Połączenia klinowe
Połączenia klinowe to połączenia rozłączne spoczynkowe. Elementem łączącym jest klin.
Wyró\
nia się dwa typy połączeń klinowych:
Połączenie klinowe wzdłu\
ne
z klinami znormalizowanymi, słu\
ą głównie do osadzania piast (1) kół na
wałach (2). Klin umieszczony jest w gniez
dzie wy\
łobionym w wale i piaście.
Połączenia klinowe poprzeczne
słu\
ą do łączenia cięgien, w którym jedno jest zakończone gniazdem lub tuleją
złączną (3), a drugie drągiem (4).
W czasie monta\
u klin zostaje wbijany w połączenie. Klin przenosi swoją
powierzchnią całe obcią\
enie złącza.
Obliczenia wytrzymałościowe połączenia klinowego wzdłu\
nego opiera się na
kryterium maksymalnego dopuszczalnego nacisku powierzchniowego kn. Za
krytyczną powierzchnię przyjmuje się część powierzchni styku klina z
gniazdem wału, która jest zwykle mniejsza ni\
powierzchnia styku klina z
piastą.
Obliczenia wytrzymałościowe połączenia klinowego poprzecznego polegają
na obliczeniu wytrzymałości wszystkich trzech elementów połączenia. Drąg i
tuleja obliczane są na rozciąganie kr, a klin na zginanie kg. W ramach obliczeń
sprawdzających sprawdza się klin ze względu na nacisk powierzchiowy kn. W połączeniach klinowych wzdłu\
nych
stosujemy max 3 kliny na jedno połączenie, rozstawione co 120stopni.
Połączenia wpustowe
Połączenia wpustowe to połączenia rozłączne ruchowe, w których elementem
pośredniczącym jest wpust.
Połączenie wpustowe słu\
y do łączenia piast z wałami. Wpust (1) umieszczony jest w
rowku wału (2), piasta (3) posiada odpowiednie nacięcie. Wpust umieszczany jest w
rowku z pasowaniem ciasnym, połączenie wpust-piasta jest luz
ne. Połączenie wpustowe
w przeciwieństwie do klinowego nie zabezpiecza piasty przed przesuwaniem się wzdłu\

wału. Piasta musi mieć dodatkowe zabezpieczenie. Gdy nie występują siły osiowe (w
większości przypadków), wystarczy zabezpieczenie pierścieniem oporowym, w
przeciwnym razie stosuje się inne rozwiązania (np. nakrętkę lub tuleję dystansową).
Obliczenia wytrzymałościowe połączenia wpustowego opierają się na kryterium
dopuszczalnego nacisku powierzchniowego kn. Jako powierzchnię obliczeniową
przyjmuję się powierzchnie styku wpustu z wałkiem lub z piastą, tę która z nich jest
mniejsza.
Połączenia wielowypustowe
Połączenie wielowypustowe (wielokarbowe)  połączenie rozłączne ruchowe bez elementów pośredniczących.
U\
ywane do osadzania piast na wałach.
Połączenie wielowpustowe nie posiada wady połączenia wpustowego, polegającej
na osłabiającym działaniu rowka wpustowego. Z tego powodu stosowane jest w
bardziej odpowiedzialnych zastosowaniach. W połączeniu wielowpustowym na
wałku nacięte są rowki, a piasta jest ukształtowana tak, by do nich pasowała.
Połączenie wielowpustowe jest trudniejsze do wykonania ni\
wpustowe.
Obliczenia wytrzymałościowe połączenia wielowpustowego opierają się na
kryterium dopuszczalnego nacisku powierzchniowego kn. Jako powierzchnię
obliczeniową przyjmuje się powierzchnię jednej strony pojedynczego styku wału i
piasty, pomno\
oną przez liczbę karbów.
Wielkości połączeń wielowpustowych są znormalizowane przez Polską Normę
PN/M-85016 i PN/M-85010.
Połączenia sworzniowe
Połączenie sworzniowe - połączenie rozłączne ruchowe, w którym elementem pośredniczącym jest walcowy
sworzeń.
Połączenie sworzniowe tworzą: sworzeń (1), ucho (2) i widełki (3). Sworzeń
często zabezpiecza się przed wypadnięciem podkładkami z zawleczkami.
