RODZAJE POŁĄCZEŃ W KONSTRUKCJACH MASZYN
Połączeniem (złączem) nazywa się fragment konstrukcji, w którym części łączone są powiązane za pomocą łączników, tworząc połączenie pośrednie. Łącznikami są śruby, wpusty itp.; funkcje łączników spełniają także spoiny, zgrzeiny itd. Stosowane są również połączenia bezpośrednie (bez łączników), Np. połączenia kształtowe lub wciskowe. Ponadto połączenia dzieli się na połączenia spoczynkowe, w których części łączone są nieruchome względem siebie (np. połączenia nitowe, spawane), oraz połączenia ruchowe , w których jedna część może się przesuwać względem drugiej (np. połączenia wielowypustowe) lub obracać. Połączenia spoczynkowe można podzielić na rozłączne (np. gwintowe, kołkowe) oraz nierozłączne, których rozłączenie jest możliwe tylko przez zniszczenie łącznika lub części łączonych.
Połączenia nitowe
Nitowanie jest procesem technologicznym, w wyniku którego uzyskuje się połączenie nierozłączne, pośrednie. Połączenie kilku części (Np. blach) w zespół powstaje przez zastosowanie łączników, którymi są nity. W łączonych przedmiotach wierci się lub przebija otwory pod nity, zapewniając ich współosiowość, a następnie wykonuje się fazki w celu usunięcia zadziorów oraz złagodzenia karbów między łbem (zakuwką) a trzonem nitu. Po włożeniu nitu do otworów podpiera się łeb nitu kształtowym wspornikiem a następnie wykonuje się zakuwkę za pomocą zakuwnika, tworząc połączenie nitowe. W zależności od średnicy nitów i wielkości produkcji (jednostkowa, seryjna) zamykanie nitów odbywa się uderzeniowo młotkiem ręcznym lub pneumatycznym albo też naciskowo za pomocą nitownic (pras) mechanicznych, hydraulicznych itd. Nity mogą być zamykane na zimno lub na gorąco. Przy nitowaniu na gorąco nit powinien być podgrzany do temperatury pow. 700 stopni (nitowanie naciskowe, maszynowe) lub do 1000 stopni (nitowanie uderzeniowe, ręczne). Proces nitowania powinien być zakończony przy temperaturze nitu nie niższej niż 500 stopni. Nitowanie na gorąco powoduje powstanie dużych naprężeń w trzonie nitu i częściach łączonych. Natomiast w nitowaniu na zimno naprężenia są małe i nity mogą być stosowane do łączenia części wykonanych z różnych materiałów. Połączenia nitowe z nitami zamykanymi na gorąco z reguły są stosowane przy łączeniu elementów obciążonych dużymi siłami.
Rodzaje połączeń nitowych
Mocne, stosowane w konstrukcjach stalowych, obciążonych dużymi siłami
Szczelne, stosowane w zbiornikach niskociśnieniowych
Mocnoszczelne, stosowane w zbiornikach wysokociśnieniowych
Nieznacznie obciążone, stosowane w drobnych konstrukcjach
Ze względów konstrukcyjnych połączenia nitowe dzieli się na zakładkowe i nakładkowe. Połączenia nitowe wykonane za pomocą szeregu nitów nazywa się szwem nitowym. W zależności od sposobu rozstawienia nitów rozróżnia się szwy nitowe jednorzędowe oraz wielorzędowe.
Rodzaje i wymiary nitów
Nity pełne są stosowane do połączeń trwałych w konstrukcjach metalowych np. w budowie mostów, dźwignic, wież lub kotłów itd. Są to nity z łbem kulistym, stożkowym , soczewkowym, soczewkowym niskim, grzybkowym i trapezowym objęte normami PN-88/M-82952/82959.
