MATURITNÍ ZKOUŠKA

PRAKTICKÁ ZKOUŠKA Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ

MECHANICKY OVLÁDANÉ SPOJKY

Studijní obor: 78-41-M/001 Technické lyceum

Třída: 4. TL/B

Školní rok: 2005/2006

Vypracoval: Lukáš Hroudný

Prohlášení autora:

„Prohlašuji, že jsem tuto práci vypracoval samostatně a použil literárních pramenů a

informací, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury a zdrojů informací.“

Ve Strážnici dne ................................. ..................................................

podpis

Anotace: Cílem této práce je rozdělení a popis spojek. Úvod je zaměřen na obecné rozdělení,

poté se přechází ke konkrétní skupině spojek, a to na mechanicky ovládaným. Dále

zahrnuje možnosti ovládání, konstrukce, funkce a použití. Součástí práce jsou modely

jednotlivých spojek, které jsou vypracovány prostřednictvím programu Autodesk Inventor

a vedou k lepšímu pochopení hlavně konstrukce, ale i jejich funkce.

Přílohou této práce jsou vybrané výrobní výkresy a výkresy sestav.

Obsah:

1. Úvod – o programu Autodesk INVENTOR ..................................................... 7

1.1 CA Technologie........................................................................................ 7

1.2 Pracovní prostředí Autodesk Inventoru ..................................................... 8

2. Hřídelové spojky ............................................................................................. 9

2.1 Schéma spojky.......................................................................................... 9

2.2 Rozdělení hřídelových spojek .................................................................... 10

3. Mechanicky neovládané spojky ....................................................................... 11

3.1 Pevné spojky............................................................................................. 11

3.1.1 Trubková spojka............................................................................. 12

3.1.2 Korýtková spojka ........................................................................... 12

3.1.3 Kotoučová spojka........................................................................... 12

3.2 Vyrovnávací spojky .................................................................................. 13

3.2.1 Axiální trubková spojka ................................................................. 13

3.2.2 Oldhamova spojka.......................................................................... 13

3.3 Pružné spojky ........................................................................................... 14

3.3.1 Pružné spojky s kovovými členy .................................................... 14

3.3.2 Pružné spojky s nekovovými členy................................................. 14

3.3.2.1 Obručová spojka...................................................................... 15

4. Mechanicky ovládané spojky........................................................................... 16

4.1 Výsuvné spojky ......................................................................................... 16

4.1.1 Spojky mechanicky řazené ............................................................. 17

4.1.2 Spojky hydraulicky řazené ............................................................. 18

4.1.3 Spojky pneumaticky řazené ............................................................ 19

4.1.4 Spojky elektricky řazené ................................................................ 19

4.1.5 Zubové spojky................................................................................ 20

4.1.5.1 Čelní zubová spojka ................................................................ 20

4.1.6 Třecí spojky ................................................................................... 20

4.1.6.1 Třecí spojka kotoučová............................................................ 21

4.1.6.2 Lamelová spojka...................................................................... 22

4.2 Pojistné spojky.......................................................................................... 22

4.2.1 Pojistná spojka se střižnými kolíky................................................. 23

4.2.2 Prokluzovací lamelová spojka ........................................................ 23

4.2.3 Pojistná spojka kuličková ............................................................... 24

4.3 Rozběhové spojky..................................................................................... 24

4.3.1 Rozběhová spojka s neřízeným záběrem......................................... 25

4.3.1.1 Spojka Centri........................................................................... 25

4.3.1.2 Spojka Metalluk ...................................................................... 26

4.3.1.3 Spojka s vlečnými volnými čelistmi......................................... 26

4.3.2 Rozběhová spojka s řízeným záběrem ............................................ 27

4.4 Volnoběžné spojky ................................................................................... 27

4.4.1 Volnoběžné axiální spojky ............................................................. 27

4.4.2 Volnoběžné radiální spojky ............................................................ 28

Závěr..................................................................................................................... 29

Seznam použité literatury a zdrojů informací......................................................... 30

Seznam obrázků .................................................................................................... 31

Seznam použitého softwaru................................................................................... 32

Poděkování............................................................................................................ 33

Přílohy .................................................................................................................. 34

- 6 -

1. Úvod – o programu Autodesk INVENTOR

Autodesk Inventor je aplikace, která umožňuje využívat efektivnější postupy v oblasti

počítačového navrhování a přípravy výroby. Nový výrobek se stává virtuálním prototypem

v elektrotechnické podobě, který může být kompletně navrhnut a zkontrolován včetně

simulace jeho výroby na osobním počítači.

Nasazení počítače přináší v oblasti prostorového modelování nejen změnu

vyjadřovacích prostředků, ale také zcela zásadní změnu myšlení. Model výrobku nevzniká

pouze v myšlení konstruktéra, ale může být okamžitě realizován v modelovacím softwaru.

