Csavarkötés egy külső ( orsó ) és egy belső ( anya ) csavarmenet kapcsolódását jelenti. A következő képek a motor forgattyúsházában a főcsapágycsavarokat és a hajtókarcsavarokat mutatják. 1. Kötőcsavarok anyagai és szilárdsági tulajdonságai Gyűjtse ki és tanulja meg a kötőcsavarok szilárdsági tulajdonságainak jelölési módját! Kötőcsavarokat készítenek műanyagokból, vagy ötvözött acélanyagokból. Az acél kötőcsavarok speciális jelölése a szilárdságra utal a következőképpen. A jel két szám, közöttük egy ponttal. Az első szám a csavaranyag MPa-ban (N/mm 2 -ben) megadott R m szakítószilárdságának a 100-adrésze, a második szám pedig a terhelhetőség és a szakítószilárdság arányának 10-szerese. Az előforduló kategóriák: 5.6 6.8 8.8 10.9 12.9 Az 5.6 jelű csavar szakítószilárdsága 500 MPa, terhelhetősége 300 MPa, a 12.9 jelű csavar szakítószilárdsága 1200 MPa, terhelhetősége pedig 1080 MPa. Ez azt jelenti, hogy ugyanolyan geometriai kialakítású csavar 12.9 jellel több, mint háromszor annyira terhelhető, mint az 5.6-os. Emiatt fokozottan ügyelni kell arra, hogy a csavar ne csak a geometriai, hanem a szilárdsági és egyéb (pl. korrózióállóság) követelményeknek is feleljen meg. Határozza meg a 6.8, 8.8 jelű csavaranyagok szakítószilárdságát és terhelhetőségét!
2. Csavarmenetek Gyűjtse ki és tanulja meg a csavarmenetek jellemző paramétereit! Jegyezze meg a kötőcsavarokat jellemző paramétereket! A csavarmenetek összetett geometriájú felületek, amelyeket a következő paraméterek határoznak meg: menetprofil (méter, whitworth, lemezcsavar...) menetemelkedés forgatási irány bekezdések száma Kötőcsavarok kevés kivételtől eltekintve egybekezdésűek, jobbmenetűek és métermenetesek. A menetemelkedésnél a legnagyobb szabványosat nevezik normál menetemelkedésűnek, az összes többit aminek ennél kisebb a menetemelkedése pedig finommenetűnek. A menetemelkedés az egy csavarfordulat alatti tengelyirányú elmozdulást fejezi ki. A nagy menetemelkedés nagyobb menetkeresztmetszetet tesz lehetővé, de mind a kapcsolódó menetek, mind a csavar meghúzása durvább, mind a finommenetes csavarkötéseknél. Jobb menetű a csavar, ha felülről nézve jobbra, az óra mutató járásának megfelelően csavarva szorít (és nem lazít) a csavar. Balmenetet ritkán, csak indokolt esetben használnak. 1. ábra: Egyik oldalán jobb- másik oldalán balmenetes állítócsavar Gyűjtse ki és tanulja meg a balmenetes csavarok alkalmazásának céljait! Jegyezze meg a whitworth menet jellemző paramétereit, jellemző alkalmazási területeit! Például menetes kötélfeszítő egyik oldala jobb, a másik bal menetes, ezáltal megkétszereződik a fordulatonkénti elmozdulás. Személygépkocsik kormányszerkezetében a nyomtávrúdnál alkalmaznak balmenetet a kerékösszetartás állítására. Másik ok lehet, ha a forgásirány a csavar meglazulásához vezetne, például kerékpárok egyik pedáljának jobb, a másiknak balmenetes a rögzítése a hajtókarhoz. Balmenetet alkalmaznak, ha meg akarják akadályozni a kötőelemek felcserélését. Erre példa a propán bután háztartási gázpalackok balos csatlakozómenete. A whitworth menet (elnevezés Sir Joseph Whitworth 1841 után) abban különbözik a métermenettől, hogy a méreteit collban, a menetemelkedését pedig az 1 coll hosszra eső menetek számával adják meg, profilszöge pedig 55.
