Jak vybrat spojovací prvky, které prodlouží životnost vaší sestavy na maximum.
Christie Jones, viceprezidentka pro marketing
Spojovací prvky jsou obvykle nejmenší a nejlevnější komponenty v celé montážní sestavě. Přestože většinou drží celou sestavu pohromadě, často bývají při navrhování opomíjeny až do poslední chvíle. Ačkoliv jsou tyto prvky naprosto klíčové, konstruktéři obvykle neprocházejí žádným formálním školením v oblasti mechaniky spojování. (Na to raději nemyslete, až příště poletíte letadlem.)
Sestavy lze spojovat mnoha způsoby: od šroubů a nýtů až po vruty a kolíky. Tyto metody lze obecně rozdělit do dvou kategorií: (1) řešení vyžadující k zajištění spoje dvě součásti nebo dva pracovní kroky a (2) metody využívající samodržící prvky. Výzvou pro konstruktéra je zvolit takovou metodu, která zajistí nejvyšší kvalitu a dlouhodobou integritu spo-je při dosažení minimálních výrobních nákladů. V mnoha aplikacích se jako ideální řešení jeví samo-držící kolík. Kritickým bodem je však volba správného typu kolíku s optimálním poměrem pevnosti a flexibility pro danou aplikaci. Z tech-nického hlediska platí, že při aplikaci zatížení musí dojít k deformaci jednoho z prvků: kolíku, otvoru nebo samotné součásti. Příliš tuhý kolík způsobuje deformaci otvoru, ve kterém je usazen, což vede k postupnému selhání celé sestavy. Naopak příliš flex-ibilní kolík podléhá při dynamickém namáhání únavě materiálu.
Válcové kolíky
Válcové kolíky se vyrábějí v mnoha různých provedeních – mezi příklady patří rovné kolíky, rýhované kolíky nebo kolíky s drážkami. Obecně jsou tyto kolíky plné a relativně nepružné. Neabsor-bují nárazy ani dynamické zatížení, ale přenášejí je přímo na spojované součásti. Ačkoli existuje mnoho aplikací, kde je válcový kolík účinným řešením, u mnoha jiných je nutné pečlivě posoudit působící dy-namické síly. Existuje například všeobecně přijímaný názor, že plné válcové kolíky jsou nejlepší volbou pro aplikace s vysokým zatížením. Ve skutečnosti však jejich nepružnost při dynamickém namáhání často způsobuje poškození otvorů, což vede k předčasnému selhání spoje. Použití měkčího materiálu u válcového kolíku sice může snížit poškození základního materiálu, ale úměrně tomu se snižuje i pevnost samotného kolíku. Jako efek-tivní alternativa se nabízí tepelně zpracovaný pružný kolík; ten je často pevnější než běžný vál-cový kolík a jeho přirozená pružnost maximalizuje životnost sestavy i v náročných dynamických ap-likacích.
Tuhost válcového kolíku způsobuje deformaci ot-voru
Pružné kolíky
Existují dva odlišné typy pružných kolíků: pružné kolíky s drážkou a svinuté pružné kolíky. Oba typy mají společné určité vlastnosti, jako je pružnost a schopnost přizpůsobit se širším tolerancím otvorů než válcové kolíky.
Pružný kolík s drážkou
Drážkou a svinuté pružné kolíky
Pružný kolík s drážkou
Svinuté pružné kolíky byly vyvinuty s cílem elimi-novat nevýhody pružných kolíků s drážkou a poskytnout konstruktérům možnost přesně přizpůsobit pevnost a pružnost kolíku konkrétní ap-likaci. Tato schopnost optimalizovat vlastnosti kolí-ku zajišťuje, že každý spoj získá ideální poměr mezi odolností a flexibilitou. Kolíky pro lehké zatížení jsou doporučovány pro měkké nebo křehké mate-riály. Kolíky pro střední (standardní) zatížení jsou určeny pro sestavy z měkké oceli a neželezných kovů. Kolíky pro vysoké zatížení jsou ideální volbou pro použití v tvrzených materiálech.
Svinutý pružný kolík nejlépe absorbuje nárazy a vi-brace, čímž zajišťuje delší životnost sestavy. Navíc je ideální pro automatizované dávkování a montáž ve velkosériové výrobě.
Při zatížení se napětí u pružných kolíků s drážkou koncentruje v bodě ležícím 180° proti drážce.
Systém vzájemného záběru neumožňuje automatické podávání a montáž pružných kolíků s drážkou
Svinuté pružné kolíky
Pružnost kolíků snižuje výrobní náklady. Pružné kolíky s drážkou však mají několik nevýhod, které omezují jejich využití v nových návrzích – zejména u aplikací s měkkým základním materiálem, jako je hliník nebo plast, které jsou vystaveny dynam-ickému zatížení.
Pružný kolík s drážkou je výrazně méně flexibilní než svinutý pružný kolík, protože se deformuje pouze v místě 180° od otvoru. Tato kombinace vlastností může způsobit předčasné selhání celé ses-tavy.
Kromě toho je u pružných kolíků s drážkou velmi obtížné zajistit automatické dávkování a instalaci. Tyto kolíky jsou nejvhodnější pro méně kritické ses-tavy vyrobené z měkké až kalené oceli, které se montují ručně.
Svinutý pružný kolík se pod zatížením deformuje, aby absorboval nárazy a vibrace.
Svinutý pružný kolík má 270º kontakt s otvorem
Svinuté pružné kolíky lze použít jako osy pantu, vyrovnávací kolíky, dorazové kolíky nebo k vzájemnému upevnění více součástí (např. k zajištění ozubeného kola na hřídeli). Svinuté pružné kolíky se obvykle nedoporučují pro použití jako vačkové válečky nebo v aplikacích, kde je omezená délka záběru kolíku. Pro tyto účely se obvykle nejlépe hodí válcový kolík s retenčními prvky.
Vzhledem k velkému množství způsobů upevňování sestav se konstruktérům doporučuje využít služeb aplikačního inženýrství, které nabízejí výrobci technických spojovacích prvků. Tato odborná spolupráce zajišťuje implementaci optimálního řešení, které kombinuje ekonomickou efektivitu s vysokou provozní spolehlivostí a stabilitou spoje po celou dobu životnosti produktu.
Máte nějaký výrobní problém, který vám nejde vyřešit? Naši technici takové výzvy milují. Doporučit vám to nejlepší řešení pro vaše aplikační požadavky je to, co umíme nejlépe. Zavolejte nám nebo vyplňte formulář a spojte se s námi!
+ 420 226 218 935