Z důvodu snadné orientace v problematice je proto velmi vhodné mít základní přehled o

tradičních metodách konstruování a o problematice norem.

1.1 CA Technologie

V současnosti si již neumíme efektivní navrhování nových výrobků bez CA systémů

představit. Tyto systémy nejenže vlastní konstrukční část předvýrobní etapy výroby, ale

také pak možnosti modifikací již stávajících výrobků.

CA technologie umožňují především nahradit rutinní práci konstruktérů a technologů

moderními postupy. Tyto umožňují podstatně rozšířit jejich možnosti nejen o produktivní

tvorbu výkresové dokumentace, ale o možnost vytvoření geometrie modelů a návrhu

dalších technologických parametrů. Na takto definovaných modelech je možné provést

nejen řadu úprav, ale také odvodit jejich mechanické vlastnosti. Výhodou počítačového

návrhu je jeho těsná návaznost na následné technologické činnosti. Vytvořené geometrie

lze využít například pro programování obráběcích strojů. Samostatnou kapitolou je spojení

vytvořených objektů do rozsáhlých sestav a počítačových simulací.

- 7 -

1.2 Pracovní prostředí Autodesk Inventoru

Obslužné prvky Inventoru jsou navrženy tak, aby poskytovaly maximální využití všech

modelovacích operací. Je nutné si uvědomit, že parametrické a adaptivní modelování je

poměrné výraznou změnou vyjadřovacích prostředků a každá maličkost může výrazně

znesnadnit osvojení aplikace pro produktivní práci.

Pracovní plochy pro jednotlivé činnosti:

- modelování součástí

- modelování sestav

- tvorba prezentací

- tvorba výkresů

Obr. 1. Pracovní plocha pro modelování součásti

- 8 -

2. Hřídelové spojky

Hřídelové spojky jsou strojní části, které slouží ke spojování dvou hřídelů a přenášejí

z hřídele hnacího na hnaný otáčivý pohyb a kroutící moment. Kromě toho musí spojky

plnit ještě celou řadu dalších úkolů, jako např. vyrovnávají chyby v nastavení vzájemné

polohy hřídelů, chrání zařízení proti přetížení, tlumí torzní kmity spojených hřídelů,

umožňují spojení a rozpojení hřídelů i během chodu stroje apod. Mimo to se spojky

požívají také z důvodů usnadnění montáže nebo u složitých součástí z důvodů výrobních.

Při návrhu spojky je nutno se řídit následujícími pravidly:

- musí být snadno rozebíratelné a lehké

- musí být umístěny co nejblíže k ložisku

- rychloběžné spojky se provedou celé opracované a vyvažují se

- přes rotační tvar spojky nesmí přečnívat jakýkoliv výstupek, jinak musí být opatřena

ochranným krytem

2.1 Schéma spojky

Rozlišujeme hnací a hnaný člen jako součásti na hnacím a hnaném hřídeli.

U některých spojek lze tyto dva členy vzájemně zaměnit.

1 – hnací hřídel

2 – hnaný hřídel

3 – hnací člen

4 – hnaný člen

5 – spojující člen

Obr. 2. Schéma spojky

- 9 -

2. 2 Rozdělení hřídelových spojek

Spojky se rozdělují podle ČSN na:

- mechanicky neovládané

- mechanicky ovládané

- hydraulické

- elektrické

- magnetické

Uvedené skupiny spojek se dále dělí na podskupiny, typy a druhy spojek, kromě

magnetických spojek, které se dále nečlení.

- 10 -

3. Mechanicky neovládané spojky

Dělí se na:

- Nepružné

- pevné - trubkové

- korýtkové

- přírubové

- kotoučové

- s čelními zuby

- vyrovnávací - axiální

- radiální

- kloubové

- univerzální

- Pružné

- lineární - s kovovými členy

- s nekovovými členy

- nelineární - s kovovými členy

- s nekovovými členy

3.1 Pevné spojky

Pevnými spojkami se dosahuje trvale pevného spojení dvou hřídelů bez možnosti jejich

relativního pohybu. Spojované hřídele musí být naprosto souosé. Proměnné kroutící

momenty jsou přenášeny v plném rozsahu z jednoho hřídele na druhý.

Pevné spojky mohou přenášet i určité ohybové momenty. Je však vhodné, aby byly

umístěny blízko ložisek. Jsou konstrukčně jednoduché a levné.

Kroutící moment má být přenášen jen spojujícím členem spojky. Pero nebo klín je jen

pro pojištění.

- 11 -

3.1.1 Trubková spojka

Na konce hřídelů se nasune dutý válec a upevní se klíny s nosem, kolíky nebo šrouby.

