmho premietania na niekoko priemetn:

metda premietania v prvom kvadrante - (eurpsky spsob radenia priemetov,tie ISO-E),

metda premietania v treom kvadrante - (pre niektorch najm americkchzkaznkov, tie ISO-A).

Premietanie v I. kvadrante (obr.1.5)

Je to premietanie na niekoko priemetn, ke sa predpoklad, e zobrazen predmet jeumiestnen medzi pozorovateom a prslunmi priemetami.

18


17/231

Predmet sa umiestuje tak, aby vina:

jeho rovinnch stien, priamych hrn,

os, rovn smernosti a podobne

bola s hlavnmi priemetami rovnoben alebo kolm.Jednotliv rovinn asti a hrany predmetu rovnoben s priemetami sa do nich zo-

brazia v skutonom tvare a vekosti.Hrany a osi kolm k priemetniam sa do nich premietaj ako body.

Obr. 1.5: Zobrazenie v I. kvadrante

kde: h je vka pouitho psma ktovania.

Premietanie v I. kvadrante (obr.1.6)

Metda premietania v III. kvadrante predpoklad, e predmet je umiestnen vzhadom

k pozorovateovi za priemetou v III. kvadrante.

Obr. 1.6: Zobrazenie v III. kvadrante

V prpadoch, ke je potrebn zobrazi predmet nzornejm spsobom (naprklad v ka-talgoch, prospektoch, uebniciach) alebo pre zobrazenie zloitch odliatkov, zvarkov, po-trub a inch priestorovch kontrukci, pouva sa axonometrick zobrazovanie. Je monoakva, e po zaveden a vyuvan programovch systmov pre kontruovanie a kresle-nie vkresov s podporou potaa, sa vyuvanie tohto spsobu zobrazovania rozri.

Niektor pravidl zobrazovania

Pri zobrazovan siastok je potrebn sa riadi najm nasledovnmi pravidlami:

1. Viditen obrysy a hrany predmetov sa v slade s STN 01 3114 kreslia plnou hru-bou iarou. Zakryt obrysy a hrany sa kreslia hrubou preruovanou iarou. Ak saprekrvaj viditen hrany s neviditenmi, kreslia sa vdy obrazy viditench hrn.

19


18/231

2. Smernos predmetov sa poda potreby oznauje v obraze ich osou smernosti,kreslenou bodko-iarkovanou tenkou iarou. Os me prenieva cez obrysov hranu2 a 5 mm.

3. Rovinn plochy, ktor je potrebn v obraze zvrazni, sa oznaia uhlopriekami,

kreslenmi tenkmi plnmi iarami.4. Ak sa opakuje na siastke niekoko tvarovch podrobnost rovnakho tvaru a ve-

kosti (napr. diery, zuby, rezy). Nemusia sa znzorova vetky, ale sta nakresli ichlen toko, koko ich je treba pre sprvny nzor. Ostatn sa vyznaia zjednodueneobrysom plnmi iarami.

5. Mnoh siastky maj tvar, zloen z niekokch rznych zkladnch geometrickchtelies (valec, gua). Tam, kde prechdza jedno teleso do druhho, vznikaj prechody prieniky.

Zreten hrany viditench prienikov sa znzoruj iarou rovnakej hrbky ako ob-rysy predmetu.

Ak je hrana prieniku zaoblen alebo prienik tvor zaoblen prechod, znzorn sa vobraze plnou tenkou iarou, ktor sa nesmie dotka obrysu.

6. Ryhovan a podobn povrchy sa mu znzorova zjednoduene len na asti povr-chu tenkmi plnmi iarami a prslunmi dajmi.

7. Ak urit as predmetu nie je mon zretene zobrazi v danej mierke, kresl sa tzv.vynesen podrobnos t.j. doplujci obraz vo zvenej mierke tej asti predmetov,ktorej tvar a rozmery je treba jednoznane objasni. as obrazu sa ohrani v

zkladnom obraze krunicou alebo ovlom, kreslenm plnou tenkou iarou a oznasa psmenami vekej abecedy alebo kombinciou psmen a arabskch siel.

Vynesen podrobnos sa ozna rovnakm psmenom ako v zkladnom obraze suvedenm mierky, ktor peme veda oznaenia a zaktujeme.

1.3 Kontrukn materily a ich vlastnosti

Z hadiska kontruovania a dimenzovania siastok a kontrukci ns zaujmaj najmvlastnosti materilov od ktorch zvis ich hmotnos, pevnos, prunos, tuhos, tvarovstabilita a in.

Pevnos - je schopnos telesa zna zaaenie bez porueniasdrnosti materilu.

Prunos - je schopnos telies nadobudn po odstrnenvonkajieho zaaenia pvodn tvar.

Tuhos - je miera odporu siastky alebo kontrukciedeformova sa v dsledku vonkajieho zaaenia.

Stabilitatvaru - (vzpern pevnos) je schopnos telesa zachova

pvodn tvar aj pri zaaen.

Tepeln rozanos- vlastnos telesa meni rozmery s teplotou.Pracovn diagram materilu

20


19/231

Pri ahovej skke skobnej vzorky materilu poda ISO sa zisuje zvislos ahovejsily a predenia, obr. 1.7. ahov naptie sa ur z vrazu1.1a pomern predenie zvrazu1.2

=F

A (MPa) (1.1)

=L

L =

L L

L (1.2)

kde F(N) - ahov silaA (mm2) - poiaton prierez vzorkyL (mm) - predenie skobnej vzorkyL (mm) - poiaton dka vzorky

Obr. 1.7: ahov skka

kde

, A

, L

, d

s skuton okamit hodnoty naptia, prierezu, dky a primeruskobnej vzorky materilu

Bod U- medza mernosti,bod K- medza klzu,

bod P - medza pevnosti,bod R- pretrhnutie skobnej vzorky.

Pomern priene skrtenie:

d=d

d =

d d

d = (1.3)

Poissonova kontanta:

= d

21


20/231

Hookov zkon pre ah a tlakZvislos medzi naptm a pomernm predenm je a po medzu mernosti (bod U)linerna a nazva sa Hookov zkon:

= E

(1.4)

kde E(Mpa) - modul prunosti materilu (pre rzne materily m rzne hodnoty).Hookov zkon pre myk

Ak je element ABCD namhan mykovm naptm, zdeformuje sa do tvaru ABCD.Posunutie o uhol sa nazva skos. Do medze mernosti U(bod U) plat medzi a linerna zvislos ako medzi a pri ahu. Z obr.1.8plynie:

tan = aa

=

G

respektve

=G (1.5)

kde G (MPa) - modul prunosti pre myk (pre rzne materily m rzne hodnoty)Vraz1.5vyjadruje Hookov zkon pre myk.

Obr. 1.8: Hookov zkon

Zvislos medziEa Gje dan vzahom:

G= E

2 (1 + ). (1.6)

Tabuka1.5obsahuje hodnoty E, G a rznych materilov.

22


21/231

Tabuka 1.5: Charakteristick hodnotyMateril E(MPa) G (MPa) Poissonove slo

Liatina (biela, siv) 75000 110000 43000 0, 25Oce a oce liata 210000 220000 81000 0,3Me valcovan 11000 1150000 81000 0,3Bronz 110000 42000 0,25Mosadz liata 80000 35000 0,25Hlink a jeho zliatiny 70000 27000 0,33Sklo 60000 24000 0,23Bakelit 50000 20000 0,25Celuloid 4000 1500 0,35Sklo 18000 8000 0,13

1.4 Zkladn druhy namhania

Namhanie prizmatickho prta na ah alebo tlak

FF

A

L L

FF

A

L L

Obr. 1.9: Namhanie na ah (tlak)

Naptie:

=F

A(MPa). (1.7)

Pomern deformcia:

=

E. (1.8)

Deformcia celkov:

L= F LEA(mm). (1.9)

Deforman prca (energia naptosti):

U=F L

2 =

F2 L2 EA =

2 V2 E (Nmm). (1.10)

kde V =L A (mm3) je objem prta.

23


22/231

Namhanie prizmatickho prta na strih

Obr. 1.10: Namhanie na strih

Naptie mykov:

=F

A(MPa). (1.11)

Pomern deformcia (skos):

=

G. (1.12)

Namhanie prizmatickho prta kruhovho prierezu na krtenie

Obr. 1.11: Namhanie na krut

Prierez:

A= d2

4 = R2 (mm2). (1.13)

Polrny moment prierezu:

Jp= d4

32 (mm4). (1.14)

Modul prierezu prta v krten:

Wk=JpR

= d3

16 (mm3). (1.15)

Naptie na polomere r:

(r)= Mk

jp r (MPa). (1.16)

24


23/231

Naptie na povrchu prta (polomer R):

max= (R)=MkWk

(MPa). (1.17)

Uhol skrtenia (deformcia):

=Mk L

G Jp (rad). (1.18)

Pomern uhol skrtenia (pomern deformcia):

=

L=

MkG JP (radmm

1). (1.19)

Tuhos v krten (torzn tuhos):

C= Mk = G JpL

N mmrad

. (1.20)

Deforman prca (energia naptosti):

U=Mk

2 =

M2k L2 G Jp =

2 V4 G (Nmm). (1.21)

kde V =A L . . .(mm3) je objem prta.

