Az axiális csapágyak rögzítésére szolgáló elemek
Számos ipari és mechanikai alkalmazásnál a csapágyak kritikus fontosságú alkatrészek, amelyek alacsony súrlódású, reprodukálható mozgást biztosítanak a mozgó alkatrészek, illetve tengelyek között. Beépítési helyüktől és funkciójuktól függően ezeknek a csapágyaknak különböző szabadságfokokat kell lehetővé tenniük, és biztonságosan rögzíteni kell őket. Számos más lehetőség mellett az olyan rögzítőelemek, mint a rögzítőgyűrűk vagy a hornyolt anyák vagy tengelyanyák a gépalkatrészek, például a görgőscsapágyak, csavarok vagy tengelyek axiális elmozdulás elleni rögzítésére szolgálnak.
A csapágyak rögzítésének fontossága
A tengelyek és csapágyak eltolódhatnak a helyükön a rezgés, a forgás vagy akár a hőtágulás hatása miatt. Ez nemkívánatos játékot, túlzott kopást vagy akár a gép teljes meghibásodását okozhatja. A csapágyak hatékony rögzítésének előfeltétele a szükséges mozgásszabadságot figyelembe vevő tudatos tervezés, amely hozzájárul a teljes rendszer élettartamához. A csapágy vagy tengely véletlen kilazulása vagy elmozdulása a gépben a gép meghibásodásán kívül súlyos balesetekhez is vezethet. A csapágyzárak és a tengelyzárak megakadályozzák az ilyen nemkívánatos mozgásokat, és ezáltal hozzájárulnak a gép kezelőinek biztonságához, és a gép működési biztonságához. Ezenkívül bizonyos előírásokat és irányelveket is be kell tartani bizonyos iparágakban és alkalmazásokban, amelyek pedig csapágyzárakat igényelnek a biztonság és a megbízhatóság érdekében.
Az alkalmazástól és a szükséges szabadság mértékétől függően különböző csapágyak léteznek, pl. rögzített csapágyak és lebegő csapágyak. A rögzített csapágy megakadályozza egy összetevő vagy szerkezet adott irányba történő mozgását, a lebegő csapágy pedig szabad mozgást tesz lehetővé. Ez előnyös lehet a hőtágulás vagy más erőhatások esetén.
A csapágyakkal és a csapágyelrendezéssel kapcsolatos további információ a csapágytípusokról szóló blogunkon található.
Szabványosított alkatrészek a csapágyak rögzítéséhez
Különböző szabványosított alkatrészek és tervezési megoldások állnak rendelkezésre a csapágyak és tengelyek rögzítésére. A MISUMI üzletben a következő megoldások állnak rendelkezésre:
Hornyolt anyák és tengelyanyák
A hornyolt anyák – vagy tengelyanyák – az állítható rögzítő- és záróelemek részhalmazát képviselik. Egy speciális típusú záróanyát jelentenek, amelyet arra terveztek, hogy a gép elemeit tengelyen vagy csavarokon rögzítse vagy megtartsa egy összetevőhöz vagy nyomócsapágyhoz nyomva. Szükségük van egy menetre, amelyre rácsavarozzák őket. A kialakítástól függően rugós csapszeg, tengelyirányban kiálló horony vagy a tengelyhez való egyéb kialakítási adaptáció is szükséges.
A hornyolt anyákat gyakran használják alkatrészek, például csapágyak, kerekek vagy szíjtárcsák helyükön tartására, miközben lehetővé teszik beállításukat is.
A hornyolt anyák kialakítását két vagy több kereszthorony jellemzi, amelyek egyenletesen vannak elosztva a külső átmérőn. Ezek a hornyok lehetővé teszik az anya meghúzását egy megfelelő meghúzó szerszámmal, például horogkulccsal vagy dugókulccsal. A tengelyzáró anyák belső átmérőjén gyakran van egy finom menet, amely önzáró hatású. Ebben az esetben a pozíció rögzítése a horonyanya meghúzásával történik a rögzítendő gépelemnél (pl. egy tengelyszegmensen elhelyezett gördülőcsapágy belső gyűrűje). Nyomaték alkalmazásakor a szorítóanya belső menetére ható megfelelő meghúzási erő hat a csavar külső menetére, amelyre rá van csavarozva, és a görgőscsapágy belső gyűrűje rögzül a helyén.
