Kształtowanie połączeń sworzniowych - PM (c) SofTdis 2002
Strona 1 z 5
Strona główna PM
Kształtowanie połączeń sworzniowych
Strony związane: Podstawy Konstrukcji Maszyn, Połączenia, Części maszyn wg PN, Części maszyn wg DIN
Sworzeń – element konstrukcyjny w postaci krótkiego odcinka walcowanego pręta, który po włożeniu w otwory łączonych elementów umożliwia ich przesunięcie w kierunku prostopadłym do osi.
Rysunek 1
Sworznie nie są obciążone osiowo, jednak przed wypadnięciem należy je zabezpieczyć, np.: za pomocą zawleczki, kołków, roznitowania, pierścieni sprężystych, itp.
Rysunek 2
Połączenia sworzniowe mogą być połączeniami spoczynkowymi lub ruchowymi. Połączenia ruchome występują w przegubach. W połączeniu spoczynkowym sworzeń jest pasowany ciasno w obu łączonych elementach.
W połączeniach ruchowych sworzeń jest pasowany ciasno w elementach o mniejszej grubości, a ciasno w elemencie grubszym.
mk:@MSITStore:C:\Users\Fishu\Desktop\Poradnik_mechanika\Poradnik%20mechan... 2011-11-07
Kształtowanie połączeń sworzniowych - PM (c) SofTdis 2002
Strona 2 z 5
Rysunek 3
W konstrukcjach, gdzie obydwie części mają wykonywać ruchy wahliwe względem sworznia stosujemy sworznie „pływające”.
Oznaczenia sworznia poza średnicą i długością może posiadać tolerancję wykonania średnicy „d” oraz wymiar „l”, określający położenie otworu zawleczkowego, np.: SWORZEŃ 16h11 x 70 x 50/12 – PN – 63/M – 83007 oznacza sworzeń z czopem gwintowanym o średnicy d
= 16H11, długości l = 70 mm, długości części niegwintowanej l = 50 mm, oraz odległości otworu zawleczkowego lo = 12 mm.
Sworzniem – nazywamy grubszy cylindryczny kołek.
Połączenia sworzniowe: spoczynkowe lub ruchowe.
Połączenie ruchowe – w przegubach.
Połączenie spoczynkowe – sworznie pasowane ciasno w obu elementach.
Połączenie ruchowe – pasowanie ciasne – sworzeń i element o mniejszej grubości; pasowanie luźne –
w elementach luźnych.
Sworznie nie są obciążone osiowo – jednak zabezpieczamy je przed wypadnięciem (zawleczki, pierścienie, kołki, pierścienie sprężynujące, nakrętki + przeciwnakrętki, nakrętki koronkowe + zawleczki).
Sworznie swobodne - „pływają ce” - osadzone luźno w obu częściach.
Rodzaje sworzni:
bez łba;
z dużym łbem;
z czopem gwintowanym;
noskowy.
Sworznie z czopem gwintowanym o średnicy d = 16h11, długości l = 70 mm, długości części nie gwintowanej l = 50 mm, odległości otworu zawleczkowego l = 12 mm .
2
o
Sworzeń 16h11 x 70 x 50/12 wg PN – 63/M – 83007
Podkładka do sworznia 16,5 wg PN – 63/M – 82004
mk:@MSITStore:C:\Users\Fishu\Desktop\Poradnik_mechanika\Poradnik%20mechan... 2011-11-07
Kształtowanie połączeń sworzniowych - PM (c) SofTdis 2002
Strona 3 z 5
Podkładka – 82004 – dokładna
– 82006 – zwykła
Zawleczka 3,2 x 25 wg PN – 76/M – 83007
Rys. 9 Połączenie sworzniowe widełkowe
M
F/2 * (l /2+l /2)- F/2*l /4 = F*(l +2l )/8
g max
1
2
1
1
2
M
= F*l/8
g max
Warunek wytrzymałościowy
σ = M
/8W ≤ k
g
gmax
x
g
W = 0,1d3
x
W = 0,1((d4 -d 4)/d)
x
o
gdzie:
d – średnica otworu wzdłużnego w sworzniu.
