5. Kötésmódok technológiai jellemzői Prof. Dr. Kundrák János Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszék

5. Kötésmódok technológiai jellemzői TARTALOM 5.1. Kötésmódok csoportosítása 5.2. Oldható, nem mozgó kötések 5.3. Oldható, mozgó kötések 5.4. Nem oldható, nem mozgó kötések 5.5. Nem oldható, mozgó kötések 5.6. Szerelésbarát kötésformák

5. Kötésmódok technológiai jellemzői két vagy több AR (alkatrész), vagy szerelvény kapcsolódó felületei között létrehozott kapcsolat - teherviselő - terhet továbbító - elmozdulást gátló - elmozdulást megakadályozó - elmozdulást határoló funkció megvalósítása céljából. A kötések létrehozásához külső hatás szükséges, amelyet valamilyen felületi kényszer alkalmazásával biztosíthatunk a szerelvényben az alkatrészek megfelelő helyzetbe hozására.

5.1. Kötésmódok csoportosítása A kötésmódok csoportosítása az alábbi szempontok szerint történhet: A) Működési követelmények (kapcsolódási formák) szerint. B) Kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás szerint. C) Fizikai hatás jellege szerint.

A) Kötésmódok a működési követelmények szerint mozgó kötés: az AR-ek relatív mozgását biztosítja, célszerűen megengedett elmozdulások lehetségesek. nem mozgó kötés: az AR-ek relatív helyzetét biztosítja, az összeszerelt elemek kölcsönös helyzetének változatlanságának biztosításával. oldható kötés: külön erőhatás alkalmazása nélkül az összekapcsolt AR-ek állapotának (méret, egyéb jell.) fenntartása mellett bontható (szét- ill. újraszerelhető) nem oldható kötés: az üzemeltetés során nem lehet és nem is kell szétszerelni (az oldáshoz külön erőhatás szükséges és az AR-ek felülete megsérülhet.)

OLDHATÓ NEM OLDHATÓ Nem mozgó Mozgó A legfontosabb kötésformák a következőképpen sorolhatók be a fenti csoportosításnak megfelelően: OLDHATÓ NEM OLDHATÓ csavar csapszeg retesz ék hengeres és kúpos szeg sasszeg zárak profilos alkatrészpárok hegesztés szegecselés forrasztás ragasztás sajtolás zsugorkötés hidegalakításos kötés beöntés Nem mozgó hengeres mozgópár gömbcsukló csúszópárok gördülőpárok mozgató csavarpár csigahajtás fogaskerékpár csapágyak szerelt gumirugók zárt egységű golyóscsapágy szimmering xilleng-block (2 fémperselyben gumi) Mozgó

B) Kötésmódok a kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás formája szerint Alapvetően három csoportot különböztethetünk meg: alakzáró kapcsolatú kötések erőzáró kapcsolatú kötések anyagzáró kapcsolatú kötések Az alakzáró kapcsolatú kötések esetében a kapcsoló felületek alakjának helyes megválasztásával, míg az erőzáró kötéseknél a kapcsoló felületek közötti erőhatás létrehozásával tudjuk a kötési funkciót biztosítani. Az anyagzáró kapcsolatú kötések esetében egyik lehetőségként valamilyen amorf anyagot juttatnak be a kapcsolódó felületek közé, ami idővel megszilárdul s így biztosítja a kötési funkció teljesülését. (Lényeges az amorf anyag térfogatváltozása, azaz térfogat-növekedése.) További lehetőség anyagzáró kapcsolat létrehozására a hegesztés vagy a forrasztás alkalmazása.

Jellegzetes erőzáró kötésformák

Jellegzetes alakzáró kötésformák

C) Kötésmódok a kapcsolódó felületek közötti fizikai hatás jellege szerint

5.2. Oldható, nem mozgó kötések Az összes kötésformával részletesen nem tudunk foglalkozni a tárgy keretein belül. Ezért csak a leggyakoribb, legfontosabb kötésmódok legszükségesebb ismérveit, alkalmazási szempontjait tárgyaljuk. A tárgyalás alapja ennek megfelelően az első csoportosítási módszer, azaz a ”Működési követelmények szerinti csoportosítás”. A Gépelemek c. tárgyban tanultak elégségesek a szerelés szempontjából. Mivel az ebbe a csoportba tartozó kötések közül a csavarkötés, csapszeg kötés, ék- és reteszkötés a legáltalánosabb, ezekkel részletesebben foglalkozunk.