Namhanie prizmatickho prta na ohyb poda obr.1.12

Obr. 1.12: Namhanie na ohyb

Prierez:

A=b h (mm2). (1.22)Kvadratick moment prierezu k osiam z,y:

Jz=b h3

12 ; Jy=

b3 h12

(mm4). (1.23)

Modul prierezu v ohybe k osi z:

Wo=2 Jz

h =

b h26

(mm3). (1.24)

25


24/231

Ohybov naptie v mieste y:

o= MoJz

y (MPa). (1.25)

Ohybov naptie v okrajovch vlknach prierezu:

o= max= MoWo

(MPa). (1.26)

Deforman prca pri istom ohybe (energia naptosti):

U= M2o L2 E Jz =

0 V6 E (Nmm), (1.27)

kde V =A L . . . mm3 je objem prta.

1.5 Dimenzovanie staticky namhanch ast strojov

V siastkach a kontrukcich vznik v dsledku ich zaaenia vonkajmi silami jed-noosov alebo viacosov naptos. Naptos v kadom bode telesa je jednoznane urenhlavnmi naptiami 1, 2, 3 v sradnicovom systme poda obr.1.13.Priestor urentmto sradnicovm systmom sa nazva Haighov priestor. Kad bod v tomto priestoreznzoruje urit naptos. Za predpokladu homognneho a izotropnho materilu pristatickom vonkajom zaaen siastky charakterizuj jej limitn stav naptosti tietomedzn stavy materilu.

0

3

2

1

Obr. 1.13: Naptos v sradnicovomsystme

Medzn stav prunosti. Pri jehoprekroen vznikaj v siastke alebokontrukcii neiaduce plastick (trval)deformcie. Tento stav je rozhodujcipre hevnat materily.Medzn stav pevnosti.Pri jeho pre-kroen sa poruuje sdrnos mate-

rilu a teda dochdza k lomu siastkyalebo kontrukcie. Tento medzn stavje rozhodujci pre krehk materily.

Hevnatos a krehkos materilu nie s stle veliiny, ale zvisia od viacerch initeov(truktra materilu, tepelno-chemick spracovanie, typ naptosti at.). Dimenzovaniekontrukci je zloit problematika a v alom uvaovan postupy znamenaj iba prvpriblenie.

26


25/231

1.5.1 Dimenzovanie siastok pri jednoosovej naptosti

a) Siastky z hevnatho materilu

Pre hevnat materily je rozhodujca hodnota medze klzu v ahu, alebo tlaku,pozri obr.1.7. Pevnostn podmienka siastky pri namhan ahom:

max Dt= Ktk

. (1.28)

Pevnostn podmienka siastky pri namhan tlakom:

|max| Dd= Kdk

. (1.29)

kde max(Pa) - maximlne prevdzkov naptie,Dd,Dt(Pa) - dovolen namhanie tlakom, ahom,

Kd,Kt(Pa) - medza klzu v ahu, tlaku (obyajne Kd= Kt),k= 1, 5 2, 5 () - bezpenos vzhadom k medzi klzu.

b) Siastky z krehkch materilov

Pre krehk materily je rozhodujca medza pevnosti v ahu a tlaku, priom obyajnePd Pd(napr. pre liatinu 3 a 4 krt).Pevnostn podmienka pri namhan ahom:

max

Dt=Pt

kp. (1.30)

Podmienka pri namhan tlakom:

|max| Dd= Pdkp

, (1.31)

kde Pt,Pd(Pa) - medza pevnosti materilu v ahu,kp= 2, 5 3, 5 () - bezpenos vzhadom k medzi pevnosoti.

1.5.2 Dimenzovanie siastok pri viacosej naptosti

Pri viacosovej naptosti (2D naptos resp. 3D naptos) sa maximlne prevdzkovnaptie max nahradzuje tzv. redukovanm naptm red vypotanm poda niektorejpevnostnej hypotzy.

Pevnostn podmienka pri viacosej naptosti m tvar:

red Dtresp. |red| Dt. (1.32)

Tieto vzahy zaruuj, e pracovn bod (1,2,3) sa nachdza v Haighovom priestore

vo vntri medznch naptost ohraniench bu poda medznho stavu prunosti, alebomedznho stavu pevnosti materilu. Pre rovinn naptos sa Haighov priestor redukujena plochu (3= 0) bezpench naptost.

27


26/231

1.5.3 Pevnostn hypotzy

Trojosov naptos 1 > 2 > 3 zredukujeme na ekvivalentn jednoosov naptos.Spsoby tejto redukcie sa nazvaj pevnostn hypotzy. Vypotan redukovan naptie

je naptie jednoosovej naptosti a m na siastku rovnak pokodzovacie inky ako

pvodn redukovan viacosov naptos.

red

D

=

3

2

1

Obr. 1.14: Redukovan naptie

1. Rankinova hypotza maximlnych normlovch napt

red= 1= max Dt (1.33)

pre 1= 2 a 3= 0 bude D= Dt. (1.34)

Hypotza je vhodn pre dimenzovanie ast z krehkch materilov.

2. Guestova hypotza maximlnych mykovch napt

red= max min (1.35)

red= 1 3 Dt (1.36)

D=max min

2 =

Dt2

= 0, 5 Dt (1.37)

Hypotza je vhodn pre dimenzovanie ast z hevnatch materilov. Pre rovinnnaptos dan jednm normlovm a jednm mykovm naptmplatia vzahy:

red=

2 + 4 2 Dt (1.38)

3. Saint-Venantova hypotza maximlnych pomernch preden

1max= 1

E

[1

(1+ 3)] Hookov zkon (1.39)

red= 1max E= 1 (2+ 3) Dt. (1.40)

28


27/231


28/231

6. Beltramiho hypotza pevnosti poda hustoty deformanej energie

Pevnostn podmienka:

red= 21+ 22+ 23 2 (1 2+ 2 3+ 1 3) Dt (1.51)

respektve

red =

2x+ 2y+ 2z 2 (x y+ y z+ x z)

+

+E

G

2x+ 2y + 2z

Dt. (1.52)

Pre dvojosov naptos dan naptiamia

red=

2 +

E

G 2 Dt. (1.53)

Pre naptos 1= 2= a 3= 0

D Dt2 (1 + )

. (1.54)

Hypotza je pouiten pre krehk i hevnat materily.

1.6 Dimenzovanie ast strojov pri premenlivomnamhan

Pri premenlivom zaaen sa siastky a kontrukcie na rozdiel od statickho zaaeniaporuuj aj pri naptiach nich ako je medza prunosti. Pokodenie siastok namha-nch premenlivm naptm m kumulatvny charakter. V siastkach prebieha navovproces. navu materilu meme vo veobecnosti definova ako proces zmien vlastnost

a stavu materilu vyvolan premenlivm zaaenm.Poznanie zkonitost navovch dejov je dleit pre sprvne dimenzovanie dynamicky

namhanch siastok a kontrukci.Premenliv zaaenie rozliujeme ako determinovan a nhodn (stochastick). Toto

delenie m vznam pre metodick postup dimenzovania.Determinovan zaaenieje tak, ktor sa d matematicky presne uri, t.z. sily, alebonaptia s vyjadren ako exaktn matematick funkcie.

30


29/231

Prklad:

a) Harmonick zaaenie obr.1.15:

0

t

T

a

Obr. 1.15: Harmonick zaaenie

= a

sin(

t)

= 2 f=2 T

kde T(s) - perida cyklut (s) - asa(Pa) - amplitda cyklu

b) Periodick zaaenie obr.1.16:

0

t

n

n

h

m

Obr. 1.16: Periodick zaaenie

Okamit naptie v ubovolnomase tje:

= m+ a sin( t)

kde m(Pa) - meridilne(stredn) naptie cyklu

c) Zloit priodick zaaenieJe dan superpozciou diskrtnych periodickch dejov a d sa popsa vzahom:

=ni=1

mi+ ai sin(i t + i)

kde mi(Pa) - meridilna zloka i-teho deja

ai(mm2

) - amplitda i-teho dejai(Hz) - frekvencia i-teho dejai(Rad) - fzov posun i-teho deja

31


30/231

d) Prechodov proces obr.1.17:

0 t

0

Obr. 1.17: Prechodov proces

Okamit naptie v ubovolnom

ase tje:= 0 et cos( t) ,

kde t 0 >0

Druhy harmonickch zaovch cyklov a ich charakteristiky

h(Pa) algebraicky najvie naptie cyklu (horn naptie)n(Pa) algebraicky najmenie naptie cyklu (doln naptie)

m=h+ n

2 (Pa) amplitda naptia cyklu

r=nh

() sinite asymetrie zaovho cyklu

Obr. 1.18: Charakteristiky zaovch cyklov

32


31/231

1.7 Tvarov a navov pevnos

Charakteristiky navovho procesu.Pre posudzovanie navovch vlastnost materilov sli Whlerova krivka, ktor udvazvislos amplitdy naptia a na pote cyklov Ndo lomu skobnej vzorky alebo s-

iastky, ktor sa asymptoticky pribliuje k medzi navy c.

Obr. 1.19: Wohlerova krivka

Vplyv strednho naptia m na medzu navyStredn meridine naptie cyklumvrazne urchuje rchlos navovho pokodzovania.

m> 0 zniuje poet cyklov do lomu, m < 0 predluje navov ivot siastky.Medza navy je vyjadren amplitdou naptia, pri ktorej materil vydr neko-nen poet cyklov. Medza navy sa zisuje experimentlne normovanm postupom, o

je spojen s finannmi nkladmi.Medza navy skobnej vzorkymaterilu zisten pomocou striedavho smernho

cyklu naptia je uveden v tab. 1.6.

