БҰРАНДАЛЫ ҚОСЫЛЫСТАР

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ....................................................................................................................3

БҰРАНДАЛЫ ҚОСЫЛЫСТАР

1.1. Бұрандалы қосылыстарды есептеу.................................................................4

1.2. Бұрандалы қосылыстардың бөлшектері.........................................................7

БӨЛІНЕТІН ЖӘНЕ БӨЛІНБЕЙТІН БІРІКТІРУЛЕРДІҢ КӨРІНІСТЕРІН САЛУ......................................................................................................................15

2.1.Шпилькалық қосылыстар...............................................................................15

2.2.Шпилькалық қосылыстарды есептеу............................................................20

ҚОРЫТЫНДЫ.......................................................................................................26

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР........................................................................27

КІРІСПЕ

Бұранда тілінген бөлшектің пішіні бойынша конусты бұранда және цилиндрлі бұранда болып екі түрге бөлінеді. Цилиндрлі бұранда көп таралған. Конусты бұрандалар көбінесе тұрбаларды жалғастырғанда қолданылады. Өйткені олар тығыздықты жақсы қамтамасыз етеді.

Машинаның бөлшектері мен тораптары бірімен-бірі әр түрлі тәсілмен қосылады. Сол тәсілдердің барлығын ажырамайтын қосылыс және ажырамалы қосылыс деп екі түрге бөлуге болады.

Бөлінбейтін қосылыс деп бөлшектерді бұзусыз ажыратуға келмейтіндей етіп біржола қосуды айтады.

Оған үш түрлі қосылыс жатады: бөлшектерді пісіру немесе дәнекерлеу арқылы қосу, заклепка – тойтарма шегемен қосу және бөлшектерді бірімен-бірін нығыздап жылжымайтындай етіп қосу (керілісті қосылыс).

Бөлінетін қосылыстар арқылы қосылған бөлшекті тез арада бөлшектеп қайта жинауға болады, олар бірімен-бірі бұрандалы бөлшектер немесе сына мен штифттер, шпонкалар арқылы қосылады.

Бұрандалы қосылыстар деп, болттың, винттің, шпильканың, гайканың және т.б. бекіту бөлшектерінің көмегімен қосылатын ажырамалы қосылыстарды айтамыз. Мұндағы винт дегеніміз бұрандалы сырық; болт қалпақшалы винт; гайка – бұрандалы тесігі бар кілтпен қамтылатын пішінді бөлшек; ал шпилька – екі жағы да бұрандалы сырық.

Бұранда тілінген бөлшектің пішіні бойынша конусты бұранда және цилиндрлі бұранда болып екі түрге бөлінеді. Цилиндрлі бұранда көп таралған. Конусты бұрандалар көбінесе тұрбаларды жалғастырғанда қолданылады. Өйткені олар тығыздықты жақсы қамтамасыз етеді.

Бұрандалар профилі бойынша үшбұрышты, тікбұрышты, трапециялы, жұмыр және т.б. болып бөлінеді.

Винт сызығының бағыты бойынша оң және сол бұранда болып бөлінеді. Оң бұрандада винт сызығы солдан оңға қарай жоғары, ал сол бұрандада оңнан солға қарай жоғары жүреді. Оң бұранда кеңінен таралған. Сол бұранданы арнайы жағдайларда ғана колданады.

Бұранда сызықтарын өзара параллель етіп бірнешеуін қатар жүргізуге болады және ондай бұрандаларды көп кірісті бұрандалар деп атайды. Олар бұранда сызығының кіру санына байланысты бір кірісті, екі кірісті, үш кірісті және т.б. болып бөлінеді. Бір кірісті бұрандаларды кесу оңай және арзан, сондықтан олар техникада көп қолданылады. Барлық бекіту бұрандалары бір кірісті болып келеді. Ал көп кірісті бұрандалар тек жүк көтеретін винттерде қолданылады, себебі олардың пайдалы әсер коэффициенті жоғары келеді.

І. БҰРАНДАЛЫ ҚОСЫЛЫСТАР

1. Бұрандалы қосылыстарды есептеу

Машинаның бөлшектері мен тораптары бірімен-бірі әр түрлі тәсілмен қосылады. Сол тәсілдердің барлығын ажырамайтын қосылыс және ажырамалы қосылыс деп екі түрге бөлуге болады.

Бөлінбейтін қосылыс деп бөлшектерді бұзусыз ажыратуға келмейтіндей етіп біржола қосуды айтады.

Оған үш түрлі қосылыс жатады: бөлшектерді пісіру немесе дәнекерлеу арқылы қосу, заклепка – тойтарма шегемен қосу және бөлшектерді бірімен-бірін нығыздап жылжымайтындай етіп қосу (керілісті қосылыс).

Бөлінетін қосылыстар арқылы қосылған бөлшекті тез арада бөлшектеп қайта жинауға болады, олар бірімен-бірі бұрандалы бөлшектер немесе сына мен штифттер, шпонкалар арқылы қосылады.

Бұрандалы қосылыстар деп, болттың, винттің, шпильканың, гайканың және т.б. бекіту бөлшектерінің көмегімен қосылатын ажырамалы қосылыстарды айтамыз. Мұндағы винт дегеніміз бұрандалы сырық; болт қалпақшалы винт; гайка – бұрандалы тесігі бар кілтпен қамтылатын пішінді бөлшек; ал шпилька – екі жағы да бұрандалы сырық.

Бұранда тілінген бөлшектің пішіні бойынша конусты бұранда және цилиндрлі бұранда болып екі түрге бөлінеді. Цилиндрлі бұранда көп таралған. Конусты бұрандалар көбінесе тұрбаларды жалғастырғанда қолданылады. Өйткені олар тығыздықты жақсы қамтамасыз етеді.

Бұрандалар профилі бойынша үшбұрышты, тікбұрышты, трапециялы, жұмыр және т.б. болып бөлінеді.

Винт сызығының бағыты бойынша оң және сол бұранда болып бөлінеді. Оң бұрандада винт сызығы солдан оңға қарай жоғары, ал сол бұрандада оңнан солға қарай жоғары жүреді. Оң бұранда кеңінен таралған. Сол бұранданы арнайы жағдайларда ғана колданады.