D H 2. ábra Métermenetes (bal) és whitworth menetes (jobb) hidraulika csőcsatlakozók Ritkán alkalmaznak személygépkocsiban whitworth menetű csavarkötést, például előfordul biztonsági övek rögzítőcsavarjainál, feltehetően azért, hogy ne lehessen könnyen más csavarral helyettesíteni. Hidraulika rendszerek csőcsatlakozásai is whitworth menetesek. Ennek éppúgy tradicionális indokai vannak, mint ahogy az optikai alkalmazásoknál is, vagy ahogyan bizonyos méreteket attól függetlenül collban használunk (képernyő, kerékabroncs...), hogy a hosszméretek alapmértékegysége egyébként a méter, vagy a gépészetben a milliméter. Rajzolja le a métermenet profilját, jelölje a jellemző paramétereit! A métermenet alakját az 3. ábra mutatja. anya p D 2 D 1 d orsó 3. ábra: Métermenet alakja és paraméterei (DIN 13-1) A métermenet meghatározó paraméterei: d 3 d 2 megnevezés jelölés (orsó/anya) példa:m8(x1) mértékegység külső (névleges) átmérő d/d 8 mm profilszög 60 menetemelkedés p 1,25 mm középátmérő d 2 /D 2 7,188 mm magátmérő d 3 /D 1 6,466/6,647 mm profilmagasság H 0,767/0,677 mm tőlekerekítési sugár R 0,18 mm
Jegyezze meg a menetemelkedés két fő típusát! A meneteket a menetemelkedés alapján normál vagy finom menetűnek nevezzük. A normál menet az adott névleges átmérőhöz tartozó legnagyobb szabványos menetemelkedésű menetet jelöli, az összes többi ennél kisebb menetemelkedésű menetet finommenetnek nevezzük. Tanulmányozza a normál és a finom métermenet átmérő méreteit (tűréseit) bemutató táblázatot! A leírtak alapján határozza meg különböző átmérőkhöz a külső és belső menet középátmérőjét (tartomány) valamint a legkisebb és a legnagyobb játékot! A következő táblázat a DIN 13-20 alapján M10-20 normál menetemelkedésű métermenetek leggyakrabban használt tűrésosztályainál belső és külső menetek külső, közép és magátmérőinek mérettartományát mutatja. Ebből a táblázatból megállapítható, ha egy M10- es 6H-s tűrésű belső menet kapcsolódik egy 6g-s tűrésű külső menettel, akkor a belső menet középátmérője a következő tartományba fog esni: 9,026-9,206 mm, a külső menet pedig: 8,862-8,994 mm. Ez azt jelenti, hogy a középátmérők lazán fognak illeszkedni, a legkisebb játék 9,026 8,994 = 0,032 mm a legnagyobb játék pedig 9,206 8,862 = 0,344 mm. belső menet külső menet névleges átmérő d=d menetemelkedés P külső átmérő D min tűrés -osztály középátmérő magátmérő külső átmérő középátmérő magátmérő tűrés- D 2 D 1 d d osz- tály max min max min max 2 d 1 min max min max min 10 1,5 5H 10 9,026 9,16 8,36 8612 4h 10 9,85 9,026 8,941 8,16 8,017 6H 10 9,026 9,206 8,37 8,676 6g 9,968 9,732 8,994 8,862 8,128 7,938 7H 10 9,026 9,25 8,376 8,751 8g 9,968 9,593 8,994 8,782 8,128 7,858 6G 10,032 9,058 9,238 8,408 8,708 6e 9,933 9,697 8,959 8,827 8,093 7,903 7G 10,032 9,058 9,282 8,408 8,783 8e 9,933 9,558 8,959 8,747 8,093 7,823 