Tabuka 1.6: Medza navy rznych materilovMateril ah - tlak c Ohyb co Krtenie cNelegovnan ocele 0, 38 Rm 0, 49 Rm 0, 35 Rm

Legovnan ocele 0, 36 Rm 0, 48 Rm 0, 30 RmSiv liatina 0, 25 Rm 0, 42 Rm 0, 40 Rmahk zliatiny 0, 30 Rm 0, 40 Rm 0, 25 Rm

Medza navy skutonej siastkySiastka sa odliuje od skobnej vzorky vekosou, tvarom, akosou povrchu a to shlavn faktory ovplyvujce medzu navy siastky. Na rozdiel od vzorky ju oznaujemekrikom.

xc =cp

cyklick ah - tlak, (1.55)

xco= cop vo

ocyklick ohyb, (1.56)

33


32/231

xc =ck vk

kcyklick krut. (1.57)

Vrubov sinite siastky Vrubov sinitezvis od materilu a tvaru vrubu , zisuje sa experimentlne a plat

1 .= 1 + ( 1) striedav ah - tlak, (1.58)

o= 1 + (o 1) striedav ohyb, (1.59)

k= 1 + (k 1) striedav krut. (1.60)

Sinite tvaru vrubu (sinite koncetrcie naptia)

1 pre ah - tlak,

o 1 pre ohyb,

k 1 pre krtenie.

Sinitenezvis od materilu ani od zaaenia. Zvis len od geometrie tvaru vrubua pota sa analyticky. Jeho hodnota 1.

Sinite vrubovej citlivosti materilu Sinitezvis od materilu a zisuje sa experimentlne. Vo veobecnosti plat vzah:

=

1

1. (1.61)

Ak= 1, potom = .

34


33/231

Tabuka 1.7: Sinite vrubovej citlivostiMateril Sinite Oce Rm 1100 MPa 1, 0Perlitick ocele 0, 9 1, 0Chrmniklov oce 0, 7 0, 9Austenitick oce 0, 6 0, 7Oce 11 500 0, 6 0, 8Oce 11 370 han 0, 4 0, 7Oce 10 340 0, 2 0, 4Siv liatina 0, 1 0, 2

Sinite vplyvu vekosti siastky vSinite vekosti m vplyv na medzu navy siastky len pri namhan na ohyb a krteniea svis s gradientom naptia po vyetrovanom priereze. Doporuuj sa hodnoty uveden

v tabuke1.8.

Tabuka 1.8: Sinite vplyvu vekostiSinitev

Priemer siastky pre ohybvo pre krutvkd (mm) nelegovan ocele legovan ocele vetky ocele

10 1,00 1,00 1,0020 0,95 0,86 0,9130 0,91 0,80 0,8640 0,88 0,75 0,81

50 0,84 0,71 0,7860 0,80 0,69 0,7670 0,78 0,68 0,7480 0,76 0,67 0,73

100 0,73 0,64 0,72120 0,70 0,62 0,70150 0,68 0,61 0,68

nad 150 0,60 0,54 0,60

Sinite vplyvu akosti povrchu siastky v

navov lom zana v povrchovej vrstve siastky, preto akos povrchu m vznamnvplyv na medzu navy siastky. Tieto vplyvy vyjadruje sinite akosti povrchu, jehohodnoty sa zisuj experimentlne. Doporuuj sa hodnoty uveden v grafe na obr. 1.20.

p sinite akosti povrchu pre striedav ah a tlak,

po= p sinite akosti povrchu pre striedav ohyb,

pk= 0, 5 (1 + p) sinite akosti povrchu pre striedav ah a tlak.

35


34/231

400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000,4

0,5

0,6

0,7

0,9

1,0

25

12,5

6,3

3,2

1,6

0,8

0,4

0,2

Rm(MPa)

p

Ram

0,8

Povrchsokujami

Obr. 1.20: Sinite vplyvu kvality povrchu

Smithov diagram. Smithov diagram sli na kontrolu pevnosti siastok namhanchpremenlivm zaaenm.

Obr. 1.21: Smithov diagram

Do sradnicovej sstavy (h,m) vyzname iaru hornch medznch napt (iarko-van iara AB), nad touto iarou je zna navovch lomov a plastickch deformci. To satka skobnej vzorky. Zvislos AB sa d zska iba experimentlne, o je vemi nkladna zdhav. Preto iaru AB nahrdzame dvoma priamkami s dostatonou presnosou. Jeto seka BC, ktor vyjadruje medzu klzu Re. Vetka za nad ou, t.j. vetky naptiah >Re s v oblasti plastickch deformci. Druh priamka AF sa nazva priamka hor-nch medznch napt a za nad sekou AC je v oblasti navovch lomov. Priamka

hornch medznch napt pre skobn vzorku budeH=C+ (1 C

F) m (1.62)

36


35/231

Smernica priamky je

tg =F C

F= 1 C

F(1.63)

Bod F tejto priamky predstavuje tzv. fiktvne naptie, ktor urme z vrazuF=

C

(1.64)

kde je sinite citlivosti materilu na asymetriu zaovho cyklu. Zisuje sa expe-rimentlne a jeho hodnoty s v tab.1.9.

Tabuka 1.9: Sinite citlivosti materilu na asymetriu zaovho cykluPevnos ocele Sinite Rm(MPa) ohyb o krut k

400 0,01 0,005500 0,02 0,01700 0,06 0,03900 0,12 0,061200 0,22 0,12

Priamka hornch medznch napt pre siastku s vrubom medzi bodmi AF naobr.1.21m rovnicu

XH=Xc + (1

XC

F)

m (1.65)

A= H m= CCF

m (1.66)

a pre siastky s vrubom

XA =XH m= XC

XCF

m (1.67)

seky AC a CB uruj hranice Smithovho diagramu pre siastku s vrubom. PreSmithove diagramy ocel s R

m= 500 a 1500 MPa sa poda doporuuje:

Pre rzne druhy namhania zskame Smithove diagramy, obr.1.22

37


36/231

Obr. 1.22: Smithove diagramy

seky AC a CB uruj hranice Smithovho diagramu pre siastku s vrubom. PreSmithove diagramy ocel s Rm= 500 a 1500 MPa sa poda doporuuje:

1.8 Miera bezpenosti siastky pri cyklickom nam-han

Pri dimenzovan siastok na navov pevnos zachovvame nasledovn postup:

a) Urme prierezy na siastke, ktor treba kontrolova.

b) Urme tvar reazovho cyklu kontrolovanho prierezu.

c) Urme hodnoty reazovho cyklu h,m, a,n,r.

d) Urme spsob zaaovania, t. z. urme priebeh zaovej iary v sradniciach h,m.

e) V Smithovom diagrame vyzname prevdzkov bod siastky na jej zaovej iare.

f) Stanovme hodnotu miery bezpenosti siastky voi hornmu medznmu naptiu

alebo voi medznej amplitde.

k=XH

h>1 ; k=

XAa

>1 (1.68)

1.9 Kontaktn nava povrchu siastok

Kontaktn naptia vznikaj pri dotyku telies v kinematickch dvojiciach mechanizmovpri relatvnom pohybe tchto telies, ktor sa po sebe odvauj a ku. Takto kinematickdvojice s na valivch loiskch, v ozubench skolesiach, vo vakovch mechanizmoch,

medzi kolesami a koajnicami a pod. Dotykov naptie v uvedench prpadoch je asovepremenliv.

38


37/231

Materil v mieste dotyku telies nem monos vone sa deformova, preto v okol kon-taktnej plochy je priestorov naptos. Kontaktn naptie m loklny charakter a jehohodnota so vzdialenosou od miesta dotyku prudko kles. Zkladn lohy kontaktnej pru-nosti a pevnosti vyrieil nemeck fyzik Henri Hertz v roku 1881-82. Pri rieen vychdzalHertz z tchto predpokladov:

materil kontaktnej dvojice je homognny a izotropn, naptia v kontakte nepresahuj medzu prunosti, t.z. plat Hookov zkon, tlakov sily s kolm na kontaktn plochu.Naptia v kontaktnch lohch nie s linernou funkciou zaaenia, pretoe zmena

zaaenia vyvolva zmenu rozmerov kontaktnej plochy. Technicky najvznamnejie sprpady kontaktu guovch plch a valcovch plch.

39


38/231

2 SPJANIE STROJOVCH SIASTOK

Kad stroj alebo zariadenie sa sklad z rznych siastok, priom ich spojenm sadosiahne poadovan funkcia stroja alebo zariadenia, zabezpe sa jednoduch mont ademont, vmena siastok po opotreben a ukonen ich ivotnosti at.. Splnenie tchto

poiadaviek mono dosiahnu rznymi spsobmi spo jenia, ktor s uren predovetkmsplnenm funknch poiadaviek stroja alebo zariadenia. Okrem toho druh spoja zvis ajod pevnostnch poiadaviek, od poiadaviek tesnosti, pohyblivosti, ahkej monte a de-monte, spoahlivosti a vytvorenia poadovanej presnosti vzjomnho uloenia spojenchast.

