Gepszerkezettan II Gepelemek

5/19/2018 Gepszerkezettan II Gepelemek

1/252

Lszln Pozsgai Anna Tth Jzsef

GPSZERKEZETTAN II.Gpelemek


2/252

Kszlt a HEFOP 3.3.1-P.-2004-09-0102/1.0 plyzat tmogatsval.

Szerz: Lszln Pozsgai Annaegyetemi adjunktus

dr. Tth Jzseffiskolai docens

Lektor: dr. Tiba Zsoltfiskolai tanr

Szerz

k, 2006


3/252

Gpszerkezettan II. A dokumentum hasznlata

A dokumentum hasznlata|Tartalomjegyzk|Irodalom Vissza 3


A dokumentum hasznlata

Mozgs a dokumentumban

A dokumentumban val mozgshoz a Windows s az Adobe Reader meg-szokott elemeit s mdszereit hasznlhatjuk.

Minden lap tetejn s aljn egy navigcis sor tallhat, itt a megfelelhivatkozsra kattintva ugorhatunk a hasznlati tmutatra, a tartalomjegy-zkre, valamint a trgymutatra. A s anyilakkal az elzs a kvet-kezoldalra lphetnk t, mg a Vissza mezaz utoljra megnzett oldalravisz vissza bennnket.

Pozcionls a knyvjelzablak segtsgvel

A bal oldali knyvjelz ablakban tartalomjegyzkfa tallhat, amelynekbejegyzseire kattintva az adott fejezet/alfejezet els oldalra jutunk. Azaktulis pozcinkat a tartalomjegyzkfban kiemelt bejegyzs mutatja.

A tartalomjegyzk hasznlata

Ugrs megadott helyre a tartalomjegyzk segtsgvel

Kattintsunk a tartalomjegyzk megfelel pontjra, ezzel az adott fejezetelsoldalra jutunk.

Keress a szvegben

A dokumentumban val keresshez hasznljuk megszokott mdon aSzerkeszts men Keress parancst. Az Adobe Reader az adott pozci-tl kezdve keres a szvegben.


4/252

Gpszerkezettan II. Tartalomjegyzk



Tartalomjegyzk

1. A gpelemek mretezsnek alapelvei...........................................6

1.1. Mretezsi alapelvek ....................................................................................61.2. A megengedhetfeszltsgek.................................................................... 71.3. Nyugv terhels ...........................................................................................81.4. Idben vltoz terhels............................................................................... 91.5. A kifradsi hatrt befolysol tnyezk................................................11 1.6. Kifradsi biztonsgi terletek.................................................................131.7. Mretezs egyszerismtldignybevtelre ....................................... 15

1.8. Biztonsgi tnyezszmszer rtke......................................................161.9. Ellenrzkrdsek ....................................................................................171.10. Pldk ........................................................................................................ 17

2. Ktsek ......................................................................................... 19

2.1. Oldhat ktsek.........................................................................................192.2. Nem oldhat ktsek ................................................................................ 66

3. Tengelyek ....................................................................................122

3.1. Tengelyek kialaktsa s anyagai.............................................................122

3.2. Hajlkony tengelyek.................................................................................1233.3. A tengelyek mretezse...........................................................................1233.4. A tengelyek kialaktsnak szempontjai................................................1343.5. Ellenrzkrdsek ..................................................................................1353.6. Pldk ........................................................................................................135

4. Grdlcsapgyak.......................................................................138

4.1. A grdlcsapgy feladata s tulajdonsgai .........................................1384.2. Grdlcsapgyak tpusai.......................................................................138

4.3. A grdlcsapgyak jellsi rendszere..................................................1444.4. A grdlcsapgyak illesztse, futspontossga..................................1464.5. A grdlcsapgyak kifradsos terhelhetsge, lettartama ............1464.6. Grdlcsapgyak statikus alapterhelhetsge....................................1524.7. Grdlcsapgyak kense.......................................................................1524.8. Csapgyak tmtse..................................................................................1574.9. Grdlcsapgyak beptsi megoldsai ..............................................1594.10. Grdlcsapgyak szerelse.................................................................162


5/252

Gpszerkezettan II. Tartalomjegyzk



4.11. Csapgyazsi pldk...............................................................................1694.12. Ellenrz krdsek................................................................................176

5. Siklcsapgyak ............................................................................1785.1. A siklcsapgyak feladata s tulajdonsgai...........................................1785.2. A siklcsapgyak zemelsi tulajdonsgai............................................1795.3. A hidrodinamikus kensllapot s jellemzi........................................182 5.4. Kenanyagok............................................................................................1835.5. Siklcsapgyak mretezse .....................................................................1835.6. A siklcsapgyak persely s blsanyagi ...............................................1855.7. A csapgyak kialaktsa............................................................................186

5.8. Csapgyszerkezetek .................................................................................1895.9. Egyenesvezetk ........................................................................................1935.10. Szmtsi pldk.....................................................................................1945.11. Ellenrz krdsek................................................................................195

6. Tmtsek....................................................................................197

6.1. A tmtsek clja s fajti........................................................................1976.2. rintkeztmtsek ................................................................................1986.3. Nem rintkeztmtsek .......................................................................2136.4. Ellenrzkrdsek ..................................................................................217

7. Rugk ..........................................................................................218

7.1. A rugk szerepe a gpszerkezetekben ..................................................2187.2. Hz- ill. nyom ignybevtelrugk..................................................2237.3. Hajlt ignybevtelrugk....................................................................2247.4. Csavar ignybevtelrugk..................................................................2297.5. Gumirugk................................................................................................2327.6. Ellenrzkrdsek ..................................................................................2347.7. Pldk ........................................................................................................234

8. Csvezetkek s tartlyok .......................................................... 236

8.1. Alapfogalmak............................................................................................2368.2. A csvek....................................................................................................2378.3. Trol- s nyomstart tartlyok...........................................................2438.4. Ellenrzkrdsek ..................................................................................2498.5. Pldk ........................................................................................................250

Irodalom..............................................................................................................251


6/252

Gpszerkezettan II. A gpelemek mretezsnek alapelvei



1.A gpelemek mretezsnek

alapelvei1.1.Mretezsi alapelvek

A mrnki tevkenysg egyik leglnyegesebb feladata a meglvberende-zsek zemeltetse, karbantartsa, valamint j gpek, szerkezetek megter-vezse s kivitelezse.

Valamely gp megbzhatsgt szerelsi egysgeinek s elemeinekzemkpessge, a tervezett lettartamra eshibtlan, illetve hibs mk-dse hatrozza meg.

A gpelemek tnkremenetelnek fbb okai:

fradt trs rideg trs kplkeny alakvltozs tarts folys kops korrzi

A gpelemek mretezsnek clja: a gpelemek mreteinek kiszmtsa aterhelsek, ignybevtelek s egyb zemi felttelek (hmrsklet, sebes-sg, letveszlyes zem stb.). A mretezs fordtott mvelete: meglvgpelemek mreteinek ellenrzse.

Minden sikeres mrnki alkotsnak, legyen az gp, vagy valamilyenszerkezet fleg hrom kvetelmnynek kell megfelelni:

teljesteni kell tervezett zemi feladatot megfelellettartammal rendelkezzen

a gyrtsa gazdasgos, elfogadhat kltsglegyen.A gpalkatrszeket leggyakrabban szilrdsgi alapon, a megengedhet fe-szltsgek, vagy a megengedhet alakvltozs fggvnyben mretezzk.Szksg esetn ellenrizzk kifradsra (lettartamra), esetleg ridegtrsre.

A szilrdsgi mretezshez elslpsknt mindig mechanikai modelltkell kszteni. A gpalkatrszek valdi terhelst mindig knytelenek va-gyunk valamilyen terhelsi modellel (koncentrlt er, megoszl terhelsstb.) helyettesteni, magrl a szerkezetrl pedig geometriai modellt kell

kszteni (kttmasz tart, keretszerkezet stb.)


7/252




A megengedhet feszltsgen alapul mretezshez szksges azignybevtel meghatrozsa (mind statikai, mind szilrdsgtani rtelem-

ben) s a felhasznland szerkezeti anyag szilrdsgi tulajdonsgainak is-merete. A valsgos feszltsget a feladat termszettl s a felhasznltszmtsi vagy ksrleti eljrstl fggen csak tbb-kevsb korltozottpontossggal hatrozhatjuk meg s legtbbszr az anyag szilrdsgi jel-lemzit sem pontosan az adott feladatnak megfelelmdon ismerjk. Azgy add bizonytalansgot a megengedett feszltsg vatos megvlaszt-sval igyeksznk ellenslyozni, ami jelents tlmretezshez vezethet.

Ha a mretezendalkatrszt az tlagos ignybevtelen fell lksszerterhelsek is rik, ezeket az tlagos ignybevtelnek a dinamikai tnyezvel

val szorzssal szoks figyelembe venni. A dinamikai tnyezt tbb k-rlmny befolysolja, amelyeket tblzatok tartalmaznak.

1.2.A megengedhetfeszltsgek

A megengedhetfeszltsgen alapul mretezssel el kvnjuk rni, hogya tnylegesen kialakul feszltsgek a megengedettet minl jobban meg-kzeltsk, de ne lpjk tl.

A terhels meghatrozsnak s az anyag szerkezetnek bizonytalans-gait s egyb krlmnyeket biztonsgi tnyezvel kell figyelembe venni.A mretezs sorn meghatrozott nvleges feszltsget ssze kell hasonl-tani, az anyagra, kialaktsra, terhelsfajtra megengedett feszltsggel. Amegengedett feszltsg azt jelenti, hogy a vlasztott hatrfeszltsgnekhnyad rszt engedjk meg (a biztonsgi tnyez fggvnyben) a ke-resztmetszetben maximlisan fellpni.

meg

hathatrfesz

bizt tny n= =

.

. .

A hatrfeszltsg az anyagtl s ignybevteltl fggen tbbfle lehet:

szaktszilrdsg: Rm folyshatr: ReH kihajlsi trfeszltsg: t kifradsi hatr: D

A fenti anyagjellemzket szabvnyok tartalmazzk.


8/252




1.3.Nyugv terhels

A kisebb pontossgot ignyl szmtsoknl kzvetlenl az anyagvizsg-

latok ltal szolgltatott adatokkal szmolunk.gy a hatrfeszltsg lehet:

szaktszilrdsg: Rm folyshatr: ReH, ha nincs kifejezett folyshatr, akkor Rp0,2

Acl, aclntvny, alumnium, alumniumtvzetek, rz, ltalban a kny-nyfmek s tvzeteik esetben a megengedhetfeszltsg:

megeHR

n=

(a biztonsgi tnyezszoksos rtke: n = 1,52)Rideg anyagok esetben (pl.: ntttvas, temperntvny, manyagok,

kermia) esetn, ahol folysi jelensg nincs, a megengedhetfeszltsg:

megmR

n= (n=1,53)

ntttvas s temperntvny esetn nyomsra:nymeg mR=

A fentiekben meghatrozott megengedhet feszltsgbl szmthat amegengedhetcssztatfeszltsg; a kvetkezmdokon:

acl, aclntvny, rz, bronz anyagoknl: meg meg = 0 65,

alumnium s tvzetei esetn: meg meg = 0 7,

ntttvas s temperntvny esetn: meg meg =

A biztonsgi tnyezpontosabb meghatrozshoz gyakorlati tapasztala-tok alapjn sszelltott tblzatok nyjtanak segtsget. Ebben megtall-hatk a biztonsgi tnyezk klnfle szempontokhoz tartoz rszrtkei,amelyeket ssze kell szorozni. A tapasztalat szerint a biztonsgi tnyezkrtke 1,76 lehet.

