OBLIKOVANJE STEZNIH

SPOJEVA

U stezne spojeve ubrajaju se čvrsti spojevi

koji omogućavaju prenošenje aksijalnih sila i

obrtnih momenata otporom trenja.

Ostvaruju se:

Klinom sa nagibom,

Navojnim spojem,

Elastičnim elementima ili

Čvrstim naleganjem.

Stezni spoj ostvaren uzdužnim

klinom sa nagibom

• Spajaju se vratila sa kaišnicima,

remenicama, zamajcima i obodima

spojnica (i sa svim drugim elementima za

prenos obrtnog kretanja).

• Deformacije vratila i glavčine drugog

elementa kao posledica utiskivanja klina,

što izaziva pojavu ekscentričnosti glavčine

u odnosu na vratilo.

• Naleganje vratila i

glavčine: H7/k6 ili

H7/m6.

• Naleganje između klina i

žlebova u vratilu i

glavčini: h9/D10

Naponsko stanje i ekscentričnost

u spoju pomoću klina sa

nagibom

• Naponsko stanje u

spoju potiče od

normalne sile FN, koja

iznosi:

FN 4.76Fa;

Fa – aksijalna sila (pri

koeficijentu trenja

=0.1, nagib na

spoljašnjoj strani 1:100)

Spoj tangentnim klinovima

•Za prenošenje velikih obrtnih momenata pri

promenljivom smeru obrtanja, naponsko stanje se

postiže postavljanjem tangentnih klinova.

• Nagib klinova koji se postavljaju u parovima pod

uglom 1200 (1800) je 1:60 ili 1:100.

Jedan par klinova

prenosi obrtni

moment u

jednom, a drugi u

drugom smeru

obrtanja.

• Mere klina i žleba u glavčini treba

oblikovati prema JUS M.C2.020 – kako bi

se obezbedili potrebno naleganje i potrebna

izdržljivost preseka vratila obzirom na

koncentraciju napona.

• Obzirom da je koncentracija napona u

odnosu na druge stezne spojeve najveća,

spojevi ostvareni klinom sa nagibom se

ređe koriste, i to samo kada su obrtni

momenti veliki, a ugaona brzina vratila

mala.

Stezni spoj ostvaren poprečnim

pritezanjem zavrtnja

Za prenošenje relativno malih obrtnih momenata, uzdužnih sila i spregova.

a) Sa dvodelnom glavčinom;

b) Sa razrezanom glavčinom na spoljašnjem delu

p=Fp i/d l, N/mm2

p – pritisak na dodirnim

površinama;

Fp (N) – pritezna sila od jednog

podešenog zavrtnja;

i – broj zavrtnjeva;

d (mm) – prečnik vratila ili

elementa koji prihvata spreg ili

uzdužnu silu;

l (mm) – korisna dužina

glavčine.

Ukupna pritezna sila Fp i mora biti tolika da moment trenja T

bude veći od najvećeg radnog momenta ili sprega, T > Tmax .

Fp = Tmax/o i d, N

Ako se glavčina priteže pomoću i zavrtnjeva, pritezna sila u

svakom zavrtnju treba da bude:

o - početni koeficijent trenja

Kod dvodelnih glavčina javljaju se u toku rada i centrifugalne

sile koje rasterećuju zavrtnje od Fp na Fp´, odnosno smanjuju

površinski pritisak na dodirnim površinama na p´.

Usled ovog rasterećenja smanjuje se i sila trenja od F na F´,

koja treba sa potrebnom sigurnošću da prenese obimnu silu

Ft:

1.2...1.8t

FS

F

p = FN/d l Fp i l2/d l l1 ,N/mm2

i – broj zavrtnjeva

Dodirni pritisak razrezanih glavčina može se izračunati samo

približno (zbog elastičnih deformacija glavčine):

Nepodešeni zavrtnjevi definišu

se prema uzdužnoj sili Fp. Mere

l1 i l2 uzimaju se sa crteža.

Naleganja između vratila i

glavčine: H7/j7, H8/j7 ili H8/k7.

Stezni spojevi ostvareni pomoću

konusnih površina i navoja

Konusne površine:

• dobro centriraju glavčine ;

• laka montaža i demontaža.

• Uslov: ugao konusa 2, - ugao trenja.

• = 12 do 140 – da bi se izbegla samokočivost spoja i omogućila što veća normalna sila i dodirni pritisak u spoju.

• Navojni spojevi: ako se veza ostvaruje uzdužnom silom.

Stezni spoj pomoću konusnih površina i navoja:

a) Navoj vratila manjih prečnika izrađuje se na završetku vratila

b) Navoj većih prečnika vratila se urezuje, a spoj se priteže

zavrtnjem

v) Između glavčine i navrtke postavljene su tanjiraste opruge koje

ograničavaju prenošenje obrtnog momenta posle eventaulnog

proklizavanja na dodirnim površinama usled preopterećenja

g) Osiguranje spoja od ugaonog pomeranja segmentnim klinom,

koji ne prenosi opterećenja

Kod steznih sklopova ostvarenih pomoću konusnih

površina naleganje se gotovo ravnomerno

ostvaruje na celoj površini.

