ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΠΕΙΡΩΜΑΤΑ - ΚΟΧΛΙΕΣ

Transcript

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΠΕΙΡΩΜΑΤΑ - ΚΟΧΛΙΕΣ

2 Διαμόρφωση Σπειρώματος Το σπείρωμα δημιουργείται από την κίνηση ενός παράγοντος σχήματος (τρίγωνο, ορθογώνιο κλπ) πάνω σε έλικα που έχει χαραχθεί στην επιφάνεια ενός κυλίνδρου. Ανάλογα με τη φορά της ελίκωσης έχουμε δεξιόστροφα και αριστερόστροφα σπειρώματα. Η κίνηση του παράγοντος σχήματος στην εξωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου δίνει την το σπείρωμα του κοχλία, ενώ στην εσωτερική του επιφάνεια δίνει το σπείρωμα του περικοχλίου.

3 Κατασκευή Σπειρώματος Κοπή και αφαίρεση υλικού από κατάλληλο κοπτικό εργαλείο σε εργαλειομηχανή ή και με κοπτικό εργαλείο χειρός.

4 Κατασκευή Σπειρώματος Διαμόρφωση με έλαση. Εξαναγκασμένη παραμόρφωση του υλικού που κυλίεται μεταξύ δύο αυλακωμένων πλακών ή κυλίνδρων, ώστε να πάρει την επιθυμητή μορφή χωρίς αφαίρεση υλικού. Σημειώνεται ότι τη μεγαλύτερη διάδοση και εφαρμογή στις μηχανολογικές κατασκευές έχουν τα τριγωνικά σπειρώματα.

5 Πολυμορφία & Σχεδίαση του Σπειρώματος Τα σπειρώματα κατασκευάζονται με δυο συστήματα μονάδων μέτρησης μήκους, δηλαδή: το Μετρικό (διαστάσεις σε mm) το Αγγλοσαξωνικό (διαστάσεις σε ίντσες) Τα βασικά χαρακτηριστικά σπειρώματος: Η εξωτερική ή ονομαστική διάμετρος του κοχλία D ή του περικοχλίου d. Η διάμετρος αυτή μαζί με τον κατάλληλο συμβολισμό του σπειρώματος (π.χ. Μ για το μετρικό σπείρωμα) ορίζει το σπείρωμα (π.χ. Μ20). Το βήμα του σπειρώματος Ρ. Το βήμα σε πολλές περιπτώσεις συμμετέχει στο συμβολισμό του σπειρώματος (π.χ. σε τραπεζοειδές σπείρωμα Tr10x2). Γεωμετρικά χαρακτηριστικά ενός σπειρώματος: Η διάμετρος του πυρήνα του κοχλία ή εσωτερική διάμετρος σπειρώματος d 3. Η μέση διάμετρος του κοχλία D 2 ή του περικοχλίου d 2 που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς των κοχλιών. Η γωνία των πλευρών του σπειρώματος β. Το ύψος του γεννήτορος τριγώνου Η. Το πραγματικό βάθος σπειρώματος h 3. Η ακτίνα καμπυλότητας στο βάθος των διακένων R.

6 Τριγωνικό Μετρικό Σπείρωμα κατά ISO-DIN 13-1

7 Τα σπειρώματα διακρίνονται με κριτήριο: Τη μορφή Είδη και Μορφές Σπειρωμάτων Τριγωνικό, Τραπεζοειδές, Τετραγωνικό, Ημικυκλικό κλπ Δεξιόστροφα και Αριστερόστροφα Πολλαπλότητα βήματος: απλού, διπλού, τριπλού κλπ βήματος (κατασκευή με ένα ή περισσότερα όμοια παράγωγα σχήματα) Το σύστημα μέτρησης Τη χρήση και Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους.

