KURZUS: Gépszerkezettan II.

MODUL: II. modul: Oldható kötések

9. lecke: Csavarkötések, csavarmenetek

Tevékenység

Olvassa el a jegyzet 21-24., 41-47. oldalát és az alábbi, a követelmények után található összefoglalást. A feldolgozás során a következőkre figyeljen:

  • Adjon választ arra, milyen szempontok alapján csoportosíthatók az egyes kötésmódok.
  • Adjon választ arra, mi jellemzi az anyaggal, alakkal, ill. erővel záró kötéseket.
  • Adott ábrán mutassa meg a menetemelkedést, menetemelkedési szöget és a menetosztást.
  • Ábra alapján nevezze meg az egyes menetprofilokat.
  • Adjon választ arra, mit jelent kötő-, illetve mozgatócsavarok esetén az önzárás fogalma.
  • Ismerje fel az összefüggést a kötő-, illetve mozgatócsavarok rendeltetése és az alkalmazott menetszelvény jellemzői (alak, profilszög) között.
  • Ismerje fel az összefüggést a menetek terheléseloszlása és a csavaranyák menetszáma, valamint kialakítása között.
  • Ismerje fel az összefüggést a csavarorsó kialakítása és a feszültségtorlódás elkerülése között.
  • Ismerje a lágy anyagokban létrehozható menetes kötések lehetőségeit.
  • Ismerje a differenciálmenet fogalmát és kialakítási módját.
Követelmény

A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:

  • Listából ki tudja választani az anyaggal, alakkal, ill. erővel záró kötések jellemzőit.
  • Fel tudja sorolni írásban a kötések különböző csoportosítási lehetőségeit.
  • Ábrán szereplő jelölésekhez párosítani tudja a menetemelkedés, a menetemelkedési szög és a menetosztás fogalmát.
  • Menetprofilok ábrájához hozzá tudja rendelni azok megnevezéseit.
  • Listából ki tudja választani az önzárás fogalmát kötő-, illetve mozgatócsavarok esetén.
  • Adott jellemzőjű menetszelvényhez párosítani tudja annak alkalmazási területét (kötő-, illetve mozgatócsavar).
  • Meghatározások közül ki tudja választani a csavaranyák menetszáma és kialakítása, valamint a menetek terheléseloszlása közötti összefüggést.
  • Adott jellemzők közül ki tudja választani a változó keresztmetszetű csavar jellemzőit.
  • Különböző kialakítású csavarok közül ki tud választani egy adott feladatra alkalmas csavarfajtát.
  • Adott jellemzők közül ki tudja választani az Ensat ill. a Heli-Coil betét tulajdonságait.
  • Meghatározások közül ki tudja választani a differenciálmenet jellemzőit és felhasználási területét.
Összefoglalás

Egy gépszerkezet helyes és megbízható működését döntően befolyásolják az egyes szerkezeti elemek kötései. Kiválasztásuknál és kialakításuknál elsősorban a szerkezet funkciója, feladata a meghatározó.

A gépészeti gyakorlat oldható és nem oldható kötéseket különböztet meg. Az oldható kötéseket egyszerűen, az alkatrészek, a kötőelem sérülése nélkül kell bontani és újra szerelni. Ide tartoznak a csavarkötések, szegek, csapszegek, tengely-agy szerkezetek retesz-, ék-, szorító- valamint rögzítőelemes kötései. A nem oldható kötéseket csak az alkatrészek vagy kötőelem roncsolásával lehet szétbontani. Ezek közé tartoznak a ragasztott, a forrasztott, a hegesztett és a szegecskötések.

A kötéseket más szempontok szerint is csoportosíthatjuk, például figyelembe vehetjük kialakításukat, amely szerint megkülönböztethetünk anyaggal, alakkal ill. erővel záró kötéseket. Csoportosítási szempont lehet a kötés gépszerkezetben betöltött funkciója is, amely szerint egy kötés teherviselő, rögzítő vagy fűző is lehet.

A csavarmenetekkel kapcsolatos fogalmakat a jegyzet 23. oldalán összefoglaltuk. Kiegészítésként az alábbi ábrán bemutatjuk a menetemelkedést és menetosztást. A rajz kétbekezdésű menetet mutat, az egyes csavarvonalakat különböző vastagsággal jelöltük.

Tudjuk, hogy az anyagba vágott horony alakja meghatározza a csavarmenet fajtáját. Így beszélhetünk éles-, trapéz-, fűrész- és zsinórmenetről, mint azt a következő ábrán láthatjuk.

A csavarkötés önzáró jellege kötőcsavaroknál azt jelenti, hogy üzemszerű terhelés hatására a kötés nem lazul meg. Például egy gépjármű kerekét rögzítő, megfelelő erővel meghúzott csavar nem lazul meg a jármű használata közben.

A mozgatócsavaroknál az önzárás azt jelenti, hogy a csavar nem kezd mozogni külső terhelés hatására. Például az autóknál használt kézi emelő csavarorsója nem jön mozgásba a felemelt jármű súlyerejének hatására.

Kötőcsavarok esetén a nagy súrlódási erő az önzárást segíti. A nagy profilszögű, háromszög alakú menetszelvény biztosítja a legnagyobb súrlódási erőt, ezért a kötőcsavarok jellemző profilja.

