2 STAVBA A PROVOZ STROJŮ

Vymezení pojmů:

Stroj

Technický systém, který byl člověkem sestrojen za použití přírodních zákonů pro ulehčení fyzické nebo duševní práce pro zvýšení produktivity
Několik strojů - strojní zařízení

Rozčlenění stroje

Skupina
Sestava součástí (podskupin), které tvoří funkčně samostatnou část stroje

Podskupina
Jednoduchý montážní celek, složený ze dvou či více součástí a určený k montáži do vyššího celku (skupiny)

Strojní součást
Základní funkční část stroje, obvykle nedělitelná
Na součástech rozlišujeme jednotlivé tvarové útvary

Mechanismus

Montážní skupina k přenosu energie z hnacího na hnaný člen.

2.1 SPOJE A SPOJOVACÍ SOUČÁSTI

V každém stroji jsou jednotlivé součásti mezi sebou navzájem spojeny a každý druh spojení vykonává určitou funkci

Spojení strojních součástí

Pohyblivé
Umožňuje vzájemný pohyb součástí vůči sobě
Příklady: Klouby, ložiska

Nepohyblivé
Spojené části se nemohou vůči sobě pohybovat
Nepohyblivé spojení se nazývá spoj
Druhy spojení:
- Přímé spojení (např. svařením)
- Pomocí spojovacích součástí (např. šrouby)

Z hlediska rozebíratelnosti dělíme spoje

Rozebíratelné
Spoj můžeme, kdykoliv rozebrat a opět smontovat, aniž se poškodí spojovaná a spojovací část
Příklady: Šroubové, kolíkové, čepové, klínové, perové, svěrné, pružné

Nerozebíratelné
Spoj nemůžeme rozebrat bez poškození spojované či spojovací součásti
Příklady: Nýtové, tlakové, svarové, pájené, lepené

Z hlediska fyzikální podstaty funkce dělíme spoje

Silovým stykem
Spojení součástí vzepřením
Síly se přenášejí třením, které je vyvoláno rozpěrnými normálovými silami podle Coulombova zákona
Příklady: Šroubové, svěrné, tlakové, klínové, pružné, nýtové

Tvarový stykem
Přenášejí síly mezi spojovanými částmi pouze normálovými napětími/silami (tlak) mezi stykovými plochami
Příklady: Kolíkové, čepové, perové, nýtové

Materiálovým stykem
Zhotovení nerozebíratelného celku přídavnými materiály
Příklady: Svarové, pájené, lepené

2.1.1 ŠROUBOVÉ SPOJE

Nejčastěji používané strojní součásti

Použití:
Spojovací šrouby pro rozebíratelné spoje
Napínače lan a táhel
Uzavírací šrouby (vypouštěcí zátky)
Stavěcí šrouby k seřizování a nastavení vůle mezi součástmi
Měřící šrouby u mikrometrů
Silový převod pro dosažení velkých osových sil malými obvodovými silami(např. vřetenový lis, šroubový zvedák)
Pohybový šroub pro přeměnu točivého pohybu v posuvný (zvedák, vodicí šroub) nebo naopak (svidřík)



Normalizace šroubových spojů

Otvory pro šrouby
Hloubky děr se závitem pro závrtné šrouby
Zahloubení pro hlavy šroubů
Ukončení šroubů s metrickým závitem
Výběhy závitů

Výše uvedené hodnoty lze najít ve Strojnických tabulkách

Montáž a demontáž šroubových spojů

Součásti se šroubují:
A) Ručně
Síla na klíči se pohybuje v rozmezí 100 až 300 N -> předpětí je 30 až 80 kN
U moderních strojů se používá materiálu šroubu až na 80 - 90 % meze kluzu -> předepisuje se dodržování utahovacího momentu v toleranci ± 10 % -> utažení se provádí momentovým klíčem

B) Elektricky nebo pneumaticky

Šrouby se šestihrannou a čtyřhrannou hlavou utahujeme maticovými klíči
Šrouby s drážkou v hlavě utahujeme vhodným šroubovákem
Při práci se šroubovákem NESMÍ být levá ruka proti činné části šroubováku -> nebezpečí úrazu

Nářadí pro práci se šrouby a maticemi
Otevřený klíč oboustranný
Otevřený klíč jednostranný
Otevřený klíč s krátkou rukojetí
Oboustranný zavřený klíč na šestihrany
Hluboce vyhnutý oboustranný zavřený klíč na šestihrany
Otevřený a zavřený klíč
Jednostranný trubkový klíč na šestihrany
Oboustranný trubkový klíč
Nástrčný klíč nástavný
Nástrčný klíč na čtyřhrany
Ohnutý šestihranný zástrčný klíč
Čtyřhranný zástrčný klíč
Zavřený klíč na čtyřhrany
Zavřený klíč na šestihrany
Plochý šroubovák
Křížový šroubovák
Šroubovák zakončený šestihranem - imbus

Pro urychlení práce se používají elektrické šroubováky

Pojištění šroubových spojů

Všechny závity u spojovacích šroubů jsou samosvorné - za běžných okolností (bez dynamického zatížení, chvění, ...) se nemůže povolit

Rozeznáváme pojištění se:
A) Silovým stykem
Přítužná matice
Pružná podložka
- Nejčastější způsob pojištění
- Kalené
- Šikmo proříznuté a s tak ohnutými konci, že styková plocha při utahování po matice ostří klouže
- Po dotažení pružící konce podložky a její ostří zabraňují uvolnění matice, i když na spoj působí chvění a dynamické namáhání
Berma matice
Maticí, která má v sobě plastickou hmotu

B) Tvarovým stykem
Závlačky
- Prostrčí se dírou vyvrtanou v dříku šroubu nad maticí nebo dírou procházející maticí a dříkem
- Konce závlačky se rozehnou
Kolíky
Dráty
Speciální podložky (např. podložka s jazýčkem)
- Uchycení podložky na okraji blízké hrany s druhým koncem opřeným o hlavu nebo matici -> brání pootočení šroubu

C) Materiálovým stykem - málo používané
Přivaření hlavy šroubu
Barvou (plombování), lepidlem

Renovace a údržba šroubových spojů

Vzhledem k nízké ceně se šrouby, podložky a matice neopravují, ale nahrazují novými
Nutná kontrola zda není poškozen závit

Opravy vnitřního závitu:
Převrtáním na větší závit
Vyvložkováním (např. vložkou Heli-Coil)
- Speciálními nástroji se zašroubují do připravené díry
- Používají ji výrobci automobilů do hliníkových bloků -> závit má vlastnosti jako by byl vyříznut v oceli

2.1.1.1 ZÁKLADNÍ DRUHY A ČÁSTI ŠROUBOVÝCH SPOJŮ

Základní druhy šroubových spojů

Šroub s hlavou a maticí	Spoj zašroubovaným šroubem s hlavou - maticí je materiál	Spoj závrtným šroubem a maticí
		Používá se pro spoje: Kde se předpokládá častá demontáž Pro materiály s nižší odolností proti opotřebení (šedá litina, některé slitiny hliníku) Montáž vyžaduje od pracovníka značné zkušenosti

Základní části šroubového spoje

Šrouby

Každý šroub je určen průměrem závitu a normou!

Druhy šroubů

Přesný šroub s šestihrannou hlavou
Značení:
- ŠROUB EN ISO 4014 M10x50
- ŠROUB M10x50, ČSN 02 1101
Tvar A (Závit je řezaný - lze prodloužit)
Tvar B (Závit je tvářený - prodloužit nelze)

Lícované šrouby
ČSN 02 1111
Nutné lícované otvory -> zvýšená pracnost a použití jen v nutných případech

Šroub s vnitřním šestihranem - imbus
Většinou vyrobeno z kvalitnějších materiálu
Při utahování lze použít "větší" sílu

Závrtné šrouby
Různé délky závitů dle spojovaného materiálu
- Ocel: e = d
- Litina: e = 1.25d
- Slitiny hliníku: e = 2d
Použití u spalovacích motorů

Šrouby do plechu
Vrtáme díru o velikosti malého průměru závitu

Samořezné šrouby
Pro plastické hmoty
Existují i speciální šrouby, které si sami vyvrtají díru do měkých ocelí - šroub je jen na jedno použití