6f 9,955 9,719 8,981 8,849 8,115 7,925 11 1,5 5H 11 10,026 10,166 9,376 9,612 4h 11 10,85 10,026 9,941 9,16 9,017 6H 11 10,026 10,206 9,376 9,676 6g 10,968 10,732 9,994 9,862 9,128 8,938 7H 11 10,026 10,25 9,376 9,751 8g 10,968 10,593 9,994 9,782 9,128 8,858 6G 11,032 10,058 10,238 9,408 9,708 6e 10,933 10,697 9,959 9,827 9,093 8,903 7G 11,032 10,058 10,282 9,408 9,783 8e 10,933 10,558 9,959 9,747 9,093 8,823 6f 10,955 10,719 9,981 9,849 9,115 8,925 12 1,75 5H 12 10,863 11,023 10,106 10,371 4h 12 11,83 10,863 10,768 9,853 9,691 6H 12 10,863 11,063 10,106 10,441 6g 11,966 11,701 10,829 10,679 9,819 9,602 7H 12 10,863 11,113 10,106 10,531 8g 11,966 11,541 10,829 10,593 9,819 9,516 6G 12,034 10,897 11,097 10,14 10,475 6e 11,929 11,664 10,792 10,642 9,782 9,565 7G 12,034 10,897 11,147 10,14 10,565 8e 11,929 11,504 10,792 10,556 9,782 9,479 6f 11,952 11,687 10,815 10,665 9,805 9,588 14 2 5H 14 12,701 12,871 11,835 12,135 4h 14 13,82 12,701 12,601 11,546 11,369 6H 14 12,701 12,913 11,835 12,21 6g 13,962 13,682 12,663 12,503 11,508 11,271 7H 14 12,701 12,966 11,835 12,31 8g 13,962 13,512 12,663 12,413 11,508 11,181 6G 14,038 12,739 12,951 11,873 12,248 6e 13,929 13,649 12,63 12,47 11,475 11,238 7G 14,038 12,739 13,004 11,873 12,348 8e 13,929 13,429 12,63 12,38 11,475 11,148 6f 13,948 13,668 12,649 12,489 11,494 11,257 16 2 5H 16 14,701 14,871 13,835 14,135 4h 16 15,82 14,701 14,601 13,546 13,369 6H 16 14,701 14,913 13,835 14,21 6g 15,962 15,682 14,663 14,503 13,508 13,271
7H 16 14,701 14,966 13,835 14,31 8g 15,962 15,512 14,663 14,413 13,508 13,181 6G 16,038 14,739 14,951 13,873 14,248 6e 15,929 15,649 14,63 14,47 13,475 13,238 7G 16,038 14,739 15,004 13,873 14,348 8e 15,929 15,429 14,63 14,38 13,475 13,148 6f 15,948 15,668 14,649 14,489 13,494 13,257 18 2,5 5H 18 16,376 16,556 15,294 15,649 4h 18 17,788 16,376 16,27 14,933 14,731 6H 18 16,376 16,6 15,294 15,744 6g 17,958 17,623 16,334 16,164 14,891 14,625 7H 18 16,376 16,656 15,294 15,854 8g 17,958 17,428 16,334 16,069 14,891 14,53 6G 18,042 16,418 16,642 15,336 15,786 15,8 17,92 17,585 16,296 16,126 14,853 14,587 7G 18,042 16,418 16,698 15,338 15,896 8e 17,92 17,39 16,296 16,031 14,853 14,492 6f 17,942 17,607 16,318 16,148 14,875 14,609 20 2,5 5H 20 18,376 18,556 17,294 17,649 4h 20 19,788 18,376 18,27 16,933 16,731 6H 20 18,376 18,6 17,294 17,744 6g 19,958 19,623 18,334 18,164 16,891 16,625 7H 20 18,376 18,656 17,294 17,854 8g 19,958 19,428 18,334 18,069 16,891 16,53 6G 20,042 18,418 18,642 17,336 17,786 6e 19,92 19,585 18,296 18,126 16,853 16,587 7G 20,042 18,418 18,698 17,338 17,896 8e 19,92 19,39 18,296 18,031 16,853 16,492 6f 19,942 19,607 18,318 18,148 16,875 16,609 1. táblázat Normál métermenetek átmérőméretei a DIN 13-20 alapján. A következő táblázat egy részletet mutat a DIN 13-21 alapján a finommenetes métermenetek