תבריגים, ברגים ואומים להידוק

תבריגים, ברגים ואומים להידוק

מבוא לפרק ברגים משמשים ליצירת קשר נייח או נייד בין חלקים שונים. ישנם שלושה סוגים: 1) ברגי הידוק תפקידם לחבר ולהדק חלקים. 2) ברגי איטום- ברגים עם הידוק מוקדם לצורך אטימה 3) ברגי הנעה תפקידם להעביר תנועה שינוי אופיה, בדרך כלל הפיכת תנועה סיבובית לקווית.

ברגי הידוק: ברגי הידוק הם אמצעי הנפוץ ביותר לחיבור חלקי מכונות, הניתנים לפירוק ולהרכבה מחדש ללא הריסת החלקים המחוברים. קדח מתוברג הברגה פנימית אומים מיון ברגי הידוק בורג הברגה חיצונית בורג חף

סוגי תבריגים חלוקת התבריגים לפי תפקידים משפיעה על מספר פרמטרים הקובעים את צורת התבריג והבורג: פרמטרים המשפיעים הם: א( צורת )פרופיל( שן ב( מספר התחלות ב( שיפוע המעלה או עקומה בורגית ג( מיקום תבריג )פנימי/חיצוני(

צורת שן א( תבריג משולש )להידוק( 1) נפוץ ביותר וחזק שימושו לחיבורים מתפרקים 2( תבריג ריבועי )הנעה( נפוץ בחיבורים ניידים נשחק בעבודה במשך הזמן 3( תבריג סימטרי )הנעה( נפוץ בחיבורים ניידים אינו רגיש לשינוי כיוון התנועה משמש להעברת הספקים גדולים 4( תבריג טרפזי לא סימטרי )הנעה( נפוץ בחיבורים ניידים העובדים בעומס רב מופעל בסיבובים מהירים )מכבשים, מנופים( 5( תבריג עגול )הנעה( משמש במקומות הדרושים פירוק והרכבה מהירים בתנאים בלתי נוחים של עומס )חיבורי קרונות, אביזרי כיבוי אש, צינורות בטון(

ב( מספר התחלות לאורך גוף גלילי ניתן ליצור תעלה בורגית אחת או יותר, לרוב התבריגים בעלי תעלה בורגית אחת. בתבריג רב התחלות מיוצרות כמה תעלות בורגיות מקבילות בעלות מעלה שווה. התעלות הבורגיות נקבעות בחלוקה שווה של מעגל הבסיס נקודת התחלה של h i p תבריג בעל התחלה אחת )שרטוט א( תבריג בעל שתי התחלות- 180 מעלות בין נקודות,a b )שרטוט ב( תבריג בעל שלוש התחלות- 120 מעלות בין נקודות,a,b c )שרטוט ג( ]mm[ פסיעה - p i מספר ההתחלות

g tan 1 h πd 2 ip πd 2 ג( גיאומטריה של התבריג: שיפוע המעלה או עקומה בורגית תבריג נוצר עקב יצירת תעלה )חריץ( לאורך העקומה הבורגית ]mm[ הקוטר האפקטיבי - d 2 -g זווית המעלה [ 0 ] ]mm[ מעלה - h ]mm[ פסיעה - p i מספר ההתחלות

תבריג ימיני ושמאלי יש תבריגים שכיוון הבורגי שלהם ימינה- תבריג ימני )כיוון סגירה עם כיוון תנועת השעון( ותבריג שכיוון הקו הבורגי שלהם שמאלה- תבריג שמאלי )כיוון סגירה נגד כיוון תנועת השעון( ברגים בעלי תבריגים שמאליים משמשים ליישומים מיוחדים לדוגמא: א( סגירת צינורות גז ב( בורגי חיבור דסקיות ג( מותחי כבלים סימון ברגים בעלי תבריג שמאלי א( עשיית חריצים בהיתקף האום ב( עשיית חריצים בקצה הבורג ג( עשיית חריצים נוספים במקרה והבורג בעל חריץ למברג