Strojn siastky mu by spojen bezprostredne, napr. zoskrutkovanm, nalisova-nm, zvranm, zaliatm, zlepenm a pod., alebo pomocou spojovacch siastok ako napr.skrutiek, kolkov, apov, klinov, pier, nitov at. Spojenie me by rozoberaten a nero-zoberaten.

Rozoberaten spojenie je tak, ktor sa me bez pokodenia alebo deformcie

spojovanch siastok uvoni a znovu spoji.Nerozoberaten spojenieje tak, pri ktorom uvonenie spoja vyaduje pokodeniealebo deformciu niektorej zo spojovacch siastok. Optovn spojenie nie je monuskutoni.

Rozoberaten spoj sa dosiahne:

a) spojovacmi siastkami (skrutky, per, kolky a pod.),

b) pravou tvaru spojovanch siastok (liabkov a hranolov spojenie),

c) trenm v stykovch plochch (zvern alebo nalisovan spojenie).

Nerozoberaten spoj sa dosiahne:

a) trvalm tvrnenm spojovacch siastok (nity),

b) trvalm tvrnenm jednej zo spojovacch siastok, ktor je na tento el vhodneupraven,

c) pomocou prdavnho materilu, ktor je v tekutom stave (zvranie, spjkovanie,lepenie),

d) zaliatm jednej siastky do druhej.

Voba druhu spojenia zvis od mnohch initeov ako napr. spsobu zaaenia, poa-dovanej tesnosti, prestavitenosti, monte at..

2.1 Skrutkov spoje

Skrutky a matice patria medzi najastejie pouvan spojovacie siastky, pretoevytvraj ahko rozoberaten, jednoduch a spoahliv spoj.

Skrutky sa pouvaj na spojenie jednej alebo viacerch ast, na nastavenie vzjom-nej polohy siastok, prpadne na zmenu krtiaceho momentu v osov silu (pohybov

skrutky).Tvar a rozmer spojovacch skrutiek a matc s normalizovan. Kontrukn vyhotove-nie skrutiek a matc je zvisl od elu pouitia a od tvaru a materilu spojovacch ast.

40


39/231

Meme ich rozdeli na: skrutky s hlavou a maticou, skrutky maticov, zvrtn skrutky shlavou, zvitn skrutky s maticou, zkladov skrutky, rozopieracie skrutky, nastavovaciea odtlaovacie skrutky, zvesn skrutky, uzverov skrutky, zvitorezn skrutky, skrutkydo dreva.

Skrutky a matice s vyrban z ocel, ktor s dan STN 02 1010 (presn skrutky a

matice), STN 02 1006 (hrub skrutky a matice), alebo zo zliatin farebnch kovov, napr.mosadz, zliatiny hlinka a z plastickch materilov.

Mechanick vlastnosti hotovch presnch skrutiek a matc a vchodiskov materilpre ich zhotovenie s uveden v tab. 2.1.

Tabuka 2.1: Mechanick vlastnosti materilu skrutiekZnaka Prv dop. Mechanick vlastnosti Vchodiskov materilmech. slo za pevnos medza klzu tvrnen za obrb.vlast. bodkou Rm(MPa) Re(MPa) tepla studena sstru.

4.6/4D 0 340-550 min. 210 10 370 11 343 -

5.6/5D 1 500-700 min. 280 11 500 12 040 11 5005.8/5S 2 500-700 min. 400 - 11 343 11 107

11 1108.8/8E 4 800-950 min. 650 14 240 14 240 14 240

14 1498.8/8G 5 800-1000 min. 640 12 042 12 040 13 240

12 05010.9/10G 6 1100-1300 min. 900 14 338 14 338 14 338

10.9/10Kx/ 7 1000-1200 min. 900 14 240 12 042 14 24014 240 15 230

12.9/12Kx/ - 1200-1400 min. 1080 - - -x/ Plat len pre skrutky. Skrutky mechanickch vlastnost 10K a 12K sa obvyklenezhotovuj. Oznaenie mechanickch vlastnost uveden pred zlomkovou iarouodpoved novmu oznaeniu a oznaenie za zlomkovou iarou zodpoved stariemuoznaeniu.

Dimenzovanie a kontrola spojovacch skrutiek s zvisl od spsobu a charakteru za-aenia. Ak s skrutky zaaen osovou silou, kontroluj sa na ah alebo tlak; ak szaaen kolmou silou, kontroluj sa na myk alebo na mern tlak. Okrem toho mu byskrutky zaaen prdavnm ohybovm momentom, alebo pri uahovan na krut. Ak sskrutky zaaen stlym zaaenm, kontroluj sa na statick bezpenos; ak s zaaen

premenlivm zaaenm, kontroluj sa na navov bezpenos.Aby bolo mon uri pri uahovan skrutky vekos krtiaceho momentu, je trebavyetri sily psobiace na zvite skrutky a matice.

2.1.1 Silov pomery na skrutke, samosvornos a innosskrutky

Pre zjednoduenie vah vyetrovanie sl na skrutke robme najprv na tzv. plochomzvite, ktorho skrutkov plocha je kolm na os skrutky. V tomto prpade sily psobiace nazvite bud lea v tangencilnej rovine k strednmu valcu zvitu. alej pre zjednoduenie

vyetrovania sl mono uvaova, e zaaenie skrutky sa rovnomerne rozlo na vetkyzvity. Tento predpoklad veobecne neplat a mono ho iastone dosiahnu len pomocoukontruknej pravy matice (obr.2.1).

41


40/231

Vyetrovanie silovch pomerov je vhodn uskutoni na rozvinutej skrutkovici, msa loha zjednodu na rieenie rovnovhy sl na naklonenej rovine (obr.2.1).

Element matice, ktor je zaaen silou FQ, sa pohybuje po zvite skrutky inkomsily F1. Sila F1 je vyvoden na strednom priemere d2 inkom vonkajieho krtiacehomomentuMk. Na element matice okrem sl FQa F1bud pri otan skrutky psobi ete

trecia sila Ft a normlov sila Fn.

Obr. 2.1: Silov pomery na skrutke

Pri zidealizovan prpadu pohybu skrutky v matici, t.j. ak sa neuvauje inok trenia,sila potrebn na prekonanie inku naklonenej roviny (stpanie zvitu) vyplva zo zloieksl (obr.2.1b).

Fi= FQ tg (2.1)

Uhol stpania sa ur zo vzahu

tg = s

d2

(2.2)

kde s =P - stpanie zvitu pre jednochod zvit (P rozstup zvitov).

42


41/231

V dsledku trenia pri otan skrutky, sila F1 prekonva okrem inku naklonenejroviny aj treciu silu Ft psobiacu proti zmyslu pohybu. Zo zlokovho obrazca sl (obr.2.1c) vyplva vekos sily F1

F1= FQ

tg (+ ) (2.3)

kde je trec uhol, ktor sa ur z faktora trenia materilov skrutky a matice tg = f.Pri uvoovan samosvornch skrutiek, pri ktorch je trec uhol v ako uhol st-

pania , je nutn psobi uvoovacou silou F2, ktor vyplva zo zlokovho obrazca sl(obr.2.1d).

F2= FQ tg ( ) (2.4)

Uveden rovnice platia pre ploch zvit. Pri zvitoch, ktorch boky zvieraj urituhol (Metrick, Whitworthov, lichobenkov) treba uvaova s inkom uhla profiluzvitu (obr.2.2).

Obr. 2.2: Sily na metrickom zvite

Sklon zvitovho boku spsobuje od-klon normlovej zloky, t.j. sily spso-bujcej trenie.Trecia sila je dan vza-hom

FT=Fn fz (2.5)

kde Fn vyplva zo zlokovho obrazca

sl

Fn= Fn

cos

2

(2.6)

Potom trecia sila bude

Ft= Fn

cos

2

fz= Fn fz (2.7)

kde fz je zven faktor trenia inkom sklonu boku zvitu. Pre metrick zvit svrcholovm uhlom = 60 je f = 1, 15 f; pre lichobenkov zvit s uhlom sklonu= 30 je f = 1, 03 f.

Vzhadom na to, e v praxi sa pouvaj zvity so sklonenmi bokmi, pri vpote silyF1sa uvauje so zvenm trecm uhlom . Potom

F1= FQ tg (+ ) (2.8)

Moment odporu v zvitoch, ktor sila F1 vytvra na strednom polomere d22 je vyjad-ren vzahom

Mtz= F1 d22 =FQ d2

2tg (+ ) (2.9)

43


42/231

innos skrutky sa vyjadr z pomeru sl, t.j. sily Fi pri zanedban trenia k sile F1 suvaovanm trenia

= FQ tg

FQ tg (+ )= tg

tg (+ ) (2.10)

Z uvedenho vzahu vyplva, e innos skrutky sa zvuje so zvovanm uhla st-pania zvitu (obr.2.3). Zvovanie innosti sa poaduje najm u pohybovch skrutiek,ktor sa vyuvaj pre kontrukciu zdvhacch a pohybovch mechanizmov. Zvenie uhlastpania a tm aj innosti sa docieli vobou viacchodovch skrutiek.

Obr. 2.3: Zvislos innosti skrutky na uhle stpaniaVekos faktora trenia v zvitoch fz a na dotykovej ploche medzi maticou (hlavou

skrutky) a spojovanmi asami fm zvis od materilu, drsnosti dotykovch plch, drs-nosti povrchu zvitu, pravy povrchu, na pouitom mazive i na vekosti zaaenia.