5.2.1 Csavarkötések helyzet-meghatározás, rögzítés, Csavarkötést többféle célból alkalmaznak a különféle gyártmányokban, szerelt egységekben. Ezek a célok a következők lehetnek: helyzet-meghatározás, rögzítés, teherbírás növelés, tömítés, beállítás.

5.2.1 Csavarkötések Csavarkötések terhelése A csavarkötést a beépítés körülményei-től függően különféle terhelés éri. A fellépő igénybevételek lehetnek tervezettek ill. előre nem tervezettek, a szerelt alkatrészek hibájából adódó ún. járulékos terhelések A járulékos terheléseket lehetőleg minimálisra kell csökkenteni, mivel az a kötés tervezett élettartamának csökkenését okozza.

Mcsav = Mfsúr + Mmsúr + Mny Csavarkötések Nagy jelentősége van a csavarkötéseknél a meghúzási nyomaték nagyságának. Az anya feszítésére alkalmazott nyomatékot Mcsav az anya felfekvő felülete és az összekötött alkatrész felülete közötti Mfsúr, valamint a menetben fellépő súrlódási nyomatékok Mmsúr és a csavar megnyúlását (előfeszítését, szorítóerejét ) eredményező Mny nyúlási nyomaték emészti fel, vagyis Mcsav = Mfsúr + Mmsúr + Mny Az egyenlet jobb oldalán lévő tagok értékének pontos megállapítását megnehezíti, hogy a súrlódási tényezők általában csak közelítően ismeretesek. Az egyenlet bal oldalán szereplő nyomaték a szerelőszerszámon kifejtett erő és a szerelőszerszám hosszának szorzata adja (Mcsav = F·l). Ez a szerelő által kifejtett nyomaték tág határok között változhat az ún. ”érzés szerinti” meghúzásnál, mint ahogy azt a 6. ábra szemlélteti.

Csavarkötések Nyomatékkulcs nélkül meghúzott csavarkötések meghúzónyomatékának változása

Csavarkötések A csavarónyomaték, a csavarmenet állapota, kenése és a szorítóerő összefüggése Az ábra alapján felismerhető, hogy az azonos méretű csavarokra vonatkozó nyomatékok nagy mértékben szórnak, és hogy a meghúzónyomaték kisméretű csavarokhoz túl nagyok, a nagyobbakhoz túl kicsik. A csavarkötésnél kialakuló előfeszítés nagyságát meghatározó szorítóerő értékét nagymértékben befolyásolja a csavarmenet állapota, kenése.

Csavarkötések A csavarkötések, anyák szerelésének legfontosabb követelményei a következőkben foglalhatók össze: az anyát kézzel könnyen fel lehessen csavarni a helyére, a csavar ill. az anya homlokfelülete merőleges legyen a menet tengelyére, a csavart ill. az anyát fokozatosan és meghatározott sorrendben kell megfeszíteni. Az utóbbi követelmény betartásához célszerű nyomaték korlátozást alkalmazni. Ezt többféle módon lehet biztosítani: erőkorlátozó kulcsok (nyomaték jelző vagy nyomatékra lekapcsoló) alkalmazásával, előre megállapított szög alatti elforgatással, valamint a csavar nyúlásának mérésével.

Biztosítóelemmel összeépített A csavarkötéseket a kötés meglazulása ellen biztosítani kell. A kötés biztosítása többféle módon történhet (néhányat a 8. ábra szemléltet): biztosítás a kötés létrehozása közben: rugós alátét recézett alátét biztosító lemez (utólag lehajlítani) fogazott lemez (utólag lehajlítani) műanyag betétes anya, orsó(8c,d,h ábra) torzított menet (8e-f ábra) különleges kialakítású csavarfej (8.a-b ábra) ill. csavarszár (8.g ábra) vagy csavaranya (8.i ábra) Biztosítóelemmel összeépített csavarok ill. anyák

Biztosítás a kötés létrehozása után: A csavarkötések biztosítása Biztosítás a kötés létrehozása után: kontraanya hasított anya hernyócsavar sasszeg biztosító huzal horgos biztosító karika pontozás ragasztás festés