Vyčnívající části je nutno zakrýt.

3.1.2 Korýtková spojka

Je to dvojdílná spojka, která se skládá ze dvou shodných těles, staženými čtyřmi, šesti

nebo osmi šrouby. Spojka tvoří se spojovacími hřídeli v podstatě svěrné spojení. Kroutící

moment se přenáší třením, spojovací pero zajišťuje spojku proti pootočení.

Tato spojka není vhodná pro přenos nárazových nebo střídavých kroutících momentů

nebo pro spojování hřídelů rozdílných průměrů. Dá se jen obtížně vyvažovat. Proto se

používá pro hřídele s menším počtem otáček a klidné zatížení.

3.1.3 Kotoučová spojka

Tato spojka je nejpoužívanější spojkou. Je konstrukčně i výrobně jednoduchá a

spolehlivá a hodí se pro přenos velkých kroutících momentů působících střídavě i

nárazově. Skládá se ze dvou kotoučů , které jsou naklínovány nebo nalisovány na konce

hřídelů. Kotouče jsou na sebe zpravidla středěny nákružkem.

Obr. 3. Trubková spojka

- 12 -

3.2 Vyrovnávací spojky

Dovolují spojovaným hřídelům určitý posuv ve směru osy hřídele (v axiálním směru),

např. tam, kde dochází k osovému posuvu v důsledku tepelných změn (dilatace hřídele),

nebo umožňují přenos kroutícího momentu při spojení nesouosých hřídelů.

3.2.1 Axiální trubková spojka

Hřídel je uložen v otvoru hnaného hřídele s malou vůlí, dovolující osový posuv.

Kroutící moment přenáší kolík, který je v hřídeli pevně uložen, v trubce volně.

3.2.2 Radiální spojka s křížovým kotoučem (Oldhamova)

Tato spojka se používá pro spojování hřídelů s malým přesazením os při zachování

jejich rovnoběžnosti. Může být použita také jako spojka dilatační.

Je tvořena hnací a hnanou částí, které bývají zpravidla stejné a za středního křížového

kusu, který do nich zapadá svými vybráními nebo výstupky.

Obr. 4. Axiální trubková spojka

Obr. 5. Oldhamova spojka

- 13 -

3.3 Pružné spojky

Spojujícím členem hnací a hnané části spojky je jeden nebo více pružných článků.

Materiálem pružných členů je kov, pryž, kůže nebo plasty.

Pružné spojky změkčují rázy tím, že částečně pohlcují energii rázu pružnými články a

mění ji převážně v tepelnou energii, částečně v pružných článcích v deformační práci.

Pružné spojky mají tyto vlastnosti:

- tlumí rázy kroutícího momentu

- mění kritické otáčky převodového mechanismu

- chrání mechanismus před resonančními torzními kmity, vznikajícími

nerovnoměrností kroutícího momentu

- nevyžadují souosost spojovaných hřídelů, vyrovnávají jejich vzájemné osové

posuny i úhlové výchylky

Uvedené vlastnosti pružných spojek způsobují pružiny namáhané podle konstrukce

spojky na tah, tlak, smyk nebo kroucení. Kovové i nekovové pružiny mohou mít různé

geometrické tvary a uspořádání ve spojce. Podle druhu materiálu, tvaru a uspořádání

pružin je možno vytvořit mnoho typů spojek.

3.3.1 Pružné spojky s kovovými členy

Jsou to spojky, kde spojujícími členy mohou být:

- šroubovité pružiny

- listové pružiny

- ocelová pouzdra

- ocelové jehly

3.3.2 Pružné spojky s nekovovými členy

Spojující členy jsou z nekovových materiálů: pryž, kůže, plasty, provedené jako čepy,

duté čepy, hranoly, obruče. Pryž je výborným spojujícím členem spojky. Dává výhodnou

- 14 -

zakřivenou charakteristiku spojky. Pryž má značné vnitřní tření mezi jednotlivými

krystaly, nesleduje Hookův zákon, čímž je dána značná tlumící schopnost spojky.

3.3.2.1 Obručová spojka (Periflex)

U této spojky tvoří pružný článek pryžová obruč s tkaninovou vložkou. Podle velikosti

spojky a podle provozních podmínek je možná úhlová výchylka hřídelů až 4°, radiální

vyosení až 4 mm a axiální posuv až 8 mm. Tyto přípustné odchylky jsou vázány na počet

otáček. S ohledem na přetvárnou práci obruče jsou při nižších otáčkách přípustné vyšší

výchylky a naopak.

Spojky s pryžovou obručí se hodí k vyrovnání radiální úchylky hřídelů. Je-li soustrojí

namontováno na společnou základovou desku, není třeba její přesné opracování. Jsou-li

stroje namontovány na samostatné základy, není jejich správná funkce ohrožená

případným dodatečným sedáním základů.