Název	Norma
Šrouby se šestihrannou hlavou – Výrobní třída A a B	EN ISO 4014 (02 1101)
Šrouby se šestihrannou hlavou s jemným metrickým závitem – Výrobní třída A a B	EN ISO 8765 (02 1103)
Přesné šrouby se šestihrannou hlavou s pojistným otvorem	02 1104
Přesné šrouby se šestihrannou hlavou se zářezem	02 1105
Lícované šrouby s dlouhým závitem	02 1111
Lícované šrouby s krátkým závitem	02 1112
Odtlačovací šrouby s čípkem	02 1115
Odtlačovací šrouby s hrotem	02 1116
Upínací šrouby s osazeným koncem	02 1121
Upínací šrouby s nákružkem a s čípkem	02 1122
Upínací šrouby do obrobených upínacích T drážek	02 1124
Šrouby s válcovou hlavou s dírami v hlavě	02 1128
Šrouby s malou válcovou hlavou	02 1130
Šrouby s válcovou hlavou – Výrobní třída A	EN ISO 1207 (02 1131)
Šrouby s válcovou hlavou čočkovitou	02 1135
Šrouby s válcovou hlavou zaoblenou – Výrobní třída A	EN ISO 1580 (02 1137)
Šrouby s válcovou hlavou s vnitřním šestihranem	EN ISO 4764 (02 1143)
Šrouby s půlkruhovou hlavou s křížovou drážkou ve tvaru H nebo Z – Výrobní třída A	EN ISO 7045 (02 1138
Šrouby s půlkulovou hlavou	02 1146
Šrouby se zápustnou hlavou – Výrobní třída A	EN ISO 2009 (02 1151)
Šrouby se zápustnou hlavou s křížovou drážkou tvaru H nebo tvaru Z – Výrobní třída A. Část 1: Ocel pevnostní třídy 4.8	EN ISO 7046-6 (021152)
Šrouby se zápustnou hlavou s křížovou drážkou ve tvaru H nebo tvaru Z – Výrobní třída A. Část 2: Ocel pevnostní třídy 8.8, korozivzdorná ocel a neželezné kovy	EN ISO 7046-2 (02 1152)
Šrouby se zápustnou hlavou čočkovitou – Výrobní třída A	EN ISO 2010 (02 1155)
Šrouby se zápustnou hlavou čočkovitou s křížovou drážkou tvaru H nebo tvaru Z – Výrobní třída A	EN ISO 7047 (02 1156)
Šrouby s vysokou rýhovanou hlavou	02 1161
Šrouby s nízkou rýhovanou hlavou	02 1162
Křídlaté šrouby	02 1165
Přesné otočné šrouby s okem	02 1167
Šrouby na přivařování	02 1169
Závrtné šrouby do matic pro obrobené upínací T drážky	02 1173
Závrtné šrouby do oceli	02 1174
Závrtné šrouby do litiny	02 1176
Závrtné šrouby do slitin hliníku	02 1178
Stavěcí šrouby s drážkou a s plochým koncem	EN 24766 (02 1181)
Stavěcí šrouby s drážkou a kuželovým důlkem	EN 27436 (02 1182)
Stavěcí šrouby s drážkou a s čípkem	EN 27435 (02 1183)
Stavěcí šrouby s drážkou a s hrotem	EN 27434 (02 1185)
Stavěcí šrouby se čtyřhrannou hlavou a s kružnicovým ostřím	02 1186
Stavěcí šrouby s vnitřním šestihranem a kuželovým koncem	02 1187
Stavěcí šrouby s vnitřním šestihranem a s čípkem	02 1189
Stavěcí šrouby s vnitřním šestihranem a hrotem	02 1191
Přesné šrouby s malou šestihrannou hlavou	02 1201
Přesné šrouby s malou šestihrannou hlavou a s dírou pro závlačku	02 1203
Přesné šrouby s malou šestihrannou hlavou a pojistnou dírou v hlavě	02 1205
Přesné šrouby s malou šestihrannou hlavou se závitem k hlavě	02 1207
Přesné šrouby s malou šestihrannou hlavou s pojistnou dírou a se závitem k hlavě	02 1208
Závitořezné šrouby s válcovou hlavou	02 1226
Závitořezné šrouby s půlkulovou hlavou	02 1227
Zápustné závitořezné šrouby	02 1228
Zápustné závitořezné šrouby s hlavou čočkovitou	02 1229
Šrouby do plechu se šestihrannou hlavou	EN ISO 1479 (02 1231)
Šrouby do plechu s válcovou hlavou	EN ISO 1481 (02 1232)
Šrouby do plechu s půlkulatou hlavou s křížovou drážkou	EN ISO 7049 (02 1235)
Šrouby do plechu se zápustnou hlavou	EN ISO 1482 (02 1236)
Šrouby do plechu se zápustnou hlavou a s křížovou drážkou	EN ISO 7050 (02 1237)
Šrouby do plechu se zápustnou hlavou čočkovitou s průběžnou drážkou	EN ISO 1483 (02 1238)
Šrouby do plechu se zápustnou hlavou čočkovitou s křížovou drážkou	EN ISO 7051 (02 1239)
Šrouby s půlkulovou hlavou a s nosem do kovu	02 1315
Korečkové šrouby s plochou kulovou hlavou	02 1318
Šrouby s nízkou zaoblenou hlavou velkou a čtyřhranem – Výrobní třída C	ISO 8677 (02 1319)
Zápustné šrouby s nosem	02 1324
Šrouby s hlavou T a se čtyřhranem	02 1343
Šrouby s velkou čtyřhrannou hlavou do tvrdého dřeva	02 1352
Křídlaté šrouby	02 1365
Hrubé otočné šrouby s okem	02 1367
Šrouby na zvedání základových šroubů	02 1368
Závěsné šrouby	02 1369
Hrubé šrouby s okem	02 1371
Třmenové šrouby	02 1372
Šrouby s hákem pro napínače	02 1386
Šrouby do zdi a do základů	02 1391
Základové šrouby	02 1393
Šrouby pro napínače a navařovací konce	02 1399

Matice

Druhy matic

Název	Norma
Šestihranná matice, typ I – Výrobní třída A a B	EN ISO 4032 (02 1401)
Přesné šestihranné matice malé	02 1402
Šestihranné matice nízké (se zkosením) – Výrobní třída A a B	EN ISO 4035 (02 1403)
Šestihranné matice nízké (bez zkosení) – Výrobní třída A a B	EN ISO 4036 (02 1407)
Korunové matice	02 1411
Korunové matice nízké	02 1412
Přesné korunové matice malé	02 1413
Drobné čtyřhranné matice nízké	02 1416
Uzavřené matice	02 1431
Válcové matice s dírami	02 1441
Válcové matice s drážkou	02 1444
Kruhové matice se zářezy	02 1449
Kruhové matice se zářezy a s drážkou	02 1450
Kruhová matice se zářezy pro upínací a stahovací pouzdra (KM)	ISO 2982-2 (02 3630)
Rýhované matice	02 1461
Rýhované matice nízké	02 1462
Pojistné matice dvojdílné	02 1491
Samojistné matice šestihranné s nekovovou vložkou, typ I	EN ISO 7040 (02 1492)
Samojistné matice šestihranné s nekovovou vložkou – nízké	EN ISO 10511 (02 1495
Matice do obrobených upínacích T drážek	02 1529
Šestihranné matice – Výrobní třída C	EN ISO 4034 (02 1601)
Prodlužovací matice	02 1604
Hrubé šestihranné matice s oblým závitem	02 1609
Hrubé korunové matice	02 1611
Čtyřhranné matice k základovým šroubům	02 1624
Křídlaté matice	02 1665
Závěsné matice	02 1669
Matice pro napínače	02 1682

Podložky

Výroba ve třídách A, C (dle ČSN ISO 4759)

Vkládají se pod matici a i pod hlavu šroubu v následujících případech:
- Pro rozdělení tlaku na větší plochu, aby se šroubový spoj (hlava, matice) nezatlačoval do měkčího materiálu (dřevo, kůže, plasty, ...)
- Prochází-li šroub oválnou dírou nebo s velkou vůlí
- Je-li dosedací plocha neobrobená, drsná, nerovná, ...
- Má-li zamezit odírání součásti při častém uvolnění matice
- Vyrovnání sklonu

Druhy podložek

Název	Norma
Ploché kruhové podložky – běžná řada – výrobní třída A	EN ISO 7089 (02 1701)
Ploché kruhové podložky bez zkosení – běžná řada – výrobní třída A	EN ISO 7090 (02 1702)
Podložky pod šrouby s válcovou a půlkruhovou hlavou	EN ISO 7092 (02 1703)
Ploché kruhové podložky – běžná řada – výrobní třída C	EN ISO 7091 (02 1721)
Čtyřhranné podložky pro dřevěné konstrukce	02 1724
Podložky pod nýty	02 1726
Ploché kruhové podložky – velká řada – výrobní třída A a C	EN ISO 7093-1,2 (02 1727)
Podložky se čtvercovým otvorem pro dřevěné konstrukce	02 1728
Vyduté podložky	02 1731
Pružné podložky prohnuté	02 1733
Pružné podložky prohnuté tenké	02 1734
Podložky pro tyče I,U,IE,UE	02 1739
Pružné podložky se čtvercovým průřezem	02 1740
Pružné podložky se obdélníkovým průřezem	02 1741
Ozubené podložky	02 1744
Vějířové podložky s vnějším ozubením	02 1745
Vějířové podložky s vnitřním ozubením	02 1746
Pojistné podložky s jazýčkem	02 1751
Pojistné podložky s nosem	02 1753
Pojistné podložky k maticím upínacích pouzder	ISO 2982-2 (02 3630)
Závlačky	EN ISO 1234 (02 1781)

2.1.1.2 MATERIÁL ŠROUBOVÝCH SPOJŮ

Šrouby a matice

Např. Šroub ISO 4014 M10x60 8.8 A3L

Označení pevnostních tříd

Pevnostní třída		Odpovídající materiál	První doplňková číslice
ISO	ČSN
3,6	4A		0
4,6	4D	11 343; 11 373; 11 423
4,8	4S
5,6	5D	11 500	1
5,8	5S		2
6,8	6S		3
6,9	6G
-	8E		4
8,8	8G	12 042	5
-	10G		6
10,9	10K	14 020	7
12,9	12K		9

Označení povrchové úpravy

Kov/slitina povlaku		Tloušťka				Vzhled a chromátování (pouze na zinkových nebo kadmiových povlaku)
Označení	Slitina	Jeden kov	Dva kovy	Dřívější značení 2. doplňkovou číslicí		Označení	Vzhled povrchu	Pasivace chromátováním - charakteristická barva
				Doplňková číslice	Povrchová úprava
A	Zn (Zinek)	Není stanovena	-	0	Bez úpravy	A	Matný	Bezbarvý
B	Cd (Kadmium) - V některých zemí ZAKÁZÁNO	3	-	1	Kovově čistý	B		Namodralý až duhový (jen pro zinkový podklad)
C	Cu (Měď)	5	2 + 3	2	Černění (Bronýrování)	C		Žlutý až žlutohnědý, měňavý
D	CuZn (Mosaz)	8	3 + 5	3	Fosfátování	D		Olivově zelená až olivově hnědá
E	Ni (Nikl)	10	4 + 6	9	Zvláštní předpis	E	Pololesklý	Bezbarvý
F	NiCr (Nikl - Chrom)	12	4 + 8	4	Kadmiování - V některých zemí ZAKÁZÁNO	F		Namodralý až duhový (jen pro zinkový podklad)
G	CuNi (Měď - Nikl)	15	5 +10	5	Zinkování	G		Žlutý až žlutohnědý, měňavý
H	CuNiCr (Měď - Nikl - Chrom)	20	8 +12	6	Mosazení	H		Olivově zelená až olivově hnědá
J	Sn (Cín)	25	10 +15	7	Niklování	J	Lesklý	Bezbarvý
K	CuSn (Měď - Cín)	30	12 +18	8	Chromatování	K		Namodralý až duhový (jen pro zinkový podklad)
L	Ag (Stříbro)					L		Žlutý až žlutohnědý, měňavý
N	CuAg (Měď - Stříbro)					M		Olivově zelená až olivově hnědá
P	ZnNi (Zinek - Nikl)					N	Vysoce lesklý	Bezbarvý
Q	ZnCo (Zinek - Kobalt)					P	Libovolný	Namodralý až duhový (jen pro zinkový podklad) nebo žlutý až žlutohnědý, měňavý nebo olivově zelená až olivově hnědá
R	ZnFe (Zinek - Železo)					R	Matný	Hnědočerný až černý
						S	Pololesklý	Hnědočerný až černý
						T	Lesklý	Hnědočerný až černý
						U	Vysoce lesklý	Bez úpravy chromatováním

Použití dle materiálu

Materiál	Použití
11 343; 11 373; 11 423; 11 500	Běžné staticky namáhané spoje
12 042	Lícované šrouby namáhané smykem
12 042;14 240	Dynamicky namáhané spoje s možností přetížení

Podložky

1. Doplňková číslice	Materiál	2. Doplňková číslice	Povrchová úprava
1	Ocel 11 423	0	Bez úpravy
2	Slitina Al-Cu-Mg 42 4201.60	1	Kovově čistý
3	Měď 42 3005	2	Černění
4	Bronz 42 3216	3	Fosfátování
5	Mosaz 42 3213	4	Kadmiování a chromátování
6	Olovo 42 3734	5	Zinkování a chromátování
7	Lepenka ČSN 50 3177	6	Mosazování
8	Tvrzený papír ČSN 64 4111	7	Niklování
9	Podle zvláštního ujednání	8	Chromování
		9	Podle zvláštního ujednání