Faktor trenia v zvitoch fz:Povrch zvitu skrutky nemazan mazanneupraven (leskl) 0,2 a 0,35 0,16 a 0,24fosftovan 0,28 a 0,40 0,17 a 0,3pozinkovan 0,15 a 0,35 0,14 a 0,18

kadmiovan 0,10 a 0,18 0,10 a 0,17

Niie hodnoty platia pre menie zaaenie.Faktor trenia v dotykovej ploche m priemern hodnotu fm

.= 0, 15 a 0, 22.

44


43/231

2.1.2 Skrutkov spoje bez predptia

Namhanie a tm i vpoet rozmerov skrutiek bez predptia zaaench spravidlastlou ahovou silou bude rzny poda toho, i je skrutka

a) pri uahovan nezaaen (napr. skrutky spriahadiel koajovch vozidiel, skrutka vzvese eriavovho hka a pod.),

b) pri uahovan zaaen silou uritej vekosti (napr. pohybov skrutka zdvihka, na-pnacia skrutka s maticou a pod.).

1. Skrutka pri uahovan nezaaen, po utiahnut namhan stlou osovou silou (obr.2.4a)

Pri zaaen skrutky osovou silou sa kontroluje naptie v priereze jadra skrutky zapredpokladu jeho rovnomernho rozloenia.

Obr. 2.4: Skrutkov spoja) pri uahovan nezaaen; b) pri uahovan zaaen

t=FQ

Sj Dt (2.11)

kde Sj - prierez jadra skrutky.Potrebn prierez skrutky sa ur z dovolenho namhania materilu skrutky

Sj= FQDt

(2.12)

kde dovolen naptie materilu skrutky je

Dt=Re

n (2.13)

Bezpenosnsa vol poda prevdzkovch podmienok od 1,5 do 4.Pre vypotan prierez poda rovnice (2.12) sa zvol normalizovan skrutka s najblim

vm prierezom.

2. Skrutka pri uahovan zaaen osovou silou (obr. 2.4b)Pri uahovan matice kom, alebo pri uahovan napnacej matice askrutky, vznik v skrutke namhanie ahom a krutom.

45


44/231

ahov naptie

t=FQ

Sj=

4 FQ d23

(2.14)

mykov naptie od krutu bude

K=MKWK

=MtzWK

=FQ 0, 5 d2 tg (+ )

d3316

(2.15)

Vzhadom na to, e v priereze skrutky vznik sasne mykov a ahov naptie, t.j.vznik dvojosov naptos, ur sa redukovan naptie zo vzahu

red=

t2+ 3 k2 Dt (2.16)

Pri dimenzovan skrutky sa predbene ur prierez skrutky z ahovho namhania

Sj FQDt

1, 45 (2.17)

Navrhnut normalizovan skrutka s vm prierezom sa prekontrolujepoda rovnc (2.14), (2.15) a (2.16).

Uveden spsob nvrhu a kontroly skrutky pri danch okrajovch podmienkach nie jedostatone presn. Pri vpote nie je bran ohad na priestorov naptos v skrutke a navrubov inky.

2.1.3 Prdavn namhanie skrutky na ohyb

Ak dosadne matica alebo hlava skrutky na ikm dosadaciu plochu, vznikne v zvitovejasti drieku skrutky prdavn ohybov naptie. Je spsoben:

odchlkami kolmosti dosadacch plch hlavy skrutky od osi zvitu, odchlkami kolmosti dosadacch plch matice k osi zvitu, deformciou spojench ast,

odchlkami kolmosti dosadacch plch spojovanch ast.Prdavn ohybov naptie bude

o=MoWo

(2.18)

Vekos ohybovho momentuMosa ur napr. pre prrubov spo jenie skrutkou a mati-cou pri znmej hodnote ohnutia skrutky pomocou Mohrovej metdy vpotu deform-cie nosnka na dvoch podperch. Pre uhol ohnutia nosnka na dvoch podperch v miestepodpery plat (obr.2.5).

46


45/231

Obr. 2.5: Prdavn ohyb v skrutkovomspoji

= Mo l2 E Io (rad.) (2.19)

kde moment zotrvanosti Io=

64d43.

Po dosaden do rovnice (2.19) za Iobude

=32 Mo l

E d43(2.20)

Potom ohybov moment je vyjadren vzahom

Mo= E d43

32 l (2.21)

Prdavn ohybov naptie bude

o=MoWo

= E d43 32

32 l d33= E d3

l (2.22)

Obdobne sa vypota prdavn ohybov naptie aj pre zvrtn skrutku

o=MoWo

= E d32 l (2.23)

Vzniknut prdavn ohybov naptie me niekokonsobne prekroi ahov naptie apreto je potrebn vytvra v praxi tak kontrukn a vrobn podmienky pri skrutkovchspojoch, aby sa zabrnilo vzniku prdavnho ohybu.

2.1.4 Poistenie skrutiek a matc

Vplyvom dynamickho zaaenia, otrasov, dochdza v prevdzke k uvoneniu, prpadnea k strate skrutky alebo matice. Preto sa skrutky a matice poisuj proti uvoneniu astrate.

a) Poistenie proti uvoneniu a bezpenos proti uvoneniu (obr. 2.6)

Pri stlom zaaen v dsledku samosvornosti ako i trenia medzi maticou a dosadacouplochou spoja neme sa matica prpadne skrutka psobenm zaaujcej sily uvoni.

47


46/231

Obr. 2.6: Trecie momentypri uahovan a uvoovan

skrutky a matice

SilyF1a F2 pri uahovan resp. uvoovan od-voden v kap. 2.1.1psobia na strednom prie-mere skrutky (matice), take moment pri ua-hovan matice je

M1= FQ tg (+ ) d22 (2.24)

pri uvoovan

M2= FQ tg ( ) d22 (2.25)

Vzhadom na to, e uhlya s obvykle mal,mu sa s uritou prpustnou nepresnosou pre-psa uveden rovnice do tvaru

M1.= 0, 5 FQ d2 (tg + tg )

= 0, 5 FQ d2 tg + 0, 5 FQ d2 tg (2.26)

M2.= 0, 5 FQ d2 (tg tg )

= 0, 5 FQ d2 tg 0, 5 FQ d2 tg (2.27)

kde vraz 0, 5 FQ d2 tg je tzv. roztac moment MR, pretoe sa sna maticuuvoni a vraz 0, 5 FQ d2 tg predstavuje trec moment v zvite MTz

Pri uahovan resp. uvoovan matice (skrutky) treba ete prekona trec moment,ktor vznik medzi maticou a plochou spojovanch ast.

Zaaovacia sila skrutkyFQpri otan matice vytvra na strednom priemere Dsdosa-dacej plochy matice treciu silu, ktor spsobuje trec moment medzi maticou a dosadacouplochou spojovanch ast. Jeho vekos je

Mtm= Ft 0, 5 Ds= 0, 5 FQ Ds fm (2.28)kde fm- faktor trenia medzi maticou a dosadacou plochou spojovanch ast.

Ak sa neuvauj in vplyvy (otrasy, rzy a pod.) samovon uvonenie matice spsobujemomentMR, naproti tomu trecie momentyMtz aMtmtomuto uvoneniu zabrauj. Akostupe bezpenosti skrutkovho spoja proti samovonmu uvoneniu sa oznauje pomertrecch momentov (Mtz, Mtm) k momentu roztaciemu (MR).

n=Mtz+ Mtm

MR=

0, 5 d2 tg + 0, 5 FQ Ds fm0, 5 FQ d2 tg

=d2 fz+ DS fm

d2 tg (2.29)

48


47/231

Z uvedenho vzahu vyplva, e pri nezmenench rozmeroch skrutky a rovnakchfaktorov trenia bezpenos skrutkovho spoja bude zvisie od uhla stpania. m budeuhol stpania men (skrutky s jemnm stpanm zvitu), tm bude bezpenos protiuvoneniu via.

V prpade premenlivho zaaenia pri otrasoch nemus by trenie v zvitoch a medzi

maticou a dosadacou plochou postaujcim pre zamedzenie uvonenia, preto v danomprpade je treba skrutkov spoj poisova trecmi alebo mechanickmi poistkami (obr.2.7).

Obr. 2.7: Mechanick poisovanie skrutkovho spoja:a) prtunou maticou, b) prunmi podlokami

Najbezpenejou trecou poistkou je prtun (poistn matica a)). Ako poistn maticasa pouva nzka matica, ktor sa naskrutkuje pod normlnu maticu. Medzi trecie poistkypatria aj prun podloky b). Prun podloka zabrauje uvoneniu matice tm, e pristlan vyvodzuje stlu osov silu, ktor spsobuje trenie medzi maticou a dosadacouplochou i za predpokladu poklesu zaaujcej sily.

Mechanickmi poistkami sa mechanicky zaisuje vzjomn poloha skrutky a matice,ako napr. zvlakou alebo tvarovmi plechovmi podlokami rznej kontrukcie. Niektorprklady mechanickho poistenia s uveden na obr.2.8.

Obr. 2.8: Poistenie skrutkovho spoja mechanickmi poistkami (podlokami)

b) Poistenie proti strate skrutky alebo matice /samovonmu odskrutkova-niu/

Matica sa proti strate zabezpeuje: roznitovanm konca skrutky (ak sa neuvauje sdemontou skrutkovho spoja), zvlakou umiestnenou nad maticou, krkom umiest-nenm na konci skrutky a poistenm kolkom (obr. 2.9).