Obr. 6. Obručová spojka

- 15 -

4. Mechanicky ovládané spojky

Dělí se na:

- Výsuvné

- mechanicky řazené

- hydraulicky řazené

- pneumaticky řazené

- elektricky řazené

- Pojistné

- Rozběhové

- Volnoběžné

4.1 Výsuvné spojky

Výsuvné spojky umožňují spojení nebo rozpojení hnacího a hnaného hřídele za klidu

nebo za provozu. Rozdělují se na zubové a třecí. U zubových spojek se přenáší kroutící

moment ozubením na čelní nebo válcové ploše, u třecích spojek třecími silami, které

vznikají mezi činnými plochami spojky.

Zubové spojky se zapínají za klidu nebo při malém rozdílu otáček hnacího a hnaného

hřídele. Třecími spojkami se dosahuje pozvolného a plynulého rozběhu při jakémkoliv

rozdílu otáček hnacího a hnaného hřídele. Třecí spojka může být konstruována také jako

pojistná, protože má tu vlastnost, že při přetížení mohou třecí plochy prokluzovat.

Na výsuvné spojky se kladou tyto požadavky:

- rychlé a snadné zapnutí i vypnutí spojky

- spolehlivé spojení po zapnutí

- malé opotřebení a zahřívání spojky i při častém zapínání

- malé rozměry spojky pro daný kroutící moment

- bezrázové zapínání

- 16 -

Záleží pak na konstrukci a provedení spojky, jak jsou tyto požadavky jednotlivě

plněny.

K zapínání a vypínání slouží ovládací zařízení. Tato zařízení mohou být mechanická,

pneumatická, elektrohydraulická a elektromagnetická. Volba druhu ovládání je závislá na

požadavcích kladených na spojku, tj. na velikosti přenášeného výkonu, na počtu ovládání

za časovou jednotku, na umístění ovládacího ústrojí apod. Spojení ovládacího zařízení

s přesuvnou částí spojky je provedeno zpravidla pákou, výjimečně pákovým systémem

spolu s přesouvacím kroužkem nebo kluznými kameny.

Pro uchycení kroužku je pohyblivá část spojky opatřena nákružkem nebo drážkou.

4.1.1 Spojky mechanicky řazené

Spojka se zapíná a vypíná ovládacím zařízením spojky, mechanismem složeným

z přesouvacího kroužku zasazeného do drážky nebo na rybinu výsuvné části spojky a

z pákového mechanismu. Přesouvací kroužek je zpravidla dvoudílný spojený šrouby. Do

kroužku jsou zašroubovány dva čepy, které zapadají do ok přesouvací páky. Přesouvací

kroužek je vydatně mazán. Je opatřen otvorem se závitem pro maznici. Aby se mazivo

rozdělilo po celé třecí ploše, bývá často v čelních plochách přesouvacího kroužku mazací

drážka. Při malých přesouvacích silách se nahrazuje přesouvací kroužek kluznými kameny,

nejčastěji z bronzu, oceli nebo plastů. Je možné nahradit kluzné kameny valivými ložisky,

čímž se sníží ztráty třením.

Přímé ruční ovládání pákovým převodem se použije při malých a středních silách. Síla

na rukojeti je v mezích 60 – 200 N. Aby nemohlo nastat samovolné vypnutí nebo zapnutí

spojky, páka se v krajních polohách zajišťuje. Při větších silách se vkládají do převodu

další mechanismy, jako např. ozubený segment s pastorkem, ozubená tyč s pastorkem

nebo pohybový šroub s maticí.

Obr. 7. Výsuvná část spojky: a) s vybráním b) s nákružkem

a) b)

- 17 -

4.1.2 Spojky hydraulicky řazené

Provedení spojky je stejné jako u výsuvných spojek mechanicky řazených. Ovládání

spojky je hydraulické, tlakovým olejem. Patří do skupiny spojek dálkově ovládaných.

Výhodou je plynulý záběr změnou tlaku oleje, nevýhodou ztráta oleje netěsností.

Vzhledem k tomu, že tlakový olej je k dispozici u většiny zařízení, je hydraulické ovládání

často používané.

Při modernizaci hydraulického ovládání spojek se uplatňuje elektrohydraulický

zdvihací přístroj, zvaný eldro, používaný ve stavbě zdvihadel, těžních strojů apod.

1- tlakový válec

2- píst s pístními kroužky

3- dvouramenná páka

4- stavěcí šrouby

Obr. 9. Přesouvací kroužek

Obr. 8. Přesouvací páky: a) jednoramenná b) dvouramenná

Obr. 10. Hydraulické ovládání spojky

- 18 -

4.1.3 Spojky pneumaticky řazené

Ovládání se skládá z tlakového válce a pístu s těsnícími kroužky podobně jako u

ovládání hydraulického. Pneumatické ovládání se nepoužívá tak často jako hydraulické.