o
d = (0,5 ÷ 0,6)d
o
σ = Mgmax/(0,1*d3) ≤ k
g
g
d ≥ (Mgmax/(0,1*k ))1/3
g
mk:@MSITStore:C:\Users\Fishu\Desktop\Poradnik_mechanika\Poradnik%20mechan... 2011-11-07
Kształtowanie połączeń sworzniowych - PM (c) SofTdis 2002
Strona 4 z 5
Rys. 10
τ = F/S ≤ k (k lub k )
s
t
tj
to
τ = F/(Π*d2/4) ≤ k (k lub k ) t
t
tj
to
2*F/(Π*d2) ≤ ⇒ d ≥ (2*F/(kt*Π))1/3
p = F/(d*l ) ≤ k
t
1
o
p = F/(2*d*l ) ≤ k
w
2
o
k = z ⋅ k - tablica 1
o
c
Warunki pracy
Rodzaj połączenia
I
II
III
współczynnik z
Spoczynkowe
0,35
0,60
0,80
Przesuwne – bez obciążenia
0,15
0,25
0,30
Przesuwne lub obrotowe
0,03
0,06
0,10
(wahliwe) – pod obciążeniem *)
*) dotyczy przypadku, gdy powierzchnie robocze czopa wału (lub sworznia) są ulepszone cieplnie lub hartowane.
Warunki pracy:
I – ciężkie: obciążenia zmienne o cyklu wahadłowym, uderzeniowe, drgania o dużej częstotliwości i amplitudzie, powierzchnie niedostatecznie smarowane ( w połączeniach przesuwnych) itp.
II – średnie: obciążenia zmienne, minimalne drgania, przeciętne smarowanie, przeciętna obróbka powierzchni itp.
III – lekkie: obciążenia jednokierunkowe, dobre smarowanie, dokładna obróbka i mała chropowatość.
k = z × k , gdzie z – współczynnik zależny od warunków pracy oraz o
c
uwzględniający pominięcie w obliczeniach ścięć i promieni ( zwykle 0,3 ¸ 0,5
mm ) .
mk:@MSITStore:C:\Users\Fishu\Desktop\Poradnik_mechanika\Poradnik%20mechan... 2011-11-07
Kształtowanie połączeń sworzniowych - PM (c) SofTdis 2002
Strona 5 z 5
k – naprężenia dopuszczalne ( dla materiału słabszego z elementów c
współpracujących) .
Sworzeń osadzony luźno narażony jest na zginanie
M
= F/2*(l /2+l /2)-F/2*l /4
g max
2
1
1
l + 2l = l
1
2
M
= F(L +2*l )/8
g max
1
2
M
= F*l/8
g max
σ = ≤ k
g
g
W = 0,1d3
x
d ≥ ( 10*F*l/ (8*k ) )1/3
g
W = 0,1 ⋅ (d4-d 4)/d
x
o
d = (0,5 ÷ 0,6)d
o
Wymiary połączeń sworzniowych (pozostałe zakładamy konstrukcyjnie), można przyjmować proporcje wymiarowe.
l = (1,4 ÷ 1,7)d
1
l = (0,3 ÷ 0,5)l
2
1
d = (0,5 ÷ 0,6)d
o
Wszelkie prawa dotyczące formy i funkcjonalności zastrzeżone. Przetwarzanie, dołączanie do innego oprogramowania oraz dekompilacja w całości lub w części jest zabroniona
Pełny tekst warunków używania PM zamieszczono w tekście O Poradniku Mechanika Poradnik Mechanika 1.03.11 © sofTdis 2001-2003™
mk:@MSITStore:C:\Users\Fishu\Desktop\Poradnik_mechanika\Poradnik%20mechan... 2011-11-07