Nity drążone i rurowe stosuje się w drobnych konstrukcjach, m. in. W mechanice precyzyjnej i przemyśle elektrotechnicznym, przy łączeniu materiałów miękkich, kruchych lub o odrębnych własnościach. Nity drążone ( PN-80/M-82974/82976) są wykonywane z łbem stożkowym, grzybkowym lub walcowym. Nity rurkowe (PN-80/M-82972, 73) mogą być z łbem płaskim lub łbem wywiniętym
Siły i naprężenia w złączach nitowych
Podczas zamykania nitów na gorąco, w wyniku skurczu wzdłużnego podczas stygnięcia nitu w jego trzonie powstają naprężenia rozciągające wywołujące silny docisk blach przez łeb i zakuwkę nitu. Jednocześnie wskutek skurczu poprzecznego między otworami w blachach a nitem powstaje niewielki luz. Po obciążeniu złącza siłą powstają między blachami siły tarcia T przenoszące całe obciążenie. Przy obciążeniu przekraczającym wartość sił tarcia wystąpi poślizg blach w ramach luzu poprzecznego. W takim przypadku obciążenie jest przenoszone częściowo siłami tarcia, a częściowo przez nity, które są narażone na docisk powierzchniowy oraz na ścinanie. Wartości naprężeń wywołujących docisk blach oraz wartości sił tarcia praktycznie nie da się ustalić. Dlatego przy obliczeniach wytrzymałościowych połączeń nitowanych na gorąco przyjmuje się umowne dopuszczalne naprężenia ścinające oznaczone Kn. Przy stosowaniu nitów zamykanych na zimno naprężenia są mniejsze.
Połączenia Nitowe Mocne
Połączenia nitowe mocne stosuje się do łączenia elementów konstrukcji stalowych przenoszących znaczne siły. Ze względu na rodzaj łączonych elementów i charakter obciążenia rozróżnia się : połączenia pasów blach obciążone siłami rozciągającymi, połączenia kształtowników w kratownicach, obciążone siłami rozciągającymi lub ściskającymi, połączenia blach z kształtownikami w blachownicach, które przenoszą najczęściej momenty zginające, a także siły rozciągające lub ściskające.
Rozstawienie nitów projektuje się w ten sposób, aby nie spowodować znacznego osłabienia blach, zapewnić dostateczną wytrzymałość połączenia w pozostałych przekrojach niebezpiecznych oraz swobodny dostęp narzędzi(wspornika i zakuwnika) przy nitowaniu sąsiednich nitów.
Połączenia nitowe szczelne i mocno szczelne
Połączenia szczelne są stosowane głównie w zbiornikach otwartych, przewodach rurowych, zbiornikach zamkniętych pracujących przy niskich ciśnieniach itp.; natomiast połączenia mocno szczelne - w zbiornikach ciśnieniowych oraz wielkich zbiornikach , w których ze względu na ich wysokość występuje duże ciśnienie słupa cieczy, powodujące znaczne obciążenie połączeń. W obu rodzajach połączeń podstawowym warunkiem ich przydatności jest zapewnienie szczelności połączenia.
Nity specjalne
Rodzaje nitów specjalnych:
Nity kadłubowe okrętowe o wzmocnionym łbie i częściowo stożkowym trzonie, ułatwiającym uzyskanie szczelności i zabezpieczenia przed korozją
Nity drobne pełne o średnicach 0,6 - 1,6 mm i o różnych łbach, stosowane w drobnych mechanizmach
Nity drobne rurkowe
Do łączenia pasów płaskich lub części ciernych (np. w hamulcach) stosuje się nity pasowe.
Nity jednostronne
Proces łączenia za pomocą tych nitów przebiega następująco : łeb nitu jest dociskany od zewnętrznej (dostępnej) strony połączenia, a zakuwka jest wytwarzana od niedostępnej strony za pomocą specjalnych zakuwników wprowadzanych i wyjmowanych przez otwór w nicie . Nity zamykane jednostronnie są przeważnie projektowane przez przedsiębiorstwa na ich własny użytek, a cechy tych nitów zależą od rodzaju wykonywanych połączeń oraz od warunków techniczno montażowych. Metoda ta jest dość kosztowna, wymaga specjalnego oprzyrządowania, które zapewnia zwiększenie wydajności nitowania.