Průmyslový vzduch bývá vlhký a má korozní účinky, kromě toho tlak vzduchu v potrubí

kolísá v širokých mezích. Je nutné instalovat vlastní kompresor. Další nevýhodou jsou

ztráty netěsností ucpávkou tlakového válce. Výhodnější je použít dvoudílného válce; mezi

oba díly je vložena pryžová membrána. Celek je sešroubován. Membrána plní funkci pístu.

Není nutná ucpávka a netěsnost se odstraní.

U spojek, které jsou ovládány přímo pneumaticky, se vzduch vhání otvorem v ose

hřídele mezi víko válce a píst. Píst uvádí v činnost spojující člen mezi hnací a hnanou část

spojky. Spojka se rozpojí přerušením dodávky tlakového vzduchu a vrácením pístu do

původní polohy (např. šroubovitými pružinami).

1- válec

2- píst

3- těsnící kroužek

4- přívod tlakového vzduchu

5- pružina

4.1.4 Spojky elektricky řazené

Ideální poháněcí prvky pro stroje ovládané tlačítky, pro stroje ovládané z několika míst

a pro stroje automaticky řízené. Jsou vhodné pro mechanizaci a automatizaci výrobních

obráběcích linek, balících a potravinářských strojů a v textilním průmyslu.

K ovládání pomocných zařízení spojek je možné použít jednofázový střídavý proud,

k jejich funkci (buzení elektromagnetu) se používá výhradně stejnosměrného proudu 24V a

220V.

Obr. 11. Pneumatické řazení spojky

- 19 -

4.1.5 Zubové spojky

Zubová spojka se skládá ze dvou základních částí, a to části pevné a posuvné. Obě

poloviny mají buď na čelní nebo válcové ploše vhodné ozubení. Jsou velmi citlivé na

přesazení os a úhlové výchylky, vyžadují dodržení souososti spojovacích hřídelů. Pracují

bez prokluzu, takže zaručují při spojení stálý převodový poměr, mají malé rozměry, jejich

výroba je poměrně jednoduchá a při vypnutí nemají žádný zbytkový moment. Nelze je

však zapínat při větším rozdílu obvodových rychlostí hnací a hnané části než asi 0,8 mûs-1

(podle tvaru zubů), při zapínání za chodu vznikají rázy.

4.1.5.1 Čelní zubová spojka

Běžná čelní zubová spojka se skládá z hnací a hnané části, které mají na čelních

plochách vytvořeny zuby. Hnaná část má delší náboj s drážkou pro přesouvací kroužek

nebo kluzné kameny.

Spojku lze zapínat buď v klidu, nebo při velmi malém rozdílu obvodových rychlostí.

Spojka se vyrábí nejčastěji z litiny, její hlavní rozměry se volí podle průměru hřídele.

4.1.6 Třecí spojky

Třecí spojky umožňují spojení i odpojení hřídelů za provozu i při plném zatížení.

Dociluje se jimi pozvolného a plynulého rozběhu hnaného stroje, umožňují reverzaci

chodu a mohou se využít i jako spojky pojistné. Jejich nevýhodou je opotřebení třecích

ploch a zahřívání v důsledku třecí práce.

Obr. 12. Čelní zubová spojka

- 20 -

Při rozběhu spojky dochází ke ztrátám třením. Rozběhové poměry budou záviset

především na charakteristice hnacího a hnaného stroje, ale také na průběhu přítlačné síly.

Hnaný hřídel může být přitom nezatížen (rozběh naprázdno), nebo se spojka rozbíhá při

zatíženém hnaném hřídeli.

Třecí spojky je možno rozdělovat podle různých hledisek. Nejčastější je rozdělení

podle tvaru třecích ploch na spojky s třecími plochami:

- čelními

- válcovými

- kuželovými

U všech typů třecích spojek se má dodržovat konstrukční zásada, že se na hnanou

stranu umísťuje polovina spojky s větším momentem setrvačnosti, aby při zapnutí motoru

byly urychlovány co nejmenší hmoty.

4.1.6.1 Třecí spojka kotoučová

Přenáší kroutící moment pouze třením mezi hnacím a hnaným kotoučem. Jedná se o

spojku se silovým stykem. Při zapojování mají vlivem prokluzu pozvolný a plynulý záběr.

Používá se u motorových vozidel. Přítlačná síla na třecí kotouč může být vyvolána

několika šroubovými válcovými pružinami – problém se seřízením vypínacích

dvouramenných pák do jedné roviny (má vliv na životnost axiálního kuličkového

vypínacího ložiska), nebo centrální talířovou pružinou.

