KOLÍKOVÉ SPOJE

„Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.“

Ing.Zdeněk SchmiedČíslo presentace : 205

Téma:Téma:

KOLÍKOVÉ SPOJEKOLÍKOVÉ SPOJE

KOLÍKOVÉ SPOJEKOLÍKOVÉ SPOJE

Charakteristika:Charakteristika: Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může

tvořit spoj kolíkem s konci pro tvořit spoj kolíkem s konci pro roznýtování).roznýtování).

Lze je považovat za rozebíratelné, i když Lze je považovat za rozebíratelné, i když častější montáž a demontáž snižuje jejich častější montáž a demontáž snižuje jejich spolehlivost.spolehlivost.

Jsou to spoje tvarovým stykemJsou to spoje tvarovým stykem

nejjednodušší a nejstarší způsob spojení, nejjednodušší a nejstarší způsob spojení, kolík je v jedné nebo více spojovaných kolík je v jedné nebo více spojovaných

součástech usazen s předpětím způsobeným součástech usazen s předpětím způsobeným buď přesahem naráženého kolíku vůči díře, buď přesahem naráženého kolíku vůči díře, nebo kuželovitostí zaraženého kolíku,nebo kuželovitostí zaraženého kolíku,

Síly se přenáší mezi spojovanými částmi Síly se přenáší mezi spojovanými částmi tečným napětím nebo tlaky mezi stykovými tečným napětím nebo tlaky mezi stykovými plochamiplochami

Použití:Použití:

normalizovaných kolíků, které svým provedením lépe zabraňují normalizovaných kolíků, které svým provedením lépe zabraňují vypadnutí ze spojovaných součástí, se používají kolíky vypadnutí ze spojovaných součástí, se používají kolíky

kuželové, kuželové, pružné, pružné, rýhované,rýhované, s konci pro roznýtování. s konci pro roznýtování. mohou sloužit k přenosu nepříliš velkých sil působících kolmo na mohou sloužit k přenosu nepříliš velkých sil působících kolmo na

osu kolíku a nepříliš velkých krouticích momentů ve spojení hřídele osu kolíku a nepříliš velkých krouticích momentů ve spojení hřídele s nábojem,s nábojem,

mohou sloužit k zajištění vzájemné polohy dvou součástí,mohou sloužit k zajištění vzájemné polohy dvou součástí, kolíky mají různý tvar, základní dva typy představují kolíky válcové a kolíky mají různý tvar, základní dva typy představují kolíky válcové a

kuželové, jsou většinou normalizovány, což racionalizuje jak práci kuželové, jsou většinou normalizovány, což racionalizuje jak práci konstruktéra, tak i výrobu,konstruktéra, tak i výrobu,

Výhody:Výhody: lze je zhotovit jednoduše a hospodárně – velmi lze je zhotovit jednoduše a hospodárně – velmi

jednoduchá výroba,jednoduchá výroba, mohou s úspěchem nahradit šrouby, nýty, klíny, mohou s úspěchem nahradit šrouby, nýty, klíny,

závlačky, pružné kroužky, pojistky šroubů atd.,závlačky, pružné kroužky, pojistky šroubů atd., díry pro lícované kolíky se vrtají a vystružují společně ve díry pro lícované kolíky se vrtají a vystružují společně ve

všech spojovaných součástechvšech spojovaných součástech rychlá montáž a demontáž,rychlá montáž a demontáž, levný spoj - minimální náklady na výrobu, nulové levný spoj - minimální náklady na výrobu, nulové

provozní náklady, minimálníprovozní náklady, minimální náklady na demontážnáklady na demontáž

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).

Rozdíl mezi kolíkem a Rozdíl mezi kolíkem a čepem:čepem:

Kolík: spojuje součásti s přesahem, nebo kuželovitostí, pevné spojení.

Čep: spojuje součásti s vůlí a umožňuje pohyb (kloubové spoje).

válcovékuželové

rýhované a hřeby

ROZDĚLENÍ KOLÍKŮ:ROZDĚLENÍ KOLÍKŮ:

A) Podle tvaruA) Podle tvaru Kolíky válcovéKolíky válcové mají průměr nepatrně větší mají průměr nepatrně větší

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

Kuželové kolíky se 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.

Pružné kolíky jsou 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.

Rýhované kolíky mají 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

Výhody a nevýhody jednotlivých Výhody a nevýhody jednotlivých druhů kolíkůdruhů 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.