תקנים של תבריגי הידוק קיימים מספר תקניים מקובלים בעולם: 1) תקן בריטי א( תבריג גס מסומן (British standard Whitworth) B.S.W ב( תבריג עדין מסומן (British standard Fine) B.S.F 2( תקן אמריקאי א( תבריג גס מסומן (Unified National Coarse) U.N.C ב( תבריג עדין מסומן (Unified National Fine) U.N.F ג( תבריג עדין מאוד מסומן (Unified National Extra Fine) U.N.E.F 3( תקן אירופאי )תקן )ISO מטרי M התקנים הנהוגים ברוב המדינות האירופיות מבוססים על תקן זה וביתר חלקי העולם )גם התקניים הישראליים לתבריגים(. הנתון העיקרי של התבריג הוא הקוטר החיצוני, בחירת התבריג מטבלות התקן נעשית לפי קוטר זה. ערכו של הקוטר החיצוני בלבד רשום כמידה בשרטוטים. התבריג המטרי השימושי הוא התבריג גס. התבריג העדין שונה מהתבריג התבריג הגס בגודל הפסיעה )P( של חלקים, שימושי בעיקר בכלי מדידה עדינים ומדויקים. ובעומק שן )H(. מאפשר הידוק יציב

2α 2 60

במא"ט משתמשים בתקן זה בתרגילים )טבלה זו(

סבולות ואפיצויות לתבריגים מטריים ת"י 638

תזכורת- סיכום ביניים

כוח צירי ומומנט סיבוב כוח משיקי )"לדחיפת הגוף"( במעלה השיפוע פועל בין הבורג לאום, מחושב על ידי מכפלת הכוח ברדיוס האפקטיבי יוצר מומנט סיבוב הדרוש לסיבוב האום ביחס לבורג M t F t d 2 2

תיאור כוחות הפועלים בחיבור תבריגי בעת סגירת האום

d / d2 1.15 חישוב מקורב: מקדם יחכוך בין תבריג הבורג לבין האום: ידוע שבבורגי הידוק זווית המעלה היא כ- כ- 0.12=u g 2.5 ויחס בין קוטרי התבריגים 3

מומנט חיכוך בין משטח האום למשטח החלק המהודק מידת מפתח S=(1.5-1.6)d קוטר הקדח בחלק המהודק מקדם חיכוך מקדם חיכוך בין ראש הבורג והאום למשטח המהודק מקדם חיכוך בין החלקים המחוברים כוח צירי בבורג d0 1. 05d u u 1 u 0 Q

מומנט חיכוך בין משטח קצה הבורג למשטח הנלחץ u u 2 u 0 Q מקדם חיכוך מקדם חיכוך בין קצה הבורג למשטח המהודק מקדם חיכוך בין החלקים המחוברים כוח צירי בבורג

הבטחת חיבור בורגי נגד פתיחה עצמית.F f לאחר הפסקת פעולת כוחות ההידוק יש להבטיח כי החיבור הבורגי לא יפתח כוח הציר Q נוטה לגרום להחלקה לאורך המדרון - פתיחה עצמית של החיבור. הרכיב Qשל t הכוח Q נוטה לגרום להחלקה. כנגד הנטייה להחלקה מופיע כוח החיכוך כדי שלא תהיה פתיחה עצמית של החיבור, להתקיים תנאי: צריך Qt F f כלומר כוח החיכוך שמתפתח בין תבריג הבורג לבין תבריג האום גדול יותר מין הכוח המנסה לגרום לפתיחה העצמית של החיבור. הביטוי נוח יותר לשימוש כתנאי לאי-פתיחה עצמית: g g - זווית המעלה [ 0 ] f זווית החיכוך [ 0 ] )הערה: בתבריג בעל הפסיעה הקטנה יותר זווית המעלה קטנה יותר. ככל שהזווית המעלה קטנה יותר, עומד התבריג טוב יותר נגד פתיחה עצמית(

מאמצים בתבריג ובבורג Q M t M t חיבור בורגי עומס בדרך במומנט הסיבוב וכוח. בבורגי הידוק המומנט הוא המומנט הדרוש לסגירתו של הבורג ולהיווצרותו של כוח ההידוק. M t נוצרים מאמצים בתבריגי החיבור )הגורם הוא הכוח( ובקנה בגלל פעולת העומס, כוח ומומנט הבורג )הגורמים הם כוח והמומנט(. בתבריג מתפתחים מאמצי-גזירה, מעיכה וכפיפה Q Q