1- setrvačník klikového hřídele

2- třecí kotouč spojky (přinýtované nebo lepené obložení)

3- přítlačný kotouč

4- přítlačné pružiny

5- vypínací páky

6- vypínací ložisko

Obr. 13. Kotoučová třecí spojka

- 21 -

4.1.6.2 Lamelová spojka

Má na vnitřním povrchu pláště spojeného s hnacím hřídelem drážky, v nichž se mohou

volně posunovat hnací lamely. Lamely jsou na sebe v axiálním směru přitlačovány

dvouramennou pákou - spojení se silovým stykem. Aby se lamely při záběru neslepily,

mají různě upravené zářezy, nebo se rovinné lamely nahradí zprohýbanými popřípadě se

vkládají mezi dvě vnitřní lamely pružiny. Lamely bývají ocelové, pak spojka pracuje

s olejovou náplní nebo otvory v lamelách se plní grafitovou náplní, která zabraňuje

zadření. U spojek suchých musí být vystřídána ocelové lamely lamelami s třecím

obložením. Opotřebení lamel se vymezuje maticí.

1- hnací polovina spojky

2- vnější lamely

3- hnaná polovina spojky

4- vnitřní lamely

5- zadní přítlačný kotouč

6- přední přítlačný kotouč

7- matice nastavení přítlačného kotouče

8- přítlačné páky lamel (3 po 1200)

9- zajišťovací kolík (poloha kotouče 6)

4.2 Pojistné spojky

Při přetížení strojů, ke kterému někdy dochází, jsou součásti značně namáhané, takže

může nastat trvalá deformace nebo i jejich porušení, popř. spálení vinutí motoru. Aby se

tomu zabránilo, zařazují se do mechanizmů spojky pojistné. Ty nejsou schopny přenášet

zvýšený kroutící moment při přetížení a dojde k porušení spojovacího členu, nebo

k vzájemnému prokluzu hnací a hnané části pojistné spojky.

Pojistné spojky se dělí na spojky se střižnými kolíky, na automatické spojky zubové,

kuličkové a třecí.

Obr. 14. Lamelová spojka

- 22 -

4.2.1 Pojistná spojka se střižnými kolíky

Při nežádoucím zvýšení MK se přestřihne kolík, který spojuje obě části spojky. Kolíky

jsou ocelové, málokdy litinové. Jsou vsazeny do kalených pouzder – zabránění otlačení

materiálu. Při přestřižení se nahradí novými. Nevýhodou jsou ztrátové časy při výměně

kolíků. Pro přenos i velkých MK.

4.2.2 Prokluzovací lamelová spojka

Je konstruována jako třecí spojka se silovým stykem. Při překročení MK začne

prokluzovat. Třecí plochy jsou mazány olejem. Hřídele musí být souosé. Používá se u

strojů, kde se předpokládá časté, krátkodobé přetížení. Velikost maximálního MK lze

seřídit stavěcími šrouby pružin.

1- hnací část s drážkováním po obvodě (vnitřní lamely)

2- hnaná část s vnitřním drážkováním (vnější lamely)

3- lamely

4- přítlačný kotouč

5- přítlačná pružina

6- seřizovací šroub

Obr. 15. Pojistná spojka se střižnými kolíky

Obr. 16. Prokluzovací lamelová spojka

- 23 -

4.2.3 Pojistná spojka kuličková

Pojistné spojky kuličkové jsou vhodné pro přenos malých a středních kroutících

momentů. Jejich nejčastější použití je v konstrukci pohonů obráběcích strojů.

Spojku je možno konstruovat jako axiální a radiální. U axiálního uspořádání tvoří sedlo

kuliček kuželová plocha, u radiálního provedení sedí kuličky na hraně válcového otvoru o

něco menšího průměru, než je průměr kuličky. S ohledem na přenášený kroutící moment je

vhodné umísťovat kuličky na větších roztečných průměrech. Sedla, na které kuličky

dosedají, jsou cementována a kalena nebo povrchově kalena. Velikost spojky se volí podle

přenášeného kroutícího momentu, navržená spojka se kontroluje.

4.3 Rozběhové spojky

Rozběhové spojky jsou spojky s automatickým zapínáním. Pracují na principu zapínání

odstředivou silou. Umožňují nezatížený rozběh těch hnacích strojů, jejichž kroutící

moment se mění v závislosti na otáčkách, např. elektromotorů s kotvou nakrátko,

spalovacích motorů apod. Rozběhová spojka má umožnit rozběh těchto strojů do určitých

otáček bez zatížení. Kdyby se takový hnací stroj spojil se strojem hnaným již při nízkých

otáčkách, nebo dokonce při otáčkách nulových (např. pevnou spojkou), musel by být

dimenzován na rozběhový moment a při provozních otáčkách by pracoval nevyužit.

