KOLÍKOVÉ SPOJE

1. „Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.“ KOLÍKOVÉ SPOJE Ing.Zdeněk Schmied Číslo presentace : 205

2. Téma: KOLÍKOVÉ SPOJE

3. KOLÍKOVÉ SPOJE • Charakteristika: • Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může tvořit spoj kolíkem s konci pro roznýtování). • Lze je považovat za rozebíratelné, i když častější montáž a demontáž snižuje jejich spolehlivost. • Jsou to spoje tvarovým stykem

4. nejjednodušší a nejstarší způsob spojení, • kolík je v jedné nebo více spojovaných součástech usazen s předpětím způsobeným buď přesahem naráženého kolíku vůči díře, nebo kuželovitostí zaraženého kolíku, • Síly se přenáší mezi spojovanými částmi tečným napětím nebo tlaky mezi stykovými plochami

5. Použití: • normalizovaných kolíků, které svým provedením lépe zabraňují vypadnutí ze spojovaných součástí, se používají kolíky • kuželové, • pružné, • rýhované, • s konci pro roznýtování. • mohou sloužit k přenosu nepříliš velkých sil působících kolmo na osu kolíku a nepříliš velkých krouticích momentů ve spojení hřídele s nábojem, • mohou sloužit k zajištění vzájemné polohy dvou součástí, • kolíky mají různý tvar, základní dva typy představují kolíky válcové a kuželové, jsou většinou normalizovány, což racionalizuje jak práci konstruktéra, tak i výrobu,

6. Výhody: • lze je zhotovit jednoduše a hospodárně – velmi jednoduchá výroba, • mohou s úspěchem nahradit šrouby, nýty, klíny, závlačky, pružné kroužky, pojistky šroubů atd., • díry pro lícované kolíky se vrtají a vystružují společně ve všech spojovaných součástech • rychlá montáž a demontáž, • levný spoj - minimální náklady na výrobu, nulové provozní náklady, minimálnínáklady na demontáž

7. Nevýhody: • mohou sloužit k přenosu nepříliš velkých sil působících kolmo na osu kolíku a nepříliš velkých krouticích momentů ve spojení hřídele s nábojem, • přenese zatížení pouze kolmo na osu (radiální), nikoli ve směru osy (axiální).

8. Kolík: spojuje součásti s přesahem, nebo kuželovitostí, pevné spojení. Čep: spojuje součásti s vůlí a umožňuje pohyb (kloubové spoje). Rozdíl mezi kolíkem a čepem:

9. válcové kuželové rýhované a hřeby

10. ROZDĚLENÍ KOLÍKŮ:

11. Kolíky válcovémají průměr nepatrně větší než je průměr otvoru do kterého se zarážejí. Přesto však může v některých případech dojít k jejich uvolnění, např. při častém rozebírání nebo je-li spoj vystaven rázům a vibracím. Mezi kolíky válcové patří i kolíky s konci pro roznýtování ke kloubovému spoji s roznýtovanými konci, které zabraňují vypadnutí kolíku. A) Podle tvaru

12. Kuželové kolíkyse používají tam, kde požadujeme bezpečnost kolíkového spoje proti uvolnění. Kuželovitost kolíků (1 : 50) zajišťuje jejich samosvornost. Po zaražení kolíku do otvoru vznikne ve stykové ploše tření, podobně jako u klínových spojů. Pro neprůchozí otvory, kdy nelze kolík vyrazit z druhé strany, se používají kuželové kolíky s vnějším nebo vnitřním závitem, který usnadňuje jejich demontáž.

13. Pružné kolíkyjsou vyrobeny z jakostní oceli a jsou v podélném směru rozříznuté. Vnější průměr kolíku je větší než průměr otvoru, do kterého se kolík zaráží. Po zaražení má kolík snahu se rozepnout na původní průměr, tlačí na vnitřní povrch otvoru a tím zvětšuje tření které zabrání samouvolnění kolíku.

14. Rýhované kolíkymají na svém povrchu ostré podélné rýhy, které se při zaražení zaříznou do vnitřního povrchu otvoru, čímž se zvýší bezpečnost proti uvolnění. Hřeby slouží k upevňování jedné části na druhou

15. Výhody a nevýhody jednotlivých druhů kolíků Výhody kuželových kolíků proti válcovým: dávají přesnější a pevnější spojení, spojení zaručuje stále stejně přesnou vzájemnou polohu součástí i po opakovaném rozebrání. Nevýhody způsobují nesouosost součástí, jsou-li tyto v sobě uloženy s větší vůlí, vyžadují poměrně drahé vystružené díry a zalícování kolíku, nesnášejí otřesy, vyžadují po čase doražení.

16. Pružné kolíkyjsou vhodné pro spoje, které jsou vystaveny otřesům nebo zatížení s rázem, spolehlivost spoje se častějším vyrážením a opětovným zarážením snižuje jen velmi málo Rýhované kolíkyjsou odolné proti uvolnění a otřesům, spojení je spolehlivější, nevyžadují zvláštní úpravu díry (vystružování) a její přesné lícování (postačí H 11), tím je levnější výroba i montáž nehodí se pro spoje, které se často rozebírají, protože častějším vyrážením a zarážením se kolík i díra značně odírají

17. B)Kolíky podle účelu a použití: spojovací a upevňovací příčné a podélné – spoj nebo upevnění dvou součástí, např. kola na hřídeli, tyče v objímce apod., unášecí – unášení jedné strojní součásti druhou, přídržné – přidržení součásti, např. pružiny, zajišťovací – přesné vzájemné vymezení polohy dvou spojovaných součástí, např. dvou polovin převodové skříně, slícování desek při výrobě přípravků, kloubové – kloubové a otočné spojení dvou součástí kolíky s konci pro roznýtování, pojišťovací – pojištění strojních součástí proti uvolnění nebo pootočení, střižné – pojištění strojních součástí proti přetížení, např. střižný kolík u pojistné spojky, lodní vrtule.