2. Połączenia spajane
Połączenia spawane
Sposoby spawania . Połączenie spawane powstaje w wyniku nadtopienia brzegów łączonych części i wprowadzenia stopionego metalu dodatkowego (spoiwa) w miejsce łączenia; materiały te po ostygnięciu tworzą spoinę, wiążącą części w całość. Spoiwem jest lut spawalniczy lub specjalne elektrody topliwe. Prawidłowe wykonanie spoiny polega na tym, aby w wyniku kohezji nastąpiło zmieszanie stopionych materiałów na głębokość od 1,5 do 3 mm co zapewnia uzyskanie trwałego połączenia o odpowiedniej wytrzymałości. Wyróżniamy spawanie gazowe, łukowe, atomowe, plazmowe, elektronowe, laserowe, tworzyw termoplastycznych w strumieniu gorącego powietrza .
Zastosowanie połączeń spawanych. Spawane konstrukcje elementów maszyn są najbardziej popularne wśród połączeń nierozłącznych, ponieważ są tanie, proste, i umożliwiają osiąganie znacznych oszczędności w porównaniu z innymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi. Połączenia spawane zastępują elementy o dużych gabarytach, których odlewanie lub kucie jest kłopotliwe ze względów technologicznych. W porównaniu z konstrukcjami nitowanymi oszczędności materiałowe wynoszą do 20 %. Ponadto spawanie jest procesem o małej pracochłonności, umożliwiającym łączenie części wykonanych różnymi metodami, a także łączenie ścianek różnej grubości.
Rodzaje spoin.
Nośne (mocne), przenoszące duże obciążenia
Szczelne, zapewniające szczelność połączenia, a w przypadku zbiorników ciśnieniowych - także przenoszenie obciążeń
Złączne (szczepne), stosowane do łączenia elementów konstrukcyjnych nieznacznie obciążonych, a także do wstępnego mocowania części spawanych w połączeniach mocnych i szczelnych
Ze w względu na kształt spoin oraz ich położenie w stosunku do łączonych części wyróżniamy spoiny czołowe i pachwinowe oraz rzadziej stosowane otworowe, punktowe i brzeżne
Spoiny czołowe stosuje się do łączenia stykowego blach kształtników, rur itp. Rodzaj spoiny ( I , V, Y, U itd.) dobiera się w zależności od charakteru obciążenia, grubości blach oraz innych wymagań konstrukcyjno - technologicznych. Przy spawaniu czołowym jest wymagane odpowiednie przygotowanie krawędzi elementów.
Spoiny pachwinowe stosuje się do zakładkowego i nakładkowego łączenia blach, do łączenia części ustawionych pod kątem itp. Spoiny pachwinowe dzieli się na płaskie, wklęsłe i wypukłe. Do połączeń mocnych najczęściej stosuje się spoiny płaskie, natomiast do połączeń złącznych - spoiny wklęsłe. Do łączenia cienkich blach stosuje się spoiny brzeżne, powstające przez stopienie odwiniętych krawędzie blach, bez użycia dodatkowego metalu.
Spoiny otworowe i punktowe wykonuje się przeważnie w celu w wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów. Ich wykonanie jest dość kosztowne, dlatego są rzadko stosowane.
Szwy spawane: wzdłużne i poprzeczne oraz skośne .