Ha a gpalkatrsz olyan nagy hhatsnak van kitve, amely mr befo-lysolja a folyshatrt is illetve, amelyen mr tartsfolys is fellp, akkor ahatrfeszltsg a meleg folyshatr.


9/252




A tengelyek mretezshez szksges meg rtke is gyakran kzeltszmtssal trtnik, statikus terhelst tteleznk fel, de valjban fraszt

terhels van. Nhny plda:1. Ha a tengely ll, s rajta forog a tengely (pl. gpjrm els tengely),

felttelezve a terhels 0 s egy maximum kztti ingadozst, a meg-engedett feszltsget a lktetszilrdsgbl szmtjuk n = 35 biz-tonsgi tnyezvel. Pldul S275 anyagnl a lktetszilrdsg:0D= 370,0 MPa, gy

MPameg 0,75...5,1235..3

370=

2. Ha a tengely trcval egytt forog, akkor minden szlsszl hajltstszenved, teht a megengedett feszltsget a lengszilrdsgbl szmt-juk n = 46 biztonsgi tnyezvel. S275 anyagnl a lengszilrdsg:-1D= 240 MPa, gy

MPameg 0,40...0,606...4

240=

A csavarsra megengedett feszltsget a tengelyeknl leginkbb szoksos

ignybevteli fajtnak megfelelen a lktetszilrdsgbl szmtjukn=46 biztonsgi tnyezvel. S275 anyagnl a lktetszilrdsg:0D=190MPa, gy

MPameg 0,32...5,476...4

190=

A biztonsgi tnyezelbbi rtkei magukba foglaljk a szerkezeti kialak-ts feszltsggyjthatst, a felleti rdessg befolyst stb., vagyis mind-azokat, amiket a pontos szmtsnl kln-kln szoktunk figyelembe

venni. Ezrt ilyen nagy arnylag a biztonsgi tnyezrtke.

1.4.Idben vltoz terhels

Az idben llandan vltoz feszltsg hatsra a gpalkatrsz kifrad seltrik olyan feszltsgrtken is, amelyet nyugvterhels esetn mindenbaj nlkl kibrna.

A fradsos trs gy jn ltre, a legnagyobb feszltsg helyn (ami l-talban valamilyen feszltsggyjthely) repeds keletkezik. Ez a repeds

kezdetben csak nagyon kicsi, de az ismtldignybevtel hatsra lassan


10/252




terjed, a keresztmetszet hasznos rsze cskken. Vgl az sszefgg ke-resztmetszet mr olyan kicsi lesz, hogy a terhelst mr statikusan sem brja

el, eltrik. A fradt trs egy bizonyos terhelsi szm utn, szrevehetalakvltozs nlkl, hirtelen jn ltre.A vltoz terhels lefolysa lehet:

ciklikus (harmonikus) periodikus (sszetettebb lefolys periodikus ismtldse) rendszertelen (stacioner nem stacioner)

A bonyolultan vltoz terhelsre mg nincs kidolgozva ltalnosan hasz-nlhat eljrs. Ezrt ma mg knytelenek vagyunk egyszerstett feszlt-

sgvltozst figyelembe venni, amelyet szinuszosnak tteleznk fel.A jelensgekkel elszr Whler foglalkozott alaposabban, elssorban

anyagvizsglati szempontbl.A terhels idbeli vltozsa szerint az ignybevteleket Whler s

Bach szerint a kvetkezterhelsi csoportokba soroljuk:

I. Nyugv terhels, ha a terhels nem, vagy csak ritkn s jelentktelenmrtkben vltozik.

II. Lktetterhels, ha a terhels als s felshatrok kztt vltozik, de

mindig azonos eljel.III. Lengterhels, ha kzben a terhels (feszltsg) eljele is megvltozik.

A vltoz terhelst gyakran kzeltjk ciklikus lefolyssal, amelyeknekmdjai az 1.1. brn lthatk.

1.1. bra


11/252




Az 1.1. brban a 2-at s a 6-at tiszta lktet, a 4-et tiszta lengfeszlt-sgnek nevezzk.

1.5.A kifradsi hatrt befolysol tnyezk

A kifradsi hatrfeszltsget ltalban 7,512 mm kztti tmrj,hengeres, sima, polrozott felletprbatesteken, ksrleti ton hatrozzkmeg, ezrt ezt az rtket a gyakorlati felttelek (alak, mret, profil, terhe-ls) eltrse miatt korriglni kell.

A fproblmt az okozza, hogy az sszetett ignybevtelek miatt fe-szltsgtorldsok jnnek ltre, ami tbbtengely feszltsgi llapototeredmnyez. Feszltsgtorldst okoz tnyezk lehetnek:

geometriai jellegek (bemetszsek, peremek, hornyok, furatok), az alkatrsszel rintkezms elem hatsa ltal (illeszts, sajtols) kivl-

tott, erhats ltal (Hertz-feszltsg, felleti rintkezer) ltrejvk.

Az egyik fproblma, hogy a feszltsgtorlds helyn tbbtengely fe-szltsgi llapot jn ltre. Egyszerbb kvetelmnyek esetn a feszltsg-torlds s hatsa a kifradsi hatrra az elmleti feszltsgtorldsi tnye-zvel, a Ktalaktnyezvel vehetfigyelembe. Az alaktnyeza bemetszs

okozta legnagyobb helyi feszltsg s az tlagos, gynevezett nvlegesfeszltsg hnyadosa:

Ktnvl

= max , illetve Kt

nvl

= max

A nvleges feszltsg az a feszltsg, mely az elemi szilrdsgtani mrete-zs mdszervel szmthat ki.

A ksrletek s a tapasztalat azonban azt igazolta, hogy a sima prba-

testen mrt Ds a bemetszett prbatesten mrt D kifradsi hatr vi-szonya csak kivteles esetben egyenlaz alaktnyezvel., ezrt be kell ve-zetni a kifradsi hatrt cskkent tnyezt, a gtlstnyezt. Az elbbikorriglsokkal a simra polrozott s a halmozott feszltsggel terheltprbatestek kifradsi hatrnak arnybl nyerhet:

KfD

D

=

', illetve Kf

D

D

=

'


12/252




A Kf tnyeznemcsak a geometritl, hanem az anyag sajtossgaitl isfgg, ezrt csak ksrlettel hatrozhat meg.

Mindenfajta bemetszsre s anyagra a Kftnyezmeghatrozsa risifeladat. A rendkvl kltsges ksrletek arra ksztettk a kutatkat, hogyolyan anyagjellemzket keressenek, amely a Kftnyezt kzvetett mdonhatrozzk meg.

A Kfs a Kttnyezkztti sszefggs a feszltsgekre vonatkozta-tott rzkenysgi tnyezsegtsgvel adhat meg:

1

1

=

t

f

K

Kq , illetve

1

1

=

t

f

K

Kq amibl

Az rzkenysgi tnyezjellemzrtkei: tvzetlen acl: q = 0,50,8 ausztenites acl: q = 0,10,3 rugacl: q = 0,951,0

A ksrletek azt bizonytottk, hogy a mretek nvekedsvel a kifradsihatr cskken (a hajlt, s a csavar ignybevtelek esetben egyarnt) ezta cskkenst a Kd mrettnyezvel kell a szmtsok sorn figyelembe

venni (1.2. bra). Ez a tnyeztulajdonkppen ismtldhajlt ignybe-vtel, kr keresztmetszetaclalkatrszekre rvnyes, azonban ms egybesetekben is mrtkad.

1.2. bra A Kdmrettnyezvltozsa a mret nvekedsvel


13/252




A mretnvekedssel kzel azonos mrtkben cskkenti az alkatrszekkifradsi hatrt a felleti rdessg is. A tbbi mdost tnyezhatsa

nagyon vltozatos (ezrt szmszerleg nem adhat meg) pl.: felleti kezelsek (felleti edzs +, nitridls +, srtezs +, galvaniz-

ls ) hidegalakts (nyom jelleg+, hz jelleg) hmrsklet

Az bra egyes grbinek jelentse: sznacl feszltsggyjthely nlkl (1)tvztt acl feszltsggyjthely nlkl s sznacl enyhe feszltsggyj-tssel (2) tvztt acl mrskelt feszltsggyjtssel (3) tvztt acl

nagyfok feszltsggyjtssel (4). Az brbl szembetn az tvzttaclok nagy rzkenysge, ami leronthatja egyb elnyeiket. Ezrt is igenkrltekinten kell a szerkezeti anyagot megvlasztani.

Hozzvetlegesen a mretnvekedssel megegyez mrtkben csk-kenti az alkatrszek kifradsi hatrt a felleti rdessg nvekedse, aszintn rdessget okoz korrzi pedig ennl is ersebben.

1.6.Kifradsi biztonsgi terletek

Whler vizsglatai kimutattk, hogy a fradt trst okoz feszltsg s azismtldsek szma kztt igen hatrozott sszefggs van. Ez az ssze-fggs Whler-grbe segtsgvel szemlltethet.

A Whler-grbket N, lg N vagy lg lg N formban br-zoljk, ahol az ignybevtelbl szrmaz maximlis fezsltsget, N aterhelsismtldsek szmt (a ciklusszmot) jelli.

Acl anyagoknl N0=2 106ciklusszm fltti ignybevtel esetn kif-

radsra mreteznk. A grbnek ez a szakasza a kifradsi hatrvonal(amelynek nagysgt D-vel jelljk) N = 10

4s N0 = 2. 106ciklusszm

kztt trtn ignybevtelnl lettartamra mreteznk, ekkor ugyanis akifradsi hatrfeszltsgnl nagyobb feszltsget engedhetnk meg,N=104 ciklusszm alatt a statikus mretezs szoksos mdszereit alkal-mazzuk. Azt a terhelsismtldsi szmot, amelynl gazdasgossgi okok-bl a Whler-grbe felvtelt abbahagyjuk NBbzisciklusszmnak nevez-zk. Ez aclra 5106107, knnyfmre 31075107.

A Whler-grbk nem csupn anyagminsg, hanem aszimmetria t-nyez fggvnyben is vltoznak. gy a klnbz lehetsges eseteknek

megfelelen igen nagyszm grbt kellene felvenni s hasznlni. Ezrt


14/252




kerlt sor a sok informcit tartalmaz diagramok megalkotsra. A gp-szerkesztshez leggyakrabban a Smidt-fle biztonsgi terletet hasznljk,

ahol az ismtld ignybevtelekhez tartoz kzpfeszltsg fggvny-ben a kifradst okoz hatrfeszltsgeket tntetjk fel. Mivel a gyakor-latban a folyshatrt meghalad feszltsget nem engednk meg a felshatrgrbnek ReHfeletti szakaszt nem vesszk figyelembe, a megmara-d szakaszt pedig egyenessel helyettestjk.

A terhelsi ciklus aszimmetrijnak hatst a kifradsi hatrra tbbflediagramm is kifejezi. Az 1.3. brn a Smith diagram szerkesztse, az 1.4.brn a Smith diagram kifradsi biztonsgi terletei lthatak.