Mozgatócsavarok esetén fontos az, hogy - az önzárás megtartása mellett - minél kisebb legyen a súrlódás, mert ekkor a csavar mozgatása kisebb erőt igényel. Erre a célra kis profilszögű menetszelvények alkalmasak. A mozgatócsavarok leggyakrabban trapézmenetesek.

A csavarmeneteken keletkező erők meghatározásával és a csavarkötések méretezésével a konzultációkon foglalkozunk.

Most nézzük meg, milyen a feszültségeloszlás a csavarkötés elemeiben és milyen a kötőelemek szerkezete. A csavarorsó-csavaranya kapcsolatban a felfekvéshez viszonyítva első terhelt menetben ébred a legnagyobb feszültség. A csavarorsó a terhelés hatására nyúlik, amit a csavaranya felfekvéstől távolabbi menetei nem tudnak követni. (A felfekvéstől távolabbi meneteknél vastagabb anyagnak kellene megnyúlnia, mint az elsőknél.)

Mint azt a jegyzet 41. oldalán található 2.13. ábra mutatja, az első menet a terhelés 34%-át, a hatodik viszont már csak 7%-át veszi fel. (Ezért nem célszerű a csavaranyákat 6 menetesnél hosszabbra készíteni.)

Az erőeloszlás javítására és az anya élettartamának növelésére használatos megoldásokat szemléltet a 2.14. és a 2.15. ábra.

A csavaron fellépő feszültséggyűjtő hatás a csavar kedvező kialakításával jelentősen csökkenthető. Erre mutat példát a 2.16., 2.17. és 2.18. ábra.

Ellenőrző kérdések és feladatok
1. Jelölje meg az alábbi állítások közül azokat, amelyek az erővel záró kötésekre jellemzők!
A kötés létrehozásához külső erőhatásra van szükség.
A terhelés átadását az alkatrészek geometriai alakja biztosítja.
A kötésben fontos szerep jut az előfeszítő erőnek.
A kötés létrejöttében az elemek rugalmassága is szerepet játszik.
Az összekötendő alkatrészek között anyag létesít kapcsolatot.

2. Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd oldja meg az ábra alatti feladatot!

Írja be az alábbi fogalmak előtt szereplő betűket a megfelelő helyre! (A háromból csak kettőt kell beírni!)

a = menetemelkedés
b = menetosztás
c = menetemelkedési szög

Az ábrán az 1. számmal jelölt érték a(z) , a 2. számmal jelölt érték a(z) .

3. Tanulmányozza az alábbi ábrát, majd oldja meg az ábra alatti feladatot!

Írja be az alábbi menetprofilok neve előtti számot a megfelelő helyre! (Az ötből csak hármat kell beírnia!)

1. trapézmenet
2. zsinórmenet
3. fűrészmenet
4. laposmenet
5. élesmenet

Az ábrán b-vel jelölt profil a(z) , a c-vel jelölt a(z) , az e-vel jelölt pedig a(z) .

4. Milyen rendeltetésű csavarokhoz alkalmazhatók a nagy profilszögű háromszög alakú menetszelvények? Jelölje a helyes választ!
Kötőcsavarokhoz.
Mozgatócsavarokhoz.
Kötő és mozgatócsavarokhoz egyaránt.
5. Mit jelent az önzárás fogalma mozgatócsavarok esetén? Jelölje a helyes választ!
Azt jelenti, hogy a csavar mozgatásához erőt kell kifejteni.
Azt jelenti, hogy terhelés hatására a csavar nem jöhet mozgásba.
Azt jelenti, hogy nagy súrlódási erő lép fel.
6. Miért nem készítik a csavaranyát 6-nál több menetűre? Jelölje a helyes választ!
Azért, mert a sok menet kialakítása megdrágítaná az alkatrészt.
Azért, mert az egyes menetek terhelésének eloszlása egyenletes, 6 menet esetén egy menetre így a teljes terhelés kb. 16%-a esik, ezt pedig minden csavaranya képes elviselni.
Azért, mert a 6. utáni menetek nagyon kis mértékben vesznek részt a terhelés felvételében.
7. Mi jellemzi a változó keresztmetszetű csavart? Jelölje az igaz állításokat!
Egy helyesen kialakított változó keresztmetszetű csavarnak kicsi a nyúlóképessége.
Egy helyesen kialakított változó keresztmetszetű csavarnak nagy a nyúlóképessége.
A menet a magra gyengített szárig készül, a különböző keresztmetszetek találkozása gondosan lekerekített.
8. Az alábbi csavarkialakítások közül válassza ki azt, amely leginkább alkalmas a fej és a szár átmeneténél levő feszültségtorlódás csökkentésére!
9. Egészítse ki az alábbi meghatározást a felsorolt kifejezések sorszámával! (Az adott kifejezések közül csak három sorszámát kell a szövegbe beírni!)

1. menetes persely
2. Ensat betét
3. műanyag betét
4. kopásálló és nagy szilárdságú acélbetét
5. az orsó központosítása
6. Heli-Coil betét

Lágy anyagba anyamenetet ún. anyabetétekkel lehet készíteni. Erre a legalkalmasabb megoldás a(z) és a(z) .

A Heli-Coil betét egy persely nélküli , amely a profilszög és a menetemelkedés hibáit is kiegyenlíti.

10. Igaz-e az alábbi állítás a differenciálmenetre?
Az így összekapcsolt alkatrészek egy körülfordulásra a menetemelkedések különbségével mozdulnak el egymáshoz képest. Használjuk finom mozgásokat létrehozó mozgatószerkezetként is.