Połączenie sworzniowe zwykle wykorzystywane jest do łączenia
przegubów. Sworzeń mo\
e być umieszczony na wcisk w jednym elemencie
przegubu, podczas gdy pasowanie z drugim elementem jest luz
ne. Pozwala
to na obrót jednego z elementów względem osi sworznia.
Przykładem połączenia sworzniowego jest połączenie tłoka silnika
spalinowego z korbowodem.
Obliczenia wytrzymałościowe połączenia sworzniowego polegają na sprawdzeniu wytrzymałości sworznia na
ścinanie kt, a elementów przegubu zwykle na rozciąganie kr lub inne w zale\
ności od rodzaju ich obcią\
enia.
Połączenia kołkowe
Połączenie kołkowe - połączenie rozłączne spoczynkowe.
Słu\
y do ustalania wzajemnego poło\
enia dwóch lub więcej elementów.
Kołek mo\
e mieć kształt sto\
kowy lub walcowy - gładki lub karbowany.
Je\
eli kołek jest nieobcią\
ony, nie wymagane są \
adne obliczenia
wytrzymałościowe. Jeśli złącze pracuje pod obcią\
eniem, kołek oblicza
się ze względu na kryterium maksymalnego dopuszczalnego nacisku
powierzchniowego kn, na zginanie kg (kołki pasowane luz
no) lub na
ścinanie kc (pasowane ciasno).
Połączenia gwintowe
Połączenie gwintowe - połączenie rozłączne spoczynkowe, w którym elementem łączącym są gwintowane łączniki:
śruba z nakrętką lub wkręt. W skład połączenia gwintowego wchodzą tak\
e elementy pomocnicze, takie jak
podkładki i zawleczki.
Podkładki mają za zadanie ochronę elementów złącza przed zadrapaniem w czasie dokręcania łącznika oraz niekiedy
wraz z zawleczką zabezpieczania przed samoczynnym odkręcaniem się nakrętki.
Ze względu na rodzaj u\
ytego łącznika połączenia gwintowe dzielą się na połączenia śrubowe i wkrętowe.
Połączenia śrubowe: W tego rodzaju połączeniach śruba (1) i nakrętka (2), łączą dwa lub więcej elementów (3).
Elementy te w miejscu łączenia są przewiercane, tak by otwór mieścił
śrubę z pasowaniem luz
nym. Śruba w takim połączeniu mo\
e przenosić
tylko i wyłącznie obcią\
enia osiowe, np. je\
eli elementy połączenia są od
siebie w sposób naturalny odciągane np. pokrywa kotła połączona z jego
korpusem. Nakrętka w takim połączeniu dokręcana jest na tyle mocno by
zapewnić integralność połączenia, gdy nie jest ono obcią\
one.
W przypadku gdy elementy łączone są obcią\
one siłami wzdłu\
nymi
działającymi w osi prostopadłej do osi śruby, nale\
y zapewnić połączenie
cierne pomiędzy tymi elementami. Realizuje się to przez wstępne
naprę\
enie śruby. Nie spełnienie warunku wstępnego naprę\
enia,
doprowadza do przesunięcia się elementów względem siebie, które
ostatecznie swymi krawędziami oprą się o śrubę powodując jej ścinanie, a w ekstremalnych sytuacjach zniszczenie.
Oprócz siły osiowej pochodzącej od obcią\
enia złącza lub naprę\
enia osiowego, śruba jest obcią\
ona skręcającym
momentem siły. Zgodnie z tym, obliczenia wytrzymałościowe połączenia polegają na sprawdzeniu śruby ze względu
na kryterium wytrzymałości na rozciąganie kr i skręcanie ks.
Połączenia śrubowe dociskowe (wkrętowe): W tego rodzaju połączeniach wkręt (1) (lub śruba) przytwierdza jeden
element złącza (2) do drugiego (3). W elemencie (3) nawiercony jest
otwór z naciętym wewnętrznym gwintem, w który wkręcany jest wkręt.
Wkręty do drewna mogą być wkręcane w miękkie drewno bezpośrednio
bez \
adnego przygotowania. W przypadku twardego drewna mo\
e być
konieczne nawiercenie otworu pod wkręt wiertłem co najmniej o numer
mniejszym ni\
wkręt.