Бұранда сызықтарын өзара параллель етіп бірнешеуін қатар жүргізуге болады және ондай бұрандаларды көп кірісті бұрандалар деп атайды. Олар бұранда сызығының кіру санына байланысты бір кірісті, екі кірісті, үш кірісті және т.б. болып бөлінеді. Бір кірісті бұрандаларды кесу оңай және арзан, сондықтан олар техникада көп қолданылады. Барлық бекіту бұрандалары бір кірісті болып келеді. Ал көп кірісті бұрандалар тек жүк көтеретін винттерде қолданылады, себебі олардың пайдалы әсер коэффициенті жоғары келеді.

1.1-сурет.

Бұранданың геометриялық параметрлері: - бұранданың сыртқы диаметрі, яғни бұранда орамының сыртқы төбелері арқылы жүргізілген цилиндр диаметрі; - бұранданың ішкі диаметрі, бұранда орамының ішкі табандары арқылы жүргізілген цилиндр диаметрі; - бұранданың орта диаметрі; - гайка мен винт орамы жанасатын профильдің жұмыс биіктігі; - қадам; - бұранда жүрісі, бұл гайканың бір айналу кезіндегі жылжу шамасын көрсетеді. Бір кірісті бұранда үшін = ; көп кірісті бұранда үшін , мұндағы - кіру саны; - профиль бұрышы; - көтерілу бұрышы.

. (1.1)

Бұранданың параметрлері мен оның дәлдік шектерінің өлшемдері стандартталған.

Бұрандалардың негізгі түрлері. Бұрандалы винттер пайдалану қажеттілігіне қарай бекіту бұрандалары және қозғалыс немесе күш беретін бұрандалар болып бөлінеді.

Бекіту бұрандалары бөлшектерді қосу қажетіне арналған, ал олардың профилі үшбұрышьы етіп жасалады. Бекіту бұрандалары: метрлік – негізгі бекіту бұрандасы; Трубалы бұрандалар – төбелері мен ойықтары дөңгелетілген үшбұрышты; жұмыр; ағаштарға арналған винттердің бұрандасы.

Қозғалыс немесе күш беретін бұрандалар (жүріс бұрандалары): тікбұрышты; трапециялы симметриялы; трапециялы симметриясыз, немесе сүйеніш.

Бұрандалардың профилін таңдап алу. Көптеген факторлармен анықталады, олардың ішіндегі маңыздылары беріктік, технологиялылық және бұрандадағы үйкеліс күштері. Айталық, мысалы, бекіту бұрандасының беріктігі және бекіту бөлшектерін өздігінен бұралудан сақтандыру үшін үйкеліс күштері жоғары болуы керек.

Қозғалыс немесе күш беретін бұрандаларда тозуды азайтып, п.ә.к. көтеру үшін үйкеліс күштері аз болуы керек. Беріктік олар үшін көп жағдайда винт жұбының өлшемдерін анықтайтын басты критерий болып табылмайды.

Осы көрсеткіштері бойынша бұрандалардың профильдерін салыстырайық. Винт сырығы бойымен әсер ететін өстік күш , бұранданың орамдары бойымен таралған гайканың реакциясымен теңдестіріледі. 3.5-суретте бұл реакция профиль сызығына перпендикуляр қадалған күшпен шартты түрде алмастырылған.

және үйкеліс күші ,

мұндағы - нақты үйкеліс коэффициенті; - бұрандадағы келтірілген үйкеліс коэффициенті:

. (1.2)

Бекіту метрлік бұрандасы үшін және ; трапециялы симметриялы жүріс бұрандасы үшін және ; жүріс сүйеніш бұрандасы үшін және ; тік бұрышты бұранда үшін және . Сонымен бекіту метрлік бұрандасындағы үйкеліс күштері жүріс бұрандаларындағы үйкеліс күштеріне қарағанда 15…12 - ке үлкен.

Бұранданың кесілуге беріктігін қимасы бойынша есептейді (алда көрсетіледі). Үшбұрышты бұранда үшін тең , трапециялы - , тік бұрышты - . Демек, бұранда қадамы бірдей болғанда, үшбұрышты профильді бұранда тікбұрышты профильді бұрандадан шамамен екі есе берік. Осы жағдайды ескере отырып, негізгі бекіту бұрандаларын үшбұрышты профильді етіп, ал жүріс бұрандаларын тікбұрышты немесе оған жақын етіп орындайды.

Метрлік бұранда. Стандарт бойынша метрлік бұрандалар ірі және ұсақ қадамды болып бөлінеді. диаметр бірдей ұсақ қадамды бұрандалар ірі қадамды бұрандалардан қадамның мәнімен ажыратылады. Мысалы, 14мм диаметр үшін ірі қадам 2 мм-ге, ал ұсақ қадам 1,5; 1,25; 1; 0,75 және 0,5 мм-ге тең. Ұсақ қадамды бұрандалар төмендегідей болып белгіленеді: М12х1,5 (1,5 – қадам шамасын мм-мен көрсетеді), ал ірі қадамды бұрандалар М24. Қадам азайған кезде сәйкес бұранданың биіктігі және бұранданың көтерілу бұрышы (1.1)-формуланы қара азаяды, ал ішкі диаметр өседі.

ішкі диаметрдің өсуі винт сырығының беріктігін жоғарылатады, ал көтерілу бұрышының азаюы бұрандадағы өздігінен тежелуді арттырады (алда көрсетіледі). Осы себептерге байланысты ұсақ қадамды бұрандаларды динамикалық күш түскен қосылыстарда (өздігінен бұралуға бейім), сонымен қатар қуыс жұқа қабырғалы және ұсақ бөлшектерге қолданады (авиация, дәл механика, радиотехника және т.б.).

Трубалы бұрандалар қосылыстың тығыздығын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Ұсақ қадамды болып келеді. Дюйммен өлшенеді. Конусты трубалы бұранда қосылыстың жоғары тығыздығын қамтамасыз етеді. Конусты бұранданың цилиндрлі бұрандаға қарағанда дайындалуы қиын. Қазіргі уақытта трубалы бұрандалардың орынына ұсақ қадамды метрлік бұрандалар қолданылады.

Жұмыр бұранда негізінен үлкен динамикалық күш әсер ететін винттерде, сондай-ақ көбінесе жиі бұралып алынатын өрт және гидравликалық арматураларда кеңінен қолданылады. Сонымен бірге электр лампасының патронында, противогаздарда және т.б. пайдаланылады.

