KURZUS: Gépészeti tervezés alapjai

MODUL: II. modul: Oldható Kötések

11. lecke: Ék- és reteszkötések

|  | Tevékenység: Olvassa el a jegyzet 57-62. oldalán található anyagot és ismételje át az előző félévben a reteszekkel és ékekkel kapcsolatban tanult ábrázolási szabályokat! A feldolgozás közben figyeljen az alábbiakra:
| Adjon választ arra, mi biztosítja ékkötés esetén az alkatrészek kapcsolatát. Adjon választ arra, miért nem használható az ékkötés pontos futást igénylő alkatrészeknél. Adjon választ arra, mely esetekben alkalmaznak orros éket. Sorolja fel, hogy az ékkötés a tengelyre szerelt alkatrész milyen mozgásait akadályozza meg. Fogalmazza meg, milyen módon létesítenek kötést a reteszek. Sorolja fel a reteszkötés jellemzőit. Adjon választ arra, milyen retesz alkalmazásával biztosítják a tengelyre szerelt agy üzem közbeni axiális elmozdíthatóságát. Adjon választ arra, mi az íves retesz alkalmazásának hátránya. Adjon választ arra, milyen a reteszek tűrése. Adjon választ arra, milyen illesztéssel szerelik a reteszeket a horonyba. Adott feladatra válasszon megfelelő reteszt.
| Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:
| Listából ki tudja választani, hogy az ék milyen módon hoz létre kötést alkatrészek között. Meghatározások közül ki tudja választani, hogy az ékkötés miért nem alkalmazható pontos futást kívánó alkatrészek esetén. Felsorolásból ki tudja választani, mikor alkalmaznak orros éket. Felsorolásból ki tudja választani, hogy az ékkötés milyen mozgásokat akadályoz meg tengelyre szerelt alkatrész esetén. Meghatározások közül ki tudja választani az alakkal záró kötések fogalmát. Listából ki tudja választani a reteszkötés jellemzőit. Meghatározások közül ki tudja választani az íves retesz alkalmazásának hátrányait. Felsorolásból ki tudja választani a reteszek tűrését és illesztési előírását. Adott feladatra ki tudja választani a megfelelő reteszt.
| A tananyag összefoglalása és további információk
| A különféle ék- és reteszkötésekkel tengelyek és agyak között létesítenek kapcsolatot.
| Az ékek lejtős kialakítású gépelemek, melyeknek beszorítása után nagy súrlódási erő biztosítja az összekötött alkatrészek szilárd kapcsolatát. A létrejövő súrlódási erő miatt külön nem kell gondoskodni a tárcsa tengelyirányú rögzítéséről, viszont a feszítés miatt csak akkor alkalmazhatók, ha az elemek között kismértékű excentricitás megengedhető.
| Az ékkötés elemei:
| Mint említettük az ékek lejtős alkatrészek. A lejtés mértéke 1:100, ami azt jelenti, hogy az ék magassági mérete 100 mm hosszon 1 mm-t csökken.
| A szabványos ékek fő típusai és elnevezései a következők
| Az ékek térhatású ábrái
| Az alábbi lapozós könyv az ékkötés létesítésének lépéseit mutatja be. Az ábrák azt az esetet szemléltetik, amikor az éket helyezik el először a horonyban és utána kerül a helyére a rögzítendő alkatrész. Az agy felhelyezéséhez komoly erőhatásra van szükség.
| 1/5
| A fenti ékkötés az ellenkező oldalról kifejtett erőhatással oldható. Ha az ékkötés csak az egyik oldalról hozzáférhető, akkor orros éket alkalmaznak. Ekkor először az agyat helyezik el a tengelyen, majd utána ütik be az orros éket. Szétszereléskor a szerszám az ék orrába kapaszkodik. Az ékkötés létrehozásakor az ék beverésének (vagy az agy felhelyezésének) hatására a tengely és az agy között excentricitás jön létre. Az excentricitás azt jelenti, hogy a tengely és az agy középvonala nem esik egy egyenesbe. Az agy elveszti eredeti köralakúságát ("ovális" lesz). Az alábbi lapozós könyv az excentricitás kialakulását mutatja be, jelentősen eltúlozva a valódi excentricitás mértékét.
| 1/5
| A képen látható ék felfelé ható feszítőerőt gyakorol az agyra. Az agy deformálódik, emiatt középvonalának helyzete is megváltozik.
| Figyelje meg a képeken, hogyan tolódik el felfelé az agy vörös színnel jelezett középvonala!
| A szabványok az ékek alakján és méretválasztékán kívül azok megkívánt pontosságát is tartalmazzák.
| Egy fészkes ék szabványos méretpótló betűjelei és szokásos tűrései:
| A tengelyben és az agyban lévő ékhorony méretei is szabványosak. A b horonyszélesség illesztése alapcsaprendszerből választott laza illesztés, tűrésjele D10. A tengely és az agy csatlakozó átmérőinek szokásos illesztése alaplyukrendszerű laza (H7/h6) vagy átmeneti (H7/js6) illesztés.
| Az ékhorony méretei:
| Az ékkötés tipikus vetületei:
| Reteszkötés
| A reteszkötés alakkal záró kötés, ami azt jelenti, hogy az egyes szerkezeti elemek között a terhelés átadását az alkatrészek geometriai alakja biztosítja.
| Reteszkötés alkalmazása esetén a tengely és az agy hornyába helyezett párhuzamos oldalú hasáb teszi lehetővé a forgatónyomaték átvitelét. A retesz nem feszül be az összekapcsolt elemek közé, ezért excentricitást sem okoz. Meg kell viszont oldani a tárcsa tengelyirányú rögzítését.
| A reteszek és reteszhornyok alakját és méretválasztékát is szabványok határozzák meg.
| A szabványos reteszek fő típusai és elnevezései
| Egy fészkes retesz alakja és méretei:
| A reteszhornyok méretei:
| Példa reteszkötésre:
| Az ábrán látható kötés elemei: tengely retezshoronnyal, retesz, hornyos ékszíjtárcsa
| A kötés szemléltető ábrája:
| Az ábrán nem tüntettük fel a tárcsa tengelyirányú rögzítéséhez szükséges alátétet és csavaranyát.
| Kúpos tengelyre szerelendő alkatrész rögzítéséhez íves reteszt alkalmaznak. A reteszhorony kialakítása a tengelyben ilyenkor a következő:
| A tengelyben a reteszhornyok méretei megegyeznek az ékhoronyéval, az agyban attól kissé eltérnek. A reteszek illesztését a tengelybe, ill. az agyba az összekötendő elemek működésének megfelelően kell kiválasztani.
| A reteszhorony szokásos illesztési tűrései a következők:
| A tárcsa tengelyirányú helyzetbiztosítására láthatunk példákat az alábbi ábrákon:
Csavaranyával való rögzítés menetes végcsapon
Kúpos végű hernyócsavaros helyzetbiztosítás
| Méretezés
| Az ék- és reteszkötések méretezése nem szokásos, mert szabvány határozza meg az elemek méreteit. Az éket és reteszt nyírásra és palástnyomásra ellenőrizzük.
| Javasoljuk, hogy a jegyzet és a segédlet összefüggéseit felhasználva oldják meg a következő feladatot, majd ellenőrizzék megoldásuk helyességét.