2.1.1.3 ZÁVITY

Druhy závitů

Název závitu	Označení	Vrcholový úhel	Použití
Metrický závit	M	60°	Jemný metrický závit - Matice s velkým průměrem, v jemné mechanice, tenkostěnné duté součásti Hrubý metrický závit - Běžné druhy šroubů a matic (ale také na hřídelích a koncích svorníků k upevnění ručních kol, klik, spojových kotoučů, atd.) .
Whitworthův závit	W	55°	Již se nepoužívá (pouze při opravách na zařízeních, kde se tento druh závitu vyskytuje).
Trubkový závit válcový	G	55°	Spojování potrubí menších rozměrů (závit je "těsnější" než ostatní druhy)
Trubkový závit kuželový vnější	R	55°
Trubkový závit kuželový vnitřní	Rc	55°
Oblý závit	Rd	30°	Spojovací šrouby u železničních vozů, šrouby k velkým ventilům a šoupátkům.
Lichoběžníkový závit rovnoramenný jednochodý	Tr	30°	Pro pohyblivé šrouby (vřetenové lisy, šrouby zdvihadel a zkušebních trhacích strojů)
Lichoběžníkový závit rovnoramenný vícechodý	Tr	30°
Lichoběžníkový závit nerovnoramenný (pilový)	Sd	30°

Poznámka: Následující tabulka ukazuje pouze základní druhy závitů bez ohledu, že existující další varianty uvedených závitů, které lze najít ve strojnických tabulkách či v jiných publikacích podobného zaměření.

Základní geometrické charakteristiky závitu

Velký průměr závitu šroubu – matice (d – D)
Malý průměr závitu šroubu – matice (d3 – D1)
Střední průměr závitu šroubu – matice (d2 – D2, d2=D2)
Nosná hloubka závitu (h)
Rozteč závitu (P)
Stoupání závitu (Ph)
- Pro závit jednochodý: Ph = P
- Pro závit vícechodý: Ph = n.P
- n … Počet chodů šroubovice závitu
Vrcholový úhel (a)
Úhel stoupání šroubovice závitu (b)
Výška matice (H)

Samosvornost závitu

2.1.1.4 POHYBOVÉ ŠROUBY

Slouží k přenosu otáčivého pohybu na pohyb přímočarý a zároveň převod točivého momentu na sílu působící v ose šroubu (svěráky, šroubové lisy, šroubové zvedáky, suporty u obráběcích strojů)
Pro snížení tření se používají lichoběžníkové závity vícechodé

Pohybové šrouby přenášející pohyb a silové zatížení v:
A) obou směrech - lichoběžníkový závit rovnoramenný
B) jednom směru - lichoběžníkový závit nerovnoramenný

Konstrukce:
Šroub se otáčí a matice se pohybuje ve směru osy (axiálně) a unáší s sebou i suport stroje, který je s maticí pevně spojen
U šroubového lisu nebo zvedáku se se šroub nejen otáčí, ale i zároveň posouvá ve směru své osy

2.1.1.5 MONTÁŽ ŠROUBOVÝCH SPOJŮ

Montáž maticových šroubů

Šroub se prostrčí průchozí dírou a ručně se na něj našroubuje matice až do dosednutí k spojovaným součástem
Po usazení všech šroubů se dotahují matice nadvakrát klíčem (1 - dosednutí, 2 - požadované předpětí)
Šrouby a matice se někdy zajišťují proti uvolnění

Montáž šroubů zašroubovaných do materiálu

Šroub se do díry se závitem nejdříve našroubuje ručně a po ustavení všech šroubů se postupně dotahují klíčem nebo šroubovákem
Aby se po dotažení zabránilo ohnutí šroubu je nutné při montáži dodržet:
Souosost obou děr
Kolmost uložení šroubu

Montáž závrtných šroubů

Závrtný šroub se nejdříve do díry v jedné součásti pevně zašroubuje a v druhé součásti je uložen v průchozí díře bez závitu
Spoj se stáhne maticí

Montáž závitových kolíků

Nejdřív se pro závitový kolík provrtá v náboji díra, do níž se vyřeže závit
Po nasazení a ustavení součásti s nábojem na hřídeli se do díry našroubuje závitový kolík
Dotažením kolíku na hřídeli vznikne důlek
Po sejmutí náboje se vzniklý důlek navrtá na patřičné rozměry
Součást s nábojem se opět nasadí na hřídel a závitový kolík se utáhne až na dosednutí do důlku

Montáž stavěcích šroubů

Zavrtávají se do hřídele a prochází otvorem v náboji

Montáž základových šroubů

Pro šrouby se v základu stroje vytvářejí komůrky, které se po vložení základových šroubů zalévají řídkým cementem
Po zatvrdnutí cementu se stroj ustaví - nasadí a utáhne matice

Montáž vrutů

Pro vruty s různými tvary hlav se vrtají do dřeva díry vrtákem nebo nebozezem
Vrut se nejdříve našroubuje ručně a pak utáhne šroubovákem nebo klíčem

2.1.2 KOLÍKOVÉ SPOJE

Spojení s tvarovým stykem
Kolík je v jedné nebo ve více součástí usazen s předpětím způsobeným přesahem naráženého kolíku vůči díře nebo kuželovitosti zaráženého kolíku -> jsou lícované
Rozebiratelné spojení (častější montáž - demontáž snižuje spolehlivost)

Použití:
Zajišťují vzájemnou polohu součástí
Odlehčují méně pevné spoje (např. lepené)

Nevýhody:
Zeslabují nosný průřez
Otřesy se uvolňují

Druhy kolíků

Válcové kolíky
Mají průměr nepatrně větší než je průměr otvoru, do kterého se budou zarážet
Mohou se uvolnit, pokud je spoj vystaven rázům a vibracím nebo častou demontáží-montáží

Kolíky s roznýtovanými konci
Je opatřen otvory pro snažší roznýtování
Mohou tvořit pevné i pohyblivé spoje

Kuželové kolíky
Kuželovost 1:50 zajišťuje samosvornost -> větší bezpečnost
Po zaražení vznikne tření jako u klínových spojů
Pro neprůchozí otvory (kolík nelze z druhé strany vyrazit) se používají kolíky, které mají na vnější straně nebo uvnitř závit -> pro možnost demontáže

Rýhované kolíky
Na povrchu mají podélné ostré rýhy -> zaříznou se do materiálu -> větší bezpečnost

Pružné kolíky
Vyrobeny z jakostní oceli
V podélném směru rozříznutý
Vnější průměr je větší než otvor, do kterého se bude kolík zarážet
Po zaražení má kolík snahu se roztáhnout na původní průměr -> vznik tření

Pojistné kolíky
Chrání pracovní stroj před přetížením a následným poškození
Překročí-li točivý moment určitou mez, dojde k přestřižení kolíku
Může být součástí spojky

Hřeby, šroubové hřeby, rýhované hřeby
Nahrazují nýty i šrouby u málo namáhaných spojů

Účel a použití kolíkových spojů

Účel a použití	Druh kolíku
Spoj nebo upevnění dvou součástí, např. kola na hřídeli, tyče v objímce	Spojovací a upevňovací příčné
	Spojovací a upevňovací podélné (spárové)
Přesné vzájemné vymezení polohy dvou spojovaných součástí, např. dvou polovin skříně převodovky, slícování desek při výrobě přípravků. Pojištění proti posunutí	Zajišťovací a vymezovací
Pojištění strojních součástí proti přetížení, např. střižný kolík u pojistné spojky	Střižné
Kloubové a otočné spojení dvou součástí	Kloubové

Materiál kolíků

Nekalené kolíky: automatová ocel 11 140 nebo ocel 11 600
Kalené kolíky: oceli třídy 16 a 19 např. 19 421.4
Pružné kolíky: 11 700.4 či jiné materiály pro kalení

Uložení kolíků

Otvory nutno vystružit:
Válcový a kuželový kolík: H7
Pružný a rýhovaný kolík: H12 (nemusí se vystružovat)
Spojení dvou součástí nebo jejich pojištění - přechodné uložení:
- Válcový kolík: m6
- Otvor: H7

Pro otočné spojení se používá kolík s pro roznýtování s tolerancí h11

Montáž kolíkových spojů

Při montáži se nejdříve do ustavených součástí vyvrtá díra, do níž se mírným tlakem vloží kolík
Kolík se upevní (k dosažení přesahu) rázy nebo zalisováním

2.1.3 ČEPOVÉ SPOJE

• V podstatě jsou jen " tlustší kolíky "
• Většinou uloženy s vůlí -> pro vytvoření kloubového spojení
• Mohou nahrazovat krátké nosné hřídele pojezdových vozidel, kladek -> musí se mazat

Druhy čepů

Bez hlavy
Bez děr
S dírami pro závlačky

S hlavou
Bez děr
S dírami pro závlačky
Se závitovým koncem

Název	Norma
Čep bez hlavy Tvary A a B	EN 22340 (02 2101)
Čep s hlavou – Tvar A	EN 22341 (02 2109
Čep s hlavou – Tvar B	02 2112

Materiál čepů

Materiál čepů je podobný jako u kolíků
- Nekalené čepy: 11 140; 11 500; 11 600
- Kalené a cementované čepy: 12 020.9; 14 220.9

Materiál čepů volíme tvrdší než u vidlice a táhla
Kalení a cementování použijeme tehdy, pokud pod vlivem velkých dynamických sil ve spoji vznikají velké tlaky ve stykových plochách

Uložení čepů

Obvyklá uložení čepového spoje :
- Pro normalizované čepy: f8; h8; h11
- Otvory pro čep: H8; D9; D11
- Otvory pro čep ve vidlici: K8; M8 (pokud čep nebude pojištěn proti pootočení)

Čep se pojišťuje proti osovému posuvu závlačkami nebo pojistnými kroužky

Montáž čepových spojů

Spojovací čepy (s hlavou nebo bez) se pevně ukládají do jedné ze součástí a druhá součást se nasazuje na čep
Pevného uložení čepu se dosahuje nalisováním nebo zajištěním kolíkem či perem
Proti axiálnímu posunutí se čep pojišťuje závlačkou, pojistným kroužkem, atd.