Połączenie na zamek , stosowane przy łączeniu grubszych blach dla zwiększenia sztywności połączenia
Szew dookolny występujący w połączeniach nakładkowych
Połączenia kątowe wpuszczane zapewniające współosiowość obu części i zmniejszenie długości spoin
Połączenie ze szwami przerywanymi, stosowanymi w celu równomiernego rozmieszczenia spoin i zmniejszenia naprężeń spawalniczych
Projektowanie elementów spawanych wymaga uwzględnienia wielu różnych czynników decydujących o prawidłowości konstrukcji wśród których należy wymienić :
Dobór odpowiednich materiałów
Odpowiednie ukształtowanie i rozmieszczenie spoin, zapobiegające odkształceniom i naprężeniom spawalniczym
Przyjmowanie takich kształtów konstrukcji, aby można było stosować gotowe pręty i kształtowniki bez dodatkowej obróbki
Spawalność metali i ich stopów. Spawalność to zespół cech materiałowych, dzięki którym uzyskuje się spoiny o dobrych właściwościach . Najłatwiej spawa się stale niskowęglowe o zawartości do 25% C
Odkształcenia i wady spawalnicze. Odkształceniem spawalniczym nazywa się zmianę wymiarów i kształtu przedmiotu, wywołaną skurczem spoin. Nierównomierny rozkład temperatury w częściach łączonych spoinami może powodować pęknięcia, wyginanie lub skręcanie w pobliżu spoiny. Są one wynikiem naprężeń spawalniczych pozostających w przedmiotach spawanych po ostygnięciu - głównie na skutek ich sumowania z naprężeniami roboczymi, powstającymi pod wpływem obciążeń.
Technologiczność połączeń spawanych . Przy projektowaniu konstrukcji spawanych należy unikać odtwarzania kształtów części wykonywanych innymi metodami (odlewów, odkuwek itd.), natomiast należy dążyć do maksymalnego wykorzystania półfabrykatów - blach, prętów lub kształtników.
Połączenia zgrzewane
Charakterystyka i sposoby zgrzewania . Zgrzewanie metali polega na powstawaniu na powierzchniach styku łączonych części wspólnych ziarn, będących wynikiem dyfuzji i rekrystalizacji sąsiadujących ziarn metalu. Skuteczność tego procesu zależy głównie od docisku, temperatury topnienia a następnie dociskane.
Rozróżniamy zgrzewanie
Gazowe
Elektryczne
Termitowe
Tarciowe
Do łączenia elementów maszyn najczęściej stosuje się zgrzewanie elektryczne.
Materiały zgrzewane. Najłatwiej zgrzewa się metale o jednakowym lub zbliżonym składzie chemicznym, np. stale węglowe oraz stale węglowe ze stalami stopowymi lub narzędziowymi itp.
Rodzaje i zastosowanie połączeń zgrzewanych. Do podstawowych rodzajów zgrzewania zalicza się zgrzewanie: czołowe, punktowe, liniowe i garbowe. Czołowe stosuje się do łączenia prętów, odkuwek i innych elementów, w których zgrzeina obejmuje całe pole powierzchni styku.Tą metodą wykonuje się narzędzia skrawające : noże tokarskie lub wiertła do głębokich otworów, łącząc cześć skrawającą narzędzia ze stali narzędziowej z trzonkiem ze stali węglowej. Zgrzewanie punktowe jest najczęściej stosowane do łączenia cienkich blach, blach z różnymi kształtownikami itp. Wprowadzenie nowoczesnych zgrzewarek automatycznych o wydajności do 200 zgrzein na minutę powoduje, że zgrzewanie punktowe jest stosowane głównie w produkcji wielkoseryjnej, m. in w przemyśle samochodowym, kolejowym. Elektrody stosowane w zgrzewaniu liniowym mają kształt krążków, obracają się one ruchem jednostajnym, co powoduje mechaniczny przesuw łączonych blach - umożliwia wykonywanie szczelnych połączeń z cienkich blach a także połączeń kształtowych.