1.3. bra

1.4. bra


15/252




A Smidt-diagramot aclokra igen j kzeltssel megszerkeszthetjk ktadat: a folyshatr s a szimmetrikus lengignybevtelhez tartoz kifra-

dsi hatrfeszltsg birtokban, ui. a tapasztalat szerint a felshatrgrbekezdeti szakasza s az abszcisszatengely hajlsszge kb. 0,7 rad.

1.7.Mretezs egyszerismtldignybevtelre

A vltakoz terhelsgpalkatrszek mreteinek megllaptsra ltalbancsak az ellenrz mretezsi mdszer hasznlhat. Ehhez elzetesen rendszerint a statikus a statikus ignybevtel esetre rvnyes szmtssal kzeltszmtst vgznk, majd megtervezzk az alkatrszt. Az alkatrszalakjnak ismeretben figyelembe vehetjk a fezsltsg torldsokat s

kiszmthatjuk a tnyleges feszltsg maximumokat, majd a biztonsgiterletet is felhasznlva meghatrozhatjuk a biztonsgi tnyezt. Ha ennekmrtke a megkvnttl lnyegesen eltr, az alkatrszt mdostjuk, s azeljrst megismteljk.

Aszimmetrikus ignybevtelek esetn a biztonsgi tnyezklnbz-kpen, tbbfle felttelezs alapulvtelvel hatrozhat meg.

Az irodalombl ismert eljrsok nagy rsze a Sodeberg-fle elvet hasz-nlja fel. Egy ezen alapul egyszermdszer a kvetkez:

A mdszer els lpse, hogy a Smidt-diagram biztonsgi terlettcskkentjk a mrettnyez(Kd) s a felleti rdessgi tnyez(KRa) rt-kvel, azaz a diagram hatrgrbihez tartoz amplitdk szorzsval s az1.5. brn szaggatott vonallal jellt biztonsgi terletet kapjuk. Msodiklpsknt bejelljk a diagramba a kifradsi hatrt cskkent tnyez(Kf) figyelembevtelvel meghatrozott valsgos ignybevtelt brzolpontprt (N, N) gy, hogy a nvleges kzpfeszltsget s feszltsgamp-

litdt is szorozzuk Kf-val. Leggyakrabban a terhelsnvekeds a kzp-feszltsg s amplitd arnytart nvekedsvel trtnik s a P pontban

ri el a mdostott hatrgrbt, gy a biztonsgi tnyez:

af

DaRad

K

KK

ON

OPn

==

ahol:Da= a kifradsi hatrfeszltsg amplitdjaa= az ignybevteli feszltsg amplitdja


16/252




Ha a terhels nvekedsekor avagy mlland marad, akkor a pontprennek megfelelen a koordintatengelyek szgfelezjvel, vagy az ordinta

tengellyel prhuzamosan mozdul el s a biztonsgi tnyezt eszerint kellmeghatrozni.

1.5. bra

1.8.Biztonsgi tnyezszmszerrtke

A kifradsra val mretezs clja a biztonsgi tnyezmeghatrozsa, dehogy a gprsz megfelel-e az ignybevtelnek, csak akkor tudjuk eldnteni,

ha rtkt sszevetjk a szksges biztonsgi tnyezrtkvel.A biztonsgi tnyeznagysga fgg az alkatrsz maximlis zemi ter-helsnek gyakorisgtl, az ignybevtel jellegtl s a megkvetelt let-tartamtl. Az 1.6. bra a legkisebb biztonsgi tnyez rtkeit mutatja afeszltsgvltozs fggvnyben, ha a terhels gyakorisga 100%. Kivte-les esetben, ha minden befolysol tnyezt teljes pontossggal ismernk,akkor a megadott rtknl lejjebb is mehetnk (szaggatott vonal). A biz-tonsgi tnyeza folyshatrra vonatkozik.


17/252




1.6. bra

1.9.Ellenrzkrdsek

01. A gpalkatrszek mretezsnek legfontosabb alapelvei.02. A megengedhetfeszltsgek.03. A szerkezetek hatrfeszltsgei.

04. A nyugv terhels megengedhetfeszltsgei s biztonsgi tnyezi.05. Az alkatrszek fradsi jelensge.06. Terhelsi csoportok jellemzse.07. Kifradsi hatrt befolysol tnyezk.08. Kt; Kf; q sszefggsei.09. Smith-diagramm. (1.4. bra)10. Biztonsgi tnyezmeghatrozsa Smith-diagramm alapjn. (1.5. bra)11. A biztonsgi tnyezszmszerrtkei. (1.6. bra)

1.10.Pldk1. plda.Szmtsa ki egy csapszeg biztonsgi tnyezjt kifradsra, ha

a kifradsi hatrt cskkenttnyez: 1 a mrettnyez: Kd= 0,85 a felleti rdessgi tnyez: KRa= 0,95

max=126 N/mm2 min= 31 N/mm

2 Da=230 N/mm2


18/252




A megolds:

67,25,781

26095,085,0

=

=

= afDaRad

K

KK

n

ahol

2minmax /5,782

)31(126

2mmNa =

=

=

2. plda.Ellenrizze a tengelycsonkot kifradsra, ha

a tengely tmrje: 55 mm a terhellegkisebb nyomatk: 668 Nm a terhellegnagyobb nyomatk: 1474 Nm a kifradsi hatrt cskkenttnyez: 1,5 a mrettnyez: 0,8 a felleti rdessgi tnyez: 0,92 a kifradsnl szksges biztonsgi tnyez: 5

Da=135N/mm2A megolds:

38,6374,105,1

13592,08,0=

=

=

af

DaRad

K

KKn

ahol

2

33

maxmaxmax /121,45

55

14741616mmN

d

T

K

T

p

=

=

==

2

33

minminmin /748,2055

6681616mmNd

T

K

T

p=

=

==

2minmax /374,102

748,20121,45

2mmNa =

=

=


19/252

Gpszerkezettan II. Ktsek



2.Ktsek

Ktelemekkel kt vagy tbb gprszt egyetlen egssz lehet sszekacsolni.A ktsek csoportostsa:Kts kialaktsnak szempontjbl megklnbztetnk:

anyaggal zr alakkal zr ervel zr ktseket.

Az anyaggal zr ktsben az sszektendalkatrszek kztt anyag ltest

kapcsolatot. Ez a kapcsolat a legtbb esetben nem bonthat szt roncsolsnlkl. Idetartoznak a klnfle hegesztsek, forrasztsok, ragasztsok.Az alakkal zr ktseknl a terhels tadst a kapcsold elemek

geometriai alakja biztostja. Ilyenek pldul a nyrsra ignybevett csavar-kts, nyrszegecs ktsek, reteszktsek, bordsktsek. ltalban old-hat kivitelek.

Ha a kts ltrehozshoz erhatst kell kifejteni s befesztsre, ru-galmas szortsra jn ltre a kapcsolat, akkor ervel zr ktsrl besz-lnk. Ide tartozik az kkts, a zsugorkts s a csavarkts. Ezek rszint

oldhatk, rszint nem, vagy csak nhnyszor oldhat ktsek. Ezekben akapcsolatokban fontos szerepe van a befesztsnek s a srldsnak.Funkcionlis szempontbl csoportostva a ktsek lehetnek:

tehervisel(ert v. nyomatkot kzvett) rgzt(sszekapcsols mellett kisebb terhels tadsra is alkalmas) fz(csak sszekapcsol, tehertadsra nem alkalmas)

Szerels szempontjbl csoportostva pedig lehetnek:

oldhatk nem oldhatk

2.1.Oldhat ktsek

2.1.1.Csavarktsek, csavarmenetek

A csavarktsek alapvetelemeit alkotjk a klsmenetes orsk (csavar-orsk) s a belsmenetes hvelyek (csavaranyk).

A csavarmozgs egyidejforg s halad mozgssal szrmaztathat s

ezeknek az arnya lland. A csavarvonal trgrbe, amely egy hengerpalst


20/252




vagy kppalst felletn helyezkedik el. Az y irny elmozduls arnyos azszgelfordulssal. A teljes krlfordulshoz tartoz P elmozdulst me-

netemelkedsnek nevezzk. Ha a csavarvonalat tartalmaz hengerpalstotskba fektetjk, szg alatt hajl ferde egyenest kapunk (AC). A lefejtettcsavarvonal ltal meghatrozhat szget menetemelkedsi szgnek ne-vezzk.

2.1. a)bra

2.2. b)bra

=

=

r

y

r

P

2tg


21/252




A csavarmenetprofil minden egyes pontja csavarvonalat r le, vagyis a Pmenetemelkedshez az tmrk szerint klnbzmenetemelkedsi sz-

geket kapunk:

=

1

1tgd

P;

=

22tg

d

P;

=

33tg

d

P

A csavarokkal kapcsolatban, ha ms nincs megadva, a menetemelkedsiszg () mindig a d2kzepes tmrhz tartoz menetemelkedsi szgetjelenti s a (P) menetemelkeds midig ehhez a szghz tartozik.

Attl fggen, hogy milyen irnyban csavarjuk fel a vonalat, ktflecsavarvonalat kapunk. Ha az y tengely helyzethez kpest a vonal balrljobbra emelkedik, akkor jobb emelkeds a csavarvonal (jobb menetcsavar) (2.3. bra). Ellenkezesetben bal emelkedsa csavar (bal menetcsavar) (2.4. bra).

A csavarkapcsolatoknl nem vonal alkotja a ktst ltrehoz prokat,hanem klnbz csavarmenet profilok (metrikus, trapz, frsz, zsinrstb.) rintkeznek egymssal. A klnbzcsavarmenet profilokat szabv-nyok tartalmazzk.

A menetkialakts egyik klnleges esete az, amikor tbb menetet csa-

varunk fel egy hengerfelletre gy, hogy azok egyms mellett haladnak.Ezeknek az n. tbb-bekezds meneteknek az elnye, hogy egy teljeskrlfordulssal nagyobb tengelyirny elmozdulst tudunk elrni, a ht-rny viszont az, hogy a gyrtsuk elg sok nehzsget jelent. Ezrt legfel-jebb hrom bekezdsmenetet szoks kszteni.A ktcsavarok egybekezdsek.

Menetemelkedsi irnyok:

2.3. bra. Jobb menet 2.4. bra. Bal menet

Ha ms utasts nincs, akkor a P menetemelkeds a d2kzptmrhztartozik.


22/252




A csavarmeneteken keletkezerhatsok

A csavarmeneteken keletkez erhatsok legegyszerbben lapos menet

(derkszgngyszg alak menet szelvny) csavarokon tanulmnyozha-tk. (ezek nem szabvnyosak.)A 2.5. brn lapos menetcsavarors egy szakasza, lthat a vele kap-

csold anya egy kis darabjval. Az anyra hat kls erhatsokat idekoncentrlva az F s Ft erket kapjuk. Az utbbi a kerleti er, melyetazrt fejtnk ki, hogy az anyt vagy orst az F terhels ellenben elmozdt-suk. Ez megfelel a ktcsavar meghzsnak vagy a csavarral val teher-emelsnek. Ha a kzptmrhz tartoz csavarvonalat skba tertjk, azerk egyenslyt a lejtre rvnyes trvnyek alapjn vizsglhatjuk 2.6.bra szerint. Itt a klserkn kvl a lejtn elhelyezett testre hat reak-cier kt komponense: az FN sszeszort er s az FS srld er islthat.