Ағаштарға арналған винттердің бұрандасы. Бұл бұрандалардың конструкциясы әр түрлі материалдардан дайындалған бөлшектерде бұранданың бірдей беріктігін қамтамасз етеді. Мысалы, ағаш бөлшектің бұрандасы үшін кесілуге есептік өлшем , ал металдан жасалған винттің бұрандасы үшін - .  .

Тікбұрышты бұранда трапециялы бұрандамен қолданыстан ығыстырылып шығарылды.

Трапециялы бұранда симметриялы және симметриясыз профильді етіп жасалады. Симметриялы бұранданы күш екі жаққа бағыттылған жүк винттерінде қолданады. Симметриясыз бұранданы күш бір жаққа бағыттлаған жүк винттерінде қолданады және тірек бұранасы деп атайды. Пайдалы әсер коэффициентін жоғарылату үшін және винттерді фрезерлі бұранда станоктарында дайындау үшін бұранданың тірек жағының көлбеулік бұрышын 3⁰ етіп алады.

1.2. Бұрандалы қосылыстардың бөлшектері

Бөлшектерді қосу үшін болттарды (гайкалы винттерді), винттерді, гайкалы шпилькаларды қолданады.

Болтты қосылыстың артықшылығы: қарапайым және арзан, себебі қосылатын бөлшектерге бұранда кесуді қажет етпейді. Қалыңдығы шамалы бөлшектерді және, сонымен қатар материалы бұранданың беріктігін қамтамасыз етпейтін бөлшектерді қосу үшін қолданылады.

Болтты қосылыстың кемшілігі: екі қосылатын бөлшекте гайка мен винт қалпақшасы орналасатын орын болуы керек; гайканы бұрағанда винт қалпақшасын бұралып кетпуі үшін ұстап тұру керек; бұйымның массасын өсіреді және сыртқы келбетін бүлдіреді.

Винттер мен шпилькаларды болтты қою мүмкін емес немесе тиімді емес болған жағдайларда қолданады. Мысалы, гайка орналасатын орын болмағанда, бөлшек қалыңдығы үлкен және т.б.

Егер бөлшек жиі бұралып кіпетін және жиі бұралып алынатын болса, онда оны болттар мен немесе шпилькалармен бекіту керек, себебі, винттер бөлшектегі бұранданы бүлдіруі мүмкін.

Гайканың немесе винт қалпақшасының астына шайба қояды. Бұл шайба егер бөлшек гайкаға қарағанда беріктігі шамалы материалдан (пластмассадан, алюминийден, ағаштан және т.б.) жасалған болса, гайканың бөлшекті жаншып тастауын болдырмайды. Сонымен қатар бөлшектердің таза бетін гайканы бұрағанда жырылып қалудан сақтайды; тесіктің үлкен саңылауын жауып тұрады.

Әр түрлі бұрандалы қосылыстар конструкциясында өздігінен бұралудан сақтандыруға айрықша назар аударған жөн, себебі бұл мәшиненің ойдағыдай жұмыс істеуін және қауіпсіздікті қамтамасыз етеді. Бұрандалы қосылыстардың сенімділігін арттыру үшін өздігінен бұралудан сақтандыру аса маңызды және вибрацияларда, айнымалы, соққы күштерде міндетті болып табылады. Вибрациялар үйкелісті азайтады және бұрандадағы өздігінен тежелу шартын бұзады.

Қосалқы гайка бұралған кезде өстік күшті өзіне қабылдайды, сол кезде негізгі гайканың бұрандасында сығу және үйкеліс күші азаяды. Егер өстік күшті алып тастасақ, онда гайкалардың өзара қысымынан туған үйкеліс күштері өзгермейді. Бұл өздігінен тежелуді қамтамасыз етеді.

Серіппелі шайбаларды қолдану арқылы бұрандада үйкеліс күштерін сақтауға болады.

1. Гайканы винт сырығымен жасанды бекітеді. Мысалы, шплинттің көмегімен немесе винттер тобын проволокамен біріктіріп байлайды.

2. Гайканы бөлшекпен жасанды бекітеді. Мысалы, арнайы шайбаның немесе планканың көмегімен.

Егер винтке - өс бойымен әсер ететін күш түсірілген болса (3.12-сурет), онда гайканы бұрау үшін кілтке - бұрау моментін, ал винт сырығына сырықты айналып кетпейтіндей етіп ұстап тұратын - реактивті момент түсіру керек. Сонда бұрау моменті

, (1.3)

мұндағы - гайка табанындағы үйкеліс күшінің моменті; - бұрандадағы үйкеліс күшінің моменті.

Гайка табанындағы үйкеліс күшінің моменті

, (1.4)

мұндағы - орташа диаметр; - кілттің диаметрі; - винт кіретін тесіктің диаметрі; - гайка табанындағы үйкеліс коэффициенті.

Бұрандадағы үйкеліс күшінің моменті. Бұранда сызығын жазсақ, көлбеу жазықтық пайда болады, ал гайканы жазықтықта сырғитын дене ретінде қарастыруға болады. Үйкеліс күштерін ескеретін механиканың белгілі теоремасы бойынша, дене тепе-теңдікте тұрады, егер - сыртқы күштердің теңәсеретушісі, нормалінен - үйкеліс бұрышына ауытқыған болса. Біздің жағдайда сыртқы күштер - өс бойымен әсер ететін күш және - гайканы бұрап қозғау күші (шеңберлік күш). Мұнда -реактивті емес, кілт жағынан түсірілетін активті момент, оның мәні (1.3)-формуланы қара.

, (1.5)

мұндағы - бұранданың көтерілу бұрышы (1.1)-формула қара; - бұрандадағы үйкеліс бұрышы; - бұрандадағы келтірілген үйкеліс коэффициенті, профиль бұрышының әсерін есепке алады (1.2)-формула.

Ал барлық бұрау моменті:

. (1.6)

Гайканы кері бұрағанда - гайканы бұрап қозғау күші (шеңберлік күш) және үйкеліс күші бағытын өзгертеді. Сонда

. (1.7)

Гайканы кері бұрауға қажетті момент

. (1.8)

(1.6)-формула бойынша қатынасын таба аламыз. Бұл қатынас күштен қанша ұтатынымызды көрсетеді. Стандартты метрлік бұрандалар үшін кілттің стандартты ұзындығы кезінде және болса, онда біз көрсетілген формула бойынша күштен 70…80 есе ұтамыз.