A csavarkötések kialakításának általános szempontjai lágy anyagokhoz betét szükséges: -kívül-belül menetes persely - rombusz alakú huzal menetbe helyezése (Heli-Coli betét) b) kisebb szilárdsági követelmények esetén besajtolható menetes betét is alkalmazható c) egy csavar(kötés) két méretláncot nem tud átfogni d) nagy darabokat ászokcsavarral ne rögzítsünk, e) a csatlakozó felületek párhuzamosak legyenek,

A csavarkötések kialakításának általános szempontjai d) nagy darabokat ászokcsavarral ne rögzítsünk, e) a csatlakozó felületek párhuzamosak legyenek f) a csavarmenet nem központosít Pontos csaphelyzet beállítása a) hibás b) helyes kialakítás

A csavarkötések kialakításának általános szempontjai g) zsákfuratnál légzőhorony szükséges zsákfurat miatt készített légzőhorony h) a csavarfej a szerelőszerszám számára helyet kell biztosítani, i) nyomóerőt kifejtő csavar végződése gömbsüveg legyen, menet nélküli hengeres résszel. Nyomóerőt kifejtő csavarvég kialakítás

5.2.2 Csapszeg kötések Egyszerű szerkezeti megoldásuk miatt egyre inkább alkalmazzák a csapszegeket olyan kötések kialakításhoz, ahol a kötéssel szemben tengelyirányú terhelés nem lép fel. A csapszegek alaptípusai: sima felületű csapszegek hengeres csapszegek kúpos csapszegek sugárirányban rúgózó csapszegek hasított csapszegek csavart keresztmetszetű csapszegek

a) a rugós csapszeg fajtái b) alkalmazási példák Rugós csapszegek a) a rugós csapszeg fajtái b) alkalmazási példák

Csapszeg kötések Hengeres ill. kúpos illeszkedő párokkal kialakított csapszeg kötést szemléltet az ábra Csapszeg kötés hengeres és kúpos illeszkedő pároknál Kúpos felületek illeszkedési hibái A kúpos felületek illeszkedési problémáira mutat példákat az ábra

Kúpos felületek csapszeg kötéseinek pontossága Csapszeg kötések Kúpos felületek csapszeg kötéseinek pontossága A csapszeg kötések esetenként mozgó kötések is lehetnek, ha az egyik alkatrészben szilárd, a másik alkatrészben laza illesztésű kötést alkalmazunk. Megismételhető szerelési pozíciót biztosító kötés céljából alkalmazott csapszegkötés (illesztőszeg) létrehozásánál mindig szerelés közbeni megmunkálást kell alkalmazni.

5.2.3 Ék- és reteszkötések Az ék- és reteszkötések közül az utóbbiak alkalmazása gyakoribb. Az esetek túlnyomó többségében nem mozgó kötés kialakítására alkalmazzák, de előfordul a mozgó kötéses változata is (az ún. siklóretesz kötés alkalmazása esetén). Gyakori megoldás, hogy az egyik alkatrésznél szoros (általában a tengelynél), míg a másik alkatrésznél laza illesztést alkalmaznak. Általában ezért nehezen kerülhető el a szerelés közbeni megmunkálás (kivéve a tömeggyártást, ahol a tűrések helyes megválasztásával biztosítják a pótlólagos megmunkálás nélküli szerelhetőséget). Szilárd kötéseknél célszerű besajtoló készüléket alkalmazni a megfelelő minőségű szerelés biztosítására.

Ék- ill. reteszkötések hibái 5.2.3 Ék- és reteszkötések Az ék- ill. reteszkötés hibái: az ék (retesz) tengelyének elferdülése a tengely középvonalához viszonyítva, az ék (retesz) magassága nem megfelelő, az ék lejtős felülete nem sík, az ékek (retesz) elhelyezkedése aszimmetrikus. Ezek a hibák rendszerint a horony pontatlanságából származnak. Ék- ill. reteszkötések hibái

5.3. Oldható, mozgó kötések Az alkatrészek előírt kölcsönös helyzetének működés közbeni megváltozása biztosított, a kötés üzemszerű körülmények között korlátozás és roncsolás nélkül oldható (pl. siklócsapágyazású tengelykötés). A felületek kapcsolódása (érintkezése) néha csak a működés közben fellépő erők és elmozdulások hatására jön létre (holtjáték). Az illeszkedés jellegét az erők nagysága határozza meg, az elemek rugalmassága függvényében. hengeres mozgópár gömbcsukló csúszópárok gördülőpárok mozgató csavarpár csigahajtás fogaskerékpár csapágyak