Połączenia lutowane
Lutowanie polega na łączeniu metali, pozostających w stanie stałym za pomocą roztopionego metalu dodatkowego (spoiwa) zwanego lutem. Luty to materiały o niższej temperaturze topnienia od materiału części łączonych. Rozróżnia się luty miękkie o temperaturze topnienia poniżej 300 stopni i luty twarde o temperaturze topnienia powyżej 550 stopni. Roztopiony lut łączy się z materiałem części łączonych dzięki zjawisku kohezji i dyfundowaniu w głąb materiału rodzimego. Przy stosowaniu lutów twardych części łączone należy podgrzać do temperatury pow. 500 stopni dla ułatwienia wykonania połączenia. Lutowanie lutami miękkimi wykonuje się z użyciem lutownicy, palnika gazowego, przez zanurzenie części w roztopionym lucie itp. Do lutowania lutami twardymi części łączone nagrzewa się prądem elektrycznym, palnikami gazowymi, w piecach itd.
Zastosowanie połączeń lutowanych. Za pomocą lutowania można łączyć prawie wszystkie metale w różnych kombinacjach, elementy z ceramicznymi itd. Dobór lutu zależy głównie od materiałów części łączonych, warunków pracy połączenia, wymaganej wytrzymałości lutowiny. Lutowanie miękkie stosujemy głównie do połączeń obciążonych niewielkimi siłami, natomiast lutowanie twarde do łączenia blach, kształtowników, elementów mechanizmów, elementów narzędzi skrawających itd.
Wytrzymałość połączeń lutowanych. Wytrzymałość lutowiny jest większa niż wytrzymałość samego lutu. Zaleca się aby grubość warstwy lutu wynosiła 0,1 - 0.2 mm dla lutów miękkich i 0,01 do 0,1 dla lutów twardych. Lutowina może przenosić tylko obciążenia ścinające, natomiast jej wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie jest niewielka.
Rodzaje lutów. Lutu dzieli się na miękkie, twarde i szlachetne (srebrne). Luty miękkie są stopami cyny, antymonu i ołowiu o temperaturze topnienia 183 - 300 stopni. Stosuje się też luty niskotopliwe o temperaturze 70- 150 stopni przeznaczone do łączenia materiałów o niskiej temp. Topnienia lub elementów, które nie powinny się nagrzewać podczas lutowania. Luty twarde są stopami miedzi z cynkiem i innymi składnikami.
Połączenia klejone.
Klejenie jest nowoczesną technologią łączenia elementów maszyn. Rozwój tej technologii jest związany z produkcją coraz to nowych klejów o znacznie lepszych własnościach . Proces klejenia metali polega na :
Oczyszczeniu powierzchni metodami chemicznymi lub mechanicznymi
Dokładnym nałożeniu warstwy kleju na powierzchnie klejone
Utwardzeniu skleiny w odpowiedniej temperaturze z zachowaniem właściwego nacisku
Klejenie umożliwia łączenie prawie wszystkich materiałów, a więc metali z niemetalami. W niektórych przypadkach klejenie jest praktycznie jedynym sposobem wykonania połączenia.
Zalety połączeń klejonych to uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni (bez otworów), równomierne rozłożenie naprężeń, odporność połączeń na korozję, zdolność tłumienia drgań.
3.Połączenia wciskowe
Połączenie wciskowe powstaje w wyniku montażu części o większym wymiarze zewnętrznym (np. czopa wałka) z częścią obejmującą (oprawą) o mniejszym wymiarze wewnętrznym. Podstawowym parametrem charakteryzującym połączenie wciskowe jest wcisk N (ujemny luz). Wciskiem N nazywa się dodatnią różnicę wymiarów średnic wałka i otworu w oprawie przed ich połączeniem. Podczas montażu połączenia w obu częściach powstają odkształcenia sprężyste wywołujące docisk na powierzchniach styku, dzięki temu możliwe jest przenoszenie obciążeń przez to połączenie. W zależności od technologii montażu rozróżnia się połączenia wtłaczane lub połączenia skurczowe. Połączenia wtłaczane uzyskuje się poprzez wtłoczenie czopa w oprawę a połączenie skurczowe poprzez zastosowanie odpowiednich zabiegów cieplnych przed montażem połączenia to jest podgrzania oprawy lub oziębienia czopu wału. Połączenia wciskowe są w zasadzie nierozłączne, w przypadku połączeń wtłaczanych możliwe jest uzyskanie połączeń rozłącznych zwłaszcza przy małym wcisku, małej chropowatości powierzchni styku oraz zastosowania odpowiednich smarów chroniących połączenie przed zatarciem.