49


48/231

Obr. 2.9: Poistenie proti strate

2.1.5 Skrutkov spoje s predptm

Predpt skrutkov spoje sa pouvaj tam, kde sa poaduje:

a) zvenie navovej pevnosti spojovacch a niekedy i spojovanch siastok,

b) zaistenie tesnosti spoja,

c) zaistenie tuhosti spoja,

d) zamedzenie vzniku rzov pri striedavom zaaen alebo zmiernenie inkov rzu.

V skrutkovom spoji vznik po dosiahnut matice a hlavy skrutky na spojovan astialm doahovanm matice predptie, ktor spsobuje prun deformciu skrutky a spo-

jovanch ast. Skrutka sa psobenm predptia Fo predi o l1 a zrove sa spojovanasti stlaia o l2 (obr.2.10b).

Ak v skrutkovom spoji vznik len prun deformcia, predenie skrutky i stlaenie

spojovanch ast je mern vzniknutmu predptiu Fo.

Obr. 2.10: Silov a deforman pomery v predptom skrutkovom spoji

50


49/231

l1= Fo c1 l2= Fo c2 (2.30)

alebo

l1= Fo

1

k1l2= Fo

1

k2(2.31)

kde c1- deforman kontanta skrutky,c2- deforman kontanta spojovanch ast,k1- kontanta tuhosti materilu skrutky,k2- kontanta tuhosti materilu spojovanch ast.

Zvislos deformcie skrutky a spojovanch ast od sily F sa me znzorni grafickyv diagrameF - l(obr.2.11a). Uveden zvislosti s linerne. Priamka a charakterizujepriebeh deformcie skrutky; priamka b charakterizuje priebeh deformcie spojovanch

ast (prrub).PredptieFo, ktor je spolon skrutke i spojovacm astiam, je dan sekami bodov

CC a C1C1. Ak sa prenesie v diagrame priamka b do polohy b, potom seka O1O2

udva celkov deformciu spoja. Teda

l= l1+ l2= Fo (c1+ c2) (2.32)

Psobenm prevdzkovej sily Fpr sa zv sila v skrutke z pvodnho predptia Fo oprrastok F1 na hodnotu

F1= Fo+ F1 (2.33)

Vzjomn prtlan sila medzi spojovanmi asami, vyvoden predptmFo, poklesnevplyvom prevdzkovej sily na hodnotu

F1= Fo F2 (2.34)

kde F1- prrastok zaaenia v skrutke,F2- bytok zaaenia v spojovanch astiach,F1- sila v skrutke,F2- zostatkov sila v spojovanch astiach zabezpeujca tesnos spoja.

51


50/231

Obr. 2.11: Zvislos deformcie skrutky a spojovanch ast

Pre urenie sily v skrutke F1 a prtlanej sily v spojovanch astiach F2 je potrebnvypota hodnoty F1 a F2.

Ak na skrutkov spoj psob prevdzkov sila, mono napsa rovnicu rovnovhy sl,napr. na horn spojovaciu as:

Fpr+ F2 F1= 0 (2.35)

Po dosaden za F1= Fo+ F1a F2= Fo F2 bude

Fpr= F1+ F2 (2.36)

V rovnici (2.36) s dve neznme F1, F2, preto sa ur druh rovnica zo zmenydeformcie skrutky a spojovanch ast, ktor je spsoben prrastkom zaaenia v skrutkea poklesom zaaenia v spojovanch astiach (obr. 2.11b). Vplyvom prrastku sily F1sa zv deformcia skrutky o hodnotu l1 = F1 c1, ale sasne vplyvom bytkuzaaenia v spojovanch astiach F2 poklesne deformcia spojovanch ast o hodnotul2= F2 c2.

Ako vyplva z diagramu (2.11b) tieto deformcie s rovnak.

F1 c1= F2 c2 (2.37)

Rieenm rovnc (2.35), (2.36) vypotame

F1= Fpr c2c1+ c2

F2= Fpr c1c1+ c2

(2.38)

Skuton sila v skrutke bude

F1= Fo+ F1= Fo+ Fpr c2c1+ c2

(2.39)

a prtlan sila v spojovanch astiach

F2= Fo

F2= Fo

Fpr

c1

c1+ c2(2.40)

52


51/231

Ak prevdzkov sila vzrastie na medzn hodnotuFM, klesne silaF2na nulov hodnotua spoj netesn. Pre vekos medznej prevdzky silyFMmono z obr.2.11b odvodi vzahmedzi FM,Fo, c1, c2. Z podobnosti trojuholnkov O1MO2a O1CC vyplva

l1Fo

=l1+ l2

FM

Potom

FM=Fo l1+ l2l1 =Fo c1+ c2

c1(2.41)

Z rovnice2.41vyplva, e pri danch deformanch kontantch c1, c2 uveden pre-vdzkov sila rastie s predptm Fo. Pre tesnos spoja plat podmienka:

Fpr< FMalebo F2>0.

asto sa prtlan sila v spojovanch astiach F2vol v zvislosti od prevdzkovej silyFprpri poadovanej tesnosti, ktor sa vol = 0, 2 a 1. Potom

F2= Fpr (2.42)Potrebn predptie v skrutkovom spoji pri danej tesnosti sa vypota zo vzahu vy-

plvajceho z deformanho diagramu (obr.2.11b):

Fo= F2+ F2= Fpr+ Fpr c1c1+ c2

=Fpr

+ c1

c1+ c2

(2.43)

Sila v skrutke bude:

F1= F2+ Fpr= Fpr+ Fpr= Fpr (+ 1) (2.44)

Stanovenie tuhosti ast skrutkovho spoja vpotom a experimentlne

Vpoet deformanch kontnt c1 a c2 vyplva z rovnc vyjadrujcich Hookovzkon pre skrutku a spojovan asti

1=l1

l1=

1E1

2=l2

l2=

2E2

(2.45)

Dosadenm za

1=FoS1

, 2=FoS2

, l1= Fo l1E1 S1 , l2=

Fo l2E2 S2

bud pomern deformcie

1= l1l1 = Fo

S1 E1 , 2= l2l2 = FoS2 E2 (2.46)kde

l1E1 S1 =c1,

l2E2 S2 =c2, alebo

E2 S1l1

=k1, E2 S2

l2=k2.

Za dku skrutkyl1sa povauje hrbka spojovanch ast l2, t.j. vzdialenos od dolnejhrany hlavy skrutky k dosadacej ploche matice (obr. 2.12a). Pril1 >6 d3meme defor-mciu hlavy a zvitovej asti skrutky v matici zanedba. Pri krtkych skrutkch je nutntieto deformcie uvaova a potom dku skrutky pre vpoet deformanej kontantyurme zo vzahu /pozor na pripotanie hrbky podloky/

l1= l2+23 k+1

2m

53


52/231

Obr. 2.12: Skrutka kontantnho a premenlivho prierezu

Deforman kontantu skrutky s premenlivm prierezom (obr.2.12b) urme zo studeformanch kontnt asti drieku s kontantnm prierezom. Skrutka sa rozdel na dkys rovnakm prierezom. Teda

c1= 1E1

ni=1

l1iS1i

(2.47)

Vpoet deformanej kontanty spojovanch ast je zloitej, pretoe tlakov naptievplyvom preptia sa rozlo v blzkosti drieku skrutky a to v tvare dutho dvojkuea(obr.2.13).

Obr. 2.13: Tlakov kueskrutkovho spoja

Tlakov dvojkue sa ri od priemeru totonho sotvorom ka s, pod uhlom v starej literatrejeho hodnota sa uvdza 45; v novej literatre (Bir-ger) uvdza a 65. Vzhadom na premenliv priereztlakovho dvojkuea po hrbke spojovanch astl2, nahradzuje sa tento dutm valcom o priemereDd a Ds. Potom deforman kontanta sa vypotazo vzahu

c2= 4 l2

E2 s+l2

22 D2d

(2.48)

kde Dd- priemer otvoru pre skrutku (vntornpriemer tlakovho valca),Ds- vonkaj priemer tlakovho valca, ktorsa ur zo vzahu Ds= s + 0, 5 l2.

Nhrada kueov valcom je oprvnen len pre mal hrbky spojovanch ast. Vpoetdeformanej kontanty c2 poda rovnice (2.48) je sce jednoduch, ale odchyuje sa od

skutonosti zistenej experimentlnymi skkami. Vpotov hodnoty c2 s vyie akoexperimentlne zisten a chyba rastie s rastcou hrbkou spojovanch ast.

54


53/231

Experimentlne urenie kontnt tuhosti.Skrutkov spoj sa dotiahne tak, abysa dosiahla vpotov hodnota predptia Fo (obr. 2.14a). Potom spoj zaaujeme po-stupne rastcou prevdzkovou silou Fpra zznam jej zvislosti od predenia skrutky lvyname do grafu (obr.2.14b).

Obr. 2.14: Experimentlne urenie deformanch kontnt

Pre l >l2 je < meriame len zvislos F - llen pri skrutke. Potom

tg = FM

l2=

tg 1(l1+ l2)l2

= tg 1l1l2

+ tg1= Fol1

l1l2

+ tg 1=

Fol2

+ tg 1= tg 2+ tg 1= c1+ c2 (2.49)

tg = tg 1= Fol1 ; tg2= Fol2= c2 (2.50)

Experimentlne urenie deformanch kontnt spova v uren tangent uhlov ,.

