Montaż połączeń gwintowych
Połączenia gwintowe są najczęściej spotykanym rodzajem połączeń w silnikach spalinowych. Jako elementy łączące stosuje się śruby i nakrętki oraz znacznie rzadziej wkręty. Ze względu na dużą różnorodność połączeń gwintowych przy ich montażu spotyka się bardzo dużo różnych narzędzi.
Osadzenie śrub dwustronnych w materiale danego elementu powinno zapewniać "mocne połączenie, które umożliwiłoby później swobodne odkręcanie nakrętek. Przy wkręcaniu śrubę należy tak chwytać, żeby nie uszkodzić gwintu. Ponadto śrubę dwustronną podczas wkręcania trzeba zabezpieczyć przed zginaniem i dlatego celowe jest używanie dwustronnych pokrętek.
Prosty sposób wkręcania dwustronnych śrub pokazano na rys. 465a. Długą sześciokątną nakrętkę 1 nakręca się na dwustronną śrubę aż do oparcia się o wkręt 2. Obracając tuleją za pomocą pokrętła lub klucza
wkręcamy śrubę dwustronną. Następnie zwalnia się wkręt i odkręca nakrętkę 1.
Znacznie wygodniej wkręca się śruby dwustronne przy użyciu klucza przedstawionego na rys. 465b. Podczas nakręcania tulei 1 na śrubę dwustronną, gwintowany trzpień 2 powinien znajdować się w górnym swym położeniu, przy którym kołek 3 opiera się o krawędź wycięcia. Śrubę dwustronną wkręca się w tuleję aż do oparcia się o hartowany kołek oporowy 4. Przy dalszym wkręcaniu śruby dwustronnej, trzpień obraca się o pewien kąt, ograniczony długością wycięcia w tulei i w ten sposób wywołuje naprężenie w gwincie śruby dwustronnej potrzebne do jej dokręcania. W celu zdjęcia klucza trzpień 2 obraca się w przeciwną stronę na skutek czego kołek przesuwając się w wycięciu do góry usuwa zacisk śruby w tulei 1, co pozwala na swobodne wykręcenie tulei.
Przy wkręcaniu śrub dwustronnych za pomocą wkrętarki stosowany jest zwykle specjalny uchwyt wymienny do chwytania śrub, którego konstrukcję i działanie przedstawiono na rys. 466. Uchwyt ten składa się z wrzeciona 1, na którego czole wyfrezowane są skośne zęby współpracujące z zębami tulei 2. Tuleja ta osadzona jest w pochwie 3 połączonej z wrzecionem kołkiem 4 zabezpieczonym przed wysunięciem za pomocą pierścienia sprężynującego 5. W tulei 2 umieszczony jest trójszczękowy zacisk 6 z gwintem wewnętrznym na wkręcaną śrubę dwustronną. Trójszczękowy zacisk może przesuwać się poosiowo, przy czym przesuw ten jest ograniczony kołkiem 7 osadzonym w tulei 2.
Przy zbliżaniu uchwytu do śruby (rys. 466a) tuleja 2 opuszczona jest ku dołowi, kulki 8 znajdują się we wgłębieniach pochwy, zacisk 6 jest rozwarty stożkiem przycisku 9 i sprężyną 10. W tym położeniu uchwyt
swobodnie obejmuje śrubę dwustronną. Gdy śruba swoją powierzchnią czołową oprze się o przycisk (rys. 466b), zacisk 6 przesunie się w głąb tulei 2, zazębi się z nią za pomocą kulek i dzięki stożkowatemu ukształtowaniu szczęk zaciśnie śrubę dwustronną. Po zazębieniu się zębów tulei z zębami wrzeciona zaczyna się wkręcanie śruby dwustronnej. Z chwilą oparcia się osłony o powierzchnię przedmiotu tuleja 2 w dalszym ciągu obraca się i jednocześnie opuszcza się aż do wyzębienia się z wrzecionem (rys. 466c). W tej chwili zacisk 6 samoczynnie otwiera się i zwalnia śrubę. Głębokość wkręcania śruby dwustronnej reguluje się obracaniem osłony 11, zabezpieczonej nakrętką 12.
Do zakręcania i odkręcania nakrętek stosuje się wiele różnorodnych kluczy. Klucze te można podzielić następująco: maszynowe, oczkowe, nasadzane, do nakrętek okrągłych i specjalne. Na rys. 467 pokazane są przykłady wymienionych kluczy. Klucze maszynowe (rys. 467a i b) przeznaczone są do zakręcania i odkręcania łatwo dostępnych nakrętek sześciokątnych i kwadratowych. Klucze oczkowe (rys. 467c i d) są wygodniejsze w pracy i trwalsze od maszynowych, lecz trudniejsze do wykonania. Klucze nasadowe (rys. 467e, fig) mają szerokie zastosowanie w przypadkach trudnego dostępu do nakrętki. Jednak i w zwykłych warunkach użycie kluczy nasadzanych umożliwia często zwiększenie wydajności pracy, ponieważ robotnik posługując się takim kluczem nie musi zmieniać położenia klucza względem nakrętki, jak to ma miejsce przy pracy kluczem maszynowym lub oczkowym. Klucze do nakrętek okrągłych mogą być podzielone na jednozaczepowe (rys. 467h i Tc), dwuzaczepowe (rys. 4671) i wielozaczepowe (rys. 467m).