2.5. bra Csavarmenetre hat erk


23/252




2.6. bra Csavar meghzs, lazts ervektor bri

A test elmozdulsnak hatresetben fellp, legnagyobb srldsi ernagysga:

NS FF =

A srldsi tnyezpedig a srldsi szggel kifejezve:

tg=

A meghzshoz szksges Ftkerleti er(2.6 a. bra) az egyenslyi vek-torbrbl:

( )+= tgFFt

A laztshoz szksges Ft kerleti er (2.6 b. s c. bra) abszolt rtkemindkt esetben az egyenslyi vektorbrkbl:

( )F Ft= tg Gyakorlatilag teht a b esetben ert kell kifejtennk a testnek F erhat-sra trtnlecsszsnak megakadlyozsra, a c esetben pedig csak k-ln erkifejtsekor csszik le, azaz nzrs ll fenn. A csavaroktl majd-

nem mindig nzrst kvnunk meg, hogy a csavarktsek nmaguktl ne


24/252




lazuljanak meg s a mozgatcsavarok ne jjjenek mozgsba pusztn a ter-helsk hatsra. Az nzrs hatrn =

Az anya vagy ors forgatshoz (meghzshoz, laztshoz) szks-ges nyomatk:

)tg(2

22,1

dFT =

Az F tengelyirny terhel er csak lapos menet esetn rvnyes, gyegyb menetszelvny profilok esetn F' ervel kell szmolni (2.7 bra).

A gyakorlatban elfordul menetszelvnyek legtbbszr hromszg,ill. trapz alakak. Az brn pl. trapz szelvnymenet rszlete lthat az

profilszg feltntetsvel. Ilyenkor az F ernek az ors felletre mer-leges sszetevje F. Teht megn az anya meneteit sszeszort er svele a srld eris. A hats olyan, mintha vltozatlan sszenyom er,de nagyobb srldsi tnyezrvnyeslne.

2.7. bra ltalnos menetre hat terheler

FF

'

cos

=

2

Az elbbi sszefggs alapjn a ltszlagos srldsi tnyez:

'

cos

=

2


25/252




amihez ' ltszlagos srldsi szg tartozik:

' ctg '=arAz elbbi vltoztatsokkal korriglva a forgatshoz szksges er, illetve a

csavarkulcson kifejtendnyomatk:

( )F Ft= tg '

)tg(2

,22,1 =

dFT

A csavarok meghzsakor nemcsak a meneteken fellp, hanem az anya

vagy csavarfej felfekvsi felletn keletkeznyomatkot is le kell gyzni.Az anya s csavar felfekvsnl bredsrldsbl add nyomatk:

aaa rFT =

A teljes nyomatk, amit a csavarkulcson ki kell fejteni:

+= aard

FT )tg(2

22,1

ahol: asrldsi tnyeza felfekvfelletek kztt raa srldsi erkarja

A felfekvfelleten keletkezsrldsi erkarjt pontosabb szmtssal,az elemi megoszl erk integrlsval is meghatrozhatjuk, eszerint:

22

33

3

1

bk

bka

DD

DDr

=

ahol:Dka felfekvfellet kls,Dbpedig a belstmrje.

ltalban elegendazonban azt a kzeltst hasznlni, hogy ra= d3, vagyisa kzepes sugr a magtmrnagysgval vehetegyenlnek.


26/252




Ha a kts meghzshoz szksges nyomatkot a d nvleges tmr-jre vonatkoztatjuk, s az itt nem kzlt talaktsok elvgzse utn az

M4-M24 csavarokra az albbi kzeltleg rvnyes sszefggst kapjuk:

a

e

k

dF

T 645,0525,0022,0 ++

aminek rtke a srldsi tnyeztl fggen a kvetkezk szerint vltozik:

minimlis rtkek (galvanikus horganyozs vagy kadmiumozs, j ke-ns): = 0,1;a= 0,1

14,0 dFT

e

k

szoksos tlagrtkek (fnyes vagy foszftozott fellet, olajkens):= 0,16;a= 0,12

185,0 dF

T

e

k

klnlegesen nagy rtkek (fnyes, foszftozott, foszftozott s feket-

tett, kens nlkl)= 0,4;a= 0, 2

36,0 dF

T

e

k

A fentiekbl levonhat az a kvetkeztets, hogy ugyanolyan nagysgkulcson kifejtett nyomatk a srldsi tnyeztl fggen lnyegesen elt-relfesztst hoz ltre.

A szakirodalom ltalban a kt srldsi tnyezt (,

s a) azonos r-tknek veszi, ezt a valsgos rtkek jelents szrsa indokolja. gy aszoksos kenolajakkal kent csavarok esetn a csavarok nagysgtlfggetlenl 0, 130, 25 srldsi tnyezvel szmolnak.

Vizsglatok szerint a meghzsi nyomatk megoszlsa a klnbzhelyekre:

menetsrldsra: 4067% felfekvfelletek srldsra: 1650%

elfesztsre: 1017%


27/252




Az rtkek a kensi llapottl fggenek.A ktcsavarokban ltrehozott szortert klnbzbehatsok meg-

vltoztatjk. Ilyenek: hmrsklet rezgsek korrzi megereszkedsi jelensg stb.

A megereszkedsi jelensg azt jelenti, hogy a ktsben a rugalmassg miattaz elfesztervgleges rtke csak egy bizonyos idmlva ll be, egybizonyos rsze elveszik.

A menetszelvny megvlasztsakor a csavar rendeltetse a legfbbszempont. Ktcsavarok esetben a lehet legnagyobb srldsra trek-sznk, hogy ezzel is akadlyozzuk a kts meglazulst. Mozgatcsava-roknak lehetleg nagyhatsfok egyszergpknt kell mkdnik, itt tehtkisebb srldsra treksznk (az nzrs fenntartsval).

Mivel a profilszg nvelsvel na ltszlagos srldsi tnyez, k-tcsavarokhoz a nagy profilszg hromszg alak menetszelvny (m-termenet) clszer. A norml mtermenet emelkedsnek s klstmr-jnek arnya az tmrtl fgg, rtke tlagosan kb. 0,15. Ha fontos acsavar szilrdsgnak nvelse, akkor hatkonyan cskkenthetjk a menetgyengt hatst emelkedsnek cskkentsvel, teht magtmrjneknvelsvel. Ilyenkor a finom mtermenet hasznlhat, melynek emelke-dse tlagosan csak kb. 0, 10-e a klstmrnek.

Mozgatcsavarokhoz kis profilszg, kisebb srlds menetszelv-nyek clszerek, teht ltalban a 30-os profilszgtrapzmenetet hasz-nlnak.

Klnleges esetekben hasznlhat mg ktcsavarokhoz a zsinrme-net, mozgat csavarokhoz pedig a frszmenet.

Csavarktsek mretezse hzsra nyugv terhels esetn

A ktcsavarok leggyakoribb ignybevtele hzs, esetleg nyoms. Rit-kbban nyrs. A hzshoz bizonyos krlmnyek kztt jelents csavarsis trsulhat.

A csavarktsek mretezsekor klnsen nagy nehzsget okoz aterhelernagysgnak s jellegnek megllaptsa.

A terhelertl, a meghzstl fggen tbbfle esetet klnbzte-tnk meg.


28/252




a) A legegyszerbb esetben a csavarkts terhels nlkli ltrehozsautn jn ltre az orsirny terhels. (pl. a daruhorog). Ilyenkor a m-

retezs tiszta hzsra trtnik.A mretezsi keresztmetszet a magkeresztmetszet:

meghd

F

A

F

==

2

3

4

a megengedett feszltsg a folyshatrbl szmthat n = 1,52,5 biz-tonsgi tnyezvel.

Pontos szmtsnl nem helyes a magkeresztmetszetet venni, merta csavarvonal miatt a tengelyre merleges metszet nem azonos a mag-keresztmetszettel, hanem ennl valamelyest nagyobb. Tovbb a csa-varmenet merevthatsa is rvnyesl.

Ezrt van olyan szmtsi md, amikor egy feszltsgi keresztmet-szetet (egyenrtkkeresztmetszetnek is nevezhetjk) szoks felvenni:

42

2

32

+= dd

As

b) Ha a csavarktst az orst terhel hosszirny erhats mkdse

alatt kell meghzni, akkor a hz ignybevtelen kvl csavar igny-bevtelt is figyelembe kell venni A csavar nyomatkot a mr ismertsszefggsbl hatrozhatjuk meg:

)tg(2

'2 += d

FT e

Ekkor az orst sszetett ignybevtelre kell mretezni, ezrt ki kellszmtani a hhz s a cscsavar feszltsget s ezekbl a redukltfeszltsget:

megcshred += 22 3

Ha a csavar menetemelkedsi szge


29/252




tlagos esetben teht a csavars hatsra az orsban a feszltsg 32%-kal nvekszik meg. Ezt az sszefggst gy hasznlhatjuk fel, hogy az

orst tiszta hzsra mretezzk, de a terhelert 32%-kal nveljk.

meghA

F =

32,1

c) Ha a csavarktst elfesztjk, azaz szorosan meghzzuk, akkor a klsterhels okozta ignybevtelt nveli az elfeszts. A meghzsi nyo-matk, valamint a meneteken s felfekvfelleteken fellpsrlds l-talban nem ismert, gy nem ismert az orsban fellpelfeszts sem.

Ezrt az elfesztst a mretezsnl gy vesszk figyelembe, hogy

az zemi terhels alapjn meghatrozott magtmrt megnveljk asajt mrettl fggen.

A csavarkts teherbrsa a csavar gyrtsi minsgtl is fgg.Ezt a csavar n. jsgi tnyezjvel vesszk szmtsba. (rtke0,51,0) Vgeredmnyben a kls terhels felvtelhez szksgesmagtmr:

meg

Fd

=

403

Az elfeszts miatt megnvelt magtmr(tapasztalati kplet):

1,1

6033

+=

dd

Mint lthat, d03= 60 mm estn e szmts mr nem ad magtmrnvekedst. Ennek oka, hogy az ilyen tmrjcsavarok ignybevtel-t az elfeszts mr nem nveli meg szmotteven.