Dodirni pritisak p ostvaruje se pomoću aksijalne

pritezne sile Fp.

Moment trenja T

2

00.5 mT l p d

1 20.5( )md d d Srednji prečnik konusa

0 –koeficijent početnog klizanja

l – korisna dužina konusa

Najveći obrtni moment koji spoj može da prenese

je Tmax ≤ T.

Stvarni pritisak na dodirnim površinama

Dozvoljeni površinski pritisak:

pd = (50 – 90) N/mm2 za Č/Č i Č/ČL

pd = (30 – 50) N/mm2 za Č/SL

Pritezna sila:

S = 1.8 do 2 – stepen sigurnosti

p

d

m

Fp p

d l

max2p

m

TF

d S

Sila upravna na dodirnu

površinu:

2

p

N

FF

tg

Pritezanje pomoću rasečene čaure

Postavljaju se slobodno u prostor između glatkih cilindričnih vratila

i glavčina elemenata za prenos obrtnog kretanja, a pritiskuju se

aksijalno, obično pomoću navojnog spoja.

Pod dejstvom aksijalne sile nastaje elastična deformacija

prstenova, pri čemu se prečnik spoljašnjeg prstena D povećava, a

prečnik unutrašnjeg prstena d smanjuje. Radijalni pritisak koji se

pri tome stvara izaziva otpor trenja na dodirnim površinama, što

obezbeđuje prenošenje obrtnog momenta i sprečava aksijlano

pomeranje elemenata duž vratila.

Spojevi sa opružno-zateznim prstenovima

Odlike:

Ne slabe presek vratila i glavčine,

Obezbeđuje dobro centriranje delova na vratilu (pogodno za

velike ugaone brzine vratila – kod ventilatora, vratila elisnih

motora ...)

Ne zahtevaju dopunsko fiksiranje delova na vratilu,

Postiže se hermetičnost spoja i smnjuje opasnost od korozije.

Neophodna je precizna

obrada elemenata i ispravno

pritegnuti da bi preneli

predviđeni obrtni moment

Mere opružno-zateznih

prstenova – Tabela 6.11,

Konstruisanje, str. 113

Tolerancije glavčina i

vratila – prema uputstvu

datom u Tabeli 6.12,

Konstruisanje, str. 113

Stezni spojevi ostvareni preklopom

elemenata

Pre sklapanja – prečnik otvora spoljašnjeg elementa je manji od prečnika unutrašnjeg elementa.

Sklapanjem nastaje pritisak na dodirnim površinama pa se opterećenje – uzdužna sila Fa i obrtni moment T prenose otporom protiv klizanja spojenih delova.

Mogu preneti velika promenljiva i udarna opterećenja.

Najčešće se spajaju delovi koji rotiraju (točkovi i bandaži u sklopu vagonske osovine, rotori ventilatora, turbinski rotori, glavčine spojnica, venci zupčanika i sl.).

Nedostatak: otežano sklapanje i rasklapanje – dodirne površine se mogu oštetiti – naročito ako je preklop veliki – onemogućeno je ponovno sklapanje.

Pritisak na vratilima ili osovinama:

Stezni spoj

sa preklopom

2

s u

s u

P Np

mmK Kd

E E

P´ = P – 1.2 (Rs + Ru) – efektivni preklop u spoju, Rs i Ru – visine

neravnina za stepene površinske hrapavosti N5 do N8 (Tabela

6.13, str. 116, Konstruisanje)

P – projektovani (računski preklop) –

za prioritetna i preporučena naleganja

Ks i Ku – pomoćne veličine

2

2

1

1

ss s

s

K

2

2

1

1

uu u

u

K

uu

s

d

d u

s

s

D

D

s i u – Poasonovi koeficijenti

0.30 – čelik

0.25 – sivi liv

0.33 – bronza i mesing

Es – modul elastičnosti materijala

(2 – 2.15)105 N/mm2 – Č i ČL

(1 – 1.25)105 N/mm2 – SL200 i

SL250

(0.9 – 1.15)105 N/mm2 – bronza i

mesing

Stanje u delovima presovanog

spoja: a) odnos dimenzija i

neravnina; b) naponi u spoju

Pritisak u spoju izaziva zatezanje

spoljašnjeg i pritiskivanje

unutrašnjeg dela. Najveća vrednost

napona u spoljašnjem delu je na

unutrašnjoj površini prečnika Du:

2

2

1

1

sc

s

p

r p

Za unutrašnji deo najveća vrednost

napona je:

2

2

1c

u

p

Najmanja je na dodirnoj površini 2

2

1

1

uc

u

p

r = - p je tu

najveće.

Nosivost spojeva određuje se na osnovu najmanjeg

(donjeg) graničnog pritiska pd koji se izračunava pomoću

donjeg preklopa Pd.

Kritična sila proklizavanja:

d k d kF p A p d l

Stepen sigurnosti protiv proklizavanja:

t

FS

F

a

FS

F

Ft =2T/d – tangentna sila na

dodiru spoja prečnika d;

Fa – aksijalna sila u spoju;

l – dužina dodira u spoju;

k – koeficijent trenja – zavisi

od vrste materijala, hrapavosti

površina i načina formiranja

sklopa – Tab. 6.14, str.117,

Konstruisanje