Klucze specjalne odznaczają się albo specjalnym ukształtowaniem powierzchni chwytających (specjalny klucz trzpieniowy do nakrętek z rowkami wewnętrznymi pokazany jest na rys. 468a), albo specjalną konstrukcją samego klucza, przystosowaną do miejscowych warunków zakręcania nakrętek. Na przykład do zakręcania nakrętek w trudno dostępnych miejscach używa się kluczy przegubowych (rys. 468b).
Przy zakręcaniu nakrętek śrub pracujących pod dużym obciążeniem lub podlegających zmiennym obciążeniom należy zapewnić wszystkim śrubom jednakowy, ściśle określony moment dokręcania. Równomierne dokręcanie jest jeszcze bardziej konieczne w przypadku, gdy wymagana jest szczelność danego połączenia. Nierównomierne i niedostateczne dokręcanie nakrętek może być przyczyną zniekształcenia się niezbyt sztywnych elementów silnika, szybkiego luzowania się połączenia przy zmiennym obciążeniu, niedostatecznej szczelności połączenia, tj. przyczyną złego montażu, który powoduje szybkie zużywanie się silnika.
Spośród spotykanych sposobów ograniczenia momentu obrotowego podczas dokręcania nakrętek najbardziej pewne i rozpowszechnione jest zastosowanie kluczy granicznych, które można podzielić na dwie grupy:
1) klucze graniczne ze wskaźnikiem umożliwiającym określanie wielkości przykładanej siły w czasie zakręcania nakrętki (tzw. klucze dynamometryczne) ; robotnik obserwuje wskazówkę i przerywa dokręcanie w chwili, gdy wskazówka dojdzie do określonej podziałki;
2) klucze graniczne wyłączające się samoczynnie w czasie dokręcania nakrętki po osiągnięciu ustalonej siły.
W prostych kluczach pierwszej grupy rękojeścią jest dźwignia sprężynująca, której wielkość ugięcia zależy od przyłożonej siły (rys. 469a).
Na rys. 469b pokazano inny klucz należący do tej grupy. Rękojeść 1 klucza obraca korpus 2, wewnątrz którego znajduje się dźwignia 3 z sześciokątnym otworem do chwytania zakręconej nakrętki i z dwoma garbami a. Dźwignia 3 połączona jest z korpusem za pośrednictwem sprężyn 4 i podkładek 5 naciskających na garby a. Przy obracaniu rękojeści jedna ze sprężyn naciskająca na jeden z garbów powoduje obrót dźwigni 3; jednocześnie podkładka 5 jest połączona z zębatką 6, zazębiającą się z kołem zębatym 7, które napędza wskazówkę przyrządu kontrolnego 8 zmontowanego na kluczu. Regulację napięcia sprężyn osiąga się przez pokręcanie kołka 9.
Zasada pracy kluczy drugiej grupy polega na tym, że po osiągnięciu w czasie dokręcania ustalonej siły w mechanizmie klucza następuje poślizg pomiędzy dwoma elementami przenoszącymi przykładaną siłę. Tymi elementami mogą być dwie nawzajem zazębiające się tarcze sprzęgła o zębach skośnych. W taki mechanizm zaopatrzone są również omówione dalej wkrętarki.
Ręczne zakręcanie nakrętek jest mało wydajne, szczególnie przy dużych średnicach gwintu. Znacznie większą wydajność i równomierniejsze dokręcanie otrzymuje się przy pracy maszynowej stosując przy mniejszych średnicach gwintu wkrętarki elektryczne, a przy większych — wkrętarki pneumatyczne. Urządzenia te mają szczególnie szerokie zastosowanie w produkcji wielkoseryjnej i masowej.
Przykład konstrukcji wkrętarki elektrycznej do nakrętek pokazano na rys. 470. Wkrętarka ta napędzana jest krótkozwartym dwubiegunowym silnikiem elektrycznym 1, którego korpus jest jednocześnie korpusem całej wkrętarki. Na tylnej pokrywie korpusu znajduje się rękojeść 2 z wyłącznikiem 3. Suwaczek 4 służy do zmiany kierunku obrotów wrzeciona. Wrzeciono 5 jest napędzane przez przekładnię, składającą się z koła zębatego 6 osadzonego na wałku wirnika, kół zębatych 7 i 8, wałka pośredniczącego oraz koła zębatego 9 osadzonego na wrzecionie. W otwór wrzeciona wchodzi wałek końcówki 10, która zazębia się
z wrzecionem za pośrednictwem sprzęgła 11. Podczas biegu jałowego wkrętarki sprężyna 12 wyłącza sprzęgło, a końcówka 10 nie obraca się.
Przyciskając rękojeść 2 wkrętarki wsuwamy końcówkę w głąb wrzeciona, zęby sprzęgła zazębiają się i uchwyt wkrętarki zaczyna się obracać. Ponieważ zęby sprzęgła są skośne, więc po osiągnięciu maksymalnej siły wkręcania końcówka samoczynnie wyłącza się. Klucz w końcówce wkrętarki mocuje się przez odciągnięcie pochewki 13; kulka 14 w nasadzie klucza wchodzi w wytoczenie i zabezpiecza przed jej wypadaniem.
Do zabezpieczenia nakrętek i wkrętów przed odkręceniem się szeroko stosowane są podkładki sprężyste. Często jednak ten sposób zabezpieczenia jest niedostateczny. W odpowiedzialnych połączeniach stosuje się zabezpieczenie za pomocą podkładek i blaszanych z odpowiednio odgiętymi „wąsami" (rys. 471) lub też używa się nakrętek koronkowych i zawleczek. Wkręty zabezpiecza się często drutem w sposób podany na rys. 472.