OBLIKOVANJE STEZNIH
SPOJEVA
U stezne spojeve ubrajaju se čvrsti spojevi
koji omogućavaju prenošenje aksijalnih sila i
obrtnih momenata otporom trenja.
Ostvaruju se:
 Klinom sa nagibom,
 Navojnim spojem,
 Elastičnim elementima ili
 Čvrstim naleganjem.
Stezni spoj ostvaren uzdužnim
klinom sa nagibom
• Spajaju se vratila sa kaišnicima,
remenicama, zamajcima i obodima
spojnica (i sa svim drugim elementima za
prenos obrtnog kretanja).
• Deformacije vratila i glavčine drugog
elementa kao posledica utiskivanja klina,
što izaziva pojavu ekscentričnosti glavčine
u odnosu na vratilo.
• Naleganje vratila i
glavčine: H7/k6 ili
H7/m6.
• Naleganje između klina i
žlebova u vratilu i
glavčini: h9/D10
• Naponsko stanje u
spoju potiče od
normalne sile FN, koja
iznosi:
FN  4.76Fa;
Naponsko stanje i ekscentričnost Fa – aksijalna sila (pri
koeficijentu trenja 
u spoju pomoću klina sa
nagibom
=0.1, nagib na
spoljašnjoj strani 1:100)
•Za prenošenje velikih obrtnih momenata pri
promenljivom smeru obrtanja, naponsko stanje se
postiže postavljanjem tangentnih klinova.
• Nagib klinova koji se postavljaju u parovima pod
uglom 1200 (1800) je 1:60 ili 1:100.
Jedan par klinova
prenosi obrtni
moment u
jednom, a drugi u
drugom smeru
obrtanja.
Spoj tangentnim klinovima
• Mere klina i žleba u glavčini treba
oblikovati prema JUS M.C2.020 – kako bi
se obezbedili potrebno naleganje i potrebna
izdržljivost preseka vratila obzirom na
koncentraciju napona.
• Obzirom da je koncentracija napona u
odnosu na druge stezne spojeve najveća,
spojevi ostvareni klinom sa nagibom se
ređe koriste, i to samo kada su obrtni
momenti veliki, a ugaona brzina vratila
mala.
Stezni spoj ostvaren poprečnim
pritezanjem zavrtnja
Za prenošenje relativno malih obrtnih momenata,
uzdužnih sila i spregova.
a) Sa dvodelnom glavčinom;
b) Sa razrezanom glavčinom na spoljašnjem delu
p=Fp i/d l, N/mm2
p – pritisak na dodirnim
površinama;
Fp (N) – pritezna sila od jednog
podešenog zavrtnja;
i – broj zavrtnjeva;
d (mm) – prečnik vratila ili
elementa koji prihvata spreg ili
uzdužnu silu;
l (mm) – korisna dužina
glavčine.
Ukupna pritezna sila Fp i mora biti tolika da moment trenja T
bude veći od najvećeg radnog momenta ili sprega, T > Tmax .
Ako se glavčina priteže pomoću i zavrtnjeva, pritezna sila u
svakom zavrtnju treba da bude:
Fp = Tmax/o  i  d, N
o - početni koeficijent trenja
Kod dvodelnih glavčina javljaju se u toku rada i centrifugalne
sile koje rasterećuju zavrtnje od Fp na Fp´, odnosno smanjuju
površinski pritisak na dodirnim površinama na p´.
Usled ovog rasterećenja smanjuje se i sila trenja od F na F´,
koja treba sa potrebnom sigurnošću da prenese obimnu silu
Ft:
S
F 
Ft
 1.2...1.8
Dodirni pritisak razrezanih glavčina može se izračunati samo
približno (zbog elastičnih deformacija glavčine):
p = FN/d  l  Fp  i  l2/d  l  l1 ,N/mm2
i – broj zavrtnjeva
Nepodešeni zavrtnjevi definišu
se prema uzdužnoj sili Fp. Mere
l1 i l2 uzimaju se sa crteža.
Naleganja između vratila i
glavčine: H7/j7, H8/j7 ili H8/k7.
Stezni spojevi ostvareni pomoću
konusnih površina i navoja
Konusne površine:
• dobro centriraju glavčine ;
• laka montaža i demontaža.
• Uslov: ugao konusa   2,  - ugao trenja.
•  = 12 do 140 – da bi se izbegla
samokočivost spoja i omogućila što veća
normalna sila i dodirni pritisak u spoju.
• Navojni spojevi: ako se veza ostvaruje
uzdužnom silom.
Stezni spoj pomoću konusnih površina i navoja:
a) Navoj vratila manjih prečnika izrađuje se na završetku vratila
b) Navoj većih prečnika vratila se urezuje, a spoj se priteže
zavrtnjem
v) Između glavčine i navrtke postavljene su tanjiraste opruge koje
ograničavaju prenošenje obrtnog momenta posle eventaulnog
proklizavanja na dodirnim površinama usled preopterećenja
g) Osiguranje spoja od ugaonog pomeranja segmentnim klinom,
koji ne prenosi opterećenja
 Kod steznih sklopova ostvarenih pomoću konusnih
površina naleganje se gotovo ravnomerno
ostvaruje na celoj površini.
 Dodirni pritisak p ostvaruje se pomoću aksijalne
pritezne sile Fp.
Moment trenja T
T  0.5    l  p  dm2  0
dm  0.5(d1  d2 ) Srednji prečnik konusa
0 –koeficijent početnog klizanja
l – korisna dužina konusa
 Najveći obrtni moment koji spoj može da prenese
je Tmax ≤ T.
Stvarni pritisak na dodirnim površinama
p
Fp
  dm  l
 pd
Dozvoljeni površinski pritisak:
pd = (50 – 90) N/mm2 za Č/Č i Č/ČL
pd = (30 – 50) N/mm2 za Č/SL
Sila upravna na dodirnu
površinu:
2  Tmax
Fp
Fp 
FN 

