Połączenia klinowe i
wpustowe.
Połączenia klinowe i
wpustowe.
Kliny i wpusty mają dwie przeciwległe,
boczne powierzchnie, równoległe
względem siebie.
Rys. 1 Powierzchnie wpustów.
Klin może mieć pozostałe przeciwległe
powierzchnie pochylone ( zbieżne )
względem siebie.
tg
l
h
h
1
2
tg
l
h
h
2
1
2
Rys. 2 Zbieżne powierzchnie klina.
Lub tylko jedną powierzchnię zbieżną jak
np.
Klin wpuszczany A 12x8x56 (b x h x l)
Kliny są samohamowne:
100
20
:
1
Rys. 3 Klin wpuszczany.
Podobieństwa i różnice między klinem a
wpustem.
Podobieństwa:
Służą do łączenia piast z wałem i zabezpieczają przed
ich wzajemnym obrotem
,
Ich powierzchnie boczne są wykonane wg tej samej
zasady ( bh9 ),
Rys. 4 Powierzchnie boczne
Różnice:
W postaci geometrycznej,
Wpusty wykonane są z materiału miękkiego
St6-St7 ( tylko w wyjątkowych wypadkach stal
45); klin ze stali 45, 55 lub o lepszych
właściwościach,
Kliny mogą przenosić obciążenie przez
wszystkie swoje powierzchnie,
Obciążenia przenoszone przez kliny.
)
2
(
)
2
(
h
b
l
l
h
l
b
P
Rys. 5 Obciążenia przenoszone przez klin.
Wpusty przenoszą obciążenia tylko przez
powierzchnie boczne.
l
h
P
2
Rys. 6 Obciążenia przenoszone przez wpust.
Kliny mogą przenosić obciążenia o wiele
większe niż wpusty ( n-krotnie ),
Kliny mają na długości l zmienną masę i
dlatego stosuje się te połączenia dla małych
obrotów, ale dużych obciążeń dynamicznych
( hutnictwo, górnictwo, transport itd. ),
Wpusty mogą być stosowane dla wysokich
obrotów i obciążeń.
Połączenie klinowe.
Rys.7 Połączenie klinowe
poprzeczne:
1 - klin, 2 – drąg, 3 –
tuleja.
Klin poprzeczny, zastosowanie klina.
Rys. 8 Klin poprzeczny
Rys. 9 Zastosowanie klina do ustawienia
panewek łożyska ślizgowego: 1 – śruba,
2 – klin, 3,4 - półpanewki
Rodzaje klinów wzdłużnych.
Rys.10 Rodzaje klinów
wzdłużnych.
Naprężenia kontaktowe w połączeniu
klinowym wzdłużnym.
Rys.11 Rozkład naprężeń kontaktowych w połączeniu klinowym wzdłużnym.
Klin noskowy.
Pasowanie klinów:
bH9/h9 lub bH11/h11
Naprężenia kontaktowe
(„naciski”):
dop
p
z
l
h
Q
F
Q
P
1
Rys.12 Klin noskowy.
Wpusty.
Rys.13 Rodzaje wpustów.
Przykłady oznaczenia:
a) Wpustu pryzmatycznego zaokrąglonego pełnego
(odmiana A) o szerokości b=12mm, wysokości
h=8mm i długości l=56mm.
WPUST A12 x 8 x 56 (PN-70/M-85005)
b) Wpustu pryzmatycznego zaokrąglonego pełnego
wyciskowego (odmiana AW) o szerokości b=12mm,
wysokości h=8mm i długości l=56mm.
WPUST AW12 x 8 x 56 (PN-70/M-85005)
Wpust pryzmatyczny ścięty otworowy.
Rys.14 Wpust pryzmatyczny ścięty
otworowy (wg PN-49/M-85042)
Wpust pryzmatyczny zaokrąglony
wyciskowy.
Rys.15 Wpust pryzmatyczny zaokrąglony wyciskowy (wg PN-49/M-85046)
Połączenie spoczynkowe wpustu o
szerokości b:
Rys.16 Połączenie spoczynkowe wpustu.
Połączenie spoczynkowe wpustu o
szerokości b:
Rys.17 Pasowania piasty i oprawy.
Oprawa:
Piasta:
Połączenia ruchowe wpustu o szerokości
b:
Rys.18 Połączenie ruchowe wpustu.
Połączenia ruchowe wpustu o szerokości
b:
Piasta:
Oprawa:
Rys.19 Pasowania piasty i oprawy.
Obliczenia wpustu (naprężenia
kontaktowe):
dop
p
z
l
h
Q
F
Q
p
1
d
Ms
Q
2
2
1
h
h
Rys.20 Obliczenia wpustu.