8 Συμβολισμοί Διαφόρων Τύπων Σπειρωμάτων & Αντίστοιχη Τυποποίηση τους

9 Συμβολισμοί Σπειρωμάτων

10 Τριγωνικό Μετρικό Λεπτό Σπείρωμα κατά ISO-DIN 13-2

11 Τριγωνικό Σπείρωμα Whitworth κατά DIN ISO 228, DIN 2999

12 Κατηγορίες Σπειρωμάτων Τα χρησιμοποιούμενα στη βιομηχανία σπειρώματα διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Σπειρώματα Σύνδεσης: είναι συνήθως τριγωνικά και κατασκευάζονται σε κοχλίες, που έχουν σκοπό να επιτύχουν μια σταθερή και γρήγορη σύνδεση στις κατασκευές. Ακόμη τα τριγωνικά σπειρώματα προσφέρονται για μια πιο εύκολη και οικονομική κατασκευή σε σύγκριση με τα άλλα (τετραγωνικά, τραπεζοειδή κλπ). Σπειρώματα Κίνησης: το πιο διαδεδομένο σπείρωμα κίνησης είναι το μετρικό τραπεζοειδές σπείρωμα. Ως σπείρωμα κίνησης χρησιμοποιούνται επίσης το στρογγυλό και το πριονοειδές σπείρωμα. Με αυτά επιδιώκεται να επιτευχθεί μια γρήγορη ή μια σκόπιμα αργή κίνηση μεταξύ κοχλία και περικοχλίου συχνά επαναλαμβανόμενη. Χαρακτηριστικό παράδειγμα σπειρωμάτων κίνησης είναι ο κοχλίας που δίνει κίνηση στις σιαγόνες της μέγγενης όπου μέσω του συστήματος κοχλία περικόχλιο μετατρέπεται η περιστροφική κίνηση σε ευθύγραμμη.

13 Σχεδίαση και Συμβολισμός των Σπειρωμάτων Τα σπειρώματα για λόγους συντομίας και ευκολίας σχεδιάζονται και οι διαστάσεις στους συμβολίζονται με ορισμένους κανόνες. Εξωτερικά Σπειρώματα: Η εξωτερική διάμετρος τους σχεδιάζεται με παχιά συνεχή γραμμή Η εσωτερική διάμετρός σχεδιάζεται με λεπτή συνεχή γραμμή Το τέλος του σπειρώματος σχεδιάζεται με παχιά συνεχή γραμμή Στην πλάγια όψη η εσωτερική διάμετρος σχεδιάζεται με λεπτή γραμμή στα ¾ του κύκλου

14 Σχεδίαση και Συμβολισμός των Σπειρωμάτων Εσωτερικά Σπειρώματα : Η εσωτερική διάμετρος σχεδιάζεται με παχιά συνεχή γραμμή Η εξωτερική διάμετρος σχεδιάζεται με λεπτή συνεχή γραμμή Στη πλάγια όψη η εξωτερική διάμετρος σχεδιάζεται με λεπτή γραμμή στα 3/4 του κύκλου. Προκειμένου περί μη ορατού σπειρώματος κοχλία ή περικοχλίου και οι δύο διάμετροι σχεδιάζονται με διακεκομμένη γραμμή. Προκειμένου περί τομής στα περικόχλια ή σε κοχλίες η διαγράμμιση καταλήγει πάντοτε στην παχιά συνεχή γραμμή.

15 Αναγραφή Διαστάσεων Σπειρωμάτων - Η διάσταση ενός σπειρώματος, είτε πρόκειται για κοχλία είτε για περικόχλιο, αναφέρεται πάντοτε στην εξωτερική διάμετρο. - Ένδειξη της φοράς σπειρώματος: Στα δεξιόστροφα σπειρώματα δεν αναγράφεται καμία ένδειξη. Δηλαδή, αυτόματα σημαίνει δεξιόστροφο. Σε αριστερόστροφα πρέπει να σημειώνεται η ένδειξη αριστερόστροφο. - Καθορισμός του συστήματος (Αγγλικό ή Μετρικό). - Καθορισμός της μορφής και του βήματος του σπειρώματος.

16 Κοχλίες - Περικόχλια Οι κοχλίες και τα περικόχλια είναι βασικά στοιχεία μηχανών για τη σύνδεση εξαρτημάτων οι οποίοι μέσω της συνεχούς αυλάκωσης, που ονομάζεται σπείρωμα, συνδέουν μεταξύ τους τεμάχια. Ανήκουν κυρίως στα μέσα σύνδεσης και αποτελούν τα πιο συνηθισμένα και ευκολόχρηστα μέσα για λυόμενες συνδέσεις. Στις περισσότερες συνδέσεις μεταλλικών κατασκευών που χρησιμοποιείται κοχλιοσύνδεση, ο κοχλίας διαπερνά τα τεμάχια που συνδέει μεταξύ τους και δημιουργεί σύσφιξη μέσω του περικοχλίου. Σε πολλές περιπτώσεις ο κοχλίας διαπερνά ένα ή περισσότερα τεμάχια και βιδώνεται στο τελευταίο το οποίο διαθέτει κατάλληλη οπή με σπείρωμα.

17 Κοχλίες Στους κοχλίες εκτός από τη μεγάλη ποικιλία των σπειρωμάτων τους, υπάρχουν και πάρα πολλές διαφορές και παραλλαγές στην όλη διαμόρφωση τους. δηλαδή, στη διαμόρφωση της κεφαλής, του κορμού και του περικοχλίου τους. για το λόγο αυτό, οι κοχλίες, παρά τον περιορισμό που έχει επιτευχθεί με την τυποποίηση, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε πολύ μεγάλη ποικιλία ειδών.

18 Κοχλίες Οι διαστάσεις ενός κοχλία παρουσιάζονται παρακάτω και είναι σε όλες τις περιπτώσεις τυποποιημένες. Χαρακτηριστικά μεγέθη αποτελούν: Η εξωτερική διάμετρος d του κοχλία που αντιστοιχεί στη διάμετρο του σπειρώματος Το ονομαστό μήκος του κοχλία l.