18. Spolehlivost spoje: Kuželové – špatná, Válcové – dobrá, Rýhované a hřeby – velmi dobrá.

19. Materiál kolíků a provedení otvoru • -pro nekalené kolíky se používá nejčastěji automatová ocel11 140.0nebo ocel 11 600.0, • - pro kalené kolíky oceli třídy 16 a 19, např. 19 421.4, • - pro pružné kolíky ocel 11 700.4 či jiné materiály pro kalení, • - otvory pro válcový a kuželový kolík je nutné vystružit s tolerancí díry nejlépe H7, otvory pro pružný a rýhovaný kolík jsou bez vystružení s tolerancí díry H12, • - pro spojení dvou součástí nebo jejich pojištění se použije válcový kolík s tolerancí m6, čímž s dírou H7 vznikne přechodné uložení, • - pro otočné spojení se používá kolík s konci pro roznýtování s tolerancí h11.

20. Značení kolíků: • KOLÍK 12 x 40 ČSN 02 2140 (válcový kolík tvaru B,nezakalený,průměr d=12 mm, délka l=40 mm, z oceli 11 140.0, automatová ocel-St), dle ISO : VÁLCOVÝ KOLÍK ISO 2338 – A – 10 x 30 – St • KOLÍK 6 x 30 ČSN EN 22 339 – kuželový kolík • PRUŽNÝ KOLÍK 8 x 20 ČSN EN ISO 8752 • RÝHOVANÝ KOLÍK 4 x 20 ČSN EN ISO 8740 • RÝHOVANÝ HŘEB 6 x 30 ČSN EN ISO 8746

21. Výpočet kolíku:

22. Kontrola na smyk:

23. Kontrola na otlačení: S2 = d . b

24. τs – výpočtové namáhání ve smyku (MPa), τDs - dovolené namáhání ve smyku (MPa), F – síla působící na kolík (N), S1 – plocha kolíku namáhaná smykem (průřez) (mm2 ), S2 – plocha kolíku namáhaná na otlačení (mm2 ), d – průměr kolíku (mm), p – výpočtový tlak (otlačení) ve spoji (MPa), pD – dovolený tlak (otlačení) ve spoji (MPa), b – nejmenší tloušťka spojovaných materiálů (mm).

25. Příklad: Určete průměr pojišťovacího kolíku, je-li z materiálu 11 140.0 a je zadáno: tloušťka spojovaného materiálu a = 20 mm, b = 10 mm, F = 5 000 N, zatížení střídavé, koeficient bezpečnosti k = 2, materiál obou součástí 11 373.0. Pro materiál 11 140.0 je v tabulkách σPt = 570 ÷ 980 MPa.

26. Postup: Při rozdílné tloušťce součástí se kontroluje tlak u součásti s nejmenším rozměrem (tloušťkou). Nejdříve se stanoví dovolené napětí ve smyku a z něho průměr kolíku z pevnostní rovnice. Druhý výpočet průměru kolíku se provede po určení dovoleného tlaku z pevnostní rovnice na otlačení.

27. Průměr d zkontroly na smyk: τDs = 0,6 . σDt =

28. Průměr d z kontroly na otlačení:

29. Pro výpočet dovoleného tlaku byl brán materiál s menší pevností, tj. materiál spojovaných součástí. Z výpočtu na smyk a otlačení vychází různé průměry kolíku, proto je nutné volit kolík s větším průměrem

30. video http://www.youtube.com/watch?v=jy70uBVWcYQ

31. Závěr • Shrnutí probraného tématu-kontrolní test • Dotazy žáků • Úkol na příští hodinu

32. Kontrolní test Jaká je hlavní charakteristika kolíkových spojů? • Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může tvořit spoj kolíkem s konci pro roznýtování). • Lze je považovat za rozebíratelné, i když častější montáž a demontáž snižuje jejich spolehlivost. • Jsou to spoje tvarovým stykem. Jaký je základní materiál na výrobu kolíků? • -pro nekalené kolíky se používá nejčastěji automatová ocel11 140.0nebo ocel 11 600.0, • - pro kalené kolíky oceli třídy 16 a 19, např. 19 421.4, • - pro pružné kolíky ocel 11 700.4 či jiné materiály pro kalení,

33. Kontrolní test Základní rozdělení kolíkových spojů: • Kolíky válcové • Kuželové kolíky • Pružné kolíky • Rýhované kolíky • Hřeby

34. Seznam použité literatury • SPŠ – tématické přípravy • http://www.killich.cz/spojovaci-material/zavlacky-koliky.htm • http://www.tme.eu/cz/katalog/?art=B3.73/BN813#id_category%3D100618%26%26page%3D2%2C20