Pro pohon různých strojů a zatížení se stále častěji používá elektromotoru s kotvou

nakrátko, protože má řadu výrobních i provozních výhod. Při zapnutí tohoto motoru však

vzniká proudový náraz, a proto předpisy připouštějí přímé zapojení motoru na síť pouze do

výkonu 3 kW. Dle charakteristiky tohoto motoru dosahuje hodnota záběrového proudu

nejméně šestinásobku proudu zatíženého motoru při jmenovitých otáčkách. Zvýšení

záběrového proudu se nelze vyhnout, lze však zkrátit dobu jeho trvání a tím podstatně

Obr. 17. Pojistná spojka kuličková

- 24 -

omezit jeho vliv v síti. Předpisy připouštějí, aby záběrový proud trvající kratší dobu než

0,2 s nebyl uvažován jako proudový náraz.

Takový stav, kdy rozběh motoru netrvá déle než 0,2 s, nastává, jestliže se motor

rozbíhá bez zatížení. Pak lze přímo na síť zapojit i motory s větším výkonem než 3 kW.

Zařízení, která umožňují rozběh motoru naprázdno do plných nebo téměř plných

provozních otáček jsou právě automatické rozběhové spojky.

Rozběhové spojky je možno rozdělit do tří skupin, a to na:

- spojky se záběrem neřízeným

- spojky se záběrem řízeným pružinami

- spojky se záběrem zpožděným

4.3.1 Rozběhové spojky s neřízeným záběrem

Mezi rozběhové spojky s neřízeným záběrem patří ty spojky, u nichž se unáší třecí

kotouč spojený s hnanou částí ihned po rozběhu hnací části. Do této skupiny patří např.

spojka Centri, Metalluk, spojka s vlečnými čelistmi volnými, posuvnými a spojka

hydrodynamická.

4.3.1.1 Spojka Centri

Tato spojka se skládá z hnací poloviny tvořené nábojem a dvojdílnou žebrovanou

spojkovou skříní, a z hnané části tvořené trojdílným nábojem, na kterém je upevněn rotor,

po obvodě zvlněný. Vnitřní prostor spojky je zčásti vyplněn směsí ocelového prachu a

grafitu.

Náplň spojky je při rozběhu spojky nejprve zvířena v prostoru skříně, s přibývajícími

otáčkami vytvoří vlivem odstředivé síly na vnitřním obvodě hnací části prstenec, kterým je

zvlněný rotor postupně unášen. Při plných otáčkách dojde k bezeskluzovému spojení obou

částí. Při překročení maximálního kroutícího momentu se souvislý prstenec rozruší a

spojka prokluzuje. Velikostí náplně, která se do vnitřního prostoru spojky sype otvorem

uzavřeným zátkou, se ovlivňuje doba rozběhu spojky.

Spojky Centri se vyznačuje měkkým plynulým rozběhem i při urychlování velkých

setrvačných hmot. Pracuje také jako spojka pojistná. Prokluzuje při kroutícím momentu asi

o 20 % větším, než je moment nominální.

- 25 -

4.3.1.2 Spojka Metalluk

U spojky Metalluk, jinak taky uváděné jako spojka s náplní ocelových kuliček, je hnací

částí několikakřídlové kolo a hnanou částí řemenice s uzavřenými čepy, uloženými otočně

na náboji hnací části. Spojka má náplň ocelových kuliček, promíšených grafitem. Při

rozběhu hnací části jsou kuličky přitlačeny odstředivou silou na obvod třecího bubnu, před

křídly se vytvoří z kuliček klíny, kterými je hnaná část postupně unášena. Při dosažení

jmenovitých otáček dojde k bezeskluzovému spojení. Při přetížení se chová podobně jako

spojka Centri.

4.3.1.3 Spojka s vlečnými volnými čelistmi

Ve vybráních hnací části této spojky jsou volně uloženy odstředivé třecí segmenty,

které zabírají s třecím kotoučem. Spojka je výrobně velmi jednoduchá a má vyhovující

vlastnosti.

1- hnací část

2- třecí segmenty

3- třecí kotouč s nábojem (hnaná část)

Obr. 18. Spojka s vlečnými volnými čelistmi

- 26 -

4.3.2 Rozběhová spojka s řízeným záběrem

Je obdobou rozběhové spojky s neřízeným záběrem, má jen čtyři vlečné, třecí

segmenty, vedené ve vybráních. Ve výřezech hnací části jsou uloženy čtyři ploché pružiny,

které procházejí vlečnými, třecími segmenty

4.4 Volnoběžné spojky

Volnoběžné spojky spojují hnací a hnaný hřídel pouze při otáčení v jednom smyslu.