Винт сырығы тек қана күшімен созылмайды, сонымен қатар моментпен бұралады.

Өздігінен тежелу және винт жұбының п.ә.к. Өздігінен тежелу шарты мынаған тең болады: . Гайаның табанындағы үйкелісті есепке алмасақ, онда тек бұрандадағы өздігінен тежелу немесе  . (1.9)

Бекіту бұрандалары үшін көтерілу бұрышы - - қа дейін, ал үйкеліс бұрышы - -қа дейін өзгереді. Сол себепті де барлық бекіту бұрандалары өздігінен тежеледі.

Бұрандалардың пайдалы әсер коэффициенті. Пайдалы әсер коэффициенті деп винттегі пайдалы жұмыстың жұмсалған жұмысқа қатынасын (3.13-сурет) айтады:

. (1.10)

(1.10)-формула бойынша бұрышын үлкейтсек және бұрышын азайтсақ, онда жоғарылайды.

Жүкті көтеретін, қозғалыс беретін бұрандаларда, п.ә.к.-і жоғары болуы керек. Бірақ көтерілу бұрышы =20…25⁰-тан асқанда бұрандаларды дайындау қиынға түседі. Сондықтан =18…25⁰ аралығында болуы қажет. П.ә.к.-тін көбейту үшін винтті механизмдерде түрлі амалдар, мысалы, үйкеліс коэффициенті аз металдарды, үйкеліс беттерін мұқият өңдеу және майлау, шарикті винт жұбы және т.б. қолданылады.

Өс күші түсетін винттердің сырығын есептеу. Мысалы жүк көтергіш мәшиненің ілмегіне тек өстік күш әсер етеді. Бұл жағдайда винт сырығы созылады, сондықтан оларды созылуға есептейді

. (1.11)

Өс күші мен бұраушы момент әсер ететін винттерді есептеу. Мысалы, мәшинелердің люктері және қақпақтарының болттары. Бұл жағдайда болт сырығы болттарды тартқаннан пайда болатын - өстік күшімен созылады және - бұрандадағы үйкеліс күшінің моментімен бұралады (1.5)-формуланы қара, ондағы  .

Өс күші әсер еткенде пайда болатын кернеу

.

Бұраушы моменттен пайда болатын кернеу

. (1.12)

Тарту күшінің қажетті мәні

,

мұндағы - бір болтқа келетін бөлшектердің түйісу бетінің ауданы; - бөлшектердің түйісу бетіндегі жаншылу кернеуі, мәнін тығыздық шарттары бойынша қабылдап алады.

Болттың беріктігін келтірілген (эквивалентті) кернеу бойынша анықтайды

. (1.13)

Стандартты метрлік бұрандалар үшін

.

Демек, болттардың беріктігін төмендегі қысқартылған формула бойынша есептеуге болады

. (1.14)

1.2-сурет. Болттарға статикалық күштер әсерін есептеу

Тәжірибе мәліметтеріне қарағанда болттың диаметрі М6-дан аз болса, кілтке 50 Н-нан артық күш түскен кезде істен шығады. Ал М12 болтына 180 Н күш түскен кезде ол істен шығады, сондықтан болтты істен шығарып алмау үшін динамометрлі кілтті қолданған жөн.

Жапсар жазықтықта күшпен жүктелген болт қосылыстарын есептеу. Қосылыс сенімді болып табылады, егерде түйіскен жерде бөлшектер ығысып кетпейтін болса.

Күш жапсар жазықтығына әсер еткенде болттардың есептеу жолдары олардың қандай түрмен қондырылғанына тікелей байланысты.

Бұранда қосылыстарында болттар екі түрлі қондырылады.

1.4-сурет. Болт саңылаулармен орнатылған.

Саңылаумен қондырылған болттар (1.4-сурет). Бұл кезде болттар қатты тартылуы қажет және тарту күшінен пайда болған үйкеліс күші әсер ететін күштен артық болуы керек. 2 – бөлшектің тепе-теңдігін қарастыра отырып, бөлшектердің ығыспау шартын шығары аламыз

немесе (1.15)

мұндағы - жапсардың саны (1.4-суретте 2); - жапсардағы үйкеліс коэффициенті (құрғақ шойын және болат беттер үшін 0,15…0,20); - қор коэффициенті ( статикалық күш түскенде 1,3…1,5; айнымалы күш түскенде 1,8…2).

Болт саңылаумен қондырылған қосылыста сыртқы күш болтқа берілмейді. Сондықтан айнымалы күш түскен кезде де болтты тарту күші бойынша статикалық беріктікке есептейді. Айнымалы күштің әсерін қор коэффициентінің мәнін жоғарылатып алу арқылы есепке алады.

Саңылаусыз қондырылған болттар. Саңылаусыз қондырылған болт деп, таза орындалған, жазықтық пен болттың аралығында кеңістіксіз жасалған болттарды айтамыз.

Саңылаусыз қондырылған болттар әсер етуші күштерді өздерінің денесімен қабылдайды, сондықтан олар кесілуге есептеледі

, (1.16)

мұндағы - кесілетін беттің саны.

Осы екі қондыруларды салыстырғанда, бірінші әдіспен қондыру арзан және ол көп дәлдікті қажет етпейді. Бірақ есептеу күші шамамен 7…10 есе артық болады.

Болт тартылған, ал бекітіліп тұрған бөлшектерге сыртқы күш түсірілген. Мысалы, сұйықтың немесе газдың қысымы түсірілген резервуардың қақпақшасын бекітетін болттар. Тартылған болттар, түскен күштің әсерінен түйіскен жердің ажырамауын қамтамасыз етуі керек. Мұндай қосылыстарда элементтер арасындағы күштің бөлінуі статикалық жолмен анықталмайды. Сондықтан элементтердің деформациясын ескере отырып есептеу қажет. Белгілейміз: - болтты тарту күші; - бір болтқа түсірілетін күш ( - болттар саны). Қақпақша жақсы жабылуы үшін, оларды бекітетін болттарды белгілі бір күшпен тартуымыз қажет, сонда сол күштен болттар шамасына ұзарады, ал жапсар бөлшектері шамасына қысылады.

