Maskinelementer [3 ed.] 8200405982 [PDF]

Zitiervorschau

SJOSTROM - PETERSSON - EKLOF

Maskinelementer Hovedbok 3. utgave Bokmål

Universitetsforlaget

© Universitetsforlaget AS 1976 ISBN 82-00-40598-2

2. 3. 3. 3.

utgave 1986 utgave 1991 utgave 2. opplag 1993 utgave 3. opplag 1994

Originalens tittel: Maskinelement © 1979, 1990, Sven-Eric Sjostrom, Allan Petersson, Stig Eklof och Almqvist & Wiksell Forlag AB, Stockholm

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotogra­ filoven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Godkjent av Rådet for videregående opplæring i april 1991 til bruk i videregående skole.

Henvendelser om denne boka kan rettes til Universitetsforlaget Boks 2959 Tøyen 0608 OSLO 6

Oversettelse til norsk: Forlagsservice a.s., Kjell E.A. Vinje/Tore Mårds Illustrasjoner: Piroska von Gegerfelt, Bjørn Norheim Bildeleverandører: AS ES AB, side 29

Omslag: Ellen Larsen Sats, repro og trykk: PDC Printing Data Center as, 1930 Aurskog, 1995

i

Forord Denne boka er beregnet på opplæringen i emnet maskinelementer på mekaniske linjer i den videregående skolen.

Målet er å gi elevene grunnleggende kjennskap til de ulike maskin­ elementene og praktiske råd for bruken av dem i konstruksjoner. Boka er ingen lærebok i konstruksjonsberegning eller dimensjone­ ring.

Til læreboka hører det en egen arbeidsbok. Det er markert i lære­ boka når eleven skal gjøre oppgavene i arbeidsboka. Boka er en oversatt og bearbeidet utgave av den svenske boka Maskinelement. I forhold til tidligere utgaver har en forsøkt å gjøre stoffet klarere og mer moderne, og læremidlet bør nå være bedre egnet for selvstudium.

Oslo 1991

Universitetsforlaget

Innhold 9

1

Innledning

2

Skrueforbindelser

3

4

5

11 Gjenger og gjengesystemer 11 Gjengeprofiler 11 Høyregj enger og venstregjenger 11 Antall innganger og gjengestigning 11 Gjengesystemer for trekantgjenger 12 Andre gjengetyper 13 Gjengebetegnelser - oppsummering 13 Skruer og muttere 14 Korrosjonsbeskyttelse 14 Fasthetsklasser og merking 14 Skrue- og muttertyper 15 Skrueforbindelser 17 Tiltrekkingsmoment 17 Gjengeinnsatser 17 Bevegelsesskruer 17 Spesialskruer 18 Skruesikringer 18 Sikringsblikk og sikringsskiver 18 Muttersikringer 19 Trådsikringer 19 Andre sikringer for muttere og skruer 20 Sporringer (seegerringer) 20 Stjernefjærer 20

21 Standardiserte nagletyper 21 Utformingen av naglehull 21 Naglematerialer 21 Kaldnagling eller varmnagling 22 Oppbygningen av nagleforbindelsene 22 Overlappsnagling 22 Laskskjøtnagling 22 Spesielle nagleforbindelser 23 Rørnagling 23 Blindnaglesystemer 23

Limforbindelser

7

Kileforbindelser 39 Forskjellige kiletyper og kileforbindelser Langkileforbindelser 39 Tverrkileforbindelser 42 Annen bruk av kiler 43

Friksjonsforbindelser

9

Aksler og akseltapper 49 Akselmaterialer og framstillingsmetoder

Materialfasthet for aksler 50 Inndeling 51 Bæreaksler 51 Transmisjonsaksler 52 Aksler som overfører aksialkrefter Akseltapper 52 Praktiske råd om aksler 53

32 Loddemetoder 32 Bløtlodding 32 Hardlodding 32 Sveiselodding 33 Loddearbeidet 33 Loddefuger 33 Loddeforbindelser

30

49

52

54 Faste koplinger 54 Elastiske koplinger 54 Leddkoplinger 55 Friksjonskoplinger (lamellkoplinger) 56 Mekanisk manøvrerte lamellkoplinger 57 Pneumatisk manøvrerte koplinger 58 Hydraulisk manøvrerte lamellkoplinger 58 Elektromagnetisk manøvrerte lamellkoplinger 59 Sentrifugalkoplinger (slurekoplinger) 59 Andre koplinger 60 Frihjulskopling (sperrekopling) 60 Hydrodynamiske koplinger 61