2.1.3.1 POJIŠTĚNÍ ČEPOVÝCH SPOJŮ

Čepy se pojišťují proti:

A) Podélnému posunutí:
Závlačkami a podložkami
Pojistnými (seegerovy), třmenovými kroužky
- Kroužek se vkládá do drážky v jedné ze součástí a druhá součást se o něj opírá
- Pojistný kroužek drží v drážce pružností materiálu
Maticí a podložkou (čep musí mít závit)

B) Pootočení:
Kolíky
Přídržkou se šroubem

2.1.4 SPOJENÍ HŘÍDELE S NÁBOJEM

Skupina spoje	Druh spoje	Součinitel vrubové houževnatosti krut ohyb	Vlastnosti a použití
S tvarovým stykem	Příčný kolík	Velké	Malý kroutící moment Podřadné Levné
	Těsné nebo výměnné pero	1,4 až 2,1 1,9 až 2,8	Střední kroutící moment Statické zatížení v jednom smyslu (např. příruby spojky) Nejčastější spoj Nepojištěno osově
	Kotoučové pero	2 až 3
	Drážkový (lehká, střední a těžká řada: 6 až 20 drážek)	1,9 až 2,2 -	Střední a velký kroutící moment Rázové a střídavé zatížení Též pro pro přesuvné náboje např. přesuvné ozubené kolo v převodovce Středění: Vnější nebo na boky
	S jemným drážkováním: 15 až 42 drážek	1,5 3,6	Velký kroutící moment Méně zeslabuje hřídel -> menší tlak Náboj možno přesadit o velmi malý úhel Příklad: Uchycení konce torzní tyče Nevhodné pro přesuvné náboje
	S evolventní drážkováním: 6 až 82 drážek		Velký kroutící moment Rázové zatížená Nejmodernější drážkování Náboj možno na hřídeli přesadit o malý úhel Příklad: Unášení lamel u lamelové spojky Středění: Vnější nebo na boky drážek
	Neokrouhlé spoje P3 PC4	1,1 až 1,3 -	Střední kroutící moment Velké též střídavé zatížení Samostředící Nevhodné pro přesuvné náboje
Předepjaté s tvarovým stykem	Podélný kolík	1,8 až 2 -	Malý kroutící moment Pojišťuje se i osově
	Vsazený kolík		Stření kroutící moment Pojišťuje se i osově
	Drážkový klín
	Tangenciální klín		Velký kroutící moment Rázové i střídavé zatížení Příklad: Setrvačník na hřídeli
Se silovým stykem (tření)	Svěrný spoj se šroubem	-	Střední kroutící moment Střídavé zatížení Náboj přestavitelný Snadná demontáž Lze jej namontovat i na hladké hřídele Nepotřebuje osové pojištění
	Svěrný šroub s kuželem	1,25	Střední kroutící moment Střídavé zatížení Snadná demontáž Náboj je možno na hřídeli libovolně pootočit Nepotřebuje osové pojištění
	Rozpěrný spoj pružnými kroužky	1,1 až 1,3 1,2 až 1,6	Malý kroutící moment Střídavé zatížení Snadná demontáž Náboj lze namontovat kamkoliv na hladký hřídel a libovolně pootočit Nepotřebuje osové pojištění Není možno středit
	Rozpěrný spoj upínacím pouzdrem	1,5 1,7
	Rozpěrný spoj hvězdicovými podložkami	1,1 až 1,3 1,5 až 1,6	Malý kroutící moment Malé upínací síly
	Tlakový spoj	1,4 až 1,8 1,7 až 2,7	Střední a velký kroutící moment Zatížení střídavé a rázové I pro krátké náboje při velkých kroutících momentech Obtížně rozebíratelný spoj Nepotřebuje osové pojištění

Hodnoty vrubové houževnatosti platí pro materiál 11 500 a 12 040

2.1.4.1 KLÍNOVÉ SPOJE

Vytváří rozebiratelné spojení dvou strojních součástí

Slouží:
Pro přenos silového zatížení a pohybu
K nastavení vzájemné polohy dvou součástí (popř. vymezení vůle mezi dvě součástmi)

Podstatou funkce je tření ve stykovými plochami (klín a spojovaná část)-> vznikne zaražením klínu mezi spojované části -> spoje se silovým stykem
Používají ke spojení hřídele s náboje pro přenos točivého momentu (rotačního pohybu), kde NENÍ POŽADOVÁNA souosost spojovaných částí

Druhy a provedení klínových spojů

1. Klínové spoje s podélným klínem

Klín má v podélném směru úkos
Zaráží se ve směru osy hřídele mezi hřídel a náboj -> po zaražení vznikne tlaková síly mezi stykovými plochami spojovaných součástí vlivem úkosu -> vznikne tření, které umožňuje přenos točivého momentu
Čím víc je klín zaražen, tím je větší tření
Tento spoj není vhodný, kde jsou vysoké otáčky -> vznik vibrací v důsledku zaražení klínu dochází k vyosení náboje -> vznik odstředivých sil
Vibrace lze částečně kompenzovat, když se použijí dva klíny proti sobě

Podélné klíny se vyrábějí:
S nosem
Použití tam, kde není možné při demontáži klín vyrazit z druhé strany
Bez nosu

Dále rozeznáváme klíny:
Třecí
Používá se pro přenos malého silového zatížení
Spodní strana klínu je válcově zaoblena (podle poloměru hřídele)
Drážka je pouze v náboji -> nezeslabuje průřez hřídele

Ploský
Může přenášet větší silové zatížení než klín třecí
Na spodní strana je rovná a v hřídeli je odpovídající ploška
V náboji je drážka jako u třecího klínu

Drážkový
Schopen přenášet velké silové zatížení
Drážka je v náboji i ve hřídeli -> zeslabuje se průřez hřídele
Stejný tvar jako klín ploský

Tangenciální
Použití pro přenos velkých točivých momentů působící střídavě v obou směrech otáčení hřídele
Zaráží se VŽDY DVA proti sobě
Drážky v hřídeli a v náboji je drážka v tangenciálním (tečném) směru k povrchu stykové plochy hřídele s nábojem

Všechny výše zmíněné klíny mají podélném směru úkos 1:100
Stejný úkos má i šířka v náboji

2. Klínové spoje s příčným klínem

Silové zatížení působí kolmo k ose klínu
Mohou mít úkos na jedné straně nebo na obou
Zaráží se kolmo k podélné ose spojovaných součástí

Podle účelu rozlišuje příčné klíny na:

A) Spojovací
Používají se ke spojení strojních součástí a k přenosu silového zatížení z jedné části na druhou
Může být proveden:

Bez předpětí
Silové zatížení musí působit pouze jedním směrem a během provozu se nesmí měnit -> Pokud by přestala působit síla (např při změně směru otáčení) klín by se uvolnil

S Předpětím
Může přenášet vnější silové zatížení, které během provozu mění svůj směr
Předpětí je realizováno pomocí:
- Nákrůžku
- Kužele
- Dvou klínových spojů umístěných proti sobě

B) Stavěcí
Používají se:
- K ustanovení vzájemné polohy dvou částí vůči sobě
- Vymezení vůle mezi součástmi

Mají jednostranný úkos
Nastavení polohy se provede např. pomocí šroubů

Montáž klínových spojů

Nutné přilícovat do drážky hřídele či náboje pilováním nebo zaškrabáváním
Nejprve se usadí spojované součásti a pak se paličkou zarazí klín do drážek

2.1.4.2 PEROVÉ SPOJE

Rozebiratelné spojení
Spoj s tvarovým stykem -> silové zatížení se přenáší přes boční plochy pera (tvar)

Použití:
Pro přenos točivého momentu
Zajištění axiálního pohybu náboje po hřídeli

Nahrazuje již méně používané spoje klínové
Pero má stejný tvar jako drážkový klín bez nosu
Na konci obvykle zaoblené
Při rotaci nedochází k vibracím a k chvění (náboj není vyosen jako u klínového spoje)
Mezi horní plochu pera a drážkou v náboji je vůle -> pero radiálně nepůsobí (silově) na náboj
Rozměry per a drážek stanoví příslušné normy ČSN
Délka pera se musí zjistit výpočtem nebo je dána délkou náboje

Druhy per

Těsná
Šířka pera je o něco větší než šířka drážky -> do drážky v hřídeli se zasune mírným poklepem
Náboj se musí proti osovému posuvu pojistit, např. stavěcím šroubem

Výměnná
Použití: kde potřebujeme axiální posuv náboje po hřídeli -> délka pera je větší než délka náboje
V drážce jsou uchyceny dvěma stavěcími šrouby
Šířka pera je o něco menší než šířka drážky v náboji -> nedochází při pohybu ke tření mezi boky pera a stěnou drážky

Úsečová (Woodruffová)
Použití: Pro uložení krátkých nábojů
Větší zeslabení průřezu hřídele
Lze použít i když má drážka v náboji úkos -> díky půlkruhovému tvaru je pero schopno si nastavit nejvhodnější polohu

Montáž per

Nutné přilícovat do drážky hřídele či náboje pilováním nebo zaškrabáváním
Nejdříve usadí pero do drážky v hřídeli, přes které se naráží součást s nábojem
Pera jsou do drážek zalisována s značným přesahem -> zaráží se paličkou

2.1.4.3 DRÁŽKOVÉ HŘÍDELE

Slouží ke stejnému účelu jako spoje perové (přenos točivého momentu)

Použití: Kde se náboj po hřídeli často posouvá i při zatížení (např. v převodových skříních silničních automobilů)

Může přenášet velké dynamicky působící silové zatížení díky velkému množství "per" zhotovených na hřídeli
Přesné (dokonale ustředí spojované součásti), ale montážně nákladné

Druhy drážkování

Rovnoboké drážkování
Boky per a drážek jsou navzájem rovnoběžné
Výroba v několika variantách:
- Lehké
- Střední
- Těžké
Středění hřídele a náboje je provedeno buď na vnější nebo na vnitřní průměr, popř. i na boky

Evolventní drážkování
Má boky per i drážek ve tvaru evolventy
Středění hřídele a náboje je obvykle provedeno na boky per

Jemné drážkování
Charakteristické velkým počtem drážek
Možnost jemného nastavení vzájemné polohy (díky velkému množství drážek) hřídele a náboje (např. u řadící páky motocyklu)

Montáž drážkových spojů

Nejdřív se musí odstranit z drážek otřepy a oděrky
K přilícování se používá škrabáku nebo brousku, NIKDY né pilníku
Těsné uložení (k dokonalému ustředění hřídele a náboje) se provádí nalisováním spoje na hřídel, ZÁSADNĚ NE rázy paličkou či kladívkem
Nalisování se často provádí za tepla, kdy se součást s nábojem ohřeje na 80 až 120°C a nasune se na hřídel
Po vychladnutí se získá pevný spoj
Ručním sestavením součástí s drážkovým nábojem a hřídelem se vytváří přechodné a hybné uložení

2.1.4.4 SVĚRNÉ SPOJE

• Podstatou je tření, které vzniká ve stykových plochách spojovaných součástí
• Spoje se silovým stykem
• Použití: Pro snadné a rychlé spojení/rozpojení strojních součástí, kde je je potřeba snadná změna vzájemné polohy

Druhy a provedení

Svěrný šroub se šroubem
Použití: Pro snadné spojení součástí válcového nebo plochého tvaru (např. spojení kliky s hřídelem)
Šroubem lze vyvinout velkou přítlačnou sílu -> možno přenášet velké vnější silové zatížení