Wkręty do materiałów budowlanych (cement, gips, cegła itp.)
umieszczane są w tych materiałach z pomocą kołków rozporowych po
wcześniejszym nawierceniu otworu w materiale, o rozmiarze
odpowiadającym wielkości kołka.
Wkręt - łącznik w połączeniu gwintowym dociskowym. Alternatywą wkręta w tym połączeniu jest śruba dociskowa,
ró\
niąca się od wkręta sposobem utwierdzenia, kształtem i typem łba
- śruby nie posiadają nacięcia.
Wkręt składa się z łba z nacięciem i gwintowanego trzonu o
kształcie walcowym lub lekko sto\
kowym w przypadków wkrętów
do drewna
A
by wkrętów mogą mieć kształt: a) walcowy płaski b) walcowy
soczewkowy c) sto\
kowy płaski d) sto\
kowy soczewkowy e) kulisty
f) bez łba Nacięcie we łbie wkręta pod wkrętak mo\
e mieć kształt:g) proste h) krzy\
owe (Phillips, Pozidriv) i)
kwadratowe j) sześciokątne (inbusowe) k) ośmiokątne .
Śruba - jest jednym z elementów połączenia śrubowego. W budowie maszyn łączniki te znajduja ró\
norakie
zastosowanie, dlatego te\
występują w wielu odmianach zawartych w normie PN-91/M-82055. Śruby róznią się
między sobą wielkością, kształtem łba, trzbienia oraz zakończenia.
Nakrętka - łacznik w połączeniu śrubowym. Jest pierścieniem z naciętym na całej długości otworu gwintem.
Nakręcana jest na wolny koniec trzonu śruby
zgodnie z wymaganiami monta\
owymi.
Ze względu na kształt, nakrętki dzielą się na: a)
sześciokątne b) koronowe c) czworokątne e)
okrągłe otworowe f) okrągłe rowkowe g)
skrzydełkowe h) radełkowe
Gwint to śrubowe nacięcie na powierzchni walcowej, zewnętrznej lub wewnętrznej. Komplementarne gwinty
wewnętrzny i zewnętrzny mają tak dobrany kształt, \
e dokładnie pasują do siebie. Ruch obrotowy elementu z
gwintem zewnętrznym powoduje przesuwanie się tego elementu względem elementu z gwintem wewnętrznym.
Gwint mo\
e być interpretowany jako równia pochyła nawinięta na powierzchnię walcową. W związku z tym
mechanika gwintu jest identyczna jak równi pochyłej, dlatego te\
śrubę zalicza się wraz z równią pochyłą do maszyn
prostych.
Podstawowe parametry gwintu walcowego
" średnica gwintu d: jest to średnica okręgu opisanego na zewnętrznych wierzchołkach gwintu w prostopadłym
przekroju poprzecznym śruby. Średnica ta odpowiada średnicy wewnętrznej D nakrętki.
" skok gwintu P: odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu w przekroju wzdłu\
nym śruby lub nakrętki.
" zaokrąglenie szczytu i dna bruzdy gwintu R: w gwintach trójkątnych unika się pozostawiania ostrych
krawędzi szczytu gwintu jak i bruzdy gwintu, gdy\
powoduje to spiętrzenie naprę\
eń w obszarze takiego
karbu. Promień R typowo wynosi około jedną dziesiątą część skoku gwintu (R ok. 0.1 * P)
Gwinty są znormalizowane przez Polską Normę. Definiuje się w niej gwinty metryczne, to znaczy takie, których
średnica gwintu w milimetrach jest typoszeregiem liczb naturalnych lub ich ułamków dziesiętnych w przypadku
gwintów drobnych. Zgodnie z tym gwint metryczny koduje się Mn, gdzie n to średnica gwintu w milimetrach np.
M5, M20. W gwintach, w których skok P jest inny ni\
by to wynikało z ogólnej zasady, dodatkowo specyfikuje się
ten parametr w kodzie gwintu metrycznego, np. M20x2 (gwint metryczny o średnicy d = 20 mm i skoku P = 2mm),
M20x1.5, M20x1, M20x0.75. M20 posiada normalny skok P = 2,5 mm. Gwinty inne ni\
metryczne np. calowe, w
polskiej praktyce in\
ynierskiej są rzadko u\
ywane.