10

Akselkoplinger

11

Lager

Sveiseforbindelser

39

44 Krympeforbindelser 44 Pressforbindelser 45 Koniske pressforbindelser 46 Trykkoljeforbindelser 47

8

Nagleforbindelser

25 Pressveising 25 Motstandssveising 25 Friksjonssveising 26 Smeltesveising 27 Buesveising 27 Gassveising 29 Sveiseautomater 29 Ulike typer av sveiseforbindelser

34 Limingsarbeid 34 Lim 35 Limformer 35 Limtyper 36 Bruk 36

6

63 Regler som gjelder alle lager 63 Inndeling 63 Glidelager 64 Krav til tapp og lager 64 Lagermaterialer 64 Radiallager 65 Aksiallager 66 Koniske lager 66 Geider 66 Lagerklaring og smøring 67 Oppsummering 67 5

Rullmgslager 67 Kulelager 68 Rullelager 69 Andre lager 69 Montering og vedlikehold av rullingslager 70

12

73 Kjedeoverføring 73 Kjedetyper 73 Sammenkopling og frakopling av kjeder 74 Kjedehjul, spennhjul og brytehjul 75 Verneutstyr 75 Reimoverføring 76 Beregninger 76 Ulike reimtyper 77 Skjøting av reimer 78 Vedlikehold av reimoverføringer 78 Vaieroverføringer 78 Oppbygningen av vaieren 79 Vaierhjul og vaiertromler 79 Vedlikehold av vaiere 79 Kjettingoverføringer 80 Regler for arbeid med kjetting 81 Løfteteknikk 82 Tyngdepunktet 82 Løfteinnretninger og løfteredskaper 82 Forskrifter fra Arbeidstilsynet 83 Signalisering 83 Manuelle løft 83

Smøreutstyr 96 Håndsmøring 96 Kontinuerlig, men begrenset smøring 98 Intervallsmøring 99 Kontinuerlig sirkulasjonssmøring 104 15

105 Asbest 105 Tetninger mellom stillestående deler 106 Flenspakninger 106 Lukepakninger 106 Tetninger mellom bevegelige maskindeler 106 Tetningsringer - helfabrikater 106 Tetningsringer - halvfabrikatet 108 Tetninger for stempler i forbrenningsmotorer og liknende 109 Belger 109 Membraner 110 Monteringsråd 111

16

Fjærer og dempere Fjærer 112

Overføringer. Løfteteknikk

Tetningsutstyr

112

Fjærmateriale 112 Trykkfjærer 112 Strekkfjærer 113 Vridningsfjærer 113 Bøyefjærer 113 Spesialfjærer 114 Dempere 114 Materialer til dempere 114 Montering av dempere 115 17

116 116 Materialer 116 Bøying av rør 121 Varmbøying 121 Slanger og slangeforbindelser 122 Slangematerialer 122 Slangekoplinger 122 Tetningsmaterialer 122 Ventiler og kraner 123 Kjegleventiler 123 Sleideventiler 123 Kuleventiler 123 Trottelventiler 124 Membranventiler 124 Tilbakeslagsventiler 124 Vekselventiler 124 Sikkerhetsventiler 125 Reduksjonsventiler 125 Vannutskillere 125 Reguleringsventiler for varmtvanns­ system 125 Tilkopling 126 Prosessorsystem 126 Rørledningselementer

Rør

13

Tannhjul og tannhjulsoverføringer 84 Framstilling av tannhjul 84 Inndeling av tannhjulsoverføringer 84 Sylindriske tannhj ul og tannhj ulsoverføringer 85 Utveksling 85 Tanntall 85 Deling 86 Enkle og sammensatte overføringer 86 Tannsystemer 87 Tannform 88 Koniske tannhj ul og tannhj ulsoverføringer 89 Snekkeoverføringer 90 Spesielle tannhjulsoverføringer 90 Tannstangoverføringer 90 Vedlikehold av tannhjulsoverføringer 91

