KURZUS: Finommechanika és optika a járműtechnikában

MODUL: III. modul

7. lecke: Mozgásakadályozók ismertetése

| A lecke tanulásának a célja: A mérnöki világban néhány jellemző mozgásakadályozó kiviteli módjának és működésének ismertetése.
Szükségesen elsajátítandó: Az egyes mozgásakadályozó kialakítását és működését kell elsajátítani.
Lecke elsajátításának időtartama: A lecke elsajátításához kb. 60 perc szükséges.
Mozgásakadályozók csoportosítása:
Mozgás jellege szerint:
| 1. | Forgó mozgást akadályozó.
| 2. | Egyenes mozgást akadályozó.
A vezetett elem megfogása v. megakasztása szerint:
| 1. | A pálya bármely részén - megfogás.
| 2. | Csak a pálya néhány részén - megakasztás.
Erőhatás szerint:
| 1. | Teljes v.,
| 2. | adott erőnél nagyobb erőhatásra engedő.
Az akadályozás iránya szerint:
| 1. | Egyik irányba ható.
| 2. | Mindkét irányba ható.
Egyenes vonalú megfogás és megszakítás fajtái
Megakasztás:
Teljes. Engedő: egyirányú, kétirányú.
Megfogás:
Teljes. Engedő: egyirányú, kétirányú.
Egyenes vonalú megfogás és megakasztás fajtái
Egyenes vonalú megfogás és megakasztás
1. ábra
Forgó mozgás megfogása, ill. megakasztása
2. ábra. Forgó megakasztások és megfogások
Teljes megfogás:
a pálya bármely részénél történhet a megfogás, a beékelődés miatt egyik irányban sem engedi a forgást vagy mozgást.
Egyirányú engedő megfogás:
a pálya bármely részénél történhet a megfogás, a beékelődés miatt egyik irányba nem engedett a forgás vagy mozgás.
Kétirányú engedő megfogás:
a pálya bármely részénél történhet a megfogás, a megfogási erőt legyőzve mindkét irányba engedett a forgás vagy mozgás.
Teljes megakasztások:
a reteszelés csak a pálya adott helyén történhet, a reteszelést csak külső erővel lehet oldani, a reteszek és a horony kialakítása a mozgás jellegétől független, hézaggal illeszkednek vagy hézagnélküli illeszkedésnél kúpos reteszelést kell alkalmazni.
Egyirányú engedő megakasztás:
a reteszelés csak a pálya adott helyén történhet, a pálya kialakítása miatt egyik irányba nem engedett a forgás vagy mozgás.
Kétirányú engedő megakasztás:
a reteszelés csak a pálya adott helyén történhet, a megakasztási erőt legyőzve mindkét irányba engedett a forgás vagy mozgás.
A megakasztásoknál különböző retesz illetve horonykialakítás alkalmazható. Fontos szem előtt tartani, hogy mi az alkatrész rendeltetése és milyen biztonsági kritériumok vannak.
Retesz- és horonykialakítások
3. ábra
A 3. ábra "a)" alapján látható kapcsolat esetén probléma lehet a reteszelés, hiszen sem a horony sem pedig a retesz nem rendelkezik letöréssel, vagy lekerekítéssel a könnyebb beilleszkedés céljából. A túl nagy illesztési hézag (oldalirányú) pedig nem megfelelő (kotyogós) illesztést fog biztosítani az alkatrészek között. Az esetleges változó irányú terhelés pedig a nagy illesztési hézag miatt korábban bekövetkező károsodáshoz vezethet. Fontos szempont lehet, hogy a retesz és a horony oldalfalának helyzete párhuzamos legyen.
A 3. ábra "b)" alapján látható kapcsolat esetén a reteszelés rendelkezik letöréssel a könnyebb kapcsolat céljából. Fontos szempont lehet, hogy a retesz és a horony oldalfalának helyzete párhuzamos legyen.
A 3. ábra "c)" alapján látható kapcsolat esetén a horony rendelkezik letöréssel a könnyebb kapcsolat céljából. Fontos szempont lehet, hogy a retesz és a horony oldalfalának helyzete párhuzamos legyen.