Svěrný spoj s kuželem
Použití: Pro spojení rotačních částí (např. hřídele s ozubením kolem)
Při malé hodnotě kuželovitosti nastává samosvornost -> svěrný spoj plní svojí funkci, i když se matice uvolní
Montáž:Na kužel se upevňují součásti ke koncům hřídelů nalisováním kužele do díry v součásti

Svěrný spoj s výstředním kotoučem
Použití: Pro rychlé upínání součástí např. při obrábění
Hodnota výstřednost (e) musí zajišťovat samosvornost spojení -> aby nedošlo k samovolnému pootočení výstředního kotouče

Svěrný spoj s hranolem
Méně přesné
Použití: Upevnění ručních kol, rukojetí

2.1.4.5 TLAKOVÉ SPOJE

Podstatou je tření vznikající ve stykových plochách, podobně jako u svěrných spojů
Patří mezi spoje se silovým stykem
Spojení bez použití spojovacích součástí
Jednoduché, spolehlivé, výrobně hospodárné

Vhodné pro válcové součásti:
Přenášející velké točivé momenty
Síly působící ve směru osy spojovaných součástí
Součásti kde kromě statických sil působí i síly dynamické (rázy)

Spolehlivost tlakového spoje závisí na:
Velikosti přesahu mezi čepem a pouzdrem (čím větší součást -> tím větší přesah)
Mechanických vlastnostech obou spojovaných materiálů (řím tvrdší a houževnatější materiál -> pevnější spoj)
Jakost povrchu stykových ploch (čím vyšší jakost povrchu -> tím pevnější spoj)

Druhy a provedení

Přímé nalisování za studena
Použití: U válcových součástí malých průměrů, kde se nekladou velké nároky na jakost spojení -> spojované součásti se částečně deformují
Čep nebo hřídel se vyrobí s určitým přesahem oproti otvoru v pouzdře
Přesahy musí být relativně malé, aby nedošlo k trvalým deformacím či poškození součástí
Nalisování se provede pomocí šroubového nebo hydraulického lisu
Pro snažší nalisování se náběhové hrany srazí

Tlakové spoje smrštěním nebo roztažením
Použití: U velkých válcových součástí
Čep se ochladí a pouzdro ohřeje, popř. naopak, aby součásti se do sebe lehce zasunuli
Po vyrovnání teplot se vyrovnají objemové rozdíly a vytvoří se pevný spoj, který je schopen přenášet i velké silové zatížení

2.1.5 NÝTOVÉ SPOJE

Nerozebíratelné spojení s tvarovým nebo silovým stykem
a) Tvarový styk
Je-li nýtováno za studena a nýty nejsou dostatečně zataženy, takže vnější silové zatížení se přenáší přes dříky
Nýty jsou namáhány na smyk
b) Silový styk
Je-li nýtováno za tepla a po vychladnutí se nýty zatáhnou tak, že se vnější silové zatížení přenáší pouze třením
Nýty jsou namáhány na tah

Při demontáži se vždy porušují spojované nebo spojovací části (nýty) - u nýtu se odsekne hlavička nebo jejich odvrtáním (velké nýty)

Vnější síly by se měli z jedné součásti přenášet na druhou pouze silově (třením)
Tření vzniká ve stykových plochá spojovaných součásti, pouze tehdy pokud jsou nýty zataženy
Dosaženo pouze tehdy, nýtuje-li se za tepla -> snížení energie potřebné k vytvoření závěrné hlavy
- Po snýtování nýty chladnou smršťují se a pevně svírají spojované části
- Za tepla vždy nýtovat parní kotle, tlakové nádoby, atd.
Při nýtování za studena je zatažení nýtů malé -> vnější síly se přenáší i přes dřík nýtu -> tvarový styk

Dříve hodně používáno při konstrukci příhradových konstrukcí (mosty, jeřáby), kotle, tlakové nádoby
Dnes se místo nýtování používá svařování a lepení
Stále se nýtování používá v letectví a při spojování tenkých plechů

Výhody:
Spolehlivost je ověřena mnohaletou praxí
Snadno kontrolovatelné
Podobají se šroubovým spojů, ale jsou pružnější než spoje svařované
Nedochází k deformacím způsobeným teplem jako u svařování

Nevýhody:
Rozebrání je možné jen porušením nýtu nebo spojovaných součástí
Nezaručují přesnou vzájemnou polohu spojovaných součástí
Ve spojovaných materiálech je třeba udělat díry
- Prostřižené díry - mohou být zdrojem trhlin
. Vrtané díry - přesnější, hladší, dražší
Spojované materiály jsou dírami zeslabovány
Nepropustnost je potřeba zvyšovat papírovou, plátěnou a vhodně impregnovanou vložkou a kotlové spoje je nutno těsnit přitužováním (temováním)
Hlučnost

Druhy nýtování

1. Přímé nýtování
Jedna součást se upraví tak, aby se nýtování dalo provést bez potřeby nýtů
Používá pro spojení těles s tenkými plechy
Jedna část se opracuje do tvaru válcového čepu, který se prostrčí otvorem v plechu a roznýtuje se
Použití:
Elektrotechnika
Jemná mechanika

2. Nepřímé nýtování
Častější použití
Spojování součástí (2 a více) se provádí nýty
Nýt má dosedací hlavu a dřík
Roznýtováním dříku vznikne závěrná hlava

Druhy nýtu

1. Konstrukční
Pro spojování prutů a nosníků ocelových konstrukcí jeřábů, mostů, stožárů
Nýty se zápustnou a čočkovitou hlavou se používají tam, kde by půlkruhová hlava překážela z bezpečnostních nebo provozních důvodů

2. Kotlové
K nýtování kotlů
Kromě pevnosti musí nýty zaručovat těsnost spoje
Pod hlavou mají límec, který se rozlemuje

3. Drobné
Pro spojení např. tenkých plechů

4. Zvláštní
Výbušné
Použití v letectví při nýtování tenkých plechů v nepřístupných místech (u křídel)
Střelný prach (v dříku nýtu) se k výbuchu uvede dálkově - elektricky
Duté
Používají se k uchycení plechů ke konstrukci, je-li k nýtovanému místu přístup pouze z jedné strany
Používají se speciální nýtovací kleště

Provedení nýtových spojů

1. Dle požadavků
Zámečnické
Na spoj nejsou kladeny zvláštní požadavky
Konstrukční
Požadavek na pevnost
Sudové
Požadavek na těsnost
Kotlové
Požadavek na pevnost i těsnost

2. Dle účelu
Pevné
Používají se při stavbě ocelových konstrukcí (mosty, jeřáby, stožáry, sloupy, skelety budov, střechy)
Nepropustné
Používají se při stavbě nádrží na kapaliny a plyny
Důraz na těsnost spojů
Malé silové zatížení
Pevné a nepropustné
Používají se při konstrukci kotlů, nádrží a potrubí
namáhání vnitřním přetlakem
Požaduje se velká pevnost a zároveň těsnost

3. Dle provedení
Jednořadé
Dvouřadé
Víceřadé
Přeplátované
Se stykovými deskami

Konstrukční zásady

Pro přímé nýtování volit materiál s dobrou tažností (např 11 300; 11 320; 11 343)
Pro přímé nýtování se hodí i hliník, měď a jejich slitiny
Stejné materiál se hodí i pro nýty (nepřímé nýtování)
U nepřímého nýtování se musí dodržet předepsaný průměr předvrtaného otvoru pro nýt pro dobrou kvalitu spoje
Nýty by se měli namáhat pouze smykem

Zhotovení nýtového spoje

Nejdůležitější nástroje:
Přítužník
Podpěrný hlavičkář
Hlavičkář

Pro urychlení práce se používá stlačený vzduch nebo elektrické kladivo
Součásti stažené svěrkou společně svrtáme (díra pro nýt musí být vrtána tak, aby bylo možno nýt snadno vtlačit do díry)
Hrany děr je nutné zahloubit
Zavedený nýt se v díře stáhne přítužníkem

Ocelové nýty
Do 10 mm - za studena
Nad 10 mm - za tepla
- Konce dříků se zahřejí do bílého žáru a opěrná hlava pouze do červeného žáru
- Dřík je předpěchován kladivem a hlava vytvořena hlavičkářem

Ruční nýtování

Ustavení a stažení součástí
Vyvrtání otvorů
Vystružení
Zkosení hrany
Vložení nýtu a zatažení
Předběžné pěchování dříku
Hrubé vytvoření závěrné hlavy
Dokončení závěrné hlavy hlavičkářem

2.1.6 SVÁROVÉ SPOJE

Svařování spojování kovových (nejčastěji ocelových) součástí i ale i součástí z plastů, v nerozebíratelný celek působením tepla nebo i tlaku a většinou s použitím přídavného materiálu stejného nebo podobného složení a mechanických vlastností jako má spojovaný materiál
Nahrazuje méně progresivní technologie (lití, nýtování)

Svařování se používá při:
výrobě nových strojů a konstrukcí (jeřáby, ropovody)
opravách

Výhody
Menší hmotnost svařovaných konstrukcí (oproti nýtování) - úspora materiálu
Trvanlivost
Pevnost pevnost spoje
Těsnost
Lze automatizovat - vyšší produktivita práce - Zjednodušení konstrukce
Snadná použitelnost při opravách mimo závod
V porovnání s nýtováním je bezhlučné
Možnost zkoušek bez porušení svarů - vady lze částečně opravit

Nevýhody
- Některé materiály nelze svařit

Zaručená svařitelnost	Podmínečně zaručená svařitelnost	Dobrá svařitelnost	Obtížná svařitelnost
Oceli 11 373 11 523 12 020 13 030	Oceli 13 123 14 220 14 223 16 320	Temperované litiny Oceli 10 370 12 030 14 331 15 331 17 022	Oceli 11 600 12 050 13 240 14 221 Neželezné kovy Kalitelné oceli Musí se předehřívat Oceli na odlitky Vyšší obsah uhlíku Vznik trhlin Šedá litina Předehřívá se na 650 °C

- Nerozebíratelnost spojů
- Úprava stykových ploch před svařováním
- Spoj tuhý a nepoddajný
- Vznik pnutí a deformací vlivem nestejného zahřátí uvnitř materiálu
- Vyšší nároky na kvalifikaci dělníků - periodické přezkušování

Konstrukční zásady pro svařence

Tavná svařitelnost je dána množstvím uhlíku v oceli (do 0,25 %), nad 0,5 % se svařování nedoporučuje
Tavná a odporová svařitelnost neželezných kovů je podmíněná druhem svařování
U složitějších svařenců se na výkres předepisuje (nad popisové pole): PO SVAŘENÍ ŽÍHÁNO NA ODSTRANĚNÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ a doplňkovou číslicí (2) k materiálu (např 11 373.2)
Svařence je vhodné obrábět na rozměr až po svaření
Svary navrhovat co nejmenší a nejkratší (kvůli vnitřnímu pnutí)

