Sworznie blokujące - zatyczki sprężynowe i zawleczki - kształty i wymiary

Zatyczki sprężynowe i zawleczki (zwane również sworzniami blokującymi) są elementami blokującymi do różnych zastosowań. Są one często używane do połączeń śrubowych jako prosty i rozłączalny element blokujący i służą do zabezpieczenia siły osiowej. Siła osiowa nie jest głównym obciążeniem stawu. Element blokujący służy przede wszystkim do utrzymywania zespołu razem. Siła osiowa jest zatem często mniejsza o kilka rzędów wielkości niż siła promieniowa na śrubie. W tym artykule omówiono zasady blokowania połączeń śrubowych z trzpieniami blokującymi, a także przykłady zastosowań różnych elementów blokujących w inżynierii mechanicznej i na podstawie kryteriów, które można wybrać te elementy.

Czym są zatyczki sprężynowe?

Zatyczki sprężynowe to specjalnie ukształtowane elementy druciane. Jako sprężynowy elastyczny element blokujący (dostępny również jako standardowy) zatyczki sprężynowe mają prostą część z drutu, która przechodzi przez otwór, oraz ukształtowaną część sprężyny, którą można owinąć wokół śruby. Zatyczka sprężynowa niezawodnie zapobiega poślizgowi promieniowemu i jest mocowana na śrubie za pomocą jej kształtu.

Zatyczki sprężynowe są często produkowane zgodnie z normą DIN 11024. Istnieje kilka wersji zatyczek sprężynowych w różnych przykładach wykonania. Zatyczki sprężynowe są montowane bez narzędzi.

Zawleczkisą również elementami ukształtowanymi z drutu, o prostej geometrii. Zawleczki składają się z dwóch prostych części, które są równoległe i znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie siebie. Jeden koniec zawleczki jest wygięty w pętlę i zapewnia stop, drugi koniec jest otwarty, a następnie może być odkształcony plastycznie, zwykle za pomocą narzędzia. Zabezpiecza to element blokujący przed poluzowaniem.

Zawleczki są standaryzowane zgodnie z normą ISO 1234 - dawniej DIN 94.

Alternatywy dla zatyczek sprężynowych i zawleczek

Oprócz sworzni blokujących, takich jak korki sprężynowe i zawleczki, dostępne są również specjalne elementy blokujące, takie jak kulowe sworznie blokujące i śruby z zabezpieczeniem gwintu. Te śruby blokujące są bardziej skomplikowane w produkcji, ponieważ komponenty te nie są wykonane z pojedynczego materiału. Oprócz śruby zawierają one również element blokujący z mechanizmem zwalniającym.

Montaż jest możliwy bez użycia narzędzi, ponieważ mechanizm zwalniający wykonany z kulki lub gwintu jest uruchamiany za pomocą przełącznika lub mechanizmu sprężynowego o wystarczającej sile roboczej można pokonać.

Obsługa sworznia blokującego kulowego:

① Zwolnić blokadę kulową, naciskając przycisk. (kulki są wsunięte)
② Wprowadzić sworzeń do odpowiedniego otworu i zwolnić przycisk. (kulki są wypychane na zewnątrz)
③ Ponowne naciśnięcie przycisku zwalnia blokadę kulkową. (można wyciągnąć sworzeń)

Do mocowania wałów lub otworów służą pierścienie osadcze, podkładki zabezpieczające i pierścienie zatrzaskowe. Te mechanizmy blokujące są bardziej wytrzymałe przy prędkościach obrotowych i mają większe powierzchnie łożysk. Te elementy blokujące mogą być zatem stosowane nawet przy wyższych obciążeniach osiowych. Pierścienie osadcze i pierścienie zatrzaskowe mogą być stosowane jako osiowe elementy blokujące od wewnątrz w otworach.

Śruby zawiasowe są śrubami pasującymi do powierzchni ślizgowej i mają kształt umożliwiający zamocowanie elementu blokującego. Są idealnym odpowiednikiem elementów blokujących i są konfigurowalne w sklepie MISUMI w wielu różnych wersjach. Dostępne są wersje z otworami, gwintami i wycięciami do mocowania elementu blokującego.

Przykład zastosowania: Sworzeń z otworem poprzecznym: (1) Sferyczne łożysko ślizgowe, (2) blok łożyska zawiasu w kształcie litery U, (3) sworzeń zawiasowy z otworem poprzecznym

Jak prawidłowo używać zatyczek sprężynowych i zawleczek

Zawleczki sprężynowe, szyny i podobne standardowe części służą do mocowania połączeń śrub i innych zastosowań. W przypadku połączeń śrubowych siły są pochłaniane przez śrubę i nie ma zbyt niskich sił w kierunku osi śruby. Podstawowym zadaniem elementów blokujących jest zabezpieczenie śruby przed wysunięciem.

Kiedy używane są zatyczki sprężynowe i zawleczki? Kiedy stosuje się alternatywy?