1.5-сурет. Болт саңылаусыз орнатылған

Тартылған болтқа сыртқы созушы күші әсер еткенде, болт қосымша шамасына ұзарады, ал қысылған бөлшектерге түсетін күш азаяды да, шамасына босайды.

 . (1.17)

Қысылған бөлшектердің болтқа әсері азаяды және -ді құрайды (3.19, в-сурет), тартудың қалдық күші деп аталады.

Болтқа әсер ететін толық күш (есептеу күші)

.

Гук заңы бойынша болттың ұзаруы мен түйіскен жердің қысқаруын былай табамыз:

; ,

мұндағы және - коэффициенттер.

және мәндерін (3.17)-формулаға қойсақ

,

бұдан

. (1.18)

Болтты созатын толық күш

.

- сыртқы күш коэффициенті деп аталады. Демек, толық күш

. (1.19)

0,2…0,3 – серпімді төсемсіз болат және шойыннан жасалған бөлшекті қосылыстар үшін; 0,4…0,5 - серпімді төсемді (асбест, паронит, резина және т.б.) болат және шойыннан жасалған бөлшекті қосылыстар үшін.

-дің мәні нөлге тең болмағанға дейін (1.19)-формула әділетті болып табылады, әйтпесе, түйіскен жер ажырай бастайды да, қосылыстың тығыздығы бұзылады.

Түйіскен жердің ажырамауын қамтамасыз ететін тарту күшінің - ең аз мәнін 0 болғандағы шекті жағдай бойынша (1.18)-формуладан анықтайды:

,

бірақ

,

демек,

.

- болтты тарту күші, күштен үлкен болуы керек. Түйіскен жердің тығыздығын қамтамасыз ету үшін былайша қабылдап алады

, (1.20)

мұндағы - тартудың қор коэффициенті; 1,25…2 – тұрақты күш әсер еткенде; 2…4 – айнымалы күш әсер еткенде.

күштің соңғы мәнін (3.19)-формулаға қойсақ,

. (1.21)

Болтты беріктікке есептегенде тарту кезіндегі бұрау моментінің әсерін есепке алу қажет. Бұл кезде екі жағдайдың болуы мүмкін:

1-жағдай. Болт сыртқы күш түскенге дейін тартылған. Күш түсірілген кезде болт қосымша тартылмайды. Бұл жағдайда

. (1.22)

2-жағдай. Болт сыртқы күш түскенге дейін тартылған. Күш түсірілген кезде болт қосымша тартылады. Бұл жағдайда

. (1.23)

Бұранданың ішкі диаметрін төмендегі формуламен анықтайды

. (1.24)

ІІ. БӨЛІНЕТІН ЖӘНЕ БӨЛІНБЕЙТІН БІРІКТІРУЛЕРДІҢ КӨРІНІСТЕРІН САЛУ

2.1. Шпилькалық қосылыстар

Бөлінетін қосылыстар арқылы қосылған бөлшекті тез арада бөлшектеп қайта жинауға болады. Кейде бөлшектерді қозғалмайтындай, ал біраздан кейін оларды тез және оңай ажыратуға болатындай етіп біріктіру қажет.

Бекіту бөлшектеріне болттар, гайкалар, шайбалар, шплинт, винттер жатады (2.1-сурет).

Болт – бір ұшында басы, ал екінші ұшында гайканы бұрауға арналған бұрандасы бар цилиндрлі сырық (2.2-сурет). Болттар басының пішіні мен өлшеміне, сырықтың ұзындығына, бұрандасының қадамына, орындалу түріне және орындау дәлдігіне байланысты бөлінеді. Техникада ең көп таралған алты жақсы басты конусты фаскалы болттар.

INCLUDEPICTURE "http://er.semgu.kz/ebooks/ebook_174/Pages/200.jpg" \* MERGEFORMAT

2.1-сурет. Бекіту бөлшектері

Қолданылуына байланысты алты жақты басты, ұзындығы қалыпты болттар МЕСТ 7798-70 бойынша, ал алты жақты басы кішірейтілген болттардың өлшемдері МЕСТ 7808-70 бойынша тағайындалған.

2.2-сурет. Болтты кескіндеу

2.3-суретте әр түрлі салада қолданылатын болттар келтірілген: а-рымболт (МЕСТ 4751-73), ауыр бөлшектерді құрастыру кезінде оларды арқансым көмегімен көтеріп-түсіруге қолданылады (мысалы, электроқозғалтқыштарды); ә-қайтымды болт (МЕСТ 3033-79), бөлшектерді бейімдеп қысу немесе босату үшін қолданылады; б-жартылай дөңгелек басты және басының асты квадрат болттар (МЕСТ 7802-81), гайкалармен тартып бұрағанда болт бастарын қысуды қажет етпейтін жерлерде қолданылады.

2.3-сурет. Болт түрлері

Шпилька – екі жағындағы да бұрандасы бар цилиндрлі сырық (2.4-сурет). Олар жиі алынып салынатын бөлшектерді қосуға немесе қосылатын бөлшектерге болттарды пайдалануға келмейтін жағдайларда (мысалы, бөлшектердің біреуінің қалыңдығы үлкен болған кезде) қолданылады. Шпильканың бөлшекке бұрап енгізетін ұшын сұқпа ұшы деп, екінші, яғни гайка бұралатын ұшын оның қыспа ұшы деп атайды.

2.4-сурет. Шпилька

Шпильканың ұзындығы оны жасауда қолданылатын материалға байланысты әр түрлі болады. Жалпылай қолданылатын шпилькалар МЕСТ 22032-76, МЕСТ 22033-76, ..., Мест 22043-76 бойынша екі түрде (А және Б) жасалады.

Винт – бір ұшында әр түрлі болып келетін басы, ал екінші ұшында бұрандасы бар сырық. Винттер қолдануына байланысты: бекіту және ұстату винттері болып бөлінеді. Бекіту винттері екі топқа бөлінеді: металдарға және ағаштарға арналған. Винттердің бастарының түрлері және өлшемдері стандартталған.