" BSF  gwint calowy Whitwotha, drobnozwojny,
" BSW  gwint calowy Whitwortha, zwykły,
" E  gwint Edisona, elektrotechniczny,
" G  gwint rurowy Whitwortha, walcowy,
" M  gwint metryczny zwykły i drobnozwojny,
" NPT  gwint rurowy Briggsa, sto\
kowy
" Pg  gwint specjalny instalacyjny, pancerny,
" R  gwint rurowy Whitwortha, sto\
kowy, zewnętrzny,
" Rc  gwint rurowy Whitwortha, sto\
kowy, wewnętrzny,
" Rd  gwint okrągły,
" Rp  gwint rurowy Whitwortha, walcowy wewnętrzny,
" RW, FG  gwint rowerowy,
" S  gwint trapezowy niesymetryczny,
" Tr  gwint trapezowy symetryczny,
" UN  gwinty zunifikowane o skoku uprzywilejowanym,
" UNC  gwint calowy, zunifikowany, zwykły,
" UNEF  gwint calowy, zunifikowany, bardzo drobnozwojny,
" UNF  gwint calowy, zunifikowany, drobnozwojny,
" UNS  gwinty zunifikowane specjalne,
" Ven, Vg  gwint wentylowy,
" W  gwint sto\
kowy do zaworów gazowych,
Połączenia sprę\
yste
Połączenie sprę\
yste - połączenie rozłączne ruchowe, w którym łącznikiem jest element sprę\
ysty. Stosuje się je ze
względu na mo\
liwość wzajemnych przesunięć części maszyn oraz równoczesne kumulowanie nadmiaru energii
kinetycznej. Są najczęściej stosowane jako amortyzatory, elementy przecią\
eniowe lub kompensatory przesunięć.
Podstawowym parametrem części sprę\
ystej jest sztywność łącznika.
Połączenia rurowe
Połączenie rurowe - przewody rurowe połączone łącznikami (złączki, kolanka, łuki, trójniki, itd.) oraz zaworami,
przez które przesyłany jest czynnik roboczy (ciecze, gazy, opary). Dzielimy je na:
gwintowe
Stosowane są w przewodach wodnych, parowych i gazowych o niewielkiej średnicy i przy niskich ciśnieniach oraz w
przewodach wiertniczych. Ich uszczelnienie stanowią konopie owijane na gwincie i minia z pokostem. Gwinty
zewnętrzne mogą być walcowe lub sto\
kowe, gwinty w otworach tylko walcowe. Nale\
ą do łatwo rozłączalnych.
kielichowe
Są stosowane przy niskich ciśnieniach. Polegają na wło\
eniu końca jednej rury (czopa) do drugiej rury (kielicha).
Uszczelnienie odbywa się przy pomocy sznura smołowego i smoły (przewody ściekowe) lub ołowiu. Połączenie te
nie mogą przenosić obcią\
eń wzdłu\
nych.
kołnierzowe
Są stosowane przy wysokich ciśnieniach. Kołnierze mogą być stałe lub luz
ne, nakładane na występ wylotu rury.
Materiałem uszczelniającym złącza, zale\
nie od rodzaju przewodzonej cieczy lub gazu, mo\
e być guma, tektura,
tkaniny, miękkie metale, tworzywa sztuczne.
Połączenia w budowie maszyn wią\
ą elementy składowe tak, \
e mogą wspólnie się poruszać oraz przenosić
obcią\
enia.
Połączenia dzielą się na:
Połączenia nierozłączne
w połączeniu takim elementy są złączone na stałe. Próba ich rozłączenia zawsze wią\
e się ze zniszczeniem
elementu łączącego oraz często samych elementów łączonych.
Połączenia rozłączne
w których rozłączenie jest mo\
liwe i nie wią\
e się z niebezpieczeństwem zniszczenia elementów łączonych.
Połączenia rozłączne dzielą się tak\
e na:
spoczynkowe
w których łączone elementy pozostają unieruchomione względem siebie
ruchowe
w których elementy mogą się względem siebie przemieszczać w pewnym zakresie