leggyakrabban használt tűrésosztályainak átmérőméreteire. belső menet külső menet névleges átmérő d=d menetemelkedés P külső átmérő D min középátmérő D 2 magátmérő D 1 tűrés -osztály tűr s- osztály külső átmérő d középátmérő d 2 magátmérő d 1 mn max min max max min max min max min 0,25 4H 9,5 9,338 9,391 9,229 9,274 4h 9,5 9,458 9,338 9,298 9,193 9,143 0,25 6g 9,482 9,415 9,32 9,257 9,175 9,102 0,35 4H 95 9273 9,333 9,121 9,184 4h 9,5 9,447 9,273 9,228 9,071 9,013 0,35 6g 9,481 9,396 9,254 9,183 9,052 8,968 0,5 5H 9,5 9,175 9,265 8,959 9,071 4h 9,5 9,433 9,175 9,122 8,887 8,815 9,5 0,5 6H 9,5 9,175 9,287 8,959 9,099 6g 9,48 9,374 9,155 9,07 8,867 8,763 0,75 5H 9,5 9,013 9,119 8,688 8,838 4h 9,5 9,41 9,013 8,95 8,58 8,488 0,75 6H 9,5 9,013 9,145 8,688 8,878 6g 9,476 9,338 8,991 8,891 8,558 8,429 0,75 7H 9,5 9,013 9,183 8,688 8,924 1 5H 9,5 8,85 8,968 8,417 8,607 4h 9,5 9,388 8,85 8,779 8,273 8,163 1 6H 9,5 8,85 9 8,417 8,653 6g 9,474 9,294 8,824 8,712 8,247 8,096 1 7H 9,5 8,85 9,04 8,417 8,717 8g 9,474 9,194 8,824 8,644 8,247 8,028 0,2 4H 10 9,87 9,918 9,783 9,821 4h 10 9,964 9,87 9,834 9,755 9,712 0,2 6g 9,983 9,927 9,853 9,797 9,738 9,675 0,25 4H 10 9,838 9,891 9,729 9,774 4h 10 9,958 9,838 9,798 9,693 9,643 0,25 6g 9,982 9,915 9,82 9,757 9,675 9,602 0,35 4H 10 9,773 9,833 9,621 9,684 4h 10 9,947 9,773 9,728 9,571 9,513 0,35 6g 9,981 9,896 9,754 9,683 9,552 9,468 0,5 5H 10 9,675 9,765 9,459 9,571 4h 10 9,933 9,675 9,622 9,387 9,315 0,5 6H 10 9,675 9,787 9,459 9,599 6g 9,98 9,874 9,655 9,57 9,367 9,263 10 0,75 5H 10 9,513 9,619 9,188 9,338 4h 10 9,91 9,513 9,45 9,08 8,988 0,75 6H 10 9,513 9,645 9,188 9,378 6g 9,978 9,838 9,491 9,391 9,058 8,929 0,75 7H 10 9,513 9,683 9,188 9,424 1 5H 10 9,35 9,468 8,917 9,107 4h 10 9,888 9,35 9,279 8,773 8,663 1 6H 10 9,35 9,5 8,917 9,153 6g 9,974 9,794 9,324 9,212 8,747 8,596 1 7H 10 9,35 9,54 8,917 9,217 8g 9,974 9,694 9,324 9,144 8,747 8,528 1,25 5H 10 9,188 9,313 8,647 8,859 4h 10 9,868 9,188 9,113 8,466 8,343
1,25 6H 10 9,188 9,348 8,647 8,912 6g 9,972 9,76 9,16 9,042 8,438 8,272 1,25 7H 10 9,188 9,388 8,647 8,982 8g 9,972 9,637 9,16 8,97 8,438 8,2 0,35 4H 10,5 10,273 10,333 10,121 10,184 4h 10,5 10,447 10,273 10,228 10,071 10,013 0,35 6g 10,481 10,396 10,254 10,183 10,052 9,968 0,5 5H 10,5 10,175 10,265 9,959 10,071 4h 10,5 10,433 10,175 10,122 9,887 9,815 10,5 0,5 6H 10,5 10,175 10,287 9,959 10,099 6g 10,48 10,374 10,155 10,07 9,867 9,763 0,75 5H 10,5 10,013 10,119 9,688 9,838 4h 10,5 10,41 10,013 9,95 9,58 9,488 0,75 6H 10,5 10,013 10,145 9,688 9,878 6g 10,478 10,338 9,991 9,891 9,558 9,429 0,75 7H 10,5 10,013 10,183 9,688 9,924 2. táblázat Finom métermenetek átmérőméretei a DIN 13-21 alapján. Tanulmányozza a levezetést! Más adatok alapján a táblázat segítségével határozzon meg magátmérő minimumokat! Ha különböző menetemelkedésű például