Posebne vrste uzdužnih klinova | Mašinski elementi

Umesto uobičajenih vrsta klinova danas se sve više primenjuju ožljebljena i poligonalna vratila, prstenasti klinovi i prstenaste ploče.

U slučaju ožljebljenih vratila, sl. 72, izradi se glodalom veći broj (420) uzdužnih žljebova bez nagiba. Za ispupčenja, koja se dobiju na ovaj način, predvidi se u glavčini odgovarajući broj žljebova.

Slika 72

Ožljebljena vratila imaju mnoge praktične prednosti:

1) Pošto klinovi sačinjavaju sa vratilom jednu cjelinu, ne mogu da olabave u svojim žljebovima kao što je to slučaj sa ukopanim klinovima izloženim delovanju promenljivih sila;

2) Usled većeg broja klinova, iako je njihova visina srazmerno mala, stvarno se postiže veća površina naleganja i usled toga se smanjuje specifični pritisak na bokove;

3) Slabljenje vratila, naročito ako je žljeb zaobljen, svodi se na najmanju mjeru, i usled toga prečnik vratila može biti manji nego u slučaju spajanja ukopanim klinom. Posledica toga je lakša i zbijenija cela konstrukcija koja je u vezi sa ožljebljenim vratilom;

4) Ožljebljeno vratilo osigurava centričnost naglavljivanja, što je od velikog značaja kod mnogih konstrukcija. Pri naglavljivanju sa jednim klinom veza je uvek ekscentrična, pošto se glavčina u izvesnoj meri odmakne od vratila na onoj strani gde se zabija klin;

5) Kod ovakvih spojeva postiže se tačan položaj klinova u odnosu na osu vratila. Iskustvo je pokazalo da se ovakva tačnost ne može ostvariti kod ukopanog klina, a posledica toga je što se pri spajanju ukopanim klinom delovi nakrive.

Ožljebljena vratila su standardizovana. Služe kako za pričvršćivanje delova na vratilu tako i za montiranje delova koji se moraju pomerati duž vratila. S obzirom na vrlo odgovornu ulogu koju ožljebljena vratila imaju u konstrukcijama, naročito ako su pored velikih sila izložena i promenljivom opterećenju, ivice žljebova treba pažljivo zaobliti da bi se na taj način opasnost loma usled zamora svela na najmanju meru. Dužina žljebova odredi se na osnovu dozvoljenog površinskog pritiska na bokove glavčine:

• p=500 ÷ 650 kp/cm2 za SL;

• p=800 ÷ 1100 kp/cm2 za čelik.

Mere za ožljebljeni deo vratila treba prilagoditi sklopovima:

• Sklop za žljeb vratila (prečnik d1). . . H7/g6 ili H7/j6, sl. 73.

• Sklop za žljeb glavčine (prečnik d2). H11/h11.

• Sklop za širinu klina b . . . . D9/h9 ili D9/h8.

Slika 73

Za prenos naročito velikih torzionih momenata podesna su ožljebljena vratila prema sl. 74. Vratilo i glavčina dobija u tim slučajevima zupce sa ravnim bokovima, što omogućava potpuno centrično vođenje točka.

Slika 74

Dinamička izdržljivost vratila može se u znatnoj meri povećati primenom konstrukcija bez žljebova za klinove. Takav je npr. poligonalni sistem vezivanja obrtnih delova za vratilo. Sl. 75 predstavlja tzv. K-profil, nazvan tako prema početnom slovu firme Krause u Beču. Takvi zaobljeni trouglasti profili za vratilo i otvor izrađuju se na naročitim mašinama i nemaju onih mana što ih imaju klinovi. Pored toga su i jevtiniji. Izrađuju se kako za cilindrična tako i za konična vratila. Međutim, za ovakvu primenu su najpodesniji prstenasti klinovi.