Dlouhé svary provádět přerušovaně (pokud by tím nebyla porušená těsnost, např. u nádrží)
Tloušťka svaru:

Minimální doporučovaná tloušťka svaru: 4 mm

Délka přerušovaného koutového svaru:

Nehromadit svary na jednom místě

Při konstrukci pamatovat na přístupnost při svařování

Typ svaru	Skloň elektrody
Koutový	45°
1/2V	30°

Velké množství výztuh umístěných blízko u sebe zvyšuje riziko pnutí a deformací
- U výztuh není vhodné používat ostré hrany - Řešení: srážení hran

Svary navrhovat tak, aby nebylo nutné svar obrábět
druh tupého svaru (I, V, U) se volí podle tloušťky materiálu

Druhy svarů

Tavné svary
a)Lemové
b)Tupé
Svar I
Svar U
Svar 1/2U
Svar V
Svar 1/2V
Svar W
Svar 1/2W
Svar X
Svar 1/2X
Svar Y
svar 1/2Y
c)Koutové
Koutový
Oblý
Děrový

Tlakové svary
a) Stykové
Tupý
Tlakem
Odtavením
b) Přeplátované
Bodový
Výstupkový
Švový

2.1.7 PÁJENÉ SPOJE

• Pájení je metalurgický proces, kterým vzniká nerozebíratelné spojení kovů stejného nebo rozdílného chemického složení, pomocí roztavené slitiny (pájky)
• Pájené plochy nejsou natavené, ale smáčené roztavenou pájkou, která proniká do základního materiálu a většině případů nastává i difuze a rozpouštění stykové plochy základního materiálu v roztavené pájce
• Teplota tání pájky je vždy nižší než teplota základního kovu
• Pevnost pájeného spoje je dána pevností mezivrstvy (pájený kov - pájka - pájený kov) -> Čím tenčí je mezivrstva, tím větší je pevnost spoje

Vlastnosti pájky:
Dobrou
- Zatékavost/Zabíhavost - Schopnost vyplnit spáru mezi spojovanými materiály
- Smáčivost - Schopnost spojit se se základním materiálem při pracovní teplotě
- Vzlínavost - Schopnost vyplnit spáry působením kapilárních sil v negativním smyslu ke gravitaci

Vyhovující mechanické vlastnosti
Malý rozdíl elektrického potenciálu vůči základnímu materiálu
Nízká cena

Pájení se rozděluje podle teploty na:
Měkké pájení (do 500°C)
Tvrdé pájení (nad 500°C)
Vysokoteplotní pájení (nad 950°C)

Volba pájky závisí na:
Požadované pevnosti spoje
Tavící teplotě materiálů spojovaných součástí
Způsobu ohřevu

Použití:
Elektronika
Jemná mechanika
Strojírenství
Instalatérství
Konzervárenství
Zlatnictví

Výhody pájení
Mohou být spojovány všechny běžné kovy, rovněž sklo a keramika
Mohou být spojovány konstrukční součásti s velkými rozdíly síly stěn
Pájecí teploty jsou značně nižší než při svařování -> menší pnutí a napětí, které vznikají díky nestejným teplotám
Pájené spoje jsou:
- Vodotěsné
- Elektricky a tepelně vodivé

Nevýhody pájení
Při pájení na měkko je dosaženo malé pevnosti spojů
Pájené spoje jsou napadnutelné korozí (kvůli rozdílným materiálům pájky a základního materiálu - rozdíly potenciálů)
Z důvodu malých tolerancí na spáry MUSÍ být příprava obrobku přesná
Nutnost použití tavidla nebo ochranné atmosféry

Konstrukční zásady pájených spojů

Spoj má mít malou tloušťku spáry, optimální je 0,2 mm
Co největší styková plocha
Pro spoje s menší pevností a pro materiály, které nelze příliš zahřívat se použije měkká cínová pájka (do 500 °C)
Pro spoje s požadovanou pevností se volí tvrdé pájky mosazné, stříbrné nebo hliníkové s teplotou nad 500 °C

2.1.8 LEPENÉ SPOJE

Moderní způsob spojování spojování materiálů
Vytváří nerozebíratelný spoj s materiálovým stykem

Podstatou je adheze (přilnavost) lepidla k materiálu
Koheze je vnitřní soudržnost lepidla

Po dobu schnutí lepidla je někdy nutné stykové plochy zatížit

Lepit lze:
Dřevo
Plasty
Keramiku
Sklo
Kovy

Použití:
Kde nelze použít nýtování, svařování, pájení, spojení šrouby
Utěsňování (pěny, tmely)
Zajištění šroubových spojů
Opravy

Výhody lepených spojů
Lze spojovat materiály rozdílných vlastností
Lze spojovat velmi tenké materiály
Nezeslabují nosný průřez
Spojované součásti se nezahřívají -> nemění se struktura
Menší deformace
Odolávají povětrnostním vlivům
Dobrý vzhled
Lze dosáhnout úspory materiálu
Zaručují těsnost

Nevýhody lepených spojů
Menší pevnost spoje
Nesnáší vysoké teploty
U některých lepidel dlouhá doba tuhnutí
Někdy potřeba dalšího strojního zařízení - lisu

Konstrukční zásady lepených spojů
Spoj má mít malou tloušťku spáry (0,1 mm) -> větší tloušťka zmenšuje pevnost
Mají mít co největší stykovou plochu

Lepení kovů: Lepidla na bázi epoxidových a formaldehydových pryskyřic

Lepení nekovů: Lepidla na bázi syntetických kaučuků

Pevnost spoje závisí na:
- Druh lepidla
- Druh materiálu
- Technologický postup

2.1.9 PRUŽNÉ SPOJE

Rozebiratelné spojení se silovým stykem

Spoj vznikne pokud se mezi dvě součásti vloží ocelový nebo pryžový pružící prvek - umožnění pohybu spojených součástí

Výhody pružných spojů:

Vnější silové zatížení se nepřenáší na druhou součást přímo, ale
- s časovým posunem
- a pozvolna
Zmírnění dynamických účinků
Použití: U dopravních prostředků

Schopnost akumulovat energii a zpětně ji uvolňovat
Použití:
Pojistné ventily
K vratnému pohybu sacích a výfukových ventilů u spalovacích motorů

Použití

Kde je nutno zajistit stálou přítlačnou sílu
Nutno zabezpečit zpětný pohyb pohybující se součásti
Kde je potřeba pružné uložení

Charakteristika

Vyjadřuje závislost deformace a zatížení

Lineární charakteristika
Deformace je přímo úměrná zatěžující síle

Příklady pružin:
- Šroubovité válcové pružiny tažné/tlačné
- Zkrutné/torzní tyče
- Listové pružiny

Progresivní charakteristika
Deformace se při rostoucím zatížení zmenšuje

Příklady pružin:
- Šroubovité kuželové pružiny
- Nekovové pružiny

Degresivní charakteristika
Deformace se při rostoucím zatížení zvětšuje

Příklady pružin:
- Talířová pružina

Odlišnou charakteristiku při zatížení a odlehčení má pružina kroužková
Při zatížení: Lineární
Při odlehčení: Nelineární - blíží se progresivní

2.1.9.1 KOVOVÉ PRUŽINY

Konstrukční zásady kovových pružin

Materiál

Nejčastěji uhlíkové a slitinové oceli s vyšším obsah uhlíku určené k zušlechťování (zejména 11 800, 12 090, 13 270, 14 260, ...)
Pro vysoce namáhané pružiny se používají oceli třídy 13

Konkrétní materiál závisí:
a) Druh pružiny
Vinuté pružiny:
Patentovaný drát z oceli 12 071, 12 081, 12 090, 14 260 zušlechtěný
Dovolené napětí mezní: 480 až 960 MPa

Pružnice silničních vozidel:
Ocel: 12 090, 13 251
Dovolené napětí mezní: 600 až 750 MPa

Pružnice kolejových vozidel:
Ocel: 14 260 zušlechtěná
Dovolené napětí mezní: 1 000 až 1 700 MPa

b) Způsobu výroby
c) Rozměry

Ostatní materiály: Bronz, mosaz
Použití:
- Měřící přístroje
- Jemná mechanika
- Tam, kde se vyžaduje: Korozivzdornost, Dobrá elektrická vodivost

Druh pružiny a použití:

Šroubovitá válcová tažná/tlačná pružina - Všeobecné použití ve strojích a přístrojích

Šroubovitá kuželová tlačná pružina s progresivní charakteristikou - kde i při malém stlačení potřebujeme větší sílu než by vyvinula válcová pružina

Talířové pružiny samostatná - automobilové spojky
- Zabírá malý prostor
- Jednoduchá montáž
- Lze použít i v sadě

Kroužková pružina - Pro vyvinutí velké zatěžující síly

Šroubovité zkrutné pružiny - Měřící přístroje

Spirálové pružiny - Pohony mechanismů

Torzní tyče - Odpružení vozidel
- Obvykle kruhový průřez
- Jeden konec pevně uchycený
- Druhý konec otočně uložený působí kroutící moment

Listové pružnice - Odpružení vozidel
- Tvořené několika listy

2.1.9.1.1 TORZNÍ (ZKRUTNÉ) TYČE

Nejednodušší typ pružiny

Vzhled a princip

Dlouhá tyč zpravidla kruhového průřezu s jedním koncem pevně uchyceným a druhým uloženým otočně, na který působí kroutící moment (tyč se překrucuje o malý úhel (1 až 2°)

- Pro uchycení jsou většinou konce tyče jemně drážkovány

Materiál

Dobře snášející namáhání na krut a zároveň je povrchově tvrdý › nízko a středně legované oceli (chromem a vanadem), které jsou tepelně zpracovatelné › zušlechtěny na pevnost 600 až 1000 MPa, požadavků vyhoví např. oceli 14 260.6; 15 230; 16 640

Použití

Na odpružení zadní nápravy silničních motorových vozidel

Lineární pracovní charakteristika

Tuhost lze ovlivňovat délkou pák na koncích tyče
Značné nároky na délku

Výpočty torzní tyče

Délka:

Průměr:

Úhel nakroucení:

Napětí:

Energie odpružení:

2.1.9.3 TEKUTINOVÉ PRUŽINY

Činnost je založena na stlačitelnosti vzduchu nebo oleje

Hydraulicko-pneumatické pružení

Využívá pružnost vzduchu nebo netečného plynu v pryžové kouli nebo v prostoru za membránou.
Plyn způsobuje pružení
Olej Tlumí a utěsňuje prostor
Charakteristika: Progresivní
Regulací toku je možno nastavit tvrdost pružiny

Použití:
V motorových vozidlech
Při tváření

2.1.9.2 NEKOVOVÉ PRUŽINY

Pryž má schopnost:
Velkých deformací
Velkého vnitřního útlumu
Tlumení hluku
Levná

Nevýhody pryže:
Citlivost na teplotu (-30 až +85 °C)
Stárnutí

Syntetická pryž je odolná vůči účinkům benzínu, olejů apod (přírodní není)