M10-es métermeneteket hasonlítunk össze, akkor megállapíthatjuk, hogy minél kisebb a menetemelkedés, annál nagyobb a külső menet magátmérője (a csavar teherviselő keresztmetszete): 6g tűrésű külső menetekre 1,5 mm-es menetemelkedésnél a magátmérő minimuma 7,938 mm, 1,25 mm-es menetemelkedésnél 8,272 mm, 1 mm-es menetemelkedésnél 8,596 mm. Az illeszkedés játéka is kisebb lesz, pl 6H/6g-s menetek kapcsolódásakor 1,25 mm-es menetemelkedésnél a legkisebb játék: 9,188 9,16 = 0,022 mm, a játék maximuma 9,348-9,042 = 0,306 mm. Tehát a finomabb kisebb emelkedésű - menetekkel pontosabb kisebb játékú, kisebb bizonytalanságú menetkapcsolódás valósul meg, mint a nagyobb menetemelkedésűekkel. Jegyezze meg a lemezcsavarok jellemzőit! A lemezcsavaroknak az a jellegzetességük, hogy olyan a menetprofiljuk és olyan anyagból készülnek, hogy nem kell hozzájuk belső menetet készíteni, hanem csak elég előfúrni a belső menetnek egy furatot és a lemezcsavar képes maga elkészíteni a belső menetet. p d 1 d 2 60 c 4. ábra: Lemezcsavar menetének alakja és paraméterei (EN ISO 1478)
anya p orsó megnevezés jelölés (orsó/anya) példa: ST8 mértékegység külső (névleges) átmérő d/d 8 mm profilszög 60 menetemelkedés p 2,1 mm középátmérő d 2 /D 2 6,2 mm élszalag (maximum) c 0,15 mm 3. A csavarkötések erőviszonyai Tanulmányozza, majd rajzolja le a csavarmeneten ébredő erőket bemutató ábrát! Jegyezze meg a különféle erők neveit! D D 2 D 1 F felületre merőleges F s F l F ml F F mn F m F n d 3 d 2 d 2 d 5. ábra Laza illesztésű orsó és anya illeszkedése és a csavarmeneten ébredő erők meghúzáskor Tanulmányozza, majd rajzolja le a laza illesztésű csavarkötést bemutató ábrát! Tanulja meg a középátmérők méretkülönbségének a hatásait! A 5. ábra bal oldalán látható, hogy a szabványos laza illesztésű kötőcsavarok esetében az orsó és az anyamenetek hogyan illeszkednek. A névlegeshez képest az orsómenet középátmérője kisebb, az anyameneté pedig nagyobb. Ez a méretkülönbség a középátmérőben teszi lehetővé a megszorításig a csavar laza behajthatóságát. A középátmérőben levő méretkülönbség csökkenti a menetek terhelhetőségét, mivel kisebb felületen fekszenek fel egymáson az anya és az orsómenet és tengelyirányú terhelőerő a meneten a névleges középátmérőhöz képest kifelé tolódik el. Ez az erőeltolódás megnöveli a menettőben ébredő hajlítónyomatékot. A középátmérő méretkülönbségével lehet a profilszög és a menetemelkedés hibáját úgy kiegyenlíteni, hogy a menetek így se szoruljanak. Annál kisebb lehet a középátmérő méretkülönbsége, minél nagyobb az orsó és az anyamenet geometriai pontossága. A csavarmenet egy henger palástfelületére tekert lejtő. Az 5. ábra jobb oldala mutatja a menetet kiterítve és a meghúzás erőegyensúlyát, lapos menet esetén. A csavarkötésben tengelyirányban (hosszirányban) ébredő szorítóerőnek (F) lesz egy lejtőirányú (F l ) és egy merőleges (normális) irányú (F n ) összetevője. A meghúzási erőnek (F m ) ugyanígy lesz egy lejtőirányú (F ml ) és egy felületre merőleges (F mn ) összetevője. A meghúzást akadályozza a
