Połączenia kołkowe i sworzniowe.odt

3. Połączenia kołkowe i sworzniowe.

Połączenia kołkowe. Kołki są to elementy w kształcie walca lub stożka o dość dużej długości w stosunku do ich średnicy; najczęściej 2d,< l,< 20d. Rozróżnia się kołki walcowe (PN-89/M-85021), stożkowe (PN-89/M-85020), stożkowe z czopem gwintowanym (PN-89/M-85022) lub z gwintem wewnę­trznym (PN-89/M-85019), karbowe (PN-91/M-85024÷27) oraz sprężyste (PN-89/M-85023). Podstawowe rodzaje kołków przedstawia rys. 5.7.

W zależności od przeznaczenia rozróżnia się kołki złączne i ustalające.

Zadaniem kołków złącznych jest przenoszenie sił tnących, działa­jących prostopadle do osi kołka. Kołki złączne są stosowane również do zabezpieczania elementów łączonych przed przeciążeniem (przy przeciążeniu połączenia są one ścinane).

Kołki ustalające stosuje się dla zapewnienia dokładnego położenia współpracujących elementów, połączonych np. za pomocą śrub.

Przy ustalaniu elementów o płaskich powierzchniach styku (np. wg rys. 4.2b) stosuje się dwa kołki, rozstawione w możliwie dużej odległości.

Kołki walcowe i stożkowe są powszechnie stosowane, zarówno jako złączne, jak i ustalające. Zależnie od wymagań konstrukcyjnych są one wtłaczane z różnym wciskiem (pasowania M8/h7, P7/h6 itp.). Stosowane wysokie klasy dokładności powodują, że wykonanie połączenia jest dość kosztowne; kołki są szlifowane, a otwory rozwiercane. W połączeniach wielo­krotnie rozłączanych częściej stosuje się kołki stożkowe, ponieważ ich montaż jest łatwiejszy. W przypadku przewidywanych trudności z demontażem połączenia (np. konieczność wybijania kołka z otworów nieprzelotowych) stosuje się kołki stożkowe z czopem gwintowanym (rys. 5.8a) lub z gwintem wewnętrznym, co umożliwia wyciągnięcie kołka.

Kołki karbowe (rys. 5.7d, e) mają trzy karby, tworzące sprężyste zgrubienia, co zapewnia zacisk kołka w otworze. Karby mogą być wykonane nacałej długości, na połowie długości lub na środkowej części kołka — zależ­nie od stosowanej normy. Kołki karbowe są stosowane przy niewielkiej dokładności wzajemnego ustawienia części łączonych, przeważnie w drobnych konstrukcjach.

Kołki sprężyste (rys. 5.7f), zwijane z taśmy ze stali sprężynowej, są stosowane przy przenoszeniu obciążeń udarowych.

Połączenia kołkowe dzieli się na spoczynkowe (wzdłużne, promie­niowe i styczne — rys 5.8) oraz ruchowe (suwliwe, wahliwe i obrotowe — rys. 5.9). Połączenia kołkowe spoczynkowe z kołkami złącznymi są stosowane  np. zamiast połączeń wpustowych lub klinowych, ponieważ ich wyko­nanie jest tańsze. Niewielki przekrój pracujący kołków powoduje, że połaczenia te mogą przenosić tylko niewielkie obciążenia, co ogranicza ich zastosowanie

Połączenia kołkowe ruchowe stosuje się przy wymaganym względnym ruchu współpracujących części, np. przy przesuwie drążka w tulei (rys. 5.9a), w połączeniu przegubowym (b), do unieruchomienia grzybka zaworu przy obracającym się wrzecionie (c) itd.

Wymiary kołków ustalających i większości kołków złącznych (przenoszących
małe obciążenia) są ustalane tylko konstrukcyjnie, bez wykonywania
obliczeń wytrzymałościowych. W niezbędnych przypadkach kołki sprawdza
się z warunków na ścinanie oraz na naciski powierzchniowe wg ogólnych
wzorów, przyjmując wartość naprężeń dopuszczalnych kt z tabl. 1.4, a wartość
nacisków dopuszczalnych — wg tabl. 5.1 dla połączeń kształtowych.
 

Połączenia sworzniowe. Sworzniami nazywa się grubsze kołki walcowe,
zabezpieczone przed wysunięciem z łączonych części. Do znormalizowanych sworzni pełnych należą sworznie bez łba, z łbem walcowym małym lub dużym, z czopem gwintowanym oraz sworznie noskowe (kolejno wg PN-90/M-83001, 83002. 83007 i 83009). Rodzaje sworzni przedstawia rys. 5.10.

W budowie maszyn często stosuje się również nie znormalizowane sworznie drążone.

Zabezpieczenie sworzni przed przesunięciem wzdłużnym uzyskuje się za
pomocą łbów, podkładek i kołków lub zawleczek oraz pierścieni osadczych
albo sprężynujących (rys. 5.11). Sworznie noskowe są stosowane w przypadku,
gdy niezbędne jest zabezpieczenie sworznia przed obrotem względem części

łączonych.

Połączenia sworzniowe są stosowane przede wszystkim w połączeniach ruchowych(wahliwych, przegubowych), np. do łączenia tłoków z korbowoda  w silnikach i pompach, ogniw w łańcuchach sworzniowych itd. Za pomocą  sworzni łączy się pasy blachy, pręty itp. (podobnie jak w połączeniach nitowych), gdy zależy nam na otrzymaniu połączeń rozłącznych.

Zależnie od przewidywanych warunków pracy i wymagań konstrukcyjnych
sworznie mogą być pasowane ciasno w obu częściach łączonych lub też
w  jednej części ciasno, a w drugiej — luźno. W konstrukcjach , w których obie częci współpracujące mają wykonywać ruchy wachliwe względem sworznia, są stosowane sworznie swobodne (tzw. Pływające) osadzone luźno w obu częściach.