|  | Feladat
| dt = 300 mm átmérőjű tengelyhez b × h × l = 10 × 8 × 100 mm méretű retesszel rögzítünk egy szíjtárcsát, amelytől n = 10 1/sec fordulatszámon 10 kW teljesítmény átvitelét várjuk el.
| Ellenőrizze ezt a reteszt nyírásra és palástnyomásra, ha a retesz anyagára megengedett nyírószilárdság ?nyíró = 35 N/mm2, a palástnyomás maximálisan megengedhető értéke pedig pmeg = 18 N/mm2.
| A reteszhorony mélysége a tengelyben t1 = 5 mm, a tárcsában pedig t2 = 3,3 mm.
| Adatok:
| P = 10 kW dt = 30mm n = 10 1/sec b × h × l = 10 × 8 × 100 τ nyíró = 35 N/mm2 t1 = 5 mm pmeg = 18 N/mm2 t2 = 3,3 mm
| A nyíró igénybevétel: τ= 2∗T d t ∗l∗b = F l∗b , ahol "F" a nyíróerő, "T" pedig a keletkező csavarónyomaték:
| T= P ω = 10000 2∗π∗10 =159,2 N m , mivel ω=2∗π∗n
| A nyíróerő:
| F= 2 T d t = 2∗159200 30 =10613,3 N
| τ= F l∗b = 10613,3 100∗10 =10,6 N m m 2 < τ m e g ,
| tehát a retesz nyírás szempontjából megfelel!
| Ellenőrzés palástnyomásra:
| A palástnyomásnak kisebbnek kell lennie a megengedettnél, vagyis az alábbi összefüggésnek teljesülni kell:
| p= F l(h− t 1 ) ≤ p m e g
| p 1 = 2∗159200 30∗100(8−5) = 318400 90 =35,3 N m m 2
| A rajzon i=1 db retesz látható, de a nagy palástnyomás miatt az alsó szélső alkotónál is be kell építeni egy reteszt, hogy a kötés biztonsággal megfeleljen. Ekkor:
| p= p 1 i = p 1 2 = 35,3 2 =17,65 N m m 2
| p< p m e g
| Az egy reteszre jutó palástnyomás értéke így már kisebb a megengedettnél, tehát a retesz ezzel a konstrukciós módosítással már megfelelő.