14

Smøremidler og smøreutstyr 92 Smøring 92 Friksjon og smøring 92 Smøresystemer 93 Smøremidler 94 Faste smøremidler 94 Halvfaste smøremidler - fett 94 Flytende smøremidler - smøreoljer 95 Gasser og oljetåke 96 Tilsetningsstoffer for smøremidler 96

6

18

Overføringsarmer, kammer og eksentere

Overføringsarmer 127 Kammer og eksentere 128 Eksempler på bruk av kammer og eksenter 129

127

19

Bremser 130 Asbest 130 Mekaniske bremser 130 Vedlikehold av bremser 132

20

133 Prinsippene for variatorer 133 Mekaniske variatorer 133 Friksjonsoverføringer 133 Ruller 134 Stålkule og stålring 134 Kilereimsvariatorer 134 Trinnløs reimoverføring 134 Hydrauliske variatorer 135 Likestrømsmotoren som variator 136 Variator aggregat 137

21

Stikkord

Variatorer

138

7

Innledning Med maskinelementer mener vi maskindeler. Vi kan altså si at en maskin er sammensatt av maskinelementer. I tillegg til de tradisjo­ nelle maskindelene har vi også hydrauliske, pneumatiske og elektro­ niske komponenter som ofte inngår i styresystemet til en maskindel. Mange av maskinelementene er standardiserte. I Norge utgir Norges Standardiseringsforbund standarder utarbeidet av tilknytte­ de komiteer eller av de samarbeidende bransjeorganisasjonene Norges Byggstandardiseringsråd og Norsk Verkstedindustris Standardiseringssentral. Standardene baserer seg ofte på internasjonale standarder.

Skruer, muttere, skiver, kiler og splinter er eksempler på standardi­ serte maskinelementer. Disse maskinelementene blir brukt til for­ bindelser mellom ulike deler.

Som eksempler på forbindelser har vi nagle-, skrue-, kile-, sveise-, lodde- og limforbindelser.

De fleste av de maskinelementene og forbindelsestypene som vi behandler i denne boka, fins i biler. I en bil finner vi også større enheter som er bygd opp av flere maskinelementer. Det gjelder for eksempel motor, girkasse, kop­ ling og andre viktige systemer (smøresystem, hydraulisk system, kjølesystem og elektrisk system).

Figur 1.1 Personbil

9

Figur 1.2 Robotsveising av understell

10

Skrueforbindelser

Gjenger og gjengesystemer Gjengeprofiler Vi skiller mellom tre ulike gjengeprofiler.

Figur 2.2 Trapesgjenger

Figur 2.1 Trekantgjenger

Trekantgjenger (spissgjenger) blir brukt på vanlige skruer, såkalte festeskruer, og på muttere.

Trapesgjenger blir brukt på såkalte bevegelsesskruer som skal overføre store krefter. Trapesgjenger gir mindre glidefriksjon enn trekantgjenger. Rundgjenger blir brukt der gjengene må tåle hard behandling.

Figur 2.3 Rundgjenger

Høyregjenger og venstregjenger Vi skiller mellom høyregjenger og venstregjenger. Husk at høyregjengede skruer blir trukket til når vi vrir i samme retning som urviserne går.

Figur 2.4 En høyregjenget skrue trekker vi til med urviseren

Antall innganger og gjengestigning Avstanden mellom to gjengebunner som følger på hverandre slik figur 2.6 viser, kaller vi gjengestigningen. Vrir vi en skrue en omdreining, flytter den seg innover eller utover i en lengde som svarer til gjengestigningen. Det samme gjelder for muttere.

Figur 2.5 En venstregjenget skrue trekker vi til mot urviseren

Mutter

Figur 2.6 P - stigning 11

En gjenge kan framstilles med en eller flere innganger. Se figur 2.7. Gjenger med flere innganger kan ha større gjengestigning enn gjen­ ger med bare en inngang. Dersom skruen eller mutteren har flere innganger, kan vi få større bevegelse i aksial retning per omdreining enn om den bare hadde en inngang. Figur 2.7 Skruer med forskjellig antall innganger

Legg merke til hvordan vi måler gjengestigningen for gjenger med flere innganger. Se figur 2.8.

Gjengesystemer for trekantgjenger

Figur 2.8 Stigningen (P) på en skrue med to innganger (1 og 2)

Mens vi i norsk industri regner de fleste lengdemål i millimeter, bruker USA og flere andre land fortsatt tommer. Dette forholdet har også virket inn på standardiseringen av gjenger. Den internasjo­ nale standardiseringsorganisasjonen ISO arbeider for at samme benevning skal innføres og brukes i alle land.