felületen ébredő súrlódási erő (F s ), ami a felületre merőleges nyomóerők összegének és a súrlódási tényezőnek a szorzata. Egyenletes meghúzás esetén a meghúzási erő lejtőirányú komponensének egyenlőnek kell lennie a csavarerő lejtőirányú komponensének és a súrlódási erők összegével. A csavarerő és a meghúzóerő felületre merőleges és a felülettel párhuzamos összetevőinek erővektorainak háromszögei hasonlók a menetemelkedés geometriájából adódó háromszöggel (olyan derékszögű háromszög, aminek hosszabb befogója a menet középátmérőre vonatkoztatott kerülete, másik befogója pedig a menetemelkedés). Tanulmányozza a levezetést, jegyezze meg a csavar meghúzásához és a lazításához szükséges erőt meghatározó összefüggést! A menetemelkedés szöge:, amire F F p l mn tg (1) d 2 F n F ml A meghúzás erőegyensúlyának egyenlete: F ml = F l + F s = F l + μ (F n + F mn ) (2) μ: a menetfelületek súrlódási tényezője. A (2) egyenlet a csavarerővel (F), a meghúzási erővel (F m ) és a menetemelkedés szögével () kifejezve: F cos F sin F sin F cos (3) m m A csavar meghúzásához szükséges erő (1) felhasználásával: p d sin cos tg 2 F F F F m cos sin 1 tg p 1 (4) d 2 Mivel a kötőcsavarok menetei nem laposak, hanem a profilszögnek megfelelő hajlásszöggel lejtenek (a 3. ábra bal oldala szerint métermenetnél 60-os szögben), ezért a tengelyirányú erőket ennek megfelelően is fel kell bontani a tengelyre merőleges és a menetfelületre merőleges összetevőkre és a súrlódási erőnél ezt is figyelembe kell venni. A tengelyirányú erő menetfelületre merőleges (normális) összetevője: F cos F (5) normális 2 tengelyirá nyú Ezt úgy a legegyszerűbb figyelembe venni, hogy a súrlódási tényezőt (a felület ferdesége a súrlódási erőt befolyásolja) elosztjuk a profilszög felének koszinuszával: p d cos 2 2 F F (6) m p 1 cos d 2 2
A csavar lazításához szükséges erő F ml F m F s F l F mn F F n p d 2 6. ábra: A csavarlazítás erőviszonyai A meghúzás mintájára a csavarlazítás erőszükséglete: p cos d 2 2 F F (7) m p 1 cos d 2 2 4. A csavarkötés rugalmas modellje Tanulmányozza a 7. ábrát, majd rajzolja le a csavarkötést laza és meghúzott állapotban! Jegyezze meg a csavar és az összeszorított rész viselkedésének jellemzőit! A csavarkötés akkor megfelelő, ha az összeszorított részek közt a szükséges szorítóerőt biztosítja. Mind a csavar, mind az összeszorított részek rugalmasak. A rugalmasságukat (vagy ami ennek ellentett megfelelője, a merevségüket) a rugalmassági modulusuk fejezi ki. A 7. ábra mutatja, ahogy az erőmentes állapothoz képest a csavar meghúzásakor a csavar megnyúlik, az összeszorított részek pedig összenyomódnak.