2.5- сурет. Бекіту винттері

Бекіту винттеріне жататындар (2.5-сурет): цилиндрлі басты (МЕСТ 1491-80), жасырын басты (МЕСТ 17475-80), жартылай жасырын басты (МЕСТ 17474-80), жартылай дөңгелек басты (МЕСТ 17473-80), кілтпен бұрау үшін үңгілген алты жақты цилиндр басты (МЕСТ 11738-84) винттер және түзу шлицты: соңы конусты (МЕСТ 1476-93 және ИСО 7434-83); соңы цилиндрлі (МЕСТ 1478-93 және ИСО 7435-83), соңында тесігі бар бекіту винттері машина бөлшектерін құрастыру барысында олардың дұрыс орналасуын қамтамасыз ету үшін және саңылауларды реттеу қолданылады (2.6-сурет.). Ұстату винттерінің бекіту винттерінен айырмашылығы, оның сырығы толықтай бұрандалы болады.

2.6-сурет. Ұстату винттері: а-басы жоқ, ә-басы бар.

Ағаштарға арналған бекіту винттері – шуруп сырықтарының ұштары үшкір және ірі қадамды ұшбұрышты профильді болады. (2.7-сурет). Олардың құрылымы мен өлшемдері МЕСТ 1473-75, МЕСТ 114-/80, МЕСТ 1145-80 анықталады.

2.7-сурет. Ағаштарға арналған бекіту винттері – шуруп.

Гайка – ортасында бұрандалы тесігі бар, болт пен шпильканың ұштарына бұру үшін жасалған бөлшек. Гайканың сыртқы пішіні алты жақты призма, төрт жақты призма және цилиндр тәрізді болып келеді. Квадрат және дөңгелек гайкаларда кездеседі. Өздігінен бұрауды тоқтату мақсатында тәжілі гайкалар, гайканы кілтсіз қолмен бұрау үшін құлақтары бар, құлақшалы деп аталатын гайкалар қолданылады (2.8-сурет).

2.8-сурет. Гайка түрлері

Штифт – бөлшектерді біріктіріп ұстататын немесе олардың дәлдігін қамтамасыз ету мақсатында бекіту үшін қолданылатын цилиндр немесе конус тәрізді сырық. Штифтер екі топқа бөлінеді: цилиндрлі – МЕСТ 3128-70 және конусты (конустылығы 1:50) МЕСТ 3129-70. Штифтердің өлшемдері диаметрлеріне d және ұзындығына l байланысты анықталады. Ол бір көріністе орындалады (2.9-сурет).

2.9-сурет. Штифтер және оларды қолдану

Шплинт – қимасы жартылау дөңгелек болат сымды майыстыра отырып жасалған басы сақина тәрізді, тұзаққа ұқсас екі қабатталған сымнан тұрады (2.10-сурет). Олар бұрандалы қосылыстардағы гайкалардың өздігінен бұралуын болдырмау үшін қызмет атқарады. Оларды қолданғанда болт тесігі мен тәжілі гайка кесіктерінен өткізіп, сымдарын екі жаққа қайырады. Мұндай шплинттердің өлшемдері МЕСТ 397-79 бойынша анықталады.

2.10-сурет. Шплинт және оны қолдану

Болттық қосылыс. Екі немесе бірнеше бөлшектерді болт, шайба және гайка арқылы біріктіру болттық қосылыс деп аталады. Біріктірілген бөлшектерге болтты кіргізу үшін, олар да болттың диаметрінен үлкен, бұрандасыз, өстері ортақ цилиндрлі тесік болады. Біріктірілетін бөлшектердегі болт, шпилька және винтт кіргізуге аналған тесіктердің диаметрлері МЕСТ 11284-75 бойынша тағайындалған. Болттың біріктірілген бөлшектерден шығып тұрған соңына шайба кигізіледі және гайка бұралады.

Басты көріністе болттың басын және гайканы үш жақтары көрінетіндей орналастырады. Болттық қосылыстарды сызу барысында болттың, гайканың және шайбаның құрастыру өлшемдері арнайы стандарттардан алынады.

Тесік қабырғасы мен болт сырығы арасындағы саңылау шартты түрде үлкейтіліп көрсетіледі. Болттық қосылыста негізгі үш өлшем көрсетіледі: болт бұрандасының номинал диаметрі, болттың ұзындығы және болтты кіргізетін тесіктің диаметрі.

Бөлшектерді шпилька көмегімен қосу. Шпилькалы қосылыстар біріктірілетін бөлшектердің біреуі өте қалың болса немесе болтты кіргізетін тесікті бұрғылауға болмайтын болса, сондай-ақ болттың басына орын болмай, симайтын жағдайларда қолданылады.

2.11-сурет. Бөлінетін қосылыстар

Бөлшектерді шпилька көмегімен қосу арқылы, олардың салмағын азайтуға болады. Бөлшектерді шпильканың көмегімен біріктіру үшін олардың біреуін бұрғымен бұрғылап тесіп, алынған тұйық тесікке бұранда ойып салады (метрлік бұранда ойылып салынатын тесіктің диаметрі МЕСТ 9150-81 бойынша алынады). Бұрғыланатын тұйық тесіктің тереңдігі шпильканың сұқпа ұшының ұзындығына байланысты анықталады.

Тұйық тесіктің төменгі бөлігі, бұрғының ұшының пішініне сәйкес, конустық тереңдетумен 120^о бұрыш арқылы сызылады және тұйық тесіктің жоғарғы жағы биіктігі с=0,5d тең фаска арқылы орындалады. Болттық қосылысқа қарағанда, шпильканың көмегімен қосу күрделі болып саналады, себебі, шпильканы бұрау барысында оның қыспа ұшындағы бұрандасы бүлінуі мүмкін.

Винттік қосылыс. Винттік қосылысқа біріктірілетін бөлшектер, винт және шайба кіреді. Ұстау және жасырын басты винттердің көмегімен жүзеге асырылатын қосылыстарда шайбаны қолданбайды. Винттің жасырын басын үстіңгі бөлшекте арнайы дайындалған орынға орналастырады.

2.2. Шпилькалық қосылыстар есептеу

Бөлінбейтін қосылыстардың ішіндегі негізгі бөлшектерді өзара пісіріп қосу болып табылады. Бөлшектерді пісірп қосуда әртүрлі әдістер қолданылады. Олардың арасында кеңінен таралғаны, электрдоғасымен және газбен пісірулер. Қолдану технологиясына байланысты пісіріп қосуды екі түрге бөлуге болады: балқытып және күшпен қосу арқылы пісіру.