Zalety połączeń wciskowych :
Dokładna współosiowość części łączonych
Brak elementów dodatkowych
Proste i tanie wykonanie
Połączenia wciskowe znajdują coraz szersze zastosowanie ze względu na swoje zalety oraz możliwość uniknięcia wad przy odpowiednio zaprojektowanych i wykonanych połączeniach.
4. Połączenia kształtowe
W połączeniach kształtowych łączenie części współpracujących oraz ustalanie ich wzajemnego położenia uzyskuje się przez odpowiednie kształtowanie ich powierzchni (w połączeniach bezpośrednich) lub zastosowanie dodatkowych łączników ( w połączeniach pośrednich). W połączeniach bezpośrednich na powierzchniach styków są wykonane występy i wgłębienia, które po połączeniu elementów spełniają funkcje łącznika. Nazwy połączeń kształtowych: wpustowe, wielowypustowe, kołkowe, sworzniowe oraz klinowe określają równocześnie charakter stosowanego łącznika. Podstawowym zadaniem połączeń kształtowych jest przenoszenie obciążeń (siły wzdłużnej, poprzecznej lub momentu skręcającego działających na łącznik. Połączenia kształtowe bezpośrednie to połączenia : wielowypustowe, wielokartowe wieloboczne natomiast połączenia pośrednie to wpustowe, kołkowe, sworzniowe i klinowe.Części łączone mogą być nieruchome względem siebie lub przesuwane wzdłuż osi .
Połączenia wpustowe, konstrukcja i zastosowanie. Podczas pracy połączeń wpustowych (przenoszenie momentu obrotowego) występują naciski na boczne powierzchnie wpustów. Dlatego dla uniknięcia niepożądanych luzów między bocznymi powierzchniami wpustu i rowków, wpusty osadza się ciasno stosując pasowania N9/h9 lub P9/h9. W połączeniach ruchowych należy zapewnić swobodne przesuwanie się kół wzdłuż wału, dlatego pasowania ciasne stosuje się tylko do osadzania wpustu w czopie wału, natomiast rowek w piaście koła wykonuje się w tolerancji D10, otrzymując pasowanie luźne D10/H9. Wał i osadzone w nim elementy powinny mieć wspólną oś obrotu. Jest to niezbędne dla uniknięcia występowania sił odśrodkowych podczas ruchu obrotowego, czyli tzw. „bicia”. W połączeniach wpustowych z reguły stosuje się jeden wpust, stosowanie dwóch wpustów dopuszcza się przy przenoszeniu większych obciążeń.
Połączenia wielowypustowe. Połączenia wielowypustowe należą do najczęściej stosowanych połączeń kształtowych. Są to połączenia bezpośrednie, na czopie wału są wykonane występy (wypusty), współpracujące z odpowiednimi rowkami w piaście. Połączenia wielowypustowe umożliwiają uzyskanie dokładnego osiowania, zmniejszenie nacisków jednostkowych w porównaniu z połączeniami wpustowymi oraz zmniejszenie oporów tarcia przy przesuwaniu elementów w połączeniach rurowych. Piasty kół w tych połączeniach są krótsze niż w połączeniach wpustowych, co decyduje m.in. o bardziej zwartej konstrukcji połączeń oraz o możliwości zmniejszenia wymiarów urządzeń i maszyn. Zalety te powodują, że połączenia wielowypustowe znajdują bardzo szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.