dm  S
tg
2
S = 1.8 do 2 – stepen sigurnosti
Pritezna sila:
Pritezanje pomoću rasečene čaure
Spojevi sa opružno-zateznim prstenovima
Postavljaju se slobodno u prostor između glatkih cilindričnih vratila
i glavčina elemenata za prenos obrtnog kretanja, a pritiskuju se
aksijalno, obično pomoću navojnog spoja.
Pod dejstvom aksijalne sile nastaje elastična deformacija
prstenova, pri čemu se prečnik spoljašnjeg prstena D povećava, a
prečnik unutrašnjeg prstena d smanjuje. Radijalni pritisak koji se
pri tome stvara izaziva otpor trenja na dodirnim površinama, što
obezbeđuje prenošenje obrtnog momenta i sprečava aksijlano
pomeranje elemenata duž vratila.
Odlike:
 Ne slabe presek vratila i glavčine,
 Obezbeđuje dobro centriranje delova na vratilu (pogodno za
velike ugaone brzine vratila – kod ventilatora, vratila elisnih
motora ...)
 Ne zahtevaju dopunsko fiksiranje delova na vratilu,
 Postiže se hermetičnost spoja i smnjuje opasnost od korozije.
Mere opružno-zateznih
prstenova – Tabela 6.11,
Konstruisanje, str. 113
Neophodna je precizna
obrada elemenata i ispravno
pritegnuti da bi preneli
predviđeni obrtni moment
Tolerancije glavčina i
vratila – prema uputstvu
datom u Tabeli 6.12,
Konstruisanje, str. 113
Stezni spojevi ostvareni preklopom
elemenata
Pre sklapanja – prečnik otvora spoljašnjeg elementa je manji
od prečnika unutrašnjeg elementa.
Sklapanjem nastaje pritisak na dodirnim površinama pa se
opterećenje – uzdužna sila Fa i obrtni moment T prenose
otporom protiv klizanja spojenih delova.
Mogu preneti velika promenljiva i udarna opterećenja.
Najčešće se spajaju delovi koji rotiraju (točkovi i bandaži u
sklopu vagonske osovine, rotori ventilatora, turbinski rotori,
glavčine spojnica, venci zupčanika i sl.).
Nedostatak: otežano sklapanje i rasklapanje – dodirne
površine se mogu oštetiti – naročito ako je preklop veliki –
onemogućeno je ponovno sklapanje.
Stezni spoj
sa preklopom
Pritisak na vratilima ili osovinama:
p
P
 K s Ku 
d 


E
E
u 
 s
N
mm2
P – projektovani (računski preklop) –
za prioritetna i preporučena naleganja
P´ = P – 1.2 (Rs + Ru) – efektivni preklop u spoju, Rs i Ru – visine
neravnina za stepene površinske hrapavosti N5 do N8 (Tabela
6.13, str. 116, Konstruisanje)
Ks i Ku – pomoćne veličine
1 
Ks 
 s
1 
2
s
2
s
du
u 
ds
1 
Ku 
 u
1 
2
u
2
u
Du
s 
Ds
s i u – Poasonovi koeficijenti
  0.30 – čelik
  0.25 – sivi liv
  0.33 – bronza i mesing
Es – modul elastičnosti materijala
(2 – 2.15)105 N/mm2 – Č i ČL
(1 – 1.25)105 N/mm2 – SL200 i
SL250
(0.9 – 1.15)105 N/mm2 – bronza i
mesing
Pritisak u spoju izaziva zatezanje
spoljašnjeg i pritiskivanje
unutrašnjeg dela. Najveća vrednost
napona u spoljašnjem delu je na
unutrašnjoj površini prečnika Du:
1 
c 
p
1 
2
s
2
s
r   p
Za unutrašnji deo najveća vrednost
napona je:
2 p
c  
1  u2
Najmanja je na dodirnoj površini
Stanje u delovima presovanog
spoja: a) odnos dimenzija i
neravnina; b) naponi u spoju
1  u2
c  
p
2
1  u
r = - p je tu
najveće.
Nosivost spojeva određuje se na osnovu najmanjeg
(donjeg) graničnog pritiska pd koji se izračunava pomoću
donjeg preklopa Pd.
Kritična sila proklizavanja:
 F   pd  A  k  pd    d  l  k
Stepen sigurnosti protiv proklizavanja:
 F 
S 
Ft
 F 
S 
Fa
Ft =2T/d – tangentna sila na
dodiru spoja prečnika d;
Fa – aksijalna sila u spoju;
l – dužina dodira u spoju;
k – koeficijent trenja – zavisi
od vrste materijala, hrapavosti
površina i načina formiranja
sklopa – Tab. 6.14, str.117,
Konstruisanje
Download

OBLIKOVANJE STEZNIH SPOJEVA