Fentiekbl kvetkezik, hogy a szilrdsgi ignybevtelnek kitettcsavarokat M10-nl nagyobbra kell venni, valamint a csavarktseketclszerbb kevesebb nagymret, mint tbb kismretcsavarral kivite-lezni.

d) A csavarktst ismert meghz nyomatkkal elfesztik s ezutn lpfel az lland nagysg Fzemi er. Erre plda lehet a karims cs-kts csavarja ahol kt lemezt egy tmen ktcsavar vesz kzre. Acsavar meghzsakor mindkt lemez sszenyomdik, a csavar pedigmegnylik. (2.8. bra)


30/252




2.8. bra Ers alakvltozs meghzskor

Figyelembe vve, hogy a rugalmassgi hatron bell a terhels s a defor-mci arnyos egymssal, valamint, hogy az orst terhelhzs s a leme-zeket terhelnyoms egyms reakcija, ezrt egyenlnagysg. Megszer-keszthet teht a csavarkts erhats brja, amely az erhatsokat adeformci fggvnyben brzolja. (2.9. bra)

2.9. bra Csavar terhelse az alakvltozs fggvnyben (erhats bra)


31/252




Az erhats bra tulajdonkppen kt diagramm (egyik az orsra, a msikaz sszefogott lemezekre vonatkozik), melyeket kzs brn tntettnk

fel gy, hogy az Feelfeszterhz tartoz pontok egybeessenek.Az brn lcaz orsnak l pedig az sszefogott lemezeknek a defor-mcijt jelenti. A diagramm megszerkesztshez ismerni kell s haj-lsszgeket. Az bra alapjn:

tg

tg

= =

= =

=

F

l s

F

l s

lF l

A E

e

c

c

e

s figyelembe vve a szilrdsgtanbl ismert formult:A fenti sszefggsben sca csavarszr, spedig az sszefogott rszek

rugmerevsge.A csavarszr rugmerevsge:

l

EA

s cc

c

=

Vltoz keresztmetszet esetn az eredrugmerevsg kiszmtsa bonyo-lultabb. Ha pl. a csavar szra tagolt, az egyes szakaszok megnylsa ssze-gezdik. Mivel pedig a rugmerevsg fordtottan arnyos a nylssal azeredrugmerevsget a szakaszok rugmerevsgnek reciprok sszegez-svel kapjuk, teht:

nc ssss

1...

111

21

+++=

Az sszeszortott lemezek rugmerevsgnek meghatrozsakor abblindulunk ki, hogy a rugalmas sszenyomds 90 kpszgkpfelletenbelli anyaghnyadra terjed ki. A kpfelletet olyan hengerrel helyettest-jk, amelynek dktmrjt az brn lthat metszet terletnek kiegyenl-tsvel kapjuk. Az bra jellseivel:


32/252




( )

sD

hhDd

ddA

hh

EAs

k

k

++=

=

+

=

95,0

2

4

1

211

2

0

2

21

Terhelje a tovbbiakban a csavarktst valamely klsFzemi er, melya lemezeket el akarja tvoltani egymstl, ennek hatsra a csavar szra

tovbb nylik l'crtkkel, mikzben az sszenyomott rszek sszenyo-mdsa ugyanennyivel cskken. Nyilvnval, hogy a csavarra hat ernagysga csak

'

ecs FFF +=

Az brbl kzvetlenl megllapthat, hogy a csavar terhelsnek Ftmegvltozsa lnyegesen kisebb az Fuklsterhelsnl.

A csavar terhelsnvekedse:

ccct sllF == '' tg

Az zemi er:

( ) tgtg' += c lF ebbl

c

c

ss

FFl

+=

+=

tgtg'

A csavart kzvetlenl terheler:

+=

+=

+=

1

1

1

1

c

c

ct F

s

sF

ss

sFF

ahol

tg

tg==

c

s

saz alakvltozsi arny


33/252




A kzvetlen szemllet s a fenti kplet egyarnt mutatja, hogy a klster-hels annl kevsb nveli a csavar ignybevtelt, mennl kisebb sc(tg),

ill. mennl nagyobb s(tg ). Teht a csavar merevsge lehetleg kicsi, azsszefogott rszek pedig nagy legyen.Mivel a kls terhels cskkenti az sszefogott rszeket sszeszort

ert, ltezik akkora Fe= FKrelfeszter, amelynl a klsterhels hat-sra ppen megsznik az sszeszort er. Mivel ebben az esetben:

0' =eF s

te FFF =

A biztonsgos sszeszortshoz szksges minimlis, vagy kritikus er:

+=

+=

+==

1

c

c

ctKr F

ss

sF

ss

sFFFFF

A mretezskor szksges, tnyleges elfeszts:

Kre FF = 2,1 legyen.

Csavarktsek mretezse hzsra, vltoz terhels esetn

A vltoz terhelsnek kitett ktsek elfesztett ktsek, teht mretez-skkor mindig az erhatsbrbl kell kiindulni. Ilyen esetben a lehetlegpontosabb szmtsokat kell vgezni.

A mretezshez a konstrukci elemzse s megfelelen megalkotottmodellek segtsgvel a lehet legpontosabban meg kell hatrozni arugmerevsget, illetve az elfesztert, vagyis az erhatsbra megszer-kesztshez szksges sszes adatot.

Ha az zemi terhels pl. nulla s egy adott rtk kztt vltozik (tiszta

lktetignybevtel), akkor a csavarorst terhelerhatsok a kvetkezk:a maximlis er

++=+=

1

1max ete FFFFF

a minimlis er

eFF =min


34/252




a kzepes er

)1(2

1

2minmax

++=

+

= em FFFF

F

a terhels amplitdja

)1(2

1

2 +==

ta F

FF

Az erk ismeretben frasztterhelsre ellenrizhetjk a csavart.A csavarok frasztterhelsben dntjelentsga

Da

s

ta

AF =2

A asokszor hatsosan cskkenthetaz Fttbbletterhels cskkentsvel,amelynek rtke a csavarkts rugllanditl fgg.

Az Fttbbletterhels cskkentsnek mdszerei:

(2.10. a)bra) az sszeszortott lemezek srugllandjnak nvelse(2>1). A ruglland nvelse az sszeszortott hossz cskkentst

jelenti, aminek legtbbszr korltot szab a szerkezeti kialakts. Azsszeszortott elemek rugalmassgi modulusnak nvelse is megol-dst eredmnyez, pl. lgy tmtrteg helyett kemnyebb tmtrteghasznlata.

(2.10. b)bra) a konstrukcis szempontbl is jl kvethetmegolds acsavar sc rugllandjnak cskkentse (2


35/252




2.10. bra Az Fttbbletterhels cskkentse

Nyr ignybevtellel terhelt csavarktsA csavarktst az elfesztsen kvl nyr ignybevtel is terheli, ha azsszeszortott rszek eltoldst kell megakadlyoznia, vagyis a terheler

a csavar tengelyre merleges. Ez az ignybevtel az ors szempontjblkedveztlen, teht a szerkezetekben igyeksznk ezt elkerlni. Ha a csavarttengelyre merleges eris terhel, akkor sem szabad a csavarmenetes r-szt nyr ignybevtelnek kitenni., a nyrercsak a sima szrat terhelhe-ti. Clszerilyenkor a csavar szrt a menetes rsz utn megnvelni, s atrsezett furatba illesztve szerelni. Az illesztett szr (ltalban H7/k6illeszts) egyben kzpontost is (2.11. bra).

2.11. bra Csavarkts nyr ignybevtellel


36/252




A szrban bredmaximlis nyrfeszltsg:

megD

F

= 2max4

4,1

Nagyobb terhels esetn clszer a csavarszr fellett palstnyomsraellenrizni:

megplD

Fp

=

Mivel az illesztett csavarszr ksztse kltsges, ezrt ha lehetsges clsze-r elkerlni. Ennek egyik mdja, hogy megfelelen mretezett csavarokmeghzsval olyan nagy Fesszeszort ert ltestnk, amely az F ny-rerfellpshez elegendFssrld ert breszt.

= es FFF

A csavar nyr ignybevtel alli mentestsnek msik mdja, ha a nyrignybevtelt ms szerkezeti elemmel vesszk fel. Ez megoldhat kposszeg, hengeres szeg, illetve fesztcsap beszerelsvel, tehermentestny-rhvely (2.12 bra) alkalmazsval.

2.12. bra Tehermentestnyrhvely alkalmazsa


37/252




A csavarkts elemeiben kialakul feszltsgeloszlsok s azelemek szerkezeti kialaktsai

A csavarkts elemeinek helyes kialaktsa rdekben ismerni kell a kriti-kus helyeket, feszltsgtorldsokat.

Hagyomnyos csavarkts esetn kialakul vals terhelseloszls (2.13.bra)

2.13. bra

A menetek terhelseloszlst lnyegesen egyenletesebb tehetjk azanya merevsgnek cskkentsvel

Nagyobb mret anyknl hasznlatos terhelseloszlst javt beszrs(2.14. bra)

2.14. bra

Tkletes terhelseloszlst biztost anya kialaktsa (2.15. bra). Amenetes rsz hzott, tovbb az anya klstmrje az elsteherhor-d menetnl a legkisebb, ezltal itt alakul ki a legnagyobb nyls. A fel-


38/252




fekv felleten az anya kzpontostott. A kivitel htrnya a nagyobbgyrtsi kltsg s a nagy helyszksglet.

2.15. bra

Az elsteherhord meneten kvl a csavarorsn ms helyen is tallha-t feszltsgtorlds. Ilyen feszltsggyjthely a fej tmenete, vagya menetes rsz s a szr tmenete.

A 2.16. bra egy helyesen kialaktott nagy nylkpessg, magra gyeng-tett, vltoz keresztmetszet csavart mutat. A menet a magra gyengtettszrig vgig van vgva, a keresztmetszetek gondosan lekerektettek.

2.16. bra

Fej s szr tmenetnl levfeszltsgtorlds cskkentse gmbfel-lettel, ill. kt krves tmenettel (2.17. bra)

2.17. bra


39/252




Feszltsgtorlds cskkentse a fejbe bevitt tmeneti lekerektssel(2.18. bra). Az brn az illesztv az ors kzpontostsra szolgl.

2.18. bra

Lgy anyagban tarts anyamenetet n. anyabettekkel lehet kszteni.

Egyik ilyen jl bevlt anyabett a 2.19. brn lthat ENSAT-bett.Aclbl vagy rzbl kszl. Klss belspalstja is menetes. Az alsvge kpos s hastkok vannak rajta, amelyek mint vg lek mkd-

nek. A perselyt megfelelszerszmmal sajtolt vagy lyukasztott furatbabehajtjuk, maga vgja a menetet. Ezzel lgy anyagban is gyakran bont-hat ktst kapunk.

2.19. bra


40/252




Msik megolds a 2.20. brn bemutatott Heli-Coil bett. Itt a perselyelmarad, csak a menetbett van meg. A lgy anyagba becsavart kops-

ll, nagy szilrdsg aclbett a profilszg s a menetemelkeds hibitis kiegyenlti. A menet legbelsmenete radilis nylvnyban vgzdika behajt szerszm rszre, amely a rajta levbecsps miatt a becsava-rs vgn letrik.

2.20. bra

Differencilmenet

A menetes szerkezeteknek egy klnleges kialaktsa a differencilmenet.A differencilmenet lnyegben kt klnbz menetemelkeds, derendszerint egyirny, egyetlen alkatrszen kialaktott menet. Az sszekap-csolt alkatrszek egy krlfordulsra a menetemelkedsek klnbsgvelmozdulnak el egymshoz kpest. Finom mozgsokat ltrehoz mozgat-szerkezetknt is hasznljk (pl. mikromter). Pldkat mutat a kialaktsraa 2.21. bra.


41/252




2.21. bra Differencilmenet

Mozgators

A mozgatorskkal orsirny nyom- vagy hzert vihetnk t, mi-kzben az orst kzzel vagy gppel forgatjuk.

A mozgatcsavarok mretezse elgg sszetett feladat, melynek h-rom fszempontja van: a csavarorsk kellszilrdsga, a menetek ber-gdsnak elkerlse s a csavar mozgathatsgnak a biztostsa.

Mretezskor els lps az ors tmrjnek meghatrozsa a 2,4/brszben lertaknak megfelelen.

A menetek bergdst az rintkez meneteken a palstnyoms (p)korltozsval elzhetjk meg:

megpDd

z

F

Az

Fp

=

=

44

2

1

2

aholA egy rintkezgyrfellet.