Połączenia kołkowe. Kołki są to elementy w kształcie walca lub stożka o dość dużej długości w stosunku do ich średnicy. Rozróżnia się kołki walcowe (PN-EN 2873/2001), stożkowe
(PN-EN 28737), stożkowe z czopem gwintowanym (PN-89/M-85022) lub z gwintem wewnętrznym (PN-EN 28736/2001), karbowe (PN-EN ISO 8739/2002) oraz sprężyste (PN-EN ISO 8752/2000). W zależności od przeznaczenia rozróżnia się kołki złączne i ustalające.
Zadaniem kołków złącznych jest przenoszenie sił tnących, działających prostopadle do osi kołka, natomiast kołki ustalające stosuje się dla zapewnienia dokładnego położenia współpracujących elementów, połączonych za pomocą śrub.
Połączenia sworzniowe. Sworzniami nazywa się grubsze kołki walcowe zabezpieczone przed wysunięciem z łączonych części. Do znormalizowanych sworzni pełnych należą sworznie bez łba, z łbem walcowanym małym lub dużym, z czopem gwintowanym oraz sworznie noskowe. W budowie maszyn często stosuje się również nieznormalizowane sworznie drążone. Zabezpieczenie sworzni przed wysunięciem wzdłużnym uzyskuje się za pomocą łbów, podkładek i kołków lub zawleczek oraz pierścieni osadczych albo sprężynujących . Połączenia sworzniowe są przede wszystkim stosowane w połączeniach ruchowych (wahliwych, przegubowych), np. do łączenia tłoków z korbowodami w silnikach i pompach, ogniw w łańcuchach sworzniowych itd. Za pomocą sworzni łączy się pasy blachy, pręty itp., gdy zależy nam na uzyskaniu połączeń rozłącznych.
Połączenia klinowe. Połączenia klinowe należą do połączeń pośrednich rozłącznych, w których łącznikiem jest klin. Powierzchnie robocze klina mogą być płaskie lub walcowe tworzące kąt z osią klina. Rozróżnia się kliny jednostronne oraz dwustronne symetryczne i niesymetryczne. Połączenia klinowe dzieli się na poprzeczne, w których oś klina jest prostopadła do osi części łączonych, oraz wzdłużne - o osiach równoległych.
Połączenia klinowe poprzeczne - mają one dużo wad, wśród których należy podkreślić : znaczne osłabienie części łączonych, nierównomierny rozkład naprężeń, niekorzystny montaż z powodu stosowania dużych sił przy wbijaniu klina, stosunkowo duże wymiary połączenia. Zalety to łatwość demontażu i kasowanie luzów.
Połączenie klinowe wzdłużne - są stosowane do łączenia wałów z osadzonymi na nich częściami. Po wbiciu klina na powierzchni styku klina z czopem piasty są wywoływane duże naciski. Związane z nimi siły tarcia przenoszą moment obrotowy, niezależnie od rodzaju klina wzdłużnego.
5.Połączenia gwintowe.
Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi najczęściej stosowanymi w budowie maszyn. Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik, składający się zazwyczaj ze śruby i nakrętki. Skręcenie ze sobą obu gwintów łącznika tworzy połączenie gwintowe. Połączenie gwintowe dzieli się na pośrednie i bezpośrednie. W połączeniach pośrednich części maszyn łączy się za pomocą łącznika , rolę nakrętki może również odgrywać gwintowany otwór w jednej z łączonych części. W połączeniach bezpośrednich gwint jest wykonany na łączonych częściach.
Budowa i podstawowe parametry gwintu.
Linia śrubowa - podstawowe pojęcie związane z powstaniem gwintu. Jest ona krzywą przestrzenną, opisaną na pobocznicy walca przez punkt poruszający się ruchem jednostajnym wzdłuż osi walca, przy stałej prędkości obrotowej walca. Rozróżnia się linie śrubową prawą i lewą. Prawa to ta która podczas oglądania linii śrubowej przez obserwatora oddala się od niego zgodnie z ruchem wskazówek zegara, zaś lewa przeciwnie.