Megmunkálási lehetőségek szem előtt tartása alapján kerül a letörés vagy a reteszre vagy a horonyra.
A 3. ábra "d)" alapján látható kapcsolat esetén a retesz és a horony kúpos kialakítású. A csatlakozás során bekövetkező beékelődés miatt a rendszerre jellemző a kotyogásmentes kapcsolat. Fontos szempont, hogy a két alkatrész kúpossága és helyzettűrése megegyezzen. A horonyra jellemzően a kúp szélességének kisebbnek kell lennie, mint a retesznek, hiszen akkor a retesz alsó felülete ülne fel a horony alsó felületére a kúpos felület érintkezése nélkül. Fontos kihangsúlyozni, hogy a kúpszög növelése esetén az erő komponensekre bomlásakor a retesz kinyomódhat a horonyból biztosító szerkezet alkalmazása nélkül.
Forgóreteszek
Forgóreteszek szemléltetése
4. ábra
A 4. ábra alapján szemléltetett teljes megakasztások kiviteli lehetőségeit látjuk. A bal oldali ábra esetén a reteszelő szerkezet fő igénybevétele húzó-nyomó, míg a jobb oldali ábrán - a forgáspont távol való elhelyezése miatt - hajlító. A tervezéskor kiemelt figyelemmel kell lenni a megfelelő kialakítás kiválasztásánál.
Reteszelés formája
5. ábra
Az 5. ábra által szemléltetett teljes megfogás oldása különböző módon történik. A bal oldali ábra alapján az oldás húzó erő kifejtésével történik, míg a jobb oldali ábrán az oldás nyomóerő kifejtésével lehetséges. Bár működtetés szempontjából "nem jelentős" a különbség, azonban biztonságtechnikai szempont miatt az eltérés komoly jelentséggel bír. A működtető egységre történő ráesés vagy rátámaszkodás esetén a bal oldali ábrán szemléltetett oldáskor nem fog történni nemkívánatos elfordítás.
Engedő megakasztások
A retesz megmozdításához szükséges erő
6. ábra
F k = F r ⋅t g( α+ρ )
{-1} F k - reteszkioldó erő, F r - rugóerő, α - a lejtő hajlásszöge, ρ - a súrlódási félkúpszög.
A retesz oldásához szükséges erőt a rugóerő, lejtő szöge, és a súrlódás befolyásolja.
Erőhatások megakasztás engedésekor
7. ábra
Kétirányú engedő megakasztások
Egyenes vonalú mozgás kétirányú engedő megakasztással
8. ábra
Egyenes vonalú mozgás kétirányú engedő megakasztással
9. ábra
A 9. ábra egyenes vonalú megakasztása egy gördülőelem segítségével történt, mely alapján a koptató igénybevétel mindkét alkatrész esetén nagyságrenddel csökken. A kivitel szempontjai közé tartozik a geometria, kialakítás, rendeltetés.
Forgómozgás kétirányú engedő megakasztással
10. ábra
A 10. ábra bal oldali rajza alapján húzórugó erejét kell legyőzni a megakasztás engedélyezéséhez, míg bal oldali ábrán egy nyomó laprugó kerül alkalmazásra. A jobb oldali ábra megakasztása egy gördülőelem segítségével történt, mely alapján a koptató igénybevétel mindkét alkatrész esetén nagyságrenddel csökken. A kivitel szempontjai közé tartozik a geometria, kialakítás, rendeltetés.
Egyirányú megakasztások
Egyenes vonalú egyirányú megakasztások
11. ábra
Forgómozgások egyirányú engedő megakasztásai
12. ábra
A 12. ábra bal rajza alapján a reteszelő szerkezet nyomott, mely során a kihajlással kell számolnunk. A reteszelő alakváltozása során a kapcsolódó résznél is alakváltozás következik be, mely során a szög alatt álló kapcsolat erő felbontásánál a retesz felfelé tolására keletkezik erőkomponens. A középső ábra alapján húzott lesz a reteszelő. A jobb oldali ábra reteszelője egy rugalmas lap, mely nyomott lesz igénybevétel esetén.