א( חישוב מאמצי הגזירה מאמצי הגזירה נוצרים בבסיס השן, גם בשן תבריג הבורג גם בשן תבריג האום לפי האיור הבא smax Q n A s [ ] s - h 1 בסיס השן - k מקדם עובי בסיס השן ערכו תלוי בצורת הפרופיל של השן: לפרופיל משולש - 0.85 = k לפרופיל טרפזי - 0.65 = k לפרופיל מלבני - 0.50 k= :]mm[ שטח הגזירה של בסיס שן A S A S d 1 לשיני תבריג h 1 A S d לשיני הבורג:תבריג האום: h 1 מאמץ הגזירה המרבי בתבריג ]MPa[ - המאמץ המותר לגזירה ]MPa[ - S max [t S ] h 1 k p

ב( חישוב מאמץ המעיכה )לחץ המגע( מאמצי מעיכה )לחץ מגע( נוצרים בשטח המגע שבין תבריג הבורג לבין תבריג אום p Q A p Q 2 n ( d d 4 2 1 ) p ]MPa[ לחץ המגע p ]MPa[ לחץ המגע המותר ]p[ ]N[ הכוח הצירי Q ]mm[ הקוטר החיצוני d ]mm[ הקוטר הפנימי d 1 n- מספר כריכות פעילות - A שטח מגע בין שיני התבריגים p

ג. חישוב מאמץ הכפיפה אם נבודד כריכה אחת נוכל לקבוע, שהיא דומה לקורה רתומה שעליה פועל כוח שגורם לכפיפתה. bmax M Z b b [ ] b ] MPa[ מאמץ הכפיפה המרבי בתבריג - bmax M b Q 1 L מומנט כפיפה - M b d 2 d L 1 - L זרוע לחישוב מומנט 2 Q Q1 n - כוח על שן אחד Q 1 מספר שיני התבריגים במגע )מספר כריכות פעילות( - n Z b d 6 2 h 1 Z b bh 6 2 2 1 h1 d1 6 - מומנט התנגדות לכפיפה של חתך השן: עבור הבורג עבור אום Z b

חישוב מאמצעים בקנה הבורג M t (1 מצב זה נכון לבורג הידוק בעת סגירתו ולבורג הנעה בעת תנועתו תחת עומס. מאמצים אלה בקנה בורג עמוס בכוח צירי Q ומומנט הסיבוב מאמץ מתיחה/לחיצה נוצר מפעולתו של כוח הצירי Q t Q A שטח חתך למתיחה של התבריג נתון מטבלת התקנים. במידת הצורך אפשר לחשב אותו עלפי הקוטר הפנימי 2 A d1 4 2( מאמץ פיתול נוצר מפעולתו של מומנט הסיבוב M t מומנט התנגדות לפיתול של חתך קנה הבורג- t Z M t Z 0 d 16 [ MPa] Z 0 0. 3 0 1 2 d 3 1 3( מאמץ מורכב נוצר עקב הפעולה שתי הכוחות פועלים יחד לכן תנאי החוזק הוא: e 2 3 2 t t t [ ]

חישוב בורג הידוק השימוש בבורגי הידוק ובאומים על-פי המלצות התקנים מאפשר לפשט את החישוב. מידות ראש הבורג, מידות שיני התבריגים ומידות האום כפי שנקבעו בתרנים מבטיחת עמידה בעומס בחיצוני, בתנאי שבקנה הבורג אין מאמצים הנוצרים עולים על חוזק המותר, קנה הבורג בלבד לכן תנאי עמידה בעומס הוא: וכך באופן מעשי יש לחשב חישוב חוזק של e 2 3 2 t t t [ ]

חישוב כוח צירי בבורג לפי מאמץ שקול

מצב 1

מצב 2

מצב 3 חישוב כוח צירי בורגי

מצב 4

מצב 5

מצב 6

מאמץ מותר של חומר הבורג

חישוב גובה האום H