42/252




Mivel nagy szm menet esetn a leggondosabb megmunklssal semlehet elrni az egyenletes terhelseloszlst, gy az anyt legfeljebb 10 me-

nettel kszthetjk.Az anya hosszsgt (m) a menetek szma (z) s emelkedse (P) egyr-telmen meghatrozza:

i

pzm=

ahol i a menetbekezdsek szma.Ha a csavar mozgatsa kzzel trtnik, akkor az ember ltal kifejthet

er nagysgbl kell kiindulni. Ez nagymrtkben fgg pl. az erkifejts

idtartamtl is, ezrt pontosan nem vehetszmtsba, clszernek lt-szik azonban, hogy kb. 200 N ervel szmoljunk. Kisebb ervel azrt nemajnlatos mretezni, mert gy nagy ertartalk maradna fenn, amely esetlega szerkezet veszlyes tlterhelshez vezetne.

Pldk

1. plda.Szmtsa ki az M161,5 mretcsavar meghzshoz s lazt-shoz szksges, a kulcson kifejtendnyomatkot.

A csavarkts adatai:

Elfeszter: 50 KND2= d2= 15,026 mm= 0,15D1= d1= 14,376 mma= 0,2d3= 14,16 mm

Megolds:

++= aae rdFT )tg(

2'2

2,1

NmT 98,219832,27426,11tg2

026,15105 41 =

+=

ahol

82,1026,15

5,1ctg

2

=

=

=

d

Par


43/252




826,9

30cos

15,0ctg

2cos

ctg' === arar

832,22,016,143 === aaa dr

+= aard

FT )tg(2

'22

NmT 4,194832,2006,8tg2

026,15105 42 =

+=

2. plda.Egy szorosan meghzott csavarktst 20 kN erterhel. Megfe-lel-e az M22 csavar, ha a csavar anyagminsgi jele: 4.6(meg=100N/mm2).A jsgi tnyez: 1 (jl megmunklt csavar).Az M22 csavar adatai:

D2= d2=20,5 mmD1= 19,5 mmd

3

=18,6 mm

Megolds: A tiszta hzsnak megfeleltmr

meg

meg

Fd

A

F

==

403

03

mmd 96,151001

20000403 =

=

a szoros meghzst (elfesztst) is figyelembe vevszksges tmr:

mmd

d 96,191,1

6033 =

+=

teht nem felel meg >18,6

3. plda.Egy TR 32x6 mozgatorst 35 kN er terhel. Az anya bronz,amelyre a megengedett felleti nyoms 13 N/mm2.Ellenrizze a menetekszmt, ha menet adatai:

D2= d2=32 mm


44/252




D1= 26 mmd3=25 mm

Megolds:

)(

4

44

2

1

22

1

2 Ddp

Fzp

Ddz

F

A

Fp

meg

meg =

==

8,9)2632(13

35000422

=

=

z

teht megfelel, mert z


45/252




2

2

3

1 /5,5035,50319,23

215004mmN

A

F =

==

Ha gy vesszk, hogy az elfeszters az zemi terhels is teljes mr-tkben terheli a csavart, akkor a csavarban keletkezegyttes feszltsg

2/5,1045,5054 mmNecs =+=+=

A csavar valsgos terhelshez az erhats brt (2.9 bra) kell megszer-keszteni s vizsglni.Az bra megszerkesztshez szksges adatok:

Csavar rugmerevsge

mmNh

Ed

h

EAs cccc /10717,1

704

21000027

4tg 6

22

=

=

=

==

sszefogott rszek rugmerevsge

mmNh

EAs /101,5

70

1000003594tg 6=

=

==

ahol22222 3594

4)3074(

4)( mmddA bk ===

a kpokat helyettest henger kls tmrje, ha az anya laptvolsgaS=41 mm

mmh

Sh

Dd ak 7495,73354195,02

95,02

=+=+=+=

a kpokat helyettesthenger belstmrje pedig a csavar furattmrjedb = 30 mmA deformcik rtke

EA

hFl

==felhasznlsval

csavarra


46/252




mmEA

hFl

cc

cec

2

2 10343,1

21000027

70230004 =

=

=

sszefogott rszre

mmEA

hFl

e

21049,01000003595

7023000 =

=

=

Az erhats bra tnyleges megszerkesztshez alkalmas hossz s ermr-tket kell vlasztani hogy a s szgszerkeszts szempontjbl kedve-zen alakuljon. A vlasztott mrtk legyen a kvetkez:

1 mm = 210-4

mm1 mm = 333 N

Az erhats brn feltntetett szgek rtke a vlasztott mrtkkel:

46031,1333

10210717,1

333

102tg

46

4

==

=

=

cs

72063,3333

102101,5

333

102tg

46

4

==

=

=

s

Gyakorlatilag egyszerbb, ha a szgek felmrse helyett az elfesztsheztartoz deformcik felhasznlsval szerkesztjk meg az erhats brt:

mmh

ll

mrtk

c

mmc 15,67

102

10343,14

2

=

=

=

mmh

ll

mrtk

mm 95,24

102

10499,04

2

=

=

=

mmF

FF

mrtk

eemm 069,69

333

23000===

mmF

FF

mrtk

mm 56,64

333

2150011 ===

A csavar terhelsnek nvekedse:


47/252




Nss

sFF

c

ct 541510

1,5717,1

717,1 6 =

=

=

gy a csavarra jut terhel er az zemi terhels bekvetkez terhelsutn:

NFFF tec 28415541523000max =+=+=

A csavarban keletkezlegnagyobb feszltsg:

2

2

3

maxmax /55,66

27

428415mmN

A

F=

==

ez pedig a folyshatrra vonatkoztatva

05,355,66

200

max

===

eHRn

Hogy a biztonsgi tnyez rtke megfelel-e, a krlmnyektl fgg.Ttelezzk fel, hogy esetnkben megfelel.

A fenti szmtsban nem vettk figyelembe a feszltsggyjthatso-kat, mert az ignybevtel ismtldse nem gyakori, gy fraszt hatsa

gyakorlatilag nincs, statikus ignybevtel esetn pedig nincs jelentsge afeszltsgkoncentrcinak.

A csavarokra hat klsterhels cskkenti a peremek sszeszortstaddig, amg az a klsterhels nlkli elfesztssel lesz egyenl.

Az sszeszort erminimlis rtke (csavaronknt szmtva)

NFFF e 69152150028415max' ===

A fedl lelazulshoz tartoz kritikus elfeszter

Nss

sFFFFc

tKr

16085101,5717,1

1,521500 6 =+

=

==

mivel

19302160852,12,123000 === Kre FF

a kts megfelel.rdekes megvizsglni az sszeszort peremek kz helyezett rugal-

mas tmtanyag hatst, mely jelentsen megvltoztatja az sszenyomott


48/252




rszek eredrugmerevsgt. Tegyk fel, hogy a tmtanyag 2mm vastagparafalemez, melynek rugalmassgi tnyezje Et= 100N/mm

2

A tmts rugmerevsge

mmNh

EAs

t

ttt /10430,0

2

1008625 6=

=

=

ahol Ata tmts mkdfellete, a kpok legnagyobb tmrjvel sz-mtva

22222

max 86254

)30109(4

)( mmddA bt ===

2

max 95,1087098,38 mmhDd a =+=+=

Az sszenyomott rszek eredrugmerevsge

mmNss

sss

ss

ss

sss t

te

t

t

te

/104,0103656,01043,01,5

43,01,5111 666 =+

=+

=+

=+=

Ezzel a rugmerevsggel szmolva a csavar legnagyobb terhelse

Nss

sFFF

ec

cetc 404384,0717,1

717,12150023000max =++=++=

A csavarban bredlegnagyobb feszltsg pedig

2

2

3

maxmax /7,94

27

404384mmN

A

F tct =

==

ami a tmts nlkli esethez kpest 43%-os nvekedst jelent.A pldbl lthat, hogy a tmts rugalmassgnak nvelse (ami a

tmts vastagtsval is elrhet), fokozza az elfesztett csavarok igny-bevtelt, ezrt fraszt ignybevtel esetn tartzkodni kell a rugalmasanyagbl kszlt vastag tmtrteg hasznlattl.

2.1.2.Csapszegek, szegek, rgztelemek

Csapszegek

Gprszek egyszers olcs ktelemei a csapszegek, szegek s ms ha-sonl alak ktelemek. Ezek az elemek laza s szilrd ktsek megvals-


49/252




tsra hasznlhatk, pl. csuklk csapjaiknt, vezet- vagy kzpontostelemknt, tovbb tlterhels elleni biztostelemknt.

2.22. bra Csapszegtpusok

A csapszegeket leginkbb csukls ktsekben alkalmazzk, trse ltal-nos esetben h11, a lazn illeszked alkatrsz furatt pedig H8 vagy H11trssel ksztik. A szabvnyok a csapszegek anyagminsgt is a csava-rokra meghatrozott mdon rjk el. A furatbl val kiess megakadlyo-zsra csapszegalttet, sasszeget ill. csavaralttet, csavaranyt hasznlnak.

A csapszegek ignybevtele ltalban fleg hajlts s felleti terhels, afellpnyr ignybevtel ltalban elhanyagolhat.

2.23. bra Csapszegekre hat erk

A hajlt nyomatk a csapszeg kzpskeresztmetszetben, ha kt vgnmegtmasztott tartknt mretezzk, melyen lhosszsgban megoszl aterhels:


50/252




( )MF l s F l F

l sh= +

= +

2 2 2 2 4 82

A felleti terhelst a hengeres fellet vetletre kell szmtani, s az ellen-rzst mind a kzpsrdfejre, mind a kt szlsrdfejre el kell vgezni.

rdfejre:

pF

l d pmeg=

<

hevederre:

pF

d s pmeg=

=KF

Az alkatrszek mretszrdsa miatt a felleti nyoms pmins pmaxkzttfog vltozni. A pmaxrtkt azonban az alkatrszek anyagra megengedettfeszltsg korltozza, amely a folyshatrbl, illetve a szaktszilrdsgblmegfelelbiztonsgi tnyezmegadsa utn szmthat.

A szmts sorn meg kell llaptani az alkatrszekben keletkezlegna-gyobb feszltsgek rtkeit, amelyeket a trsekbl add NF nagy feds-hez tartoz legnagyobb felleti nyoms idz el. A szmtst a vastag falcsvekre rvnyes sszefggsek segtsgvel vgezhetjk el. A feszlts-


72/252




gek jellse a 2.41. a)bra alapjn: rradilis, axaxilis s a ttangencilisfeszltsg. Fedssel szerelt kts esetn ltalban ax=0.

A mretezs sorn ezekbl a feszltsgekbl a mrtkad reduklt fe-szltsget is meg kell hatrozni.