1. Бөлшектерді электр доғасымен, электр шлакпен, электрон сәулесімен, газбен, флюс қабатының астында автоматты, аргонды доғамен пісіруде, бөлшектердің шамалы ауданын қыздыра отырып балқытып қосады.

Бұлардың арасында кеңінен таралғаны электр доғасымен пісіру, ол бірнеше әдістермен орындалады:

• қолмен пісіру;

• флюс қабатының астында автоматты пісіру.

Егер қосылатын бөлшектердің қалыңдығы 10...40 мм аралығында болса, онда қолмен пісіру әдісін, ал қосылатын бөлшектердің қалыңдығы 2...50 мм аралығындағы сапасы жоғары болаттар мен түсті металдардың қорытнпасынан жасалған бөлшектерді пісіру үшін автоматты пісіру әдісі қолданылады.

Сондай-ақ қосылатын бөлшектердің жапсарлары қысқа болса, онда жартылай автоматты пәсіру әдісін қолданады.

Газбен пісіру. Жанғыш газдың оттегінде жануаынан пайда болған жылумен пәсіруді газбен пісіру деп атайды.

Бөлшектердің газбен пісірілген жапсарларының сапасы, электр доғасымен пісірілген жапсарлардың сапасынан анағұрлым кем болады. Сол себепті газбен пісіру әдісі түсті металдардан, шойыннан жасалған жұқа бөлшектерді пісіріп қосқанда және жөндеу жұмыстарында ғана қолданылады.

2.12-сурет. Пісіріп қосудың түрлері

Пісіріп қосудың негізгі түрлері: түйістіріп қосу, бұрыштық қосу, тавролық қосу немесе «Т» әрпі тәрізді қосу, бастырмалы қосу.

Электрдоғасымен және газбен пісіріп қосуларда, бөлшектердің өзара орналасуына байланысты келесідей түрлерге бөлінеді: түйістіріп қосу «С», бұрыштық қосу «У», тавролық немесе «Т» әрпі тәрізді қосу (Т), бастырмалы қосу (Н) (2.12-сурет). Өзара қосылатын бөлшектердің дайындалған жиектерінің сыртқы пішініне және пісірілген жерінің өзгешелігіне байланысты, пісіріп қосуларда әріп және саннан тұратын тиісті белгілеулер ұсынылған, мысалы, С1, С2, У3, Т2, Н4 және т.с.с. Пісірілген жерлердің түрі мен олардың конструкциялық элементтері стандартталған және стандартқа сәйкес сызбаларда көрінетін пісіріп қосуларды негізгі сызықпен көрсетеді (2.1-кесте).

2.1-кесте. Стандарт жапсарларды шартты түрде белгілеу және сызбада көрсету.

2. Бөлшектерді пластикалық күйге жеткізіп, қосылатын бөлшектерді күшпен қосу арқылы пісіру. Онда келесідей әдістер қоладынылады: тоғыстырып пісіру, нүктелі және роликті пісіру. Сонымен қатар металдан басқа, графит және керамикалық материалдардан жасалған бөлшектерді вакуумда түйістіріп, диффузия құбылысын пайдаланып пісіруге болады.

Пісіріп қосуда жапсарларды беріктікке есептеу.

1. Түйістіріпқ қосу. Түйістіріп қосудың орындалуы қарапайым және сенімді болғандықтан оны бұйымның конструкциясы бойынша қолдануға болатын барлық жерлерде пайдаланады. Пісіріп қосуда, жиектерінің өңделуі немесе өңделмеуі қосылатын элементтердің қалыңдығына байланысты анықталады.

Егер қолмен пісіріліп қосылатын бөлшектердің қалыңдығы 5…8 мм, ал автоматты түрде пәсіріліп қосылатын бөлшектердің қалыңдығы 16мм-ге дейін болса, жиектерін өңдемейді.

Ал қалың және орташа қалың бөлшектерді пәсіріп қосу үшін олардың жиектерін өңдейді. Болаттан жасалған бөлшектерді түйістіріп қосқанда, олардың осал жері қосу үшін қыздыратын аймағы болып табылады. Себебі, болатты қыздырғанда оның механикалық қасиеттері төмендейді, беріктігі азаяды.

Пісіріп қосуға байланысты бөлшектердің беріктігінің төмендеуін мүмкіндік кернеуді тағайындағанда ескереді.

2.13-сурет. Қолмен пісірілетін бөлшектердің жапсарлары.

Мысалы, түйістіріп пісіріліп қосылған жолақты (2.13-сурет) созылуға және иілуге есептеу келесідей жүргізіледі:

; , (2.1)

мұндағы b және - қосылатын бөлшектердің ені және қалыңдығы; - пісіріп қосудаы мүмкіндік кернеу.

Негізгі материалдар үшін қосылыстың беріктік коэффициенті: , - созылудағы мүмкіндік кернеу және қосылыстың беріктік коэффициентінің мәні аралығында. Егер қосылыстың беріктігін арттыру керек болса, онда қиғаш жапсарларды қолданады (2.14-сурет).

2.14-сурет. Түйістіріп қосудағы қиғаш жапсар.

_{Қиғаш жапсарларды есептеуде пісіріп қосудағы мүмкіндік кернеу мен созылудағы мүмкіндік кернеу өзара тең болады деп қабылдай отырып, (2.1) формуланы пайдаланады.}

_{2. Бастырмалы қосу (2.15-сурет). Бастырмалы қосу бұрыштық жапсарлардың көмегімен орындалады. Бұрыштық жапсарлар көлденең қимасының пішініне байланысты келесідей түрлерге бөлінеді: қалыпты 1, дөңес 2, ойыс 3.}

_{Бұлардың арасында қалыпты жапсар кеңінен қолданылады. Дөңес жапсарлар бөлшектердің қосылған жерлерінде кернеулердің шоғырлануына себепкер болады, ал ойыс жапсарлар кернеулердің шоғырлануын азайтады және айнымалы күштер әсер ететін қосылыстарда қолданылады.}

_{2.15-сурет. Бастырмалы қосу}

Бірақ та жапсардың ойыстығы механикалық өңдеу арқылы жүзеге асырылатын болғандықтан, ойыс жапсарларды жаппай пайдалану тиімсіз, тек жауапты қосылыстарда қолданады.

Бұрыштық жапсардың негізгі геометриялық сипаттамсы ретінде: катеті k және биіктігі h алынады.

