wielowpusty.odt

2. Połączenia wielowypustowe

Rodzaje i zastosowanie. Połączenia wielowypustowe należą do najczę­ściej stosowanych połączeń kształtowych. Są to połączenia bezpośrednie; na czopie wału są wykonane występy (wypusty), współpracujące z odpowied­nimi rowkami w piaście. Podstawowe rodzaje znormalizowanych połączeń wielowypustowych o różnych kształtach wypustów podano na rys. 5.5.

Połączenia wielowypustowe umożliwiają uzyskanie dokładnego osiowania, zmniejszenie nacisków jednostkowych (lub stosowanie większych obciążeń) w porównaniu z połączeniami wpustowymi oraz zmniejszenie oporów tarcia przy przesuwaniu elementów w połączeniach ruchowych. Piasty kół tych połączeniach mają mniejszą długość niż w połączeniach wpustowych,

co decyduje m.in. o bardziej zwartej konstrukcji połączeń oraz o możliwości zmniejszenia wymiarów urządzeń, maszyn itd.

Zalety te powodują, że połączenia wielowypustowe znajdują bardzo sze­rokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.

Pełne wykorzystanie zalet większości połączeń wielowypustowych wymaga zachowania dużej dokładności kształtu i podziałki wypustów oraz małych odchyłek równoległości bocznych powierzchni wypustów i rowków względem osi połączenia (max 0,02 mm na długości 200 mm).

W ogólnej budowie maszyn są stosowane połączenia wielowypustowe równoległe (tzn. o prostokątnym zarysie wypustów wału i rowków w piaście), objęte normą PN-ISO 14:1994 (rys. 5.5a, b). Zależnie od rodzaju połączenia (spoczynkowe lub ruchowe) i wartosci

obciążenia stosuje się połączenia serii lekkiej lub średniej. W obu seriach liczba wypustów wynosi 6, 8 lub 10, zależnie od wewnętrznej średnicy d, przy czym wypusty w serii średniej są wyższe o 1 ÷ 2 mm od przyjętych w serii lekkiej. Serię lekką stosuje się najczęściej w połączeniach spoczynkowych, a serię średnią — w połączeniach ruchowych. Przy bardzo dużych obciąże­niach o zmiennym kierunku i dużej częstotliwości zmian jest stosowana seria ciężką 10, 16 lub 20 wypustach (o większych wysokościach), nie objęta normami. W obrabiarkach stosuje się połączenia wielowypustowe równoległe, wykonywane wg PN-63/M-85016 (rys. 53c); w tych połączeniach liczba wypustów wynosi 4 lub 6.

rys. 5.5. Połączenia wielowypustowe: o g ó 1 n e g o przeznaczenia — a) lekkie, b) średnie; do obrabiarek; d) zębate ewolwentowe; e) wielokarbowe [wgPN]

W połączeniach wielowypustowych równoległych występują 3 rodzaje osiowań (rys. 5.6): na wewnętrznej średnicy d, na zewnętrznej średnicy D (wg obu wymienionych norm) oraz na bokach wypustów b (tylko w połączeniach wykonanych wg PN-63/M-85015). Wybór rodzaju osiowania jest uzależniony od warunków pracy, twardości powierzchni styku oraz od wymaganej dokład­ności połączenia.

Osiowanie na wewnętrznej średnicy d jest stosowane w połączeniach dokładnych, przy wpustach utwardzonych — głównie w produkcji małoseryjnej.

Osiowanie na zewnętrznej średnicy D stosuje się w połączeniach spoczyn­kowych i średnio dokładnych połączeniach ruchowych, przy wypustach mięk­kich (nie utwardzonych).

Najmniej dokładne jest osiowanie na bokach wypustów. Stosuje się je w celu zmniejszenia do minimum luzu obwodowego, co jest wymagane przede wszystkim przy występowaniu częstych zmian kierunku obciążenia.

Dobór pasowań uzależnia się od charakteru połączenia i rodzaju osiowania.

Rys. 5.6. Rodzaje osiowań w połączeniach wielowypustowych: a) na wewnętrznej średnicy czopa d,

b) na zewnętrznej średnicy wypustów D, c) na bocznych powierzchniach wypustów [4]

Połączenia zębate. Połączenia zębate ewolwentowe (rys. 5.5d — norma PN-69/M-85010) są coraz częściej stosowane, zwłaszcza w produkcji wielko­seryjnej (m.in. ze względu na wykorzystanie obrabiarek do kół zębatych). W stosunku do połączeń o wypustach prostokątnych charakteryzują się one znacznie większą wytrzymałością przy zachowaniu pozostałych zalet.

W połączeniach zębatych są stosowane zęby niskie (ich wysokość jest równa modułowi) o kącie przyporze α0 = 30°. Zalecane wartości modułów (wg podanej normy) wynoszą od 0,8 do 8 mm, uprzywilejowane zaś liczby zębów 6 ÷ 61, zależnie od modułu.

Połączenia wielokarbowe. Połączenia wielokarbowe (rys. 5.5e — norma PN-68/M-85014) mają kilkadziesiąt drobnych wypustów trójkątnych, zatem tylko nieznacznie osłabiają wytrzymałość czopa. Są to połączenia spoczyn­kowe o niewielkiej dokładności osiowania. W celu skasowania luzów promie­niowych stosuje się połączenia stożkowe o zbieżności 1:16. Połączenia wielo­karbowe umożliwiają przestawienie piasty względem czopa wału o mały kąt, co jest niezbędne w niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Omówione połączenia wielowypustowe przedstawia się na rysunkach w sposób uproszczony, zgodnie z normą PN92/m-01133.

Metody wykonywania wielowypustów. Wypusty na wałkach otrzymuje się najczęściej przez frezowanie. Boki wypustów frezuje się zespołem frezów tarczowych, zaś wypukłe dna rowków — frezem kształtowym.

Drugą metodą jest frezowanie pełnego zarysu rowka za jednym przej­ściem frezem kształtowym lub metodą obwiedniową (frezem ślimakowym Wałki wielowypustowe z wypustami na całej długości wykonuje się ostatnio również metodą dokładnej obróbki plastycznej (walcowania). Powierzchnie osiujące są szlifowane; jeżeli jest to średnica wewnętrzna d, wówczas szlifuje się także boczne powierzchnie wypustów.

Do wykonania otworów wielorowkowych w piaście stosuje się przeciąga­nie z użyciem specjalnych narzędzi (przeciągaczy). Przy osiowaniu na śred­nicy d otwór może być szlifowany.