Бұрандалы қосолыстар

                       Бұрандалы қосылыстар

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

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.

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.

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.

 

.                                   

 

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 үшбұрышты 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. Бұл реакция профиль сызығына перпендикуляр қадалған күшпен шартты түрде алмастырылған.

 және үйкеліс күші  ,

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

.                                          

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  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.

 

 Бекіту бөлшектерінің  негізгі түрлері

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.

 

 Бұрандалы қосылыстарды  өздігінен бұралудан сақтандыру

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.

Өздігінен бұралудан сақтандырудың  көптеген әдістері бар, олар анықтамалықтарда және арнайы әдебиеттерде келтірілген. Практикада өздігінен бұралудан сақтандырудың негізгі үш әдісін қолданады.

 

Пайдаланған  әдебиеттер:

_{Тажибаев С.Д. Қолданбалы механика: Жоғарғы оқу орындары студенттеріне арналған оқулық. – Алматы: Білім, 1994.}

_{Жолдасбеков Ө.А., Сағитов М.Н. Теориялық  механика.-Алматы: Атамұра, 2002.}