ö sszenyom ó d á s F nyúá l s 7. ábra A laza állapothoz (bal oldal) képest a meghúzott csavarnál (jobb oldal) az alakváltozások (a megnyúlás és az összenyomódás felnagyítva a valósághoz képest) Tanulmányozza a 8. ábrát, majd rajzolja le a diagramot! Nevezze meg, értelmezze a diagram részeit, jelöléseit! A csavarban és az összeszorított részekben ébredő erőket és rugalmas alakváltozásokat a csavarkötés ú.n. háromszögdiagramja mutatja. A csavarkötés háromszögdiagramja a 8. ábrán látható. erő csavar nyúá l sa összeszorított részek összenyomódása c d f i 8. ábra: Csavarkötés erő megnyúlás/összenyomódás diagramja A háromszögdiagram bal oldalán a csavar nyúlásgörbéjének lineáris szakasza helyezkedik el a -val jelölve. A vízszintes tengelyen a csavar nyúlása, a függőleges tengelyen a csavar megnyújtásához szükséges erő van. A háromszög diagram jobb oldalán az összeszorított részek összenyomódás-erő diagramja van, b -vel jelölve. j k b e h g F l a
A csavarkötés háromszögdiagramját legfeljebb akkora csavarerőre lehet meghatározni, aminek hatására a csavarban még csak rugalmas deformáció ébred (még nincs képlékeny deformáció). Ezt az erőt jelzi az ábrán az e. Meg kell határozni a csavar megnyúlását ennek az e erőnek a hatására, ezt jelöltük az ábrán c -vel. Célszerű hosszegységet választva az erőnek és a megnyúlásnak tudjuk ábrázolni a c és e befogójú derékszögű háromszöget. Ha meghatározzuk (számítással, vagy méréssel), hogy az e erő hatására az összeszorított részek mennyit nyomódnak össze d, akkor a derékszögű háromszög e oldalához hozzárajzolhatjuk az e és d befogójú derékszögű háromszöget. Tanulja meg a csavarkötés három jellegzetes üzemállapotának a nevét! Jegyezze meg a 3 üzemállapot jellegzetességeit! A diagramon a csavarkötés 3 jellegzetes üzemállapotának erő és nyúlás/összenyomódás viszonyai szemléltethetők. Meghúzott állapot: A csavart e erőre meghúzva (szaknyelven kifejezve: előfeszítve ) az összeszorított részekben ugyanekkora összeszorító erő ébred. Ennek hatására a csavar c hosszúságot megnyúlik, az összeszorított részek d hosszúságot összenyomódnak. Terhelés: Ha a meghúzott csavarkötésben h üzemi terhelőerő ébred, akkor ennek az erőnek j része a csavart tovább nyújtja f nagyságúra, illetve a terhelőerő k része az összeszorított részeket tehermentesíti, ezáltal ezek összenyomódása g lesz. Terhelés határállapota: A terhelőerő növekedésével elérjük azt az l értéket, aminek hatására az összeszorított részek a tehermentesülés határállapotába kerülnek. Az összeszorított részek tehermentesülése azt jelenti, hogy nem hat rájuk szorítóerő, ezáltal a csavarkötés alapfunkciója megszűnik! A csavar megnyúlása f + g lesz. Tanulmányozza a 9. ábrát, majd rajzolja le a diagramot! Hasonlítsa össze a két eltérő kötési mód jellemzőit! Tanulja meg a kialakítási módok előnyeit, hátrányait! A 9. ábra segítségével lehet azt bemutatni, hogy a csavar és az összeszorított részek rugalmassága illetve merevsége hogyan befolyásolja a csavarkötés erőviszonyait. Az előző háromszögdiagramba berajzoltunk egy olyan csavarkötés nyúlás/összenyomódás egyeneseit, amelynél a csavar merevebb, tehát az a 1 görbe meredekebb, az összeszorított részek pedig lágyabbak, tehát a b 1 egyenes laposabb. Ennek a kialakításnak egyetlen előnye, hogy ugyanannak az l terhelhetőségnek az eléréséhez kisebb mértékben ( e 1 ) kell előfeszíteni. A hátránya viszont az lesz, hogy ugyanolyan h terhelés nagyobb mértékben a csavart terheli ( i 1 > i ) és kisebb mértékben tehermentesíti az összeszorított részeket ( k 1 < k ). A terhelésfelvétel szempontjából az a csavarkötés a kedvezőbb, amelynél a csavar lehetőség szerint lágy (lágy anyag, nagy hossz, kis keresztmetszet), az összeszorított részek pedig amennyire lehet merevek (merev anyag, nagy keresztmetszet, kis hossz). Ebben az esetben az üzemi terhelés kisebb mértékben terheli tovább a csavart. Ezért nem szabad lágy alátétet nagy terhelésű csavarkötésbe tenni (a lágy alátét következtében az üzeni terhelés nagyobb része
adódik át a csavarnak, ahelyett, hogy az összeszorított részek tehermentesülése venné át az üzemi terhelés nagyobbik részét)! a1 erő i1 k1 csavar nyúá l sa b1 e1 h l c f i j k b e h a összeszorított részek összenyomódása d 9. ábra Különböző merevségű csavarokkal megvalósított csavarkötések teherviselése (bal oldali piros szín - merevebb csavar, lágyabb összeszorított részek, jobb oldali lágyabb csavar, merevebb összeszorított részek) g l