Gwint - powstaje on przez wycięcie bruzd o określonym kształcie wzdłuż linii śrubowej. Powstałe występy oraz bruzdy, obserwowane w płaszczyźnie przechodzącej przez oś gwintu, tworzą zarys gwintu. Zarys gwintu tworzy więc linia konturowa przekroju osiowego gwintu. W zależności od zarysu rozróżnia się gwinty: trójkątne, trapezowe symetryczne i niesymetryczne, prostokątne i okrągłe
Wymiary nominalne gwintu śruby i nakrętki, podane w normach (PN), są oparte na zarysie nominalnym, wspólnym dla gwintu zewnętrznego (śruby) i wewnętrznego (nakrętki). Wymiary rzeczywiste gwintów różnią się od wymiarów nominalnych m.in. o wartość promieni, zmniejszających szerokość powierzchni roboczej gwintu, oraz różnice wynikające z tolerancji gwintu (zależnej od przeznaczenia gwintu i przyjętej klasy gwintu) i niedokładności obróbki.
Parametry gwintu
d - średnica gwintu śruby
D - średnica dna wrębów nakrętki
d1 - średnica rdzenia śruby
D1 - średnica otworu nakrętki
d2 - średnica podziałowa śruby
D2 - średnica podziałowa nakrętki D2=d2
P - podziałka gwintu, odpowiadająca podziałce linii śrubowej (w gwintach jednokrotnych P=Ph)
Ph - skok gwintu w gwintach wielokrotnych
alfa - kąt gwintu, mierzony między bokami zarysu
- wznios gwintu równy wzniosowi linii śrubowej, obliczany na średnicy podziałowej
Rodzaje gwintów i ich zastosowanie
Do gwintów powszechnie stosowanych należą gwinty trójkątne: metryczne i rurowe walcowe oraz trapezowe: metryczne ISO i niesymetryczne. Ponadto gwinty dzieli się na :
Zwykłe, drobne i grube
Jednokrotne, wielokrotne
Prawe i lewe
Gwinty zwykłe występują najczęściej w elementach niezbyt dokładnych, produkowanych seryjnie lub masowo. Gwinty drobne mają mniejszą podziałkę niż gwinty zwykłe o tej samej średnicy. Ze względu na mniejszą głębokość gwintu są one stosowane w celu zwiększenia średnicy rdzenia śruby; są nacinane na tulejach, rurach itd. Charakteryzują się także wysoką samohamownością, zabezpieczając połączenie przed luzowaniem. Gwinty grube są stosowane w zarysach trapezowych przy d>22 mm, głównie w przypadkach, gdy o obciążalności połączenia decydują naciski jednostkowe na powierzchniach roboczych gwintu, np. w połączeniach spoczynkowych często odkręcanych. W gwintach wielokrotnych istnieje kilka początków poszczególnych zwojów gwintu. Zwoje są równoległe do siebie, a ich początki są rozstawione symetrycznie na obwodzie walca. Dla gwintów wielokrotnych określa się skok gwintu Ph, równy podziałce danej linii śrubowej, oraz podziałkę gwintu P, tzn. odległość między jednakowymi punktami sąsiednich zwojów, mierzoną równolegle do osi gwintu. Gwinty jednokrotne są stosowane we wszystkich połączeniach spoczynkowych, m.in. ze względu na ich samohamowność, zabezpieczenie przed luzowaniem, łatwiejsze i tańsze wykonanie. Gwinty wielokrotne stosuje się w połączeniach ruchowych, w których wymagane jest duże przesunięcie przy jednym obrocie śruby, wysoka sprawność, niesamohamowność.
Podział gwintów na prawe i lewe wynika z definicji linii śrubowej prawej i lewej. Powszechnie stosuje się gwinty prawe.Gwinty lewe są używane wówczas, gdy wynika to ze względów konstrukcyjnych lub w celu zabezpieczenia nakrętki przed odkręcaniem się podczas pracy urządzenia. Najczęściej stosowane są gwinty od M3 LH do M52 LH.