19 Κοχλίας Εξαγωνικής Κεφαλής

20 Άνοιγμα Κλειδιών

21 Στοιχεία Καθορισμού Μορφής και Μεγέθους Κοχλιών Για τον πλήρη καθορισμό της μορφής και του μεγέθους ενός κοχλία θα έπρεπε να υπάρχει σχετικό σχέδιο. Όμως προκειμένου περί τυποποιημένων κοχλιών αρκεί ο κωδικός αριθμός τυποποίησης και κατά περίπτωση, κάποια αριθμητικά στοιχεία που επίσης καθορίζονται από τη σχετική τυποποίηση. - Μορφή κοχλία - Ονομαστική διάμετρος που χαρακτηρίζει ταυτόχρονα και το είδος του σπειρώματος, δηλαδή, μετρικός κοχλίας σε mm ή αγγλικός σε ίντσες. - Μήκος κοχλίας - Εφόσον το απαιτεί η σοβαρότητα της εργασίας, γράφεται ο σχετικός κανονισμός (αριθμός ISO, DIN, BS κλπ) με βάση τον οποίο είναι γενικά διαμορφωμένος ο κοχλίας. Παράδειγμα: - Κοχλίας εξαγωνικός με περικόχλιο Μ16 Χ 60 DIN601 - Κοχλίας εξαγωνικός με περικόχλιο 1/2 Χ 50 DIN601 - Κοχλίας φραιζάτης κεφαλής με περικόχλιο 1/4 Χ 25 DIN87 - Κοχλίας ημιστρογγυλοκέφαλος με περικόχλιο Μ6 Χ 30 DIN86

22 Τυποποιημένοι Κοχλίες

23 Τυποποιημένοι Κοχλίες

24 Τυποποιημένοι Κοχλίες

25 Τυποποιημένα Περικόχλια

26 Κοχλιοσυνδέσεις Κοχλιοσύνδεση είναι η σύνδεση δύο ή περισσοτέρων τεμαχίων τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός κοχλία ή ενός κοχλία με περικόχλιο. Οι κοχλιοσυνδέσεις είναι δύο μορφών: Συνδέσεις όπου ο κοχλίας βιδώνεται στο τελευταίο συνδεόμενο έλασμα (κοχλίας φυτευτός, κοχλίας σε τυφλή οπή) Συνδέσεις όπου η απαραίτητη σύσφιξη εξασφαλίζεται με κοχλία και περικόχλιο

27 Κοχλιοσυνδέσεις

28 Κοχλιοσυνδέσεις

29 Φυτευτός Κοχλίας Ο φυτευτός κοχλίας διαφέρει από τον συνήθη κοχλία σύνδεσης με εξαγωνική κεφαλή κατά το ότι: Δεν έχει ενσωματωμένη κεφαλή αλλά φέρει σπείρωμα (της ίδιας φοράς) και στα δύο άκρα του. Ο συνήθης κοχλίας με κεφαλή, για την αποσύνδεση των δύο κομματιών που συνδέει, αφαιρείται, ενώ ο φυτευτός κοχλίας έχει το ένα άκρο του μόνιμα κοχλιωμένο στο ένα από τα συνδεόμενα κομμάτια, όπου υπάρχει τυφλή κοχλιοτομημένη οπή. Το άλλο άκρο αντί της εξαγωνικής κεφαλής έχει ένα εξαγωνικό περικόχλιο το οποίο και πραγματοποιεί τη σύσφιξη.

30 Συνδέσεις με κοχλίες

31 Απλοποιημένες Παραστάσεις Κοχλιοσυνδέσεων Είδη κοχλιών σε απλοποιημένη μορφή

32 Απλοποιημένες Παραστάσεις Κοχλιοσυνδέσεων Απλοποιημένη ονομασία και σχεδίαση κοχλιοσυνδέσεων

33 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Παπαδανιήλ, Ε.Δ. και Σφαντζικόπουλος, Μ.Μ., Μηχανολογικό Σχέδιο, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, ΕΜΠ, Παρίκου, Γ.Ι., Παρίκου, Ν. Ι., Μηχανολογικό Σχέδιο, Θεωρία & Ασκήσεις, 6 η Έκδοση, Εκδόσεις ΙΩΝ, Ζωγόπουλος, Ευστάθιος ΑΘ., Μηχανολογικό Σχέδιο, Ασκήσεις & Εφαρμογές, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Βούλγαρης, Μελέτιος Δ., Μηχανολογικό Σχέδιο, Εκδόσεις Σύγχρονη Εκδοτική Ε.Π.Ε., Αντωνιάδης Α. Θ., Μηχανολογικό Σχέδιο, 2 η έκδοση, 2014.