Połączenia wielowpustowe
Połączenia wałów z piastami w maszynach produkowanych w
dużych ilościach wykonywane czasami jako połączenia
kształtowe , bez zastosowania łącznika , nazwano
połączeniem
wielowpustowym
. W tym przypadku wykonuje
się
6,8 lub 10
wpustów na wale i rowków w piaście. Wypusty
między rowkami wału odpowiadają kształtem i wymiarami
rowkom w piaście. Centrowanie piasty na wale jest wykonane
albo na wewnętrznej średnicy , albo na zewnętrznej średnicy
D lub na bokach wypustów (b).
Niezależnie od sposobu centrowania rozróżniamy trzy rodzaje
połączeń:
S- spoczynkowe,
P- przesuwne,
L- luźne.
O prostych zarysach boków
b
D
d
Wielokarbowe
(wykazuje
niskie
naciski
powierzchniowe, ze względu na
ilość
karbów
zastosowanie
w
połączeniach
spoczynkowych)
i
ruchowych
S
Tr
O zarysach ewolwentowych
b
Czop:
Wymaganą dokładność obróbki daje obwiedniowa metoda
frezowania wpustów na czopie ze szlifowaniem kształtowym i na
okrągło po
obróbce termicznej.
Otwory wielorowkowe w piaście wykonuje się przeciągaczami
Centrowanie wielowypustu:
1. osiowanie na średnicy d i b
2. osiowanie na średnicy D i b
3.centrowanie na bokach b
2.
1.
3.
Rodzaj połączenia
Warunki
pracy
Powierzchnie
robocze
czopa
nieutwardzon
e
p
dop
(kG/cm
2
)
[MPa x 10
-1
]
Powierzchnie
robocze czopa
ulepszone lub
hartowane
p
dop
(kG/cm
2
)
[MPa x 10
-1
]
Połączenia
spoczynkowe
I
II
III
350 ÷ 500
600 ÷ 1000
800 ÷ 1200
400 ÷ 700
1000 ÷ 1400
1200 ÷ 2000
Połączenia
ruchowe
przesuwane bez
obciążenia
I
II
III
150 ÷200
200 ÷ 300
250 ÷ 400
200 ÷ 350
300 ÷ 600
400 ÷ 700
Połączenia
ruchowe
przesuwane pod
obciążeniem
I
II
III
-
-
-
30 ÷ 100
50 ÷ 150
100 ÷ 200
I - obciążenie uderzeniowe kierunkowo-zmienne, złe smarowanie, materiały o małej
wytrzymałości, mała dokładność kształtu, niska klasa gładkości powierzchni;
II - obciążenie zmienne, przeciętne smarowanie, materiały średniej wytrzymałości, przeciętna
dokładność kształtu i gładkość powierzchni;
III – obciążenie działające wyłącznie w jednym kierunku, dobre smarowanie, materiały o dużej
wytrzymałości, dobra dokładność kształtu i wysoka klasa gładkości powierzchni;
Tablica. Dopuszczalne naciski w połączeniach
wielowypustowych
Osiowanie na „d”
„Czop”
sp
o
:
ø
d
h
6
(j
6
)
p
rz
e
:
ø
d
f7
spo: b
j7
prze: b
f7
s:
ø
d
H
7
/h
6
p
:
ø
d
H
7
/f
7
l:
ø
d
H
7
/e
8
„Oprawa”
s:
ø
d
H
7
p
:
ø
d
H
7
Osiowanie na „øD”:
ø
D
ød
H
1
2
s:
ø
D
H
7
/j
6
p
:
ø
D
H
7
/f
7
l:
ø
D
H
7
/e
8
„Oprawa”
Osiowanie na
„b”
s: b F7/j7
p: b
F7/f7
l: b
F7/f8
PASOWANIE WIELOWYPUSTÓW (d): Ruchowe: przesuwne
luźne
Połączenia
Pasowanie d
Przesuwne
luźne
Spoczynkowe
na
średnicy
rdzenia d
H7 /
f7
H7
/
e8
H7
/
h6
H7 / j6
szerokości wpustu
b
H10 / C9
H10 / f8
średnicy
zewnętrznej D
H11 / a11
H11/ a11
na (D)
b
H7
/
j6
–
spoczynkowe
H7 / f7 – ruchowe
H7 / e8 – ruchowe
luźne
H10 /
j7
H10 /
f7
Połączenia
na (b)
F7/j7 – spoczynkowe
F7/f7 – przesuwne
F7/f8 – przesuwne luźne
W pasowaniach tych
stosuje się zasadę stałego otworu.
Umożliwia to użycie tego
samego kosztownego przeciągacza
w połączeniach spoczynkowych i ruchowych.