Přeruší-li se hnací moment a hnaná část začne předbíhat, spojka se samočinně rozpojí.

Volnoběžky se dělí na axiální a radiální.

4.4.1 Volnoběžné axiální spojky

Axiální volnoběžky se hodí pro přenos jen nízkých kroutících momentů. Hnacím

elementem je šroub s pohybovým závitem a matice s čelní nebo kuželovou třecí plochou.

Při otáčení šroubu v jednom smyslu dojde k posunu matice ke hnané části a ke styku obou

částí na třecích plochách, při otáčení v opačném smyslu dojde k rozpojení spojky.

Obr. 19. Rozběhová spojka s řízeným záběrem

- 27 -

4.4.2 Volnoběžné radiální spojky

Radiálních volnoběžných spojek se používá mnohem více než spojek axiálních.

Konstruují se pro přenos malých i středních kroutících momentů. Vyrábějí se ve dvou

základních konstrukčních úpravách, a to s vybráním pro svěrné válečky ve vnitřní části

volnoběhu, nebo ve vnější části volnoběhu.

Obr. 20. Volnoběžná kuličková spojka

- 28 -

Závěr

Úkolem této práce bylo provést základní rozdělení hřídelových spojek, popsat

konstrukci, funkci, použití a způsoby ovládání. Důležitější částí práce jsou však modely

jednotlivých spojek, kde vidíme, z jakých součástí se spojka skládá. Prezentace těchto

modelů nám také usnadní pochopení principu, na kterém spojky fungují.

Práci jsem věnoval poměrně dost času a pokud bych ji měl zhodnotit, tak jsem s ní

spokojen. Určitě je pro mě přínosem, protože s programem Autodesk Inventor se

v budoucnu ještě setkám.

- 29 -

Seznam použité literatury a zdrojů informací:

Seznam publikací:

[1] Ing. Rudolf Kříž a kolektiv - Stavba a provoz strojů I., Nakladatelství technické

literatury, Praha 1977

[2] Petr Fořt a Jaroslav Kletečka - Autodesk Inventor 6 , Nakladatelství Computer

Press, Brno 2003

[3] Doc. Ing. Vladimír Mynář, CSc. a kolektiv – Části strojů, Ostrava 1978

Jiné zdroje informací:

[4] http://www.kks.zcu.cz/podklady/PRIRUCKA/CADIS/MDOC/D/D4

- 30 -

Seznam obrázků:

Obr. 1. Pracovní plocha pro modelování součásti.......................................................... 8 Obr. 2. Schéma spojky.................................................................................................. 9

Obr. 3. Trubková spojka ............................................................................................. 12

Obr. 4. Axiální trubková spojka .................................................................................. 13

Obr. 5. Oldhamova spojka .......................................................................................... 13

Obr. 6. Obručová spojka ............................................................................................. 15

Obr. 7. Výsuvná část spojky ....................................................................................... 17

Obr. 8. Přesouvací páky.............................................................................................. 18

Obr. 9. Přesouvací kroužek......................................................................................... 18

Obr. 10. Hydraulické ovládání spojky........................................................................ 18

Obr. 11. Pneumatické řazení spojky........................................................................... 19

Obr. 12. Čelní zubová spojka..................................................................................... 20

Obr. 13. Kotoučová třecí spojka................................................................................. 21

Obr. 14. Lamelová spojka.......................................................................................... 22

Obr. 15. Pojistná spojka se střižnými kolíky .............................................................. 23

Obr. 16. Prokluzovací lamelová spojka...................................................................... 23

Obr. 17. Pojistná spojka kuličková............................................................................. 24

Obr. 18. Spojka s vlečnými volnými čelistmi ............................................................. 26

Obr. 19. Rozběhová spojka s řízeným záběrem.......................................................... 27

Obr. 20. Volnoběžná kuličková spojka ................................................................... 28

- 31 -

Seznam použitého softwaru:

[1] Autodesk Inventor 5

[2] Microsoft Word 2000

[3] Zoner Photo Studio 8

- 32 -

Poděkování

Rád bych poděkoval Ing. Lence Příborské, která je vedoucí mé maturitní práce a se

kterou jsem tuto práci konzultoval. Při všech mých problémech mi vyšla vstříc a poskytla

mi vhodnou literaturu a jiné studijní materiály, ze kterých jsem mohl čerpat.

- 33 -

Přílohy:

[1] Pojistná spojka se střižnými kolíky

[2] Rozběhová spojka s vlečnými volnými čelistmi

[3] Volnoběžná kuličková spojka

[4] CD s modely jednotlivých druhů spojek

[5] Výkresy sestav a výrobní výkresy spojek

- 34 -

Příloha 1

- 35 -

Příloha 2

- 36 -

Příloha 3