Belső egyirányú engedő megakasztás
13. ábra
A 13. ábra az egyes kerékpárok hátsó agyának az egyirányú engedő megakasztását szemlélteti, melyre jellemző a kis helyigény és burkolható szerkezet.
Megfogások
Erővel záró akadályozás. Pálya bármely pontján képes a mozgás akadályozására. Fajtái: teljes megfogások, egyirányú gátlások, kétirányú engedő megfogások.
Teljes megfogások
Egyenes vonalú mozgás teljes megfogással
14. ábra
A 14. ábra alapján a mozgó elem hengeres, így ebben az esetben elfordulás és elmozdulás tetszőleges állítására is van lehetőség.
Egyenes vonalú mozgás teljes megfogással
15. ábra
A 15. ábra alapján a mozgó elem négyzetes, így ebben az esetben csak elmozdulás tetszőleges állítására van lehetőség.
Egyenes vonalú mozgás teljes megfogással
16. ábra
A 16. ábra alapján a teljes megfogás 2 db ék segítségével történik. Oldása a megfogásnak az ollós szerkezetnek köszönhetően valósul meg. A megfogásra jellemző, hogy a mozgó elem négyzetes, így ebben az esetben csak elmozdulás tetszőleges állítására van lehetőség.
Teljes megfogások
Teljes megfogás
17. ábra
Teljes megfogás
18. ábra
A 17. ábra és 18. ábra a vezetett elem tetszőleges megfogását szemlélteti. A két megoldás között a különbség a nyitási mód. A 17. ábra nyitási forgáspontja a vezetett elem forgáspontjával egyezik meg, míg a 18. ábra nyitási pontja a vezetett elem forgáspontjától távol esik, így ennek a megfogásnak az oldása nagyságrenddel könnyebb. A nyitási pont (vízszintes és függőleges szimmetria tengely metszéspontja) szándékosan egy furat, hiszen ha élekkel rendelkezne, az feszültséggyűjtő hely lenne.
Egyirányú gátlások
Egy irányba engedő mozgásakadályozásnak is nevezhetjük. Az egyik forgásirányba az oldáshoz szükséges erőnél / nyomatéknál nagyobb erővel/nyomatékkal az elem elmozdítható.
Egyirányú gátlásokra kiviteli példák
19. ábra
Súrlódókilincs
súrlódókilincs: excentrikusan csapágyazott, R sugarú tárcsából kivágott rész, önzárásának feltétele: α=ρ , a kilincsre ható erők eredője ( F n és F K =µ⋅ F N ) átmegy a kilincs forgástengelyén, ha α<ρ , az erő eredőnyomatéka a kilincset zárja, a kilincs záróirányban teljes megfogású, ha α>ρ , akkor engedő a megfogás, a nyitáshoz F K > F S erő szükséges.
Surlódókilincs
20. ábra
Golyós kilincsművek
Golyós kilincsművek kialakítása
21. ábra
A nyomatékátvitel a lejtős pálya kialakításának köszönhető. A záró irányba a golyók beékelődnek és ezáltal nyomatékátvitel történik a két alkatrész között. A golyók zárását lehet rugós szerkezettel segíteni.
Kétirányú engedő megfogások
Mozgást akadályozó súrlódóerőt rugóval v. rugalmas alakváltozásra képes alkatrész kialakításával hozzák létre. Mindkét irányba azonos nagyságú kioldóerővel lehet működtetni. Cél: akár az önsúlytól bekövetkező elmozdulás megakadályozása.
Kétirányú engedő megfogásra példák
22. ábra
Ilyen jellegű megfogásra az egyik legismertebb példa a tolómérő mozgó mérőcsőrének a megfogása.
Önellenőrző kérdések
1. Mi a különbség a megakasztás és megfogás között a mozgásakadályozók esetében?
2. Milyen fajtái vannak a megfogásnak vagy megakasztásnak?
3. Van-e jelentősége biztonság szempontjából a húzó vagy nyomó oldásnak?
4. Van-e jelentősége, hogy forgó mozgásakadályozó esetén a kilincs húzott vagy nyomott?
5. Milyen előnye van forgó mozgásakadályozó esetén görgő mozgásakadályozó elem alkalmazásának?