A beállíthatóság nagy előnyt jelent, mivel lehetővé teszi az alkatrész helyzetének beállítását a tengely vagy a menetes rúd mentén anélkül, hogy az anyát teljesen el kellene távolítani. Azonban a kialakításuknak köszönhetően az anyák terhelése kisebb, mint más típusú anyáké, például a hatlapú anyáké. A hornyolt anyák általában acélból vagy rozsdamentes acélból készülnek.
Hornyolt anya zárólemezzel és rugós alátéttel, szükség szerint
A rögzítőlemezeket – vagy rögzítő alátéteket – gyakran anyákkal együtt használják, ha az anyák nem önzáróak, így külön rögzített reteszt igényelnek. A zárólemez vagy a rögzítő alátét rögzített reteszelési funkcióként való használatának előfeltétele, hogy a tengelyen legyen egy hornyolt anya a menet területén.
A zárólemeznek – amely gyakran vizuálisan hasonlít egy fogazott alátéthez – a belső kerületén egy „vezetőfog” található, amelyet a tengelyen lévő ékhorony vezet. Ez a vezető megakadályozza a rögzítő alátét vagy a zárólemez elfordulását. A tengelyre felcsavarozott anya kívánt helyzetének elérése után a reteszelőlemez foga, amely illeszkedik a hornyolt anyához, behajlik az anya külső kerületén lévő horonyba, és így megakadályozza az anya elfordulását. A zárólemez plasztikusan deformálódik, és megakadályozza, hogy az anya az alakrögzítő segítségével leváljon a meneten lévő helyéről.
Egy kiegészítő rugós alátét (tengelyrugós alátét) használható az axiális előfeszítés biztosítására, mely figyelembe veszi a tengely esetleges nyúlását is. Ez azért előnyös más típusú rögzítőelemekkel szemben, mert a rezgések, ütések és termikus méretváltozások a megfelelő méretezésű rugóhatás révén kompenzálhatók.
A rögzítőlemezzel ellátott hornyolt anyák előnyei:
- Nincs önálló kilazulás
- Az alakrögzítésnek és a tengelyhoronynak köszönhetően igénybevétel nélkül felszerelhető
- A rugós alátéttel lehetséges a meghatározott előterhelési erővel történő összeszerelés
Hornyolt anyák gyűrűscsavarral
Egy további megvalósításnál a hornyolt anyák axiálisan vagy radiálisan elhelyezett beállítócsavarokkal vagy gyűrűscsavarokkal rendelkezhetnek, amelyeket a rögzítéshez használnak. Ezek a csatlakozások könnyen leválaszthatók. A megfelelő hornyolt anyacsavarok bármilyen helyzetben különösebb erőfeszítés nélkül rögzíthetők.
Rögzítés záróanyával
Egy másik módszer egy második hornyolt anyát használ záróanyaként, amelyet meghúznak az első hornyolt anyánál. Ezt a módszert akkor alkalmazzák, ha az anya nem a nyomócsapágyhoz vagy a görgőscsapágy belső gyűrűjéhez van meghúzva, hanem szabadon rá van csavarozva a csavarra. A záróanyával történő rögzítés általánosan használt módszer, melynek során a teljes menetes csavaron a nyomócsapágytól egy meghatározott hézagot vagy egy meghatározott méretet kell beállítani.
Tengelytartó elemek
A tengelyeket általában rögzítő alátétekkel (tengelyzár) rögzítik a csapágyházból való kicsúszás ellen. Az alkalmazás során az alátétek egy megfelelő kemény tárggyal egyszerűen bepattinthatók a tengely hornyába. Ezekben az esetekben a szerelvény radiális. A lazítás ugyanilyen egyszerű, és egy tüskével vagy csavarhúzóval érhető el, amely az alátétet a tengelytől a mélyedésnél elfordítja. Más változatok, ún. rögzítőgyűrűk, rögzítő alátétek és lánckerekek tengelyirányban a tengely végére tolhatók. A tengely külső átmérőjének befogásához vagy egy horonyba való befogásához a rögzítőerőre támaszkodnak, és így rögzítik az alátétet a helyén. A rögzítő alátétek sima felületet biztosítanak, amely egyenletesen eloszlatja a nyomást, hogy a csapágy a helyén maradjon. A rögzítő alátéteket, például a kulcsos alátéteket vagy rugós alátéteket gyakran használják például csavarok stabilan helyükön tartására, és a rezgések okozta kilazulás megelőzésére. A rögzítő alátétek többféle anyagból, például rugóacélból, rozsdamentes acélból vagy műanyagból – például nejlonból – készülnek.