Zatyczki sprężynowe są właściwym wyborem, jeśli połączenie wymaga częstszej wymiany. Zatyczki sprężynowe przesuwają się po śrubie i utrzymują tę pozycję poprzez wstępne obciążenie geometrii. Te elementy blokujące zwykle zajmują więcej miejsca niż zawleczka.

W inżynierii mechanicznej zatyczki sprężynowe są używane w następujących zastosowaniach:

• Do zabezpieczania narzędzi wymiennych na maszynach
• Do montażu pokryw do obudów

Zawleczkisą używane, gdy połączenie jest zwalniane bardzo rzadko lub nigdy. Zawleczki stają się kruche i szybciej ulegają uszkodzeniu przy każdym montażu i demontażu. Z tego powodu zawleczki należy wymienić po kilkukrotnym demontażu.

Szyny są szeroko stosowane w inżynierii mechanicznej, w tym:

• Do zabezpieczania elementów sterujących operatora na elementach sterujących maszyny
• Do mocowania śrub zawiasów w otworach obudów
• Blokowanie połączeń między maszynami częściowymi, takimi jak przenośniki

Blokujące sworznie kulowe są preferowane w zastosowaniach wymagających częstych, codziennych instalacji i modyfikacji. Komponenty te są trudniejsze w produkcji i nie tak wytrzymałe jak złącza sprężynowe, ale ze względu na mechanizm zwalniający są odpowiednie do częstego demontażu i montażu niemal bez użycia siły. Mechanizm sprężynowy jest kolejnym przykładem wykonania sworznia blokującego kulowego. Kulki sworznia blokującego kulowego są naprężone przez określoną siłę sprężyny. Jeśli siła ta podczas demontażu jest wystarczająco duża, kulki są wpychane do sworznia blokującego kulowego, który można następnie wymontować. Zgromadzenie działa zgodnie z tą samą zasadą.

Blokujące sworznie kulowe są używane w ogólnej inżynierii mechanicznej w następujących zastosowaniach:

• Aby zabezpieczyć mocowania w operacjach montażowych
• Zabezpieczenie regulowanych podzespołów podrzędnych
• Do mocowania wsporników w kontroli jakości

Śruby z zabezpieczeniem gwintu są stosowane w inżynierii mechanicznej, gdy złącze jest narażone na wysokie wibracje, na przykład:

• do mocowania sprzęgieł w układach napędowych
• do zabezpieczania komponentów w maszynach o dużej wytrzymałości

Podkładki zabezpieczające i pierścienie osadcze są montowane w rowkach śrub i są używane przy wyższych prędkościach obrotowych, ponieważ elementy te rozkładają masę bardziej równomiernie wokół śruby lub wału.

Typowe zastosowania w inżynierii mechanicznej to:

• Mocowanie łożysk tocznych za pomocą podkładek zabezpieczających
• Mocowanie tulei łożyska ślizgowego

Dobór rozmiaru i wybór - zatyczki sprężynowe w połączeniach śrubowych

Elementy blokujące dobiera się stosownie do przypadku użycia. Wybór elementu blokującego musi być brany pod uwagę już przy wymiarowaniu i dobieraniu śruby.

Kryteria wyboru obejmują:

• Średnica trzonu: Średnica śruby wpływa na wybór standardowych części i obsługę elementu blokującego. Zatyczki sprężynowe są częściej stosowane w przypadku małych średnic, podczas gdy sworznie blokujące kulowe i śruby z zabezpieczeniem gwintu są częściej stosowane w przypadku dużych śrub.
• Częstotliwość instalacji: Przerwa w poluzowaniu połączenia obciąża materiał i może być osiągnięta bez użycia narzędzi, np. na sworzniach blokujących kulowych i zatyczkach sprężynowych, lub musi być przeprowadzona za pomocą narzędzi, na przykład na zawleczkach.
• Siła osiowa: Siła poprzeczna działająca na element blokujący ma kluczowe znaczenie dla wyboru. Małe siły poprzeczne mogą być absorbowane przez zawleczki, podczas gdy duże siły poprzeczne wymagają podkładek zabezpieczających lub śrub z zabezpieczeniem gwintu.
• Efektywność kosztowa: Koszty decydują między dwoma możliwymi wariantami, np. sworzeń sprężynowy może również spełniać wiele zadań zawleczki. Kolejnym z wielu kryteriów może być koszt wytworzenia rowka lub otworu.
• Materiał: Materiał jest wybierany na podstawie wcześniej określonej siły ścinającej i obciążenia, które ma oddziaływać na element blokujący. Standardowe kształty mogą być wykonane ze stali, stali nierdzewnej lub z ochroną przed korozją, w zależności od wymagań.

W MISUMI znajdziesz odpowiedni element blokujący do połączenia zawleczki lub śruby w następujących kategoriach:

• Sworznie sprężynowe i zawleczki
• Śruby zawiasowe
• Sworznie blokujące kulowe/śruby z zabezpieczeniem gwintu
• Pierścienie osadcze/podkładki zabezpieczające/pierścienie zatrzaskowe

• Sworznie blokujące kulowe i gwintowana śruba blokująca