Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1 Podklady k přednáškám – část B1 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. a kol.

1. SPOJE – ZÁKLADNÍ POZNATKY 2. SPOJE S VYUŽITÍM TVAROVÝCH ELEMENTŮ PRO PŘENOS ZATÍŽENÍ 3. SPOJE S VYUŽITÍM TŘENÍ PRO PŘENOS ZATÍŽENÍ 4. SPOJE S VYUŽITÍM MATERIÁLU PRO PŘENOS ZATÍŽENÍ 5. SPOJE S VYUŽ. PŘEDEPJATÝCH ELEMENTŮ PRO PŘENOS ZATÍŽENÍ SPOJE Kapitola B    DŮLEŽITÉ POTŘEBNÉ K INFORMACI PRO ÚPLNOST © S. Hosnedl

1. SPOJE – ZÁKLADNÍ POZNATKY 1.1 Charakteristika (znakové konstrukční vlastnosti – konstrukční znaky ) Spoje (spojení) – strojní části (stavební orgány), jejichž hlavní funkcí je „spojit“ (HW) díly technického produktu (TS), a to vždy v kombinaci s další funkcí, týkající se „pohyblivosti“ : a)„neumožnit vzájemný pohyb“, jestliže původní části nemohly být z důvodů vyrobitelnosti, zaměnitelnosti, nastavitelnosti, dopravitelnosti, opravitelnosti, likvidovatelnosti, apod. navrženy z jednoho kusu, b)„umožnit vzájemný pohyb“, jestliže spojované díly vyžadují pro zajištění své funkce současně měnit vzájemnou polohu. Poznámky: - Pokud však u spoje nabývá prioritu funkce „umožnit vzájemný pohyb“, jsou tyto spoje v ČR považovány za samostatné třídy strojních částí a v českém jazyce (např. na rozdíl od angličtiny a němčiny) označovány podle druhu umožněného pohybu: pro posuvný pohyb: vedení pro otáčivý pohyb: uložení    DŮLEŽITÉ © S. Hosnedl

V dalších kapitolách proto budeme pod pojmem „spoje“ uvažovat pouze „ klasické spoje “, u nichž má prioritu funkce „ umožnit spojení “, a funkce „ umožnit pohyb “ buď není požadována vůbec, nebo jen zčásti: A. spoje pevné (za provozu nepohyblivé!) (tj. s funkcí „neumožnit vzájemný pohyb“) B. spoje pohyblivé (tj. s funkcí „umožnit (částečný) vzájemný pohyb“ ) Poznámky: Obvyklé členění „pevných“ spojů na „ rozebiratelné“ a „nerozebiratelné “ zde není uvažováno, protože toto není funkční vlastnost ani funkční/pracovní charakteristika. Tato vlastnost (např. pro montáž při výrobě, a pro demontáž & montáž při distribuci, instalaci, údržbě, opravách a demontáž při likvidaci, apod.) je však logicky uvažována jako jedna z významných reflektovaných vlastností (pevných) spojů. Tím se třídění těchto spojů podstatně zjednodušilo, aniž by bylo tato jejich vlastnost opomenuta. Pozor, ve oboru strojních částí se pod pojmem „pevné spojení“ označují spojení, která (při provozu) „neumožňují vzájemný pohyb spojovaných částí/dílů TS. Pro zjednodušení znázornění a označení silových zatížení působících rovnoměrně po celém obvodu (např. nákružku, třecí plochy, závitu, apod.) je používáno označení příslušných veličin indexem „o“ psaným nalevo od značky příslušné síly, apod. (viz např. Obr. A ).    POTŘEBNÉ © S. Hosnedl

1.2 Vnější zatížení spoje Řeší se (po vyřešení vnější rovnováhy TS!) jako výsledné účinky sil a momentů působících na část TS po jedné straně stykové (funkční) plochy řešeného spoje (tj. analogicky jako vnitřní rovnováha odpovídajícího "řezu"). Obvykle se využívá ta strana, ze které je řešení jednodušší. Výsledné silové účinky na spoj („zleva“ i „zprava“): Výsledné momentové účinky (od momentů i sil) na spoj („zleva“ i „zprava“):    DŮLEŽITÉ © S. Hosnedl ČÁST TS I ČÁST TS II TS Obr. A Vnější zatížení spoje plocha

1.3 Principy mechanického přenosu zatížení a pohybu ve styku spoje Existují dva základní principy mechanického přenosu zatížení a pohybu v místě spoje (styku) spojovaných částí TS: Principy a jejich varianty se mohou kombinovat, řešení je však potom statisticky neurčité, což přináší obtíže při návrhu, výrobě, montáži i rozdělení namáhání při provozu. A. „Přirozenou“ stykovou plochou: B. „Umělými“ tvarovými prvky: a)s materiálem ve spoji b) bez materiálu ve spoji (spojeným s oběma plochami) (se stykem ve volném nebo předepjatém stavu ) a)v materiálu spojovaných částí b) pomocí přídavných elementů (bez přídavných elementů) (ve volném stavu nebo předepjatých) Obr. A Varianty principu přenosu zatížení a pohybu „přirozenou“ plochou spojovaných částí TS Obr. A Varianty principu přenosu zatížení a pohybu „umělými“ tvarovými prvky spojovaných částí TS    DŮLEŽITÉ © S. Hosnedl

Poznámky: Každý spoj je třeba řešit (stejně jako každou jinou strojní část) jako ucelený „ stavební orgán “ (tj. orgán, prvek abstraktní orgánové struktury TS, v jeho konkretizaci až na úroveň stavební struktury TS), tj. včetně zatížení a namáhání bezprostředně přilehlých zón/partií spojovaných částí i případných přídavných spojovacích elementů. Pozor, nesmí se však zahrnout ty zóny/partie TS, které již patří k jiným strojním částem a které pak mohou být namáhány i z jiných zdrojů zatížení - mohlo by tak dojít ke hrubé chybě! Např. u řezů hřídelí v místě spoje je nutné řešit jejich namáhání až při zjišťování namáhání hřídele, protože řez hřídele již nepatří ke spoji (jak je někdy ve strojních příručkách doporučováno řešit), ale může mít i další funkce. U spojovaných strojních částí TS se často používá stavební struktura s více shodnými “paralelními“ prvky pro přenos zatížení a pohybu (závity, drážky, apod.). Na rozdíl od teoretické statiky a pružnosti je zde však nutné počítat s tím, že vlivem výrobních nepřesností nemůže ve skutečnosti dojít k jejich rovnoměrnému styku a tudíž ani k rovnoměrnému rozdělení zatížení. Protože nelze předem určit skutečné budoucí odchylky (byť v předepsaných tolerancích) všech jednotlivých realizací po vyrobení a smontování, řeší se tento problém v praxi pomocí součinitele c ef (obvykle v rozmezí ). Tímto součinitelem se pak podle přesnosti výroby daného typu spojení snižuje skutečný počet prvků na jejich „efektivní“ počet (který pak nemusí být ani vyjádřen celým číslem): { n ef, z ef, … } = c ef. { n, z,… } (skut)., např.: n ef = c ef. n (skut)    DŮLEŽITÉ © S. Hosnedl

Děkuji za pozornost Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/ „Inovace výuky podpořená praxí“.