A tengelyreteszelő elemekkel kapcsolatban további információt a rögzítőcsapokról szóló blogon talál.
Csapágyrögzítő gyűrű furatokhoz és tengelyekhez
A rögzítőgyűrűk – vagy karikagyűrűk – szorosan kapcsolódnak a rögzítő alátétekhez. Ezek olyan hornyolt gyűrűk, amelyek a kialakítástól függően kitágulnak vagy összehúzódnak, és a tengely vagy agy hornyába illeszkednek. Következésképpen különbséget kell tenni a furatrögzítő gyűrűk (belső gyűrűk) és a tengelyrögzítő gyűrűk (külső gyűrűk) között. A rögzítőgyűrűk használatának előfeltétele, hogy a horony sugárirányban a tengely vagy a furat teljes kerületén körbefusson, és a műszaki adatlapok szerint a horony a gyűrű vastagságához képest túlméretezett legyen. Ha a tengely irányában a játékot és a csörgést teljesen el kell kerülni, akkor kiegészítő rugós alátéteket, illetve koronás vagy rugós rögzítőgyűrűket használnak, ahol a horonyban elhelyezett rögzítőgyűrű rugóhatása az utóbbit súrlódással rögzítendő elemhez nyomja. A rögzítőgyűrűket előnyben részesítik golyóscsapágyak és görgőscsapágyak rögzítésénél, például a csapágyak házban való rögzítése és a tengelyirányú mozgások megakadályozása érdekében. Bizonyos esetekben csapágyfedelek is használhatók rögzítőgyűrűk helyett.
A rögzítőgyűrűk általában rugós vagy rozsdamentes acélból készülnek. A rugósacél lehetővé teszi a gyűrűk összehúzását vagy kitágulását rugalmasságuk révén, és azt, hogy bepattanjanak egy horonyba vagy ülésbe. Másrészt gyakran rozsdamentes acélt választanak, ha korrózióállóságra van szükség.
A rögzítőgyűrűk egyik előnye, hogy költséghatékonyak, és megfelelő eltávolítás esetén újra felhasználhatók. Általában könnyen telepíthetők összetett szerszámok és eljárások nélkül is. Az egyik hátrányuk, hogy a szükséges horony miatt a tengelyen bevágási hatás keletkezhet, amit a tervezésnél figyelembe kell venni.
Hidraulikus anya
A hidraulikus anyák olyan eszközök, amelyek megkönnyítik a csapágyak össze- és szétszerelését. A hidraulikus anya a tengelyre van csavarozva a befogni kívánt összetevő mellett. Ezután hidraulikus csatlakozáson keresztül meghatározott nyomás keletkezik a hidraulikus anyában. Ez a hidraulikus anya hidraulikusan mozgó elemét hozzányomja a csapágyhoz vagy a perselyhez. A hidraulikus anya meghatározott hidraulikus nyomás segítségével meghatározott előfeszítő erőt tud kifejteni gépelemekre, pl. nagy görgőscsapágyakra, de csavarokra is. Ez megkönnyíti a csapágyak összeszerelését, valamint a megfelelő rögzítőelemek, például hornyolt anyák, alátétek és rögzítőgyűrűk behelyezését és beszerelését. A hidraulikus anyák használatának fő előnye az összeszerelés és szétszerelés során megtakarított idő. Ezenkívül a gép károsodásának kockázata csökken, mivel a hidraulikus anyák súrlódás nélkül felcsavarhatók, és egyenletes nyomást fejtenek ki. Gyakran használják nehezen hozzáférhető alkatrészek rögzítésére és forgó alkatrészek befogására.
Egyedi alkatrészek csapágyzárakhoz
A gyakorlatban a csapágyzárakat szabványosított alkatrészek és ütközők kombinációjaként alkalmazzák a tengelyeken és furatokon. Ezek a tengelyek és furatok közvetlenül a CAD modellből is elkészíthetők a „meviy” eszköz segítségével anélkül, hogy származékos rajzot kellene előállítani.