Konstrukce pryžových pružin

Pryžové pružiny umožňují:
Měkké nebo tvrdé pružení (podle uspořádání)
Současné pružení ve všech směrech
Dobrá kombinace pružení a tlumení
Lze je navulkanizovat mezi kovové destičky či trubky

Použití:
Odpružení strojů a motorů
Tlumení kmitů, rázů a hlučnosti

2.1.9.4 RYCHLOUPÍNACÍ A ZÁPADKOVÉ SPOJE

Rychloupínací prvky

Prvky k rychlému upnutí jsou vyráběny z kvalitní pružinové oceli
Součásti jsou popouštěny při 290°C a ve zvláštním provedení jsou galvanicky pozinkovány (barveny nebo jinak povrchově upravovány)

Svěrky pro šroubová spojení se šrouby do plechu
Mají dva rozehnuté drápky, které se přizpůsobí stoupání závitu šroubu
Při zašroubování se drápky svojí pružností přitlačují k jádru závitu šroubu a stlačují plechy
Šroub má strmý závit, proto stačí jen několik otáček pro pevné spojení

Západkové spoje

Většinou z plastické hmoty nebo pružinové oceli
Při spojování se využívá pružnosti materiálu
Jedna část MUSÍ být plastická
Tyto tvarové spoje mohou být např. ve tvaru háčku, s výčnělky, kulové
Umožňují jednoduché a rychlé spojení tenkých plechů, součástí z nekovových materiálů (plastické hmoty, skla, keramiky)

Oblasti použití:
Výroba automobilů (karosářství)
Elektrotechnický průmysl
Výroba potřeb pro domácnost všeho druhu: k upevňování ozdobných lišt, rukojetí, kabelů, písmen a firemních znaků

2.1.9.5 SPOJOVÁNÍ PLECHŮ

Spojování důlkováním

Volný konec obrobku se nasune do druhého
Složené součásti jsou důlkovačem stlačeny

Spojování vroubkováním

Drážku v plechu nazýváme vroubkem
Zhotovení vroubku je prováděno většinou vroubkovačkou (dvěma proti sobě rotujícími profilovými kolečky, kterými je plech protahován a přitom tvarován)
Má-li obrobek drážku, pak je při spojování tenkostěnný protikus přes něj přesunut a do prohlubiny je vytlačována drážka
Tenké do sebe zasunuté obrobky je možno vroubkovat společně

Spojování obrubováním (lemováním)

Obrubou (lemem) rozumíme okraj s ohnutým hranami, obvykle na konci trubky
Při obrubování je okraj plechu buď protažen nebo pěchován
Spojování se provádí tím způsobem, že se jeden konec nebo oba konce se lemem tvarově spojí s obrobkem určeným ke spojení
Pro vyztužení na okrajích plechu je možno vložit drát do obruby

Spojování drápkováním

Možno spojovat tenké plechy, jejichž okraje je možno dobře ohraňovat a nejsou příliš vhodné ke svařování
K drápkování patří více pracovních úkonů
Nejprve jsou okraje plechů ohraňovány, vloženy do sebe a potom zalisovány
Aby se plechy nevysunuly, obvykle se drápek zatemuje nebo přehne

Spojování patkami

Spojování se provádí tak, že se plochá část upraveného plechu nebo s výstupky (patek) jedné části prostrčí druhou částí a potom se buď ohnou nebo pootočí

2.2 POTRUBÍ A ARMATURY

2.2.1 POTRUBÍ

• Slouží k dopravě kapalin,plynů, sypkých hmot i kusového materiálu
• Doprava plynula s nízkými provozními náklady
• Dopravovaná látka je chráněná před vnějším prostředím
• Snadná regulace množství dopravované látky
• Možnost mísení dvou dopravovaných látek
• Snadné a rychlé odstavení
• Potrubní doprava je někdy jediný možný způsob (např. doprava kapalin či plynů)
• K dopravě je nutný rozdíl tlaků

Hlavní části potrubí

Trubky a truby

Spoje trubek a trub
Pro vytváření potrubí libovolné délky

Uzávěrky potrubí
K regulaci a úplnému zastavení průtoku

Tvarovky
Pro změnu toku
Dělení a spojování toků
K ukončení potrubí

Kompenzátory
Pro vyrovnání tepelných dilatací potrubí v důsledku změn teplot

Části k uložení a upevnění potrubí

Vyprazdňovací soustavy
K odvzdušňování, odvodňování nebo vyprazdňování potrubí

Doplňující části potrubí
Měření teploty, tlaku množství
Řízení tlaku (redukční a pojistné ventily)
Ochranu potrubí (lapače kalu, sací koše, filtry, izolace, nátěry)
Dálkovou kontrolu a ovládání

Rozdělení potrubí

Dle protékající látky
Vodní
Parní
Plynové
Ropovody
Pro dopravu sypkých hmot

Dle tlaku
Vysokotlaké
Nízkotlaké
Podtlakové (vakuové)

Dle materiálu

Dle účelu
Sací
Výtlačné
Chladicí
Mazací
Výfukové

Dle umístění
Vnitřní
Vnější
Stěnové
Dálkové
Tranzitní

Dle spojů

Základní veličiny potrubí

Pracovní látka
Látka dopravovaná potrubím
Nejčastěji kapalina nebo plyn

Pracovní teplota
Předepsaná teplota pracovní látky
Musí se v potrubí za provozu neustále udržovat

Pracovní tlak
Předepsaný tlak pracovní látky
Musí se v potrubí za provozu neustále udržovat

Jmenovitý tlak
Maximálně přípustný tlak v potrubí
Nesmí být překročen

Jmenovitá světlost
Velikost vnitřního průměru potrubí
Udává se v milimetrech nebo v coulech/palcích

Pracovní stupeň
Kritérium podle něhož se dělí potrubí do skupin
V závislosti na
- Pracovní tlak
- Pracovní teplota

2.2.1.1 MATERIÁL POTRUBÍ

Materiál	Vlastnosti	Použití	Spojení
Ocel, ocelolitina	Vyrábějí se: Hladké s závitem s přírubou s hrdlem Výrobní technologie: Svařované Bezešvé - pro vysokotlaké potrubí	Vodovody Plynovody parovody Vytápění Chlazení Části parních kotlů	Svařování Hrdlové Přírubové Šroubením Trubkovou přípojkou
Litina	Na koncích mají hrdla nebo příruby Dobře odolává korozi	Odpadní potrubí	Hrdlové
Plasty	Výhody: Nízká hmotnost Hladké stěny Snadná úprava tvaru jednoduché spojování Odolnost proti korozi Nevýhody: Malá pevnost Malá odolnost proti vyšším teplotám	Vodovody Odpadní potrubí Přeprava chemikálií Vytápění (nahrazuje ocel)	Svařované Lepené Šroubením
Měď		Výměníky tepla Chladiče	Pájené
Sklo	Výhody: Dokonale hladké -> nezanáší se usazeninami Odolné proti chemickým vlivům Neovlivňují kvalitu a složení dopravované látky (při dopravě potravin neničí vitamíny) Nevýhody: Velká křehkost Malá odolnost proti vyšším teplotám	Přeprava chemikálií Potravinářství	Lepené Zatavením
Kamenina	Odolnost proti mechanickému otěru korozi Malá pevnost a křehkost	Odpadní potrubí	Hrdlové
Beton	Velká drsnost - snadno se zanáší	K odvádění povrchových vod Ke stavbě studní	Hrdlové
Tavený čedič	Velká odolnost proti mechanickému opotřebení - otěru Velká odolnost proti chemickým vlivům a korozi	K dopravě silně abrazivních materiálů (kámen, uhlí)	Hrdlové

2.2.1.2 SPOJOVÁNÍ POTRUBÍ

Spoje hrdlové

Použití: Pro nerozebíratelné spojování litinových, kameninových nebo betonových trubek
Každá trubka má jeden konec opatřen hrdlem , do kterého se nasune hladký konec trubky druhé

Utěsnění:
a) Tužení
Utěsňuje se konopným provazcem nebo hliníkovou vlnou
Zbytek nátrubku se vylije olovem nebo betonem
b) Svařování

Tímto způsobem se spojují i trubky z plastů (PVC, novodur)
- Po nahřátí se na jednom konci trubky vytvaruje hrdlo, které se nasune na druhou trubku
- Vlastní nerozebíratelný a nepropustný spoj se provede lepením

U kameninových trubek bývá na vnitřní ploše hrdla a na vnější ploše druhého konce vytvořen závit
- Do závitu se namotá konopný provazec a trubky se sešroubují - zajištění těsnosti spoje

Spoje přírubové

Použití: Pro rozebiratelné spojení
Každá trubka má na konci přírubu, ve které jsou otvory pro spojovací šrouby
Mezi příruby se vkládá těsnění

Vlastní spojení se provede sešroubováním pomocí šroubů a matice
- Pevně (přivařeny)
- Otočně
- Zhotoveny z jednoho kusu s trubkou
- Našroubovány na konec trubky

Spoje závitové a šroubením

Použití: pro závitové trubky a připojování armatur
Rozebiratelné spojení

Nejednodušší spojení pomocí nátrubku se závitem:
- Jedna trubka se našroubuje do nátrubku do poloviny délky a z druhé strany druhá trubka
- Funkce nátrubku je stejná jako funkce matice
- Utěsnění: Fermežový nátěr nebo konopí

Armatury se připojují pomocí šroubení (fitinkové spoje)
- Tvořeny třemi částmi
- Obě krajní se našroubují na konce trubek a pak se sešroubují pomocí převlečné matice
- Utěsnění:
- Těsnící kroužek vložený mezi čelní plochy
- Přímý styk kovu na kov - těsnící plochy musí být kuželové nebo kuželově zaoblené

Spoje svařované, lepené, pájené

Nerozebíratelné

Svařování
Elektrický oblouk: Velké průměry trubek
Svařování plamenem: Malé průměry trubek
U důležitých potrubí (ropovody) se svary rentgenují

Pájení
Pro trubky z neželezných kovů
Tvrdé pájení: Měděné nebo mosazné trubky
Měkké pájení: Olověné nebo cínové trubky

Lepení
Hlavně trubky z plastů
Rychlé, jednoduché
Pro odpadní a vodoinstalační potrubí

2.2.1.3 OCHRANA A ULOŽENÍ POTRUBÍ

Ochrana potrubí proti korozi

Korozí jsou ohrožená hlavně ocelová potrubí

Proti korozi chráníme:
Vnější a vnitřní stěnu potrubí
Těsnící plochy
Příslušenství (armatury)

Nejčastěji se používají:
a) Ochranné nátěry: Asfaltové, olejové, syntetické, epoxidové
b) Ochranné povlaky: Z pryže nebo taveného čediče
c) Ochranné obaly