2.41. bra Feszltsgek vastag fal csben

Az egyes elemekben, a szls szlakban keletkez feszltsgek az egyessszefggsek levezetsnek mellzsvel (lsd a szilrdsgtanban) a k-vetkezkppen hatrozhatk meg:

a) Belsnyomsra terhelt agy:Feszltsgek az agy furat tmrjnl (tengely tmr):

radilis feszltsg: r= p, tangencilis feszltg:

2

1

2

1

1

1

a

a

pt +

=

Feszltsgek az agy klstmrjnl:

radilis feszltsg: r= 0, tangencilis feszltg:

2

1

2

1

12

a

apt

=


73/252




A feszltsgek vltozst a 2.41. b)bra szemllteti. Lthat, hogy a redu-klt feszltsg a dttmrnl lesz a legnagyobb. Ha a reduklt feszltsget

a HuberMisesHencky elmlete szerint hatrozzuk meg:

megreda

ap

+

+

=2

1

2

1

1

1

Ebben az sszefggsben s a tovbbiakban is a Poisson-fle szm,amelynek az rtke ntttvasra = 0,25, aclra s kzeltleg a tbbi fm-re is = 0,3.

Az agy klstmrjnl (D) ennl kisebb a reduklt feszltsg:

megreda

ap

=

2

1

21

12

b) Klsnyomsra terhelt cstengely:Feszltsgek a csbels(d0) tmrjnl:

radilis nyomfeszltsg: r= 0, tangencilis nyomfeszltg:

2

212

apt =

Feszltsgek a cstengely kls(d) tmrjnl:

radilis nyomfeszltsg: r= -p, tangencilis nyomfeszltsg:

2

2

2

2

1

1

a

apt

+=

reduklt feszltsg a belsszlban:

megreda

p

=

2

21

2

reduklt feszltsg a klsszlban:

megreda

ap

+

+

=1

12

2

2

2


74/252




A kt reduklt feszltsgrtk kzl a bels szlra meghatrozott a na-gyobb, teht mretezskor ezt kell figyelembe venni.

c) Tmr tengely:A gyakorlatban ez fordul el leginkbb, itt d0=0, a feszltsgek az

egsz keresztmetszetben lland rtkek (2.42 bra):

2.42. bra Tmr tengely feszltsgeloszlsa

radilis nyomfeszltsg: r= p, tangencilis nyomfeszltsg: t= p reduklt feszltsg a belsszlban:

( ) megred p += 1 A mretezs szempontjbl mrtkad reduklt feszltsgek mind az agy,mind a cstengely esetben egyarnt a belsfelletn brednek.

Az agy esetben:

megreda

ap

+

+

=2

1

2

1

1

1


75/252




A cstengely belsfelletre megllaptott:

megreda

p = 221

2

Az gynevezett K2tnyezt bevezetve, a fentiek figyelembevtelvel mr-tkad reduklt feszltsg a kvetkezmdon hatrozhat meg.

red K pmax= 2

Ka

a2

2

2

2

2

1

1

1= +

+ ltalnos esetben, s

Ka

a2

1

2

1

2

2

1=

furatos csap esetn

Vgezetl a mrtkad reduklt feszltsgek sszehasonltandk a kts-ben rsztvevelemekre vonatkoz megengedett feszltsgekkel.

A biztonsgi tnyezszoksos rtke a folyshatrral szembenn=1,11,3,

a szaktszilrdsggal szemben ( ezt rideg anyag esetn vesszk )n=23.

2.2.2.Szegecsktsek

A rendeltetse lehet erhatsokkal szembeni alakzr kts biztostsa,alakzr ktssel egy idben a tmr zrs ltrehozsa, vagy csak a tmrzrs. A leggyakrabban elfordul szegecstpusok szabvnyostottak

A melegszegecsels ltalban erzr ktst eredmnyez, mivel a leh-

ls sorn a szegecsszr zsugorodsval a szrban hzfeszltsg keletke-zik, s az sszektendlemezek egymsnak szorulnak.A hidegszegecselsnl, a terhelskor a szegecsszr a furat palstjn fel-

fekszik, gy palstnyoms s nyr ignybevtel bred, teht alakzr k-tsmd jn ltre.

Szegecsktsek kialaktsaAz tlapolt s hevederes ktseket egy, kt vagy hrom sorban elhelyezettszegecsekkel ksztik (2.43. bra).


76/252




Az tlapolt ktsnl a szegecs egynyrs, hevederes ktsnl ktnyr-s. Az tlapolt kts nyr ignybevtel mellett M = Fs nagysg hajlt

nyomatkkal, is terheli a szegecset, ezrt nagyobb terhelseknl csak ahevederes ktsmd javasolhat.A ktsek fbb ajnlott mreteit tapasztalati ton alaktottk ki.

Aclszerkezeteknl:A heveder vastagsg (s1) ltalban kisebb a lemezvastagsgnl (s);s1= (0,6... 0,8)s.

Az oszts, a szegecs elrendezs ismtldsi tvolsgat = (3. .. 12)d,

a szltvolsg e = (1,5 ... 4)d,Kaznoknl a ktsmd szerint:t = (2,6... 8)d,s1= (0,4 ... 0,6)se=1,5d.

ktsoros hevederes hromsoros hevederes

2.43. bra Szegecskts kialaktsok


77/252




Szegecsktsek mretezse

A szegecsktsek tnyleges ignybevtele a trbeli feszltsgllapot s a

nem ismert feszltsgcscsok miatt pontosan nem szmthat. Ezrt amretezst legtbbszr egyszerst felttelek s tapasztalati adatok fel-hasznlsval vgezzk. A szmtsoknl mindig a szegecs furattmrtkell figyelembe venni, mivel a szegecsszr a szegecsels sorn kitlti a fu-ratot.

A nyr ignybevtellel terhelt szegecsszr palst felletn addik t aterhels. Ennek kvetkeztben a szr s a lemez rintkezsi felletnegyenltlen terhelseloszls alakul ki.

Tovbb bonyoltja a helyzetet, hogy a lemezek rugalmas deformcija

miatt a kts klnbz helyein lv szegecsek terhelse is eltr lesz.Gyakorlati egyszerstsknt a nyomseloszls egyenletesnek felttelezve,a szegecs vetleti felletn szmtott palstnyomst szoks mretezsialapadatknt kezelni (2.44. s 2.45. bra).

2.44. bra palstnyoms aszegecsszr s lemez rintkezsifelletn a tnyleges feszltsg

eloszlsa

2.45. bra palstnyoms aszegecsszr s lemez rintkezsi

felletn az egyszerstett feszltsgeloszlsa

Az sszekttt lemezekben a terhels hatsra hz ignybevtel lp fel, aszegecs keresztmetszetben feszltsgcscsok keletkeznek. A szmtsoksorn itt is egyenletes feszltsgeloszls felttelezse a clszer(2.46. bra).

Az egyszerstfeltevsek nem jelentik a valsgos feszltsgeloszlsfigyelmen kvl hagyst. A tnyleges helyzetet a megengedhetfeszlts-

gek, megfelelmegvlasztsval kell figyelembe venni.


78/252




2.46. bra Szegecsktseknl a lemezben bredhz feszltsg, tnylegesfeszltsgeloszlsa s az egyszerstett feszltsgeloszlsa

A ktsben fellptlagos palstnyoms:

sd

Fptl

=1

1

aholF1: az egy szegecsszrra esterheler.ptl: a fellptlagos palstnyoms

A nyrfeszltsg pedig egynyrs, illetve kt nyrs szegecs esetn:

=

2

1

11

4

d

Fv

=

2

1

12

2

d

Fv

A tapasztalat szerint a palstnyoms megengedett rtke mintegy ktszere-se lehet a szegecsszrra hat nyrfeszltsgnek (v1/2)). Ezt a felttelezstbehelyettestve a palstnyoms meghatrozsnak kpletbe, megllaptha-t hogy a lemezvastagsg:

s = 0,4d1egynyrs szegecs esetn, ss = 0,8d1kt nyrs szegecs esetn.


79/252




2.2.3.Forrasztott ktsek

A forraszts anyaggal zr kts. Fmes vagy nem fmes, de fmmel be-

vont alkatrszek kztt mlesztett adalkfm segtsgvel hoz ltre kap-csolatot. Az adalkfm olvadspontja alacsonyabb a kt sszektendfmolvadspontjnl.

A megolvasztott forrasz az alapanyagot bevonja, felleti tvzetet al-kot vele, a hatrfelleteken adhzis, diffzis folyamat megy vgbe, s ezlehls utn adhzis ktst hoz ltre.

A fmragaszts a forrasztst sok terletrl kiszortotta, ezrt jelents-ge cskken, de ahol a j hkezels s az elektromos vezetkpessg foko-zott kvetelmny (mszeripar, hradstechnika, htberendezs gyrts,

stb.), egyedi s tmeggyrtsi szinten tovbbra is hasznlatos.A szilrdsgi terhelhetsg s a tmrzrs fokozsa rdekben a for-

rasztott ktst gyakran egyb ktsi mdokkal (szegecsels, csavarozs,korcols, redzs) szoktk kombinlni.

A legtbb fmes anyag knnyebben vagy nehezebben ltalbanforraszthat. A forraszthatsg fknt az alkatrszek felletn keletkezoxidrtegtl illetve ennek eltvoltsi lehetsgtl fgg. A nehzfmek stvzeteik knnyebben, a knnyfmek nehezebben forraszthatok. A 2.1.tblzat nhny anyag forraszthatsgi krlmnyeit tartalmazza.

Forraszanyagknt klnbz, legtbbszr knnyen olvad fmtv-zeteket hasznlunk. A megfelel forraszanyag kivlasztsakor a dntszempont az olvadsi hmrsklet s a szilrdsg. Mindenkppen teljesl-nie kell annak a felttelnek, hogy a forraszanyag legalbb 50C-kal alacso-nyabb olvadspont legyen, mint az alapanyag. A forraszanyagokat leg-tbbszr olvadspontjuk szerint szoktk csoportostani.

A forraszts elnys tulajdonsgai:

az alacsony forrasztsi hmrsklet

nem keletkeznek hokozta feszltsgcscsok, elhzdsok, repedsek, j a villamos vezetkpessg, jk a tmtsi tulajdonsgok, vgl, mivel a forrasztanyagok rugalmassgi modulusa ltalban ki-

sebb az alapanyagnl, a kts rugalmasabb.

A forraszts htrnyos tulajdonsgai:

az arnylag kis terhelhetsg, a gondos elkszts ignye.

a forrasztanyagok (n, rz, ezst) viszonylagos drgasga.


80/252




Alapanyag Olvadspont Forrasz Forraszthatsg

0 lgy kemny lgy kemny

sznacl ~1520 n srgarz,ezst

kzepes j

nagy szntar-

talm s

tvztt acl

1200..1500 n, hor-gany,

kadmium

ezst, rz,

srgarzj nagyon j

rozsdamentes

acl1400..1600 n nagy ezst-

tartalm

ezstk

kzepes kzepes

nozott acl-

lemez

~1250 n srgarz,jezst

j j

rztvzetek 600..1100 n srgarz,ezst

nagyon j nagyon j

nikkeltvze-

tek925..1415 n jezst rossz nagyon j

horganytv-

zetek380..450 lom j

alumniumt-

vzetek600 Al-n Al-kemny rossz rszben j

kemnyfm 2800-ig rz, srga-rz, ezst

j

volfrm 3370 srgarz,klnleges

ezst

rossz

2.1. tblzat Anyagok forraszthatsga

A forrasztsi eljrsok a forrasztanyag s az alkalmazott hfok alapjnkt csoportra oszthatk.

Lgy forraszts

A forrasz anyag n, cink, lom tvzet (olvadspontja


81/252




Kemny forraszts

A forraszt anyag vrsrz, rz, ezst, srgarz (mlesztsi hfoka

t>500C); az ilyen kts mr nagyobb szilrdsg:B= 180270 [MPa] vrsrz forrasztsnl.