De vanligste gjengesystemene er - det metriske gjengesystemet med mål i millimeter - unifiedgjengesystemet med mål i tommer Whitworthgjengesystemet blir i dag ikke brukt for festeelementer. Det blir bare brukt for rørgjenger.

Figur 2.9 viser flankevinkelen (/3), gjengehøyden (h) og formen på gjengetoppen og gjengebunnen for en skrue. Det er størrelser som er forskjellige for de forskjellige standardiserte gjengesyste­ mene. Det fins mange norske standarder med opplysninger om gjengeprofiler, mål og betegnelser for gjenger. I standardene finner vi også opplysninger som er nødvendige for å lage og kontrollere gjenger.

Figur 2.9 Gjengeprofil

Vi bruker store bokstaver for å betegne mutterdiametere, og små bokstaver for skruediametere. De gjengesystemene vi har omtalt her, nytter stordiameteren på skruen for å beskrive størrelsen på skruen.

Merk at forskjellene mellom skruer og muttere av tilnærmet samme dimensjon, men av forskjellige gjengesystemer, ofte er relativt små.

Figur 2.10 Gjengeprofil for unifiedgjenger og metriske gjenger

Eksempel: En M 10-skrue (P=l,5) og en 3/8 UNC-mutter (P= 1,588) kan virke som om de passer sammen akkurat i begyn­ nelsen. En uerfaren person fortsetter kanskje å skru selv om det begynner å gå tregt. Tvinger en skruen og mutteren sammen på denne måten, kan både skruen og mutteren bli ødelagt. Arbeidsoppgave 1

Metriske gjenger Dimensjonene angis i millimeter både for diameter og stigning. Flankevinkelen er 60°. Norsk Standard 1073.6 gjelder grensemål for metriske gjenger. M 10

M 10 x 1,25

Figur 2.11 Figur 2.12 Metrisk grovgjenge Metrisk fingjenge 12

Metriske grovgjenger er vanligst. I betegnelsen for grovgjenger tar vi ikke med stigningen. Se figur 2.11. Eksempel: Betegnelsen M 10 betyr metriske gjenger med 10 mm

stordiameter.

Metriske fingjenger har mindre stigning enn grovgjenger med tilsva­ rende diameter. Vi tar alltid med stigningen i betegnelsen for fingjengene, slik figur 2.12 viser. Eksempel: Betegnelsen M 10 x 1,25 betyr metriske fingjenger med stordiameter 10 mm og stigning 1,25 mm. 8 gjenger per 1"

Unifiedgjenger

Figur 2.13 Tell antall gjengebunner

5/8 UN F

eller 5/8-18 UNF

Figur 2.14 Forskjellige måter å betegne unifiedgjenger på

Flankevinkelen er 60°. Grunnprofilen for unifiedgjenger er den samme som for metriske gjenger. Unifiedgjenger blir betegnet med stordiameteren i tommer, fulgt av et tall som angir stigningen i gjenger per tomme og av en bokstavkode som forteller hvilken serie det dreier seg om. Grove unifiedgjenger har bokstavkoden UNC (Coarse = grov). Fine unifiedgjenger har bokstavkoden UNF (Fine = fin). Gjengetoppen kan være flat eller rund. NS 588 og 589 A gir opplysninger om teoretiske verdier og toleranser for unifiedgjenger.

I tillegg har vi bokstavkodene UNEF (Extra Fine) for ekstra fine gjenger, og UN for spesielle gjengeserier med konstant stigning. Eksempel: Betegnelsen 5/8-11 UNC betyr unified grovgjenger med 5/8" stordiameter og 11 gjenger per tomme. Vi kan spesifisere unifiedgjengene på to forskjellige måter. Figur 2.14 viser eksempler på

dette.

Alle «originalmålene» i unifiedsystemet blir angitt i tommer. For de unifiedgjengene som er standardisert i Norge, er målene regnet om til millimeter. Den nominelle diameteren angis også i tommer. Figur 2.15 Trapesgjenge

Andre gjengetyper Trapesgjenger er standardisert etter NS 5 700-NS 5 703. Flanke­ vinkelen er 30°. Eksempel: Tr 20 x 4 betyr trapesgjenge med stordiameter 20 mm og stigning 4 mm, se figur 2.15.