Funkční plochy armatur se konzervují olejem nebo tuhými mazivy

Tepelná izolace potrubí

Zabraňuje ochlazování/oteplování dopravované látky
Chrání potrubí proti korozi -> zvýšení bezpečnosti provozu

Nejčastěji se používá:
Skelná vata
Strusková vlna
Rohože z tepelně-izolačních materiálů
Pěnový beton
Tvárnice z korku, polystyrenu
Fólie z plastických hmot
Sypká drť

Uložení potrubí

Musí být pevné -> musí umožňovat změnu délky způsobené tepelnou dilatací -> použití kompenzátorů nebo dilatačních ucpávek

Do země
Potrubí: Betonové, kameninové, litinové, ocelové (musí být izolované)
Hloubka je závislá na druhu dopravované látky a materiálu potrubí -> křehké betonové, kameninové hlouběji než litinové
Vodovodní potrubí se musí ukládat do "nezamrzající hloubky" (v našich podmínkách asi 800 až 1000 mm)

Nad zemí
Potrubí pro dopravu plynů a nemrznoucích kapalin

Do zdiva
Veškeré vodovodní a plynové potrubí v domech

Do šachet a kolektorů
Ukládají se různé druhy potrubí společně s elektrickým rozvodem

2.2.1.4 MONTÁŽ, DEMONTÁŽ A ÚDRŽBA POTRUBÍ A ARMATUR

Potrubí musí mít správný a plynulý spád bez střídavého klesání a stoupání, protože by se ve vyšších místech nahromadil vzduch, který by nepustil proudící kapalinu
Celé potrubí musí být bezpečně upevněno

Údržba potrubí spočívá:
Péče o řádný stav tepelné izolace
Péče o nátěry a označení
Kontrola těsnosti prvků vložených do potrubí - Těsnost se zkouší ručním pístovým čerpadlem pro tlakové zkoušky

Demontáž se musí provádět při dodržení bezpečnostních předpisů - Řezání se provádí autogenem nebo elektrickým obloukem -> POZOR na vznik požáru nebo výbuchu

2.2.2 ARAMATURY

Klapky

Dovoluje proudit médiu pouze v jednom směru

Škrtící klapka
Mění průtokový průřez ->množství protékané látky
Nelze použít jako uzavírací přístroj - NETĚSNÍ

Kohouty

Umožňují průtok v obou směrech
Uzavírají velmi rychle - Nelze použít pro nestlačitelné kapaliny
Velmi dobře těsní
Malý průtočný odpor
Použití: Kapaliny, plyny, páry

Ventily

Umožňují průtok jen jedním směrem
Uzavírají pomalu - pro proudící kapaliny
Pro menší světlosti potrubí
Dobře těsní - těsnící plochy lze opravit
Použití: Kapaliny, plyny, páry
Velký průtočný průměr

Šoupátka

Umožňují průtok v obou směrech
Uzavírají pomalu
Horší přístup k těsnícím plochám
Použití:Kapaliny, plyny, páry; pro malé i velké světlosti
Malý průtočný odpor

Pojistné ventily

Jistí potrubí, proti překročení maximálního přípustného tlaku

Talíř do sedla je tlačen:
- Pružinou
- Závažím

Sací koš

Zabraňuje vniknutí větších nečistot a předmětů do potrubí

Podobné zařízení: Filtr
- Zachycuje jemné nečistoty
- Vložku filtru je nutné občas vyjmout a vyčistit, případně vyměnit

Odlučovač vody

Zachycuje mechanické nečistoty těžší než pracovní látka
Založen na principu odstředivých sil, které působí při průchodu odlučovačem

Kontrolní a měřící přístroje

Měření teploty
Kapalinové teploměry (rtuť, líh)
Bimetalové teploměry (založené na různé tepelné roztažnosti dvou kovů)
Elektrické teploměry (Založeny na závislosti elektrické odporu kovového drátu a jeho teplotě)

Měření tlaku
Kapalinné (založeny na využití hydrostatického tlaku)
Deformační (využívají deformace pružné membrány)

Měření průtočného množství
Rychlostní měřidla měří rychlost otáčení lopatkového kola, jehož otáčky jsou přímo úměrné průtočnému množství
Lopatkový vodoměr
Šroubový vodoměr

2.2.3 SMĚRNICE PRO KONSTRUKCI, VÝROBU A BEZPEČNOST POTRUBNÍCH SYSTÉMŮ

Bezpečnost provozu

• Přehledná a snadno přístupná potrubí
• Správný materiál
• Použít dobrá a snadno vyměnitelná těsnění a ucpávky
• Zajistit odvzdušnění, odvodnění, odkalení a vyprázdnění potrubí
• Zajistit ochranu proti korozi
• Jednoznačné označení
• Použít účinné uzavírající, kontrolní a regulační armatury, popř. automatické výstražné signály při ohrožení potrubí
• Správně podepřít potrubí v pevných a posuvných podporách
• Dbát na vlivy prostředí

Hospodárnost

• Snažit se o zmírnění ztrát prouděním stejnoměrností průřezů
• Volit správnou rychlost proudění
• Vyhnout se zbytečným ohybům potrubí a používat hydraulicky příznivé armatury a tvarovky
• Dosáhnout účelného výběru materiálů
• Používat přednostně přímé trasy
• Stavět pokud možno krátká potrubí

Plánovitá údržba

• Projektovat možnosti montáže a demontáže
• Zajistit podmínky pro opravy (bez odstavení potrubí) odpovídajícími možnosti přepojení
• Umožnit snadnou přístupnost k ohroženým součástem
• Mít na skladě důležité náhradní díly

2.3 ČÁSTI STROJŮ UMOŽŇUJÍCÍ POHYB

2.3.1 HŘÍDELOVÉ ČEPY

Hřídelový čep - Část hřídele, která je ve styku s ložiskem.

Každý hřídel musí být minimálně ve dvou ložiscích -> nejméně dva hřídelové čepy

Druhy a vlastnosti jednotlivých hřídelových čepů

1. Válcové hřídelové čepy

Nejčastější použití

Pro uložení do valivých nebo kluzných radiálních ložisek, popř. otáčející se části na nehybné nosné hřídeli (např. jeřábová pojezdová kola)
Přenáší pouze radiální zatížení -> axiální zatížení musí být zachyceno axiálním ložiskem
Mohou být umístěné i ve středu hřídele pokud je hřídel uložená na třech a více ložiscích

2. Kuželové hřídelové čepyPoužití: Kde je potřeba zachycovat radiální i axiální síly
Výrobně složitější než čep válcový

Axiální zatížení působí z:
- jedné strany -> stačí jeden kuželový čep
- Z obou stran -> nutno použít dva kuželové čepy

Uloženy pouze v kluzných ložiscích a jen na konci hřídele

3. Prstencové hřídelové čepy

Použití: Pro přenos axiálního zatížení
Jsou-li kluzné plochy zkoseny možno přenášet částečně i radiální zatížení
Často umístěny ve středu hřídele v kluzných axiálních ložiscích
Výrobně složitější než čepy kuželové

4. Kulové hřídelové čepyMohou přenášet zatížení v libovolném směru
Dovolují náklon osy hřídele
Použití: Kde se při provozu mění směr zatížení
Výrobně nejsložitější

5. Patní hřídelové čepyPoužití:Pro zachycení silového zatížení působící ve svislém směru (obvykle vlastní tíha konstrukce)

Střední část vybrána -> pro zlepšení kluzných vlastností
- Protože uprostřed je kluzná rychlost velmi malá a nemůže se tam film vytvořit olejový -> ve střední části by se zadíral
- Rovinná kluzná plocha je ve tvaru mezikruží

Ukládá se pouze do kluzných axiálních ložisek odpovídajícího tvaru

2.3.2 HŘÍDELE

Hřídel - Strojní součást válcovitého tvaru, na které jsou nasazená ozubená/řetězová kola, kladky, pojezdová kola, spojky, brzdy, zdrže a jiné rotační či nerotační součásti, např. vačky, či výstředné kotouče

Materiál hřídelů

Závisí na:
Způsob zatížení
Požadavky na tepelně-chemické zpracování
Vrubová houževnatost
Odolnost proti únavě

Požadavky na hřídel	Používané materiály	Příklady použití
Převažující statické zatížení	11 500, 11 600	Elektromotory, průmyslové převodovky
Převažující dynamické zatížení	Oceli pro zušlechťování a povrchové kalení – 12 060, 14 240, 16 240	Hřídele pístových a obrábějících strojů, kalené hřídelové čepy, kalené povrchy hřídele pro spoje nalisováním
Nejvíce namáhané, vysoká bezpečnost	Oceli pro zušlechťování – 16 440	Letecké motory, hřídele velkých rozměrů
Tvrdý povrch	Oceli na cementování a kalení – 14 220, 16 220	Drážkové a vačkové hřídele

Tolerování rozměrů, drsnost povrchu

1. Tolerování rozměrů

Název uložení	Použití
jk6, m6, k6	Pro válcové konce hřídele
j6, k6	Pod valivá ložiska
e8, f7	Pod kluzná ložiska s rotací hřídele
g6	Pod kluzná ložiska s posuvnými nerotačními pohyby
h8	Pod těsnící kroužek
P9	Šířka drážky v hřídeli pro těsné i výměnné pero

2. Drsnost povrchu

Drsnost povrchu Ra	Použití
0,2 až 0,4	Pod kluzná i valivá ložiska
0,8 až 1,6	Plochy pro spojení hřídele s nábojem pomocí pera
3,2	Opěrné čelní plochy, boky drážek pro pera
6,3	Nefunkční plochy hřídelí

Konstrukční a technologické prvky hřídelů

Zápichy

Slouží k ukončení tvarových ploch nebo ploch stejného jmenovitého průměru s různými mezními úchylkami pro usnadnění obrábění (především dobrušování daného jmenovitého rozměru v celé jeho délce) nebo z funkčních důvodů

Středící důlky

Kuželové zahloubení na čelních plochách pro upnutí hřídelů při obrábění nebo pro kontrolu úchylek čelního nebo obvodového házení

Rýhování a vroubkování

Tvarová úprava povrchu hřídele (povrch má po obvodu vytvořeny rýhy nebo pravoúhle či kosoúhlé vroubky) zlepšující její ovladatelnost rukou

2.3.2.1 NOSNÉ HŘÍDELE

Nepřenáší točivý moment - Namáhání pouze na ohyb

Nosné hřídele nesou: řemenice, pojezdová kola a jiné rotační strojní součásti, které jsou na nich uloženy:

a) Pevně
Nosný hřídel je otočně uchycen do rámu stroje
K uložení se používá ložisek

b) Otočně
Nosný hřídel je pevně uchycen do rámu stroje
K uložení se používá tlakových, svěrných, popř. jiných spojů

Typicky nosné hřídele jsou nápravy nemotorových vozidel (např. železniční vagóny)

Vztah pro výpočet průměru nosného hřídele:

Momax ... Maximální ohybový moment
sDo .. Dovolené napětí v ohybu