Forrasztott ktsek kialaktsa

2.47. bra tlapolt s hevederes forrasztott kts

A forrasztsi varrat alakjtl s elhelyezkedstl fggen a legkedvezbb

ktstpus nyr ignybevtelnek kitett tlapolt, vagy hevederes kts (2.47.a)bra), ahol a prhuzamos felletek rsvastagsga h = 0,050,6 mm.

A forraszts hz ignybevtel felvtelre kevss alkalmas, gy szi-lrdsgilag a tompa varrat (2.47. b)bra) a legkedveztlenebb megolds.Tompa tkztetskor a lemezek kztti szoksos hzag 0,5 mm. A felle-tek kztti hzagot a megmltt forrasztanyag a kapillris hats rvntlti ki. Nem szklrsmret esetn a ktsszilrdsg a nem elg hatsosdiffzi kvetkeztben cskken.

A forrasztott ktsek szilrdsgi mretezseEgyenletes nyrfeszltsg eloszls felttelezsvel az egyszerstett mre-tezs alapegyenlete tlapolt kts esetn.

nb

F Bmeg

=

=

ahol:

b: a lemez szlessgel: az tlapols hossza

n: a biztonsgi tnyez(szoksos nagysga 3 ...4)


82/252




A ktst az alapanyaggal egyenrtkteherviselsre clszermretezni:

== bsbFmegmeg

szksges tlapolsi hossz:

meg

megs

=

ahol:F: az alapanyag hzignybevtele

meg: az alapanyagra megengedett hzfeszltsg,meg: az alapanyagra megengedett nyrfeszltsgbl: az alapanyag F-re merleges n. nyrt keresztmetszet nagysgas: lemez vastagsg.

A gyakorlatban tlapolsra l = (35) s rtk felvtele terjedt el.

2.2.4.Ragasztott ktsek

A ragaszts egyik legkorszerbb, alapveten anyagzr, a felleti rdessgmiatt rszben alakzr, roncsols nlkl nem oldhat ktsi eljrs. Ittelssorban a fmragasztssal foglalkozunk, de ez a ktsi md egyarntalkalmas fmes s nem fmes, illetve manyagok ktseinek kialaktsrais. A kts szintetikus anyaggal, vegyi reakci rvn jn ltre, az egyesalkatrszek s a ragasztrteg kztt adhzi, a rteg belsejben kohzitjn.

A fmragaszts vkony, nagyszilrdsg acl- vagy knnyfmlemezszerkezetek ktsre a legalkalmasabb. Szles krben alkalmazzk ezenk-vl, a villamos iparban, a finommechanikban, a replgpgyrtsban, de

mindinkbb trt hdt a hagyomnyos gpiparban is.A ragasztott kts szmos elnys tulajdonsggal rendelkezik (2.48. a)bra). A terhelstads sokkal egyenletesebb, mint a szegecselt (2.48. b)bra) vagy hegesztett (2.48. c) bra) kts esetn, elmarad a szegecselsokozta gyengts s feszltsg halmozds, s a hegeszts sorn keletkezhelyi feszltsgkoncentrci. Kifradsi hatra nagy, ltalban hidegenkszthet, jelents a slymegtakarts, a legklnflbb anyagok egyms-hoz kthetk ltala. J a villamos szigetelse, a vegyi hatsoknak ellenll,jl festhet, galvanizlhat, eloxlhat, varratmentes ktst ad, az illesztsi


83/252




felletek kzl a kifolyt ragaszt-anyag letrlhet, zajcskkent s len-gscsillapt hats.

A ragaszts htrnyos tulajdonsgai kzl megemlthet, hogy nmelyragaszt-anyagnak ktskor magas a nyoms (2 MPa) s hmrsklet(140195C) ignye. A fajlagos terhelhetsge kicsi, ezrt arnylag nagyfelletekre van szksg. Hhatsra ltalban rzkeny (nagyobb hmr-sklet cskkentheti a ktsszilrdsgot).

A ktsszilrdsg az idjrsi viszonyoknak is fggvnye, a ragasztsregedsre hajlamos, j ktstulajdonsgok csak a technolgia pontosbetartsa esetn vrhatk.

s

F

F

l

s

s

F

F

d

d

d

t

s

F

F

a b c

2.48. bra Klnbzktsformk feszltsgeloszlsa

a)ragaszts; b)szegecsels; c)hegeszts

RagasztanyagokA ragasztanyagok lehetnek llati eredetek (glutinenyv, kazein-enyv),nvnyi alapanyagak (kemnyt-enyv, dextrinenyv, kaucsuk), s m-anyag szrmazkok (ris molekulj szerves vegyletek, amelyeket szinte-

tikus ton vagy termszetes alapanyagok mdostsval lltanak el, po-limerizcival, polikondenzcival, illetve poliaddicival).A hhatssal szembeni viselkeds szerint megklnbztethetk:

A hre kemnyedmanyagragasztk, melyek kemnyeds utn nemlgyulnak meg jra.

A hre lgyulak, pedig hhatsra ismt kplkenny vlnak.


84/252




Az egykomponensragasztk ltalban hhatssal trhllsthatk, mg aktkomponenseknl a trhllsodsi reakci megindtst adalkkal, ke-

mnytanyaggal biztostjk.A leginkbb elterjedt ragasztanyagok:

A poliuretn manyagragasztk ktkomponens, poliaddicis term-kek, (Nagyszilrdsgak, hidegen kemnyedktsk vegyileg is ellen-ll.)

Az epoxigyantk:A leghatsosabb, ugyancsak ktkomponensragasztanyagok, s ked-veztulajdonsgaik ktanyagok (palaliszt, grafit, vegszl, fmporok)

hozzadsval is nvelhetk, jl ellenllnak szerves oldszereknek,savnak, soldatnak, ezenkvl korrzillak is. A hidegen kemnyedepoxigyantk folyadkok, amelyek oldszerrel hgthatk. A melegenkemnyedk por, rd vagy folyadk llapotban szerezhetk be (epoxi-gyanta alapanyag ragasztk pi. az Araldit, az Epoxit, az Epilox vagyaz Epokit).

A fenolgyantk hre kemnyed ktalkots ragaszttpusok, tbbs-gk vinil-gyanta alap (pl. a Redux).

Az egyalkots manyagragasztk kzl nagyjelentsg a Loctite ra-

gaszt. Ez gyjtfogalom, mert ilyen mrkanven, tbb tucat klnb-z tpus ragaszt kerl forgalomba. A kts a leveg kizrsn, s afmek katalitikus hatsn alapszik. A Loctite folykony llapotban, jnedvestkpessge s a kapillris hats kvetkeztben a szk rseket isbetlti, szobahmrskleten szilrdul, nagy nyom (p=350580MPa) snyrszilrdsggal ( = 535MPa) rendelkezik, valamint 80C s+150C hmrsklethatrok kztt felhasznlhat. Kmiai ellenllkpessgre jellemz, hogy oldhatatlan, a kmiai hatsoknak, koncent-rlt savaktl s lgoktl eltekintve ellenll, a hre lgyul manyagok

egy rszt (PVC, polisztirol, celluloid, plexiveg) megtmadja, ezek k-tsre nem alkalmas. Hasznlata igen gazdasgos: 1 dm3-nyi ragasztkb. 160 cm2 fellethez elegend. Felhasznlsi terlete Illeszts, vagysajtolkts helyettestsre, tmtsre, alkatrszek ktsre s csava-rok, csavaranyk, stb. elforduls elleni biztostsra is kiterjed.

Nhny ismertebb fmragaszt jellemzit a 2.2. s 2.3. tblzat tartalmazza:


85/252




Kemnyedsi felttelek

Ragaszt tpus nyoms

[MPa]

hmrsklet

[C]

tlagos kts-

szilrdsg

20C-[MPa]

zemi h-

mrsklet

[C]Poliszter csak rgzts 18..23 15..20 70..+140

Vinil-, ill.

metakril gyanta

csak rgzts 20..80 35 100

Araldit I. csak rgzts 130..220 27..35 60..+120

Araldit 101 csak rgzts 20..100 10 20..+70

Epoxigyanta 0,2 100..260 (Al-Al)

25..35

55..+150

Mkaucsuk 0,3..0,5-1,00 100..180160..180

fkbetthez

3..29

..+250

-45..+260

Fenolgyanta 0,2..0,3

0,07..0,7

150..200

140..155

(Al-Al) 38

(Al-Al) 20

..+90

60..+350

Redux 0,4..2,0 145..195 35 100..200

2.2. tblzat A fmragasztk jellemzi

Ragaszt-jelzs tl. kts-szilrdsg

[MPa]

Hzszilrdsg

[MPa]

tsllsg[Nm/cm2]

Nyls[%]

50%-oskts ter-

helhetsg

cskkens

[C]

Jellemz

tulajdon-

sg

Loctite

306

12,50 19,50 0,2 0,2 200 hll

Loctite

307

24,50 56,00 1,7 2,0 125 nagy hz-

szilrdsg

Loctite

310

24,50 56,00 2,6 2,0 125 sokoldal

felhaszn-

ls

Loctite

312

21,00 35,00 2,1 15,0 65 kontakt

ragaszt

2.3. tblzat A Loctite ragsztk jellemzi


86/252




A fmragaszts technolgija

A kts szilrdsgt leginkbb befolysol adhzi erssge a ragaszt-

anyag nedvest hatsval jellemezhet. A felletre cseppentett folyadknedvestse annl jobb, minl kisebb a folyadkfelszn rintje s a fmfe-llet ltal bezrtperemszg rtke (2.49. bra).

2.49. bra Folyadkcseppek nedvestsi tulajdonsgai

A ktsszilrdsg nagymrtkben fgg a fellet elksztstl is. Azrintkezs, illetve tapad kpessg annl jobb minl inkbb sk s sima afellet. rdes felleteknl az rintkezs az anyag kiemelkedcscsain jnltre. Ilyenkor a jobb tapadsi viszonyokat a bemlyedsek ragasztanyag-gal, val kitltsvel lehet ltrehozni.Nehzsget okoz viszont a bemlye-dsek kapillris jellege s a ragaszt ltal ki nem szortott levegnyomsa.A mlyeds alakjnak, valamint a peremszgnek ilyenkor dnt szerepevan. (2.50. bra). A kapillris nyoms akkor pozitv ha +180 (a kapill-ris nyoms negatv) nem kvetkezik be nedveseds. Minl nagyobb a ,annl kevsb hatol be ragaszt a felleti mlyedsekbe. Nyoms alattiktskor a levega mlyedsekbl s prusokbl kiszorul.

2.50. bra Nedvests s felleti bemlyeds(a: ragaszt behatolsi mlysge; l: bemlyedsi kapillris nyls)


87/252




A ragasztshoz felleti elkszts szksges. Mechanikai ton a durvaszennyezdseket kell eltvoltani, majd kmiai zsrtalants kvetkezik.

Durvtssal szksg esetn nvelhetaz aktv fellet.A ragasztrteg vastagsgnak nvekedse a hz-nyrszilrdsg csk-kenshez vezet, ezrt vkony egyenletes rteg felhordsra kell trekedni.

Ragasztott ktsek ki

Documents

Gepszerkezettan II Gepelemek