Rundgjenger har gått ut av Norsk Standard. Dersom en bruker rundgjenger, blir det merket med Rd eller Rund Gj. Eksempel: Betegnelsen Rd 22-8 står for rundgjenge med 22 mm stordiameter og gjengestigning 8 gjenger per tomme.

Rørgjenger skal nå ha betegnelser etter NS 5 580, som følger ISOstandard ISO 7/1. For sylindriske rørgjenger skriver vi Rp fulgt av diametermålet i tommer. For koniske rørgjenger bruker vi Rc for innvendige koniske gjenger og bare R for utvendige koniske gjen­ ger, fulgt av diametermålet. Rørgjenger har 55° flankevinkel. Figur 2.17 Sylindrisk rørgjenge

Gjengebetegnelser — oppsummering Når det gjelder metriske fingjenger, setter vi x mellom stordiame­ teren og stigningen. Vi kan for eksempel ha gjengebetegnelsen M 56 x 4. For unifiedgjengene bruker vi — (tankestrek) mellom stordiameter og antall gjenger per tomme. Betegnelsen 1/4—20 UNC er et eks­ empel på en gjengebetegnelse i unifiedsystemet.

13

Høyregjenger angis bare dersom det også fins venstregjenger på den samme tegningen. Venstregjenger angis alltid. Vi skriver for eksem­ pel M 30 Venstre og 1/2—13 UNC Venstre. Arbeidsoppgave 2 og 3

Skruer og muttere Vi bruker skruer både med og uten muttere til forbindelser mellom ulike deler. Figur 2.18 Skrueforbindelse uten mutter

Skruer og muttere blir formet gjennom kaldsmiing, varmsmiing eller dreiing. Vi bruker spesielle skjæreverktøy som vi kaller gjengesnitt og gjengetapper, når vi skal skjære gjenger for hånd.

Korrosjonsbeskyttelse

Figur 2.19 Skrueforbindelse med mutter

Vanlige materialer for framstilling av skruer og muttere er stål og messing. Skruer og muttere kan rustbeskyttes ved for eksempel elektrolytisk forsinking og varmforsinking. Jo hardere en detalj er, desto mer ømfintlig er den for opptak av fuktighet i samband med en elektrolytisk behandling. Dette kan føre til sprøhet. En metode som minsker faren for opptak av fuktighet, er fosfatering og plastbelegging. Blant annet i elektronikkindustrien bruker man plastskruer. De korroderer ikke, tåler syrer, leder ikke elektrisk strøm og er ikke magnetiske.

Fasthetsklasser og merking Figur 2.20 Fibrene blir hele ved kaldstuking, og da får skruen større fasthet

Fasthets­ klasse

Strekkfasthet minimum N/mm2

Flytegrense minimum N/mm2

4.6 5.8 8.8 10.9 12.9

400 500 800 1000 1200

240 400 640 900 1080

Når man bestiller skruer og muttere, må man opplyse om fasthetsklasse og eventuell overflatebehandling. Vi grupperer skruer og muttere i ulike fasthetsklasser. Fastheten (materialfastheten) varie­ rer for de forskjellige materialene og framstillingsmetodene. Eksempel: Fasthetsklasse 5.8 betyr at strekkfastheten minst er 5 • 100 N/mm2 = 500 N/mm2, og at flytegrensen minst er 0,8 • 500 N/ mm2 = 400 N/mm2.

Ifølge internasjonal standard skal både skruer og muttere være merket med fasthetsklasse og produsent. Unntatt fra dette er mindre skruer og muttere.

Figur 2.21 Fasthetsklasser for stålskruer Produsent Produsent

Det første tallet (10) er en hundredel av skruens laveste strekkfasthetstall i N/mm2. Her er strekk­ fastheten 100 ■ 10 = 1000 N/mm2

Skrue

Det andre tallet (9) viser forholdet mellom skruens strekkfasthet og flytegrense uttrykt i tideler. Her blir det 9/10 = 0,9. Multipliserer vi disse to tallene (1000 og 0,9), får vi flytegrensen for skruen i N/mm2. Her er flytegrensen 1000 • 0,9 = 900 N/mm2