Slika 75

Iz izloženog se vidi da je vezivanje delova primenom uobičajenih vrsta klinova vrlo nepodesno za elemente veze, a i nesigurno, naročito pri velikim brojevima obrtaja i promenljivim silama. Stoga se uvijek težilo da se za ovakve nepodesne elemente spoja nađe odgovarajuća zamena i da se njihov oblik što bolje prilagodi konstrukciji odnosno pogonskim uslovima.

Slika 76

Prstenasti klinovi. Fabrika, Ringfeder, Krefeld već duže vremena i vrlo uspešno primjenjuje novi način međusobnog vezivanja delova, i to pomoću tzv. prstenastih klinova. Zbog očevidnih prednosti i vanredne jednostavnosti ovakvih veza, fabrika je patentirala prstenaste klinove kao novi mašinski elemenat. Ovaj novi klin se sastoji od dva tanka prstena sa međusobnom koničnom površinom naleganja, sl. 77. Spoljašnje površine su, međutim, cilindrične, što predstavlja značajnu prednost za obradu s obzirom na činjenicu da su tada kako samo vratilo tako i otvor u glavčini cilindrični. Postepenim pritezanjem prstenova nastaje elastično sabijanje unutrašnjeg prstena pri istovremenom širenju spoljašnjeg. U delovima veze javlja se stoga kružni napon, a posledica toga je ravnomerno pritezanje glavčine uz vratilo. Na ovaj način, bez obzira na neznatne preseke što ih imaju prstenovi, mogu se proizvesti vrlo velike radijalne sile, dakle i velike periferne sile trenja, pomoću kojih se mogu prenositi veliki torzioni momenti. Pri tom klinovi potpuno hermetično zatvaraju prostor između vratila i glavčine.

Slika 77

Na taj način izbegnuta je mogućnost korozije, koja je inače česti uzrok preloma vratila. Uzdužno osiguranje prstenastih klinova postiže se pomoću čaura A za održavanje rastojanja.

Dalje prednosti prstenastih klinova: nema slabljenja vratila žljebom za klin, izvrsno centriranje delova, lako i brzo sklapanje i rasklapanje, široka mogućnost aksijalnog podešavanja, što je od naročite važnosti npr. kod pužastih prenosnika, koničnih zupčanika i zupčanika sa kosim zupcima. Prstenasti klinovi su, pored toga, vrlo podesni za utvrđivanje rotacionih delova na šupljim vratilima sa tankim zidovima.

Vezivanje delova pomoću kružnog napona može se ostvariti i primenom prstenastih kružnih ploča izrađenih od kaljenog čelika za opruge, sl. 78. Koničan oblik same ploče i prorezi raspoređeni po njenom obimu na spoljašnjoj i unutrašnjoj strani omogućuju da se pri spajanju delova upotrebi neznatna sila, a da se pri tom postigne velik kružni napon koji će osigurati potrebni otpor protiv klizanja. U zavisnosti od veličine torzionog momenta koji se prenosi nameštaju se jedna, dve ili više prstenastih ploča jedna do druge. Ovaj način vezivanja delova ima naročitu prednost pri utvrđivanju predmeta sa tankim zidovima prilikom obrade na strugu. Pri utvrđivanju takvih predmeta na strugu primenom običnih sredstava, naponi se koncentrišu samo na nekoliko mesta predmeta, usled čega se on elastično deformiše te tako postaje necilindričan. Primenom prstenastih ploča predmet se ne deformiše, jer se kružni napon ravnomerno rasporedi po obimu, tako da se pri obradi takvih predmeta može postići i najveći mogući stepen tačnosti. U novim konstrukcijama spojnica, prstenaste ploče se primjenjuju u svojstvu elementa za uključivanje, pošto pri tom prigušuju udare obrtnih momenata.

Slika 78

Konične prstenaste ploče imaju malu težinu, zauzimaju malo mesta, lako se skidaju i nameštaju, osiguravaju potrebnu centričnost i štite spojene delove od uzdužnog pomeranja i zakretanja.

Spajanje klinovima

Ceo sadržaj knjige: Elementi mašina - Inženjer Vasilije Volkov