Skrutkov spoje s premenlivou prevdzkovou silou

Predol vahy a vpoet predptho skrutkovho spoja boli roben za predpokladustatickho zaaenia. Pri vine predptch skrutkovch spojov dochdza k premenli-vmu zaaeniu, ako napr. predpt spoje delench ojnc a loiskovch vk piestovchstrojov a pod. Premenliv prevdzkov zaaenie me ma charakter miznceho zaae-

nia, pulzujceho, striedavho smernho a nesmernho zaaenia.Na obr.2.15a je znzornen priebeh miznceho zaaenia v skrutkovom spoji, t.j. aksa prevdzkov sila men od nuly do maxima. To znamen, e zaaenie skrutky sa menod F1 do Fo okolo strednej hodnoty F1m. Podobne i zaaenie spojovanch ast sa menod hodnoty F2 do Fo okolo strednej hodnoty sily F2m. Charakteristick hodnoty naptiaa, m, n, h potrebn pre navov kontrolu skrutky sa vypotaj z prslunch slpsobiacich v priereze skrutky. Teda

a=F12 S m=

F1mS

n=Fo

S h=

F1S

(2.51)

Na obr.2.15b je uveden rozbor vpotovho medznho stavu cyklicky zaaovanhospoja. Pracovn diagram je znzornen v sradniciach , kdeje pomern deformcia.Redukovan Smithov diagram znzoruje pre dan materil a vrub medzn stav. Syntza

55


54/231

obidvoch diagramov je dleitm podkladom pre vpoet sinitea bezpenosti ka a kh,ktor sa uria porovnanm medznej amplitdy As menovitou amplitdouaa medznhohornho naptia Ha menovitm hornm naptm h.

ka=A

a= 2, 5

4, 0 kh=

H

h= 1, 25

2, 5 (2.52)

Obr. 2.15: Predpt skrutkov spoj s premenlivou prevdzkovou silou:a) diagram priebehu sl; b) deforman diagram a Smithov diagram

Medzn navov (Whlerovo) naptie (CK)dpre dan materil, vrub a vekos je danvzahom

(CK)d= C()d

(2.53)

kde C- medza navy hladkej skobnej tye.

Vrubov sinite ()duvaovanho vrubu danho tvaru a rozmeru je

()d=

(2.54)

kde - sinite vekosti.

56


55/231

2.1.6 Vrubov inky v skrutkovom spoji

Prinou porch dynamicky zaaench skrutkovch spojov je koncentrcia naptv kritickch prierezoch a navov lom. Pri vpote navovej bezpenosti je potrebnsprvne hodnoti inky vrubu v nebezpench prierezoch. Na obr. 2.16 s vyznaen

prierezy skrutky, na ktorch je daj percentulneho podielu vskytu navovho lomu pridynamickom namhan.

Obr. 2.16: Percentulne vyznaenievskytu navovho pokodenia v

skrutkovom spoji

Z obrzku vyplva, e najv inokvrubu sa prejavuje v prvom nosnom z-vite skrutky, ktor odpoved prvmu nos-nmu zvitu matice. Toto je spsoben ne-rovnomernm rozloenm zaaenia na jed-notliv zvity, ktorho priebeh je znzor-

nen na obr.2.17a. Znenie inku vrubusa kontruknou dosiahne pravou matice,ktorou sa zvi prun poddajnos maticev oblasti prvch zvitov alebo sa zmen tla-kov namhanie matice na ahov, pri kto-rom je rovnomernejie zaaenie vetkchzvitov. Mon pravy s vskytu navo-vho na obr.2.17b, c.

Obr. 2.17: pravy matice pre rovnomernejie zaaenie v zvitoch

V tab.2.16je k jednotlivm oznaenm miestam vrubov uveden aj hodnota prslu-nch tvarovch siniteov a vrubovch siniteov .

Na obrzku2.18 s znzornen kontrukn pravy skrutky v mieste prechodu z-vitu do drieku a drieku skrutky do hlavy. Vrubov inok kueovho vbehu zvituskrutky mono vhodne odstrni zmenenm prierezu drieku skrutky (a na 80% prie-rezu jadra zvitu). Touto pravou sa sasne dosiahne vhodnejie zvenie prunostiskrutky (obr.2.18a).

Nebezpen miesto v prechode drieku do hlavy mono odstrni zvenm polomeruzaoblenia pravami zobrazenmi na obr.2.18b.

57


56/231

Obr. 2.18: Kontrukn pravaskrutky na znenie vplyvu

vrubovho inku

navov pokodenie skrutiek zvis v znanej miereod vlastnost povrchovej vrstvy materilu. So zlep-ovanm kvality povrchovej vrstvy sa vrazne pre-di ivotnos skrutky. Zlepenie vlastnost porucho-vej vrstvy sa dosiahne mechanickm spevnenm alebochemicko-tepelnmi pravami (kalenie, cementova-nie, nitridovanie).

2.1.7 Vplyv trvalej deformcie a teploty na zmenu predptia

Predpt skrutkov spoj strca za prevdzky as predptia a preto mus by obasdotiahnut. Strata predptia je spsoben jednak otlaenm dosadacch plch spojova-nch ast i zvitu skrutky a matice a taktie pomalm teenm materilu pri vychprevdzkovch teplotch. Ak je ld set absoltnych hodnt vetkch trvalch defor-mci spojenia, poklesne o tto hodnotu celkov prun deformcia spojenia a predptieklesne o hodnotu Fo (obr. 2.19). Pokles predptia sa ur z podobnosti trojuholnkovABC a CCD,z ktorej vyplva

FoFo

=ld

l (2.55)

Obr. 2.19: Pokles predptia vplyvom trva-lej deformcie

Pretoe vekos celkovej prunej deformcie jel= Fo(c1+c2), potom po dosaden do rov-nice (2.55) bude pokles predptia

Fo= Fo ld

Fo (c1+ c2)=

ld

c1+ c2(2.56)

Z uvedenej rovnice vyplva, e pokles predptia trvalou deformciou je tm men,m bude celkov prunos spoja via.

Pri skrutkovch spojoch, kde sa vyaduje tesnos, mus sa v tesniacich plochch udr-ova urit prtlan sila F2, aby sa zachovala tesnos. Preto pokles predptia mus byvdy men ako je sila v tesniacich plochch.

Fo=ldmaxc1+ c2

< F2 (2.57)

58


57/231

Trval deformcia a tm i pokles predptia sa zmen vobou materilu skrutky s vyso-kou medzou prieanosti, vhodnou kontrukciou skrutky, aby sa zvila prunos skrutkyc1, hladkm opracovanm vetkch dotykovch plch spojovanch ast, dosadacch plchhlavy skrutky a matice, ako aj dotykovch plch v zvite skrutky a matice.

Ak skrutkov spoj je vystaven v prevdzke vym teplotm (parn stroje, spaovacie

motory, tepeln turbny at.), me sa zmeni vekos predptia. Pritom me dochdzak rovnomernmu alebo nerovnomernmu ohrievaniu vetkch ast spojenia.

Pri zanedban zmeny modulu prunosti E v ahu s teplotou, bude zvisie zmenapredptia pri rovnomernom ohriat spojenia len na siniteoch tepelnej rozanosti ma-terilu skrutky1a materilu spojovanch ast2. Ak bude 1< 2 predptie vzrastie(obr.2.20).

Obr. 2.20: Prrastok respektve pokles

prevdzkovej teploty

Zmena predptia znzornen v diagrame(obr. 2.20) je obdobn ako pre trval defor-mciu. Trval plastick deformcia sa nahrad

tepelnou deformciou skrutky a spojovanchast l. Vekos tepelnej deformcie je danvzahom

l= (1 2) l ( 0) (2.58)

kde 1- sinite tepelnej rozanosti materiluskrutky,2- sinite tepelnej rozanosti materilu,l- hrbka spojovanch ast,- prevdzkov teplota predptia vplyvom,

0- montna teplota (20 C).

Prrastok alebo pokles predptia Fo je vyjadren op z podobnost trojuholnkovvzahom

Fo= lc1+ c2

(2.59)

U skrutkovch spojov s vou vou medzi skrutkou a spojovanmi asami dochdzak nerovnomernmu zohriatiu spoja; skrutka sa ohreje na meniu teplotu ako spojovanasti.

Za predpokladu, e 1< 2, t.j., e materil skrutky a spojovanch ast je rozdielny,je za prevdzkovej teploty v spoji a pri rozdiele teplt rozdiel dilatci l(obr.2.21).

59


58/231

Obr. 2.21: Deformcie prrubovho spoja pri rozdielnych teplotchS1< S2

Zohriatm spojovanch ast z montnej teploty oo na stredn teplotu S2vzrastieich hrbka o hodnotu

l2= 2

l

(S2

o) (2.60)

Skrutka, ktorej teplota je niia, sa predi o hodnotu

l1= 1 l (S1 o) (2.61)

take rozdiel tepelnej dilatcie je

l= l2 l1= 2 l (S2 o) 1 l (S1 o) (2.62)

Zvenie predtia bude

Fo= lc1+ c2(2.63)

Prrastok predptia pri nerovnomernom ohriat spojenia bude tm v, m budev rozdiel teplt spojovanch ast a skrutky, alej m v bude sinite tepelnejrozanosti spojovanch ast oproti skrutke a nakoniec m menia bude prun poddaj-nos spoja.