Pružné kolíkyPružné kolíky jsou vhodné pro spoje, které jsou vystaveny otřesům nebo zatížení jsou vhodné pro spoje, které jsou vystaveny otřesům nebo zatížení

s rázem, s rázem, spolehlivost spoje se častějším vyrážením a opětovným zarážením spolehlivost spoje se častějším vyrážením a opětovným zarážením

snižuje jen velmi málo snižuje jen velmi málo Rýhované kolíkyRýhované kolíky

jsou odolné proti uvolnění a otřesům, spojení je spolehlivější, jsou odolné proti uvolnění a otřesům, spojení je spolehlivější, nevyžadují zvláštní úpravu díry (vystružování) a její přesné lícování nevyžadují zvláštní úpravu díry (vystružování) a její přesné lícování

(postačí H 11), tím je levnější výroba i montáž (postačí H 11), tím je levnější výroba i montáž nehodí se pro spoje, které se často rozebírají, protože častějším nehodí se pro spoje, které se často rozebírají, protože častějším

vyrážením a zarážením se kolík i díra značně odírajívyrážením a zarážením se kolík i díra značně odírají

B)Kolíky podle účelu a B)Kolíky podle účelu a použití: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.

Spolehlivost spoje:Kuželové – špatná,Válcové – dobrá,

Rýhované a hřeby – velmi dobrá.

Materiál kolíků a provedení otvoru

-pro nekalené kolíky se používá nejčastěji automatová ocel 11 140.0 nebo 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.

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

Výpočet kolíku:

Dss S

F 1

4

2

1

dS

Kontrola na smyk:

Kontrola na otlačení:

DpS

Fp

2

S2 = d . b

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).

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.

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.

Dss S

F 1

MPack III

Pt 4,866,02

8006,06,0

6,06,0

DsS

F 1 mm

Fd

d

F

DsDs 58,8

4,86

500044

4

2

Průměr d z kontroly na smyk:

τDs = 0,6 . σDt =

Průměr d z kontroly na otlačení:

DpS

Fp

2

MPack

p IIIPt

DtDdD 2,7265,02

3706,06,0

DpS

F

2

mmpb

Fdp

db

F

DD 9,6

2,7210

5000

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

video

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

ZávěrZávěr

Shrnutí probraného Shrnutí probraného

tématu-kontrolní testtématu-kontrolní testDotazy žákůDotazy žákůÚkol na příští hodinuÚkol na příští hodinu

Kontrolní testKontrolní test

Jaká je hlavní charakteristika kolíkových spojů?Jaká je hlavní charakteristika kolíkových spojů? Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může tvořit spoj kolíkem Spoje pevné - nepohyblivé (výjimku může tvořit spoj kolíkem

s konci pro roznýtování).s konci pro roznýtování). Lze je považovat za rozebíratelné, i když častější montáž a Lze je považovat za rozebíratelné, i když častější montáž a

demontáž snižuje jejich spolehlivost.demontáž snižuje jejich spolehlivost. Jsou to spoje tvarovým stykem.Jsou to spoje tvarovým stykem.

Jaký je základní materiál na výrobu kolíků?Jaký je základní materiál na výrobu kolíků? -pro nekalené kolíky se používá nejčastěji automatová ocel-pro nekalené kolíky se používá nejčastěji automatová ocel 11 11

140.0140.0 nebo ocel 11 600.0,nebo ocel 11 600.0, - pro kalené kolíky oceli třídy 16 a 19, např. 19 421.4, - pro kalené kolíky oceli třídy 16 a 19, např. 19 421.4, - pro pružné kolíky ocel 11 700.4 či jiné materiály pro kalení,- pro pružné kolíky ocel 11 700.4 či jiné materiály pro kalení,

Kontrolní testKontrolní test

Základní rozdělení kolíkových spojů:Základní rozdělení kolíkových spojů: Kolíky válcovéKolíky válcové Kuželové kolíkyKuželové kolíky Pružné kolíkyPružné kolíky Rýhované kolíkyRýhované kolíky HřebyHřeby

Seznam použité literaturySeznam použité literatury

SPŠ – tématické přípravySPŠ – tématické přípravy http://www.killich.cz/spojovaci-material/http://www.killich.cz/spojovaci-material/

zavlacky-koliky.htmzavlacky-koliky.htm http://www.tme.eu/cz/katalog/?art=B3.73/http://www.tme.eu/cz/katalog/?art=B3.73/

BN813#id_categoryBN813#id_category%3D100618%26%26page%3D2%2C20%3D100618%26%26page%3D2%2C20