O minimalnej potrzebnej długości wpustów decydują naciski powierzchniowe
gdzie:
β = 0,75 ÷ 1, β = 1 - dla metod obwiedniowych,
z – liczba wpustów, z=1
lo – czynna długość styku wpustu z rowkiem
wałek wielowpustowy 4 x 21 x 25d - P (b=7)
otwór
Z=8 4 x 21 x 25d
s – spoczynkowy wałek wielowpustowy 8 x 36 x 40 D-S/PN-63/M-85015
p – przesuwny otwór wielowpustowy 8 x 36 x 40D (Z=8, d=36, D=40, b=7
osadz.na
l – luźny średnicy D)
Uwaga
W połączeniach wielowpustowych ruchowych zwłaszcza przesuwnych pod
obciążeniem należy dobierać materiały z punktu widzenia odporności na zatarcie a więc np.
Stal miękka – żeliwo; stal utwardzona – stal ulepszona
itp.
.
2
śr
s
D
M
P
.
dop
o
o
p
l
h
z
P
p
.
dop
o
o
p
l
h
z
P
p
b
h
o
d
Połaczenia wielokarbowe czołowe
Metodyka obl. s. 126 – 127 PKM t.II
s
o
s
s
k
W
M
Połączenia wielokarbowe połączenia spoczynkowe d = 10 – 30 mm wałki
(mało odporne na luzy)
Nadaje się do przenoszenia momentu skręcającego. Każdy wielokąt spełnia te
funkcje, np.: złącze czworoboczne
obliczenia na naciski:
]
cm
/
kG
[
p
l
b
Ms
6
p
2
.
dop
o
2
o
max
dla trójbocznego:
]
cm
/
kG
[
p
m
el
3
M
p
2
.
dop
o
s
max
wymiary złącza podane są w tabl.5.9 s. 130 PKM t.II
d
1
2e
m
b
o
1. Przedmiot normy. Przedmiotem normy są połączenia wielowypustowe
równoległe z
przeznaczeniem do obrabiarek.
2. Rodzaje osiowań. W połączeniach wielowpustowych do obrabiarek
występują 2 rodzaje osiowań: na wewnętrznej średnicy d i na
zewnętrznej średnicy D.
Zarys wałka wielowypustowego osiowanego na D oraz zarysy wałka
wielowypustowego osiowanego na d (wykonane metodą obwiedniową i
metodą podziałową) są przedstawione na rysunku.
3. Rodzaje połączeń. Rozróżnia się trzy rodzaje połączeń:
s – spoczynkowe
p – przesuwne
l – luźne
4. Przykład oznaczenia elementów połączenia 4-wypustowego
równoległego przesuwnego o wymiarach: d=21, D=25, b=8 mm
osiowanego na średnicy „d”.
1) WAŁEK WIELOWYPUSTOWY 4 X 21 X 25 d - p PN-63/M-
85016
2) OTWÓR WIELOROWKOWY 4 X 21 X 25 d PN-63/M-85016
5. Normy związane.
PN/M-85017-projekt. Połączenia wielowypustowe i równoległe.
Tolerancje i pasowania
6. Wymiary – wg rysunków i tablicy na stronie 2.
7. Dokładność wykonania - wg PN/M-85017 – projekt.
Wskazówki konstrukcyjne i pytania
f
b
a
45
o
d
D
e
Pasowania spoczynkowe wpustu zaokrąglonego o
wymiarze b x h (Narysuj i zwymiaruj)
8101418243040455060702 x 2;3 x 3;4 x 4;5 x 5;6 x
6;8 x 7;10 x 8;12 x 8;14 x 9;16 x 10;18 x 11
Do jakich średnic i typów wałów stosuje się wpusty
czółenkowe ?
d = 4 ÷ 22 mm czopy walcowe lub stożkowe
Narysuj zarys wałka wielowypustu o
centrowaniu na średnicy d
centrowaniu na średnicy D
r
b
d
Wskazówki konstrukcyjne i pytania cd.
Pasowania w połączeniach wielowypustowych
Przy
osiowan
iu na
powierz
chni
otwory
Tolerancje średnicy wałka przy
połączeniu
SPOCZYNKOW
YM
PRZESUWN
YM
LUŹNYM
d
D
d
D
d
D
d
D
o średnicy
d
o średnicy
D
na boku wp.
b
H7
H
1
3
H 13
B
1
2
H 7
B 12
j 6
(
h
6
)
-
-
d 11
j 6
d 11
f 7
-
d
1
1
f 7
d 11
e 8
-
-
d
1
1
e 8
d 11
d) spoczynkowe H 7 / h6, H 10 /
f 8,
ruchome H7 / f7, H 10 /
c 9
d
D
r
a
b
45
o