Aby prrastok predptia oteplenm bol o najmen, mus sa pri spojoch vystavenchvysokm teplotm dba o dobr styk skrutky so spojovanmi asami, aby oteplenieskrutky a spojovanch ast bolo rovnak a alej je treba zvi prun poddajnosspoja (najlepie pouitm dilatanej rrky).

2.1.8 Skrutky namhan silou kolmou na os skrutky

V spojoch zaaench silou kolmou na os skrutky, ako napr. spojenie psov, kotovalebo prrubov spojka at., me by prevdzkov sila prenan trenm alebo tvarovmstykom.

Prenos zaaujcej sily trenm medzi spojenmi asami mono poui ak je zaaeniestatick. Trec odpor (sila) Ft, potrebn pre bezpen prenos zaaujcej silyFsa vyvodutiahnutm skrutky na poadovan predptie Fo (obr.2.22a). Trecia sila Ft = Fo f vstykovej ploche mus by via ako je zaaujca sila F.

Ft= Fo f=k F (2.64)

60


59/231

Pri pouit ipotu skrutiek bude

Fo f= k Fi

a potrebn predptie v skrutke Fo=k F

f i (2.65)

kde k - bezpenos proti posunutiu (k= 1, 2 a 1, 5),f- faktor trenia.

Obr. 2.22: Skrutky namhan silou kolmou na osa) staticky zaaen spoj, b) dynamicky zaaen spoj

Faktor treniaf, ktor nepriamo ovplyvuje vekos potrebnho predptia v skrutke jemon vhodnou povrchovou pravou spojovanch ast zvi. hanm spojovanch ast

(plechov) otvorenm plameom sa zv faktor trenia naf= 0, 45 a 0, 75, pieskovanmpovrchu sa zv faktor trenia na f= 0, 43 a 0, 76.Pri prenose zaaujcej sily trenm, spojovacie skrutky s namhan len osovou silou

od vyvodenho predptia Fo, to znamen, e sa dimenzuj z ahovho namhania.

Sj FoDt

(2.66)

kde Dt - dovolen naptie materilu skrutky.

V prpade premenlivho zaaenia, ak je skrutka uloen v spojovanch astiach s v-ou, me djs k vzjomnmu posunutiu spojovanch ast a tm aj k nakloneniu skrutkyv otvore (obr. 2.22). V dsledku naklonenia skrutky dochdza v skrutke k prdavnmunamhaniu na ohyb, ktor je pomerne vek a neiaduce.

61


60/231

Obr. 2.23: Skrutky namhan silou kolmou na osc) spoj s lcovanou skrutkou, d) poistenie spoja kolkom alebo perom

Preto pri premenlivom dynamickom zaaen je vhodnejie poui tvarov styk, ktorme by realizovan lcovanou skrutkou alebo almi spojovacmi siastkami ako je

kolk a pero (obr.2.23c, d).Pre tvarov styk sa najastejie pouvaj lcovan skrutky, ktor svojim driekomprenaj cel prevdzkov zaaenie.

Pri psoben zaaenia Fv spojovanch astiach lcovan skrutka bude namhan:

a) na strih

= F

i S = 4 F

d2 i 0, 75 D (2.67)

b) mernm tlakom

p= F

i So = F

D l1 i 0, 75 pD (2.68)

kde - sinite vyuitia skrutiek (= 0, 75),i- poet skrutiek,l1- dka valcovej asti lcovanej skrutky, na ktorej sa rozlo mern tlak,D- priemer lcovanho drieku skrutky,So- priemet plochy drieku na ktorom sa rozlo mern tlak.

2.1.9 Pohybov skrutky

Pohybov skrutky sa pouvaj na zmenu otavho pohybu na osov pohyb alebona zmenu krtiaceho momentu v osov silu. Pre pohybov skrutky sa najastejie vollichobenkov zvit rovnoramenn, ktor me prena obojsmern zaaenie. Pre jed-nosmern vemi zaaen skrutky (napr. vreten lisu a pod.) sa vol lichobenkov zvitnerovnoramenn (plov) (obr.2.24b). Pre znenie strt trenm, opotrebenia a zveniainnosti skrutky sa pouvaj viacchodov zvity.

62


61/231

Obr. 2.24: Lichobenkov zvity

Mon kontrukn usporiadanie skrutky a matice:

a) skrutka sa ota a posva v nehybnej matici (napr. skrutkov zdvihk, uzatvracventil prdiacich mdi, vretenkov lis a pod.),

b) matica sa ota a neposva, posva sa skrutka v axilnom smere (napr. starie typypreahovacch strojov, niektor typy skrutkovch zdvihkov a pod.),

c) skrutka sa ota a neposva, posva sa matica v axilnom smere (napr. pohybsuportu po loiach sstruhu, zmoncky zverk a pod.).

Pevnostn kontrola pohybovej skrutky a matice

Pohybov skrutky v prevdzke s namhan na krtenie a ah alebo tlak. Pri vom

thlostnom pomere aj na vzper. Aplikciu vpotu pohybovej skrutky i matice je monuskutoni na skrutkovom zdvihku (obr.2.25).

Obr. 2.25: Skrutkov zdvihk

Pri zaaen skrutkovho zdvihka osovou silou FQ a pri otan skrutky momentomMKbude tto namhan:

a) na tlak

d=4 FQ

d23(2.69)

63


62/231

b) na krut

k=MTz

Wk=

0, 5 FQ d2 (+ ) d33

16

(2.70)

kde MTz - trec moment v zvite matice a skrutky,d3 - mal priemer zvitu.

Vzhadom na to, e v skrutke vznik kombinovan namhanie, vypota sa redukovannaptie:

red=

2d+ 3 2k D (2.71)

Ak m skrutka oproti priemeru vek vonu dku, kontroluje sa na vzper. thle po-hybov skrutky pri uritej tlakovej sile vyboia, m sa tlakov namhanie zmen na kom-binovan v tlaku a ohybe, o vyvol stratu stability.

Spsob kontroly na vzper je zvisl od thlostnho pomeru . Ak je

=

lred

i

>

lred

i

m

kontroluje sa pohybov skrutka na vzper poda Eulerovho vzahu, priom sa urujenosnos skrutky pri zvolenej bezpenosti proti strate stability.

Fu= Fkr

k = 2 E I

l2red n FQ (2.72)

Vzah

Iredi

m

je medzn thlostn pomer skrutky, ktor sa ur z rovnice

Tabuka 2.2: Red. vzpern dka skrutky

lred

i

=

E

Rm(2.73)

kde Fkr - kritick sila poda Eulera na medzivzpernej pevnosti (N),E- modul prunosti materilu skrutky(MPa),I- kvadratick moment prierezu (mm4),lred - redukovan dka vonej astiskrutky vzahovan k danmuspsobu uloenia (mm) (tab.2.2),i- kvadratick polomer prierezovej

plochy skrutkyi=

I/S,k- bezpenos voi strate stability(k= 3 a 6).

64


63/231

Ak je thlostn pomer =lredi

0, 6% je zvaritenos nezaruen.Kaliten ocele sa ako zvraj, preto sa pred zvranm spojovan asti v mieste zvaru

ohrievaj na teplotu 250C v zvislosti od druhu ocele.Ocele na odliatky s pre svoj vy obsah uhlku nchylnejie k tvorbe trhln v okol

zvaru. Pri zvran sivej zliatiny je taktie nebezpeenstvo vzniku trhliniek.Neelezn kovy sa zvraj obvykle aie ako ocele, pretoe maj vek tepeln vodi-

vos, ahko a rchlo sa tavia.Pri materiloch, ktor sa aie zvraj je potrebn urobi skku zvaritenosti, ktor

sa najastejie vykon ohybom.

Druhy tavnch zvarov

Poda vzjomnej polohy zvranch siastok a poda tvaru prierezu zvaru sa pri zv-ran elektrickm oblkom pouvaj zvary:

a) lemov (obr.2.74a),

b) tup (obr.2.74b, c, d, e, f, g),

c) ktov a rohov (obr.2.74h, i, j, k),

d) dierov a liabkov (obr.2.74l).

Obr. 2.74: Druhy tavnch zvarov

105


104/231

Naptie v oblasti tupch a ktovch zvarov

Priebeh naptia v tupch zvaroch je takmer rovnak ako v zkladnom materili. Zv-en koncentrcia naptia je len v miestach nhlej zmeny prierezu zvaru ako je prechodprevenia zvaru do zkladnho materilu (B) a kore zvaru (C) (obr. 2.75a). Pri sta-

ticky zaaench zvaroch uveden piky naptia nie s nebezpen. Tup zvary dyna-micky namhan je potrebn opracova, aby sa odstrnili prechodov miesta so zvenoukoncentrciou naptia.

Pri ktovch zvaroch je situcia z hadiska pevnostnho zloitejia ako pri tupchzvaroch. Zven koncentrcia naptia je v mieste korea zvaru a v prechode zvaru dozkladnho materilu (obr.2.75b). Pri ktovch zvaroch je zvl dleit dokonal pre-varenie jeho korea. Naptie neprevarenho korea me by niekoko krt vyie akonaptie precho

Documents

B Učebnica Fini Časti Strojov I