|  | Ellenőrző kérdések és feladatok
| 1. Milyen módon hoz létre az ék kapcsolatot az alkatrészek között? Jelölje be a helyes választ!
| Az ék és az alkatrészek között fellépő súrlódási erő hozza létre a kötést.
| Az ékkötés esetén a tengely és az agy között excentricitás keletkezik, ez biztosítja az alkatrészek rögzítését.
| Az ék feszítő erőt hoz létre, amely az alkatrészeket egymáshoz szorítja.
| 2. Miért nem használható az ékkötés pontos futást kívánó alkatrészeknél? Jelölje be a helyes választ!
| Azért, mert az ék feszítő ereje miatt excentricitás jön létre.
| Azért, mert az ék csak tengelyirányú rögzítést ad.
| Azért, mert ékkötés esetén nagy a súrlódási erő.
| 3. Mely esetben alkalmaznak orros éket? Jelölje a helyes választ!
| Amikor a szerelendő alkatrész mindkét oldalról hozzáférhető.
| Amikor a szerelendő alkatrész csak egyik oldalról hozzáférhető.
| Amikor nagyobb nyomaték átvitelére van szükség.
| 4. Milyen elmozdulást, vagy elmozdulásokat akadályoz meg az ékkötés? Jelölje a helyes választ!
| Az ék csak tengelyirányban rögzít.
| Az ék csak elfordulás ellen biztosít.
| Az ék elfordulás ellen is biztosít és tengelyirányban is rögzít.
| 5. Jelölje meg az alábbi meghatározások közül azt, amelyik az alakkal záró kötésekre igaz!
| Az alakkal záró kötések esetén a súrlódási erő biztosítja a terhelés átadását.
| Az alakkal záró kötések esetén a terhelés átadását az egyes elemek geometriai alakja biztosítja.
| Az alakkal záró kötések csak az alkatrészek roncsolásával oldhatók.
| 6. Válassza ki az alábbi állítások közül az igazat!
| A reteszkötés a tengelyre szerelt alkatrészt csak tengelyirányban rögzíti.
| A reteszkötés a tengelyre szerelt alkatrészt csak elfordulás ellen biztosítja.
| A reteszkötés tengelyirányban is rögzíti és elfordulás ellen is biztosítja a tengelyre szerelt alkatrészt.
| 7. Miért alkalmazható a kétreteszes reteszkötés gyorsan forgó alkatrészek esetén? Jelölje a helyes választ!
| Azért, mert a tengely és az agy központosságát nem befolyásolja.
| Azért, mert könnyen szerelhető.
| Azért, mert roncsolás nélkül is oldható.
| 8. Miért nem alkalmas az íves retesz nagy nyomaték átvitelére? Jelölje a helyes választ!
| Azért, mert csak egy retesz viszi át a nyomatékot.
| Azért, mert az íves retesz felülete kisebb, mint a többi reteszé.
| Azért, mert az íves horony erősen gyengíti a tengelyt.
| 9. Válassza ki az alábbi felsorolásból a reteszek és reteszhornyok lehetséges illesztési tűrését!
| A retesz H9 tűréséhez az agyban és tengelyben is általában P9 tűréssel készítjük a hornyot.
| A retesz h9 tűréséhez a tengelyben és az agyban is H9 tűréssel valósítjuk meg az átmeneti illesztést.
| A retesz h9 tűréséhez az agyban és a tengelyben is P9 tűréssel valósítjuk meg a szoros illesztést.
| 10. A jegyzet és a segédlet összefüggéseit felhasználva ellenőrizze az alábbi reteszt nyírásra, ha az átviendő nyomaték 103 Nm, a retesz b × h × l mérete 20 × 12 × 80 mm, a retesz anyagára megengedett nyírószilárdság 50 N/mm2 , a tengely átmérője pedig 65 mm. A számítás eredményét felhasználva jelölje a helyes választ!
| A nyírófeszültség értéke 19, 23 N/mm2, tehát a retesz megfelel.
| A nyírófeszültség értéke 19, 23 N/mm2, tehát a retesz nem felel meg.