Қалыпты жапсарлардың биіктігі:

Егер бөлшектердің қалыңдығы болса, онда мм.

Көп жағдайда жапсардың катеті мен қосылатын бөлшектердің қалыңдығы өзара тең болады.

Орналасуына байланысты жапсарлар флангілі, тік және қиғаш болып бөлінеді. Тік жапсарлар әсер етуші күштің бағытына перпендикуляр, ал флангілі жапсарлар әсер етуші күштің бағытына бағыттас орналасады.

а) Флангілі жапсарлар (2.16-сурет). Флангілі жапсардың m-m қимасында негізгі кернеу ретінде жанама кернеу қарастырылады. Жапсардың ұзындығы бойынша жанама кернеу тең таралмаған және олардың тең таралмауы ұзындығы өскен сайын арта түседі. Сондықтан ұзын жапсарды қолдану тиімсіз.

2.16-сурет. Флангілі жапсарлар.

Іс жүзінде флангілі жапсарлардың ұзындығы шартымен шектелген. Онда жапсарлардың беріктік шарты:

(2.2)

мұндағы - қимадағы m-m биссектрисасы бойынша алынған жапсардың қалыңдығы.Кейбір жағдайда қосылыстарда қысқа флангілі жапсарлардың беріктігін арттыру мақсатында қосымша ойып қолданылады (2.17-сурет). Қосылатын бөлшек қалыңдығы мен катеті өзара тең болғанда, ойып тесілген жапсармен орындалған қосылыстың беріктік шарты:

(2.3)

2.17-сурет. Ойып тесілген жапсарларды қолдану.

ә) Тік жапсарлар (2.18-сурет). Тік жапсарларды есептеу, флангілі жапсарлардағыдай m-m биссектриса бойындағы қима бойынша және тек жанама кернеу арқылы жүргізіледі. Тік жапсардың беріктік шарты келесідей жазылады:

(2.7)

2.18-сурет. Тік жапсарлар

Егер тік жапсар арқылы орындалған қосылысқа момент әсер етсе (2.19-сурет) онда беріктікке есептеу келесідей жүргізіледі:

2.19-сурет. Тік жапсар арқылы орындалған қосылысқа момент әсері

(2.8)

Ескертетін бір жағдай барлық бұрыштық жапсарларды есептеу m-m биссектриса бойындағы қима бойынша және тек жанама кернеу арқылы жүргізіледі. Осының арқасында қосылыстарды есептеуді жеңілдетіп жүргізуге болады.

ҚОРЫТЫНДЫ

Бірде бір машина, не механизм бұрандалы біріктірулерсіз жасалмайды. Бекіту бұрандаларының ішіндегі ең кеңінен қолданылатыны метриялық бұранда. Ол негізінде стандарт бұйымдарға жататын болт, винт, шпилька, гайка т.б. тетікбөлшектерде орындалады.

Техникада жиі кездесетін бұрандалы біріктірулер – винттік, болттық және шпилькалық.

Бұрандаларды дайындау әдістері.

1. Бұранданы кескішпен (метчик, плашка) қолдан дайындауға болады. Бұл әдіс өнімділігі шамалы болғандықтан шағын өндірістер мен жөндеу жұмыстарында ғана қолданылады.

2. Бұранданы кескіш арқылы темір жонатын немесе арнаулы болт өңдейтін станоктарда дайындауға болады.

3. Арнаулы фрезерлік станоктарда дайындалады. Бұл әдіспен дәлдікті талап ететін, үлкен диаметрлі винттер дайындалады (жүріс және жүк винттері, біліктердегі бұрандалар және т.б.).

4. Арнаулы бұрандалар таптағыш станок автоматтарда кесіледі. Мұндай өнімділігі жоғары, әрі арзан әдіспен стандартты қозғалыс қажетіне арналған бұрандалар әзірленеді (болттар, винттер, гайкалар және т.б.).

5. Құю әдісі. Мұнда пластмассадан, шойыннан және шыныдан құйылған бөлшектердің бұрандаларын құю процесінде жасауға болады.

6. Сығу әдісі. Жұқа қабырғалы қаңылтырдан және пластмассадан штамптау немесе үлкен қысыммен қысу арқылы жасалатын бөлшектерге бұранда сызығын сығу арқылы түсіреді.

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1. Айталиев Ш.М., Дүзельбаев С.Т. Матреиалдар кедергісі: Есептер шығаруға арналған оқу құралы, 1, 2 – бөлім. – Алматы: Рауан, 1991. – 176 б., 1996

2. Детали машин и основы конструирования/Под ред. М.Н. Ерохина. – М.: КолосС, 2005

3. Дүзелбаев С.Т., Алтыбасаров Р.М., Жумадилов С.К., Тайшубекова А.Ж. Машина тетіктері пәнінің лабораториялық практикумы: жоғарғы және орта кәсіптік мамандар дайындайтын техникалық оқу орындарының студенттері үшін арналған. – Павлодар: ПМУ ҒБО, 2005

4. Дүзелбаев С.Т. Механика. Оқулық жоғарғы және орта кәсіптік мамандар дайындайтын техникалық оқу орындары студенттері үшін арналған. – Павлодар: ПМУ ҒБО, 2006

5. Дүзелбаев С.Т., Алтыбасаров Р.М., Жумадилов С.К., Сарымов Е.К., Тайшубекова А.Ж. Машина тетіктерінің есептерін шығаруға әдістемелік нұсқаулар: жоғарғы кәсіптік мамандар дайындайтын техникалық оқу орындарының студенттері үшін арналған. – Павлодар: ПМУ ҒБО, 2007

6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие для машиностроит. спец. Учреждений среднего профессионального образования. – 5-е издание, дополн. – М.: Машиностроение, 2004

7. Жолдасбеков Ө.А., Сағитов М.Н. Теориялық механика.-Алматы: Атамұра, 2002

8. Жолдасбеков Ө.А. Машиналар механизмдерінің теориясы – Алматы, 1987

9. Иванов М.Н. Детали машин: учеб. для студентов высш. техн. учебн. заведений. – М. : Высш.шк., 1991

10. Карденов С.Ә., Тлеубердин Қ.Ж. Инженерлік графика, Көкшетау, 2011

11. Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздік: 7 том, Машина жасау/жалпы редакциясын басқарған п.ғ.д., профессор А.Қ. Құсайынов. – Алматы: Рауан, 2000