Figur 2.22 Merking av skruer og muttere. Metrisk gjengesystem 14

Tallet angir en hundredel av prøvelastspenningen, som svarer til minimum strekkfasthet for den skruen som mutteren kan brukes til uten å bli ødelagt. Her er strekk­ fastheten 100 • 8 = 800 N/mm2 Mutter

Figur 2.23 Dette er skruer og muttere i forskjellige dimensjoner og med ulike fasthetsklasser. De er omtrent like sterke. Alle tåler en belastning på ca. 12 tonn

1/2 UNC 12.9

Nøkkelvidden (N) blir målt i tommer for skruer med unifiedgjenger og i millimeter for skruer med metriske gjenger. For skruer er det viktig å kjenne til:

Figur 2.24 N = nøkkelvidde

fasthetsklasse, gjengebetegnelse, diameter, gjengestigning, lengde, hodeform og hodedimensjon. I visse tilfeller kan det også være viktig å kjenne gjengelengden og hvordan skruen er overflatebehandlet. Legg merke til at skruelengden blir målt forskjellig for hodeskruer og senkskruer. Det er vist på figur 2.25. For muttere er det viktig å kjenne til: fasthetsklassen til den tilhørende skruen, gjengebetegnelsen, diame­

b) Sekskantskrue

Figur 2.25 Skruelengden blir målt forskjellig på hodeskruer og senkskruer

teren og gjengestigningen. Videre må vi kjenne utformingen av mutteren og de ytre målene, og vi må kjenne til hvordan den er overflatebehandlet. For gjengede festeelementer gjelder (NS 959): Mutter er et festeelement som er innvendig gjenget.

Skrue er et festeelement som er utvendig gjenget. En bolt er et sylindrisk produkt som er uten gjenger.

Skrue- og muttertyper På de neste sidene ser du noen vanlige skrue- og muttertyper. En oversikt over de standardiserte typene finner du i Norsk Standard NS 959.

15

Skrue- og muttertype

Utseende

Bruksområde og egenskaper

Pinneskrue (godsenden har kortest gjengeparti, mutterenden har lengst gjengeparti)

Pinneskruer med muttere blir brukt istedenfor sekskantskruer i motorblokker og liknende konstruksjoner (særlig av støpegods). Der skal en ofte demontere den ene konstruksjonsdelen. Er den festet med pinneskruer, tar vi bare av mutteren og løfter delen av. Dermed sparer vi gjengene i støpegodset, og det kommer heller ikke skitt ned i gjengehullene.

Gjengestifter (settskruer)

Gjengestifter kan ha spor eller sekskanthull, og enden kan ha ulike utforminger. De blir brukt til å låse fast maskindeler på aksler o.l. De må ikke stikke fram utenfor godset, for det vil innebære risiko for ulykker.

Senkskrue med krysspor

Det fins flere typer krysspor, og det er spesielle skrutrekkere som passer til dem. Bruk ikke vanlige skrutrekkere på slike skruer.

Plateskruer (gjengepressende skruer)

t Spissende

En plateskrue kan monteres direkte i det borede hullet. Skruene fins i flere typer, med ulike utforminger av hodet og skrueenden. Skruene blir brukt i metallplater (opptil 5 mm tykke), tre, plast osv.

Buttende

Borende og gjengepressende skruer

Slike skruer blir brukt til å føye sammen tynne plater. Monteringen foregår med elektrisk drevet eller luftdrevet maskin uten at en borer hullet på forhånd.

Sekskantmutter

Tallet 8 betyr at strekkfastheten for skruen som passer til mutteren, skal være 800 N/mm2.

Vingemutter

Mutter med krage

Sekskantkronemutter

Selvlåsende mutter

16

Mutter med innlagt plastring.

Skrueforbindelser Den vanligste måten å sette sammen to ulike deler på er med en skrueforbindelse. Vi kommer daglig i kontakt med industriproduk ­ ter som har skrueforbindelser av ulike typer. I en moderne personbil fins det for eksempel ca 2000 skrueforbindelser. Disse skrueforbindelsene skal ikke kunne løsne eller gå i stykker.

Tiltrekkingsmoment Bruk alltid fastnøkkel der det er mulig De festeskruene vi har omtalt her, blir vanligvis brukt til fastspenning. Det er viktig at skruene ikke løsner, for eksempel på grunn av vibrasjoner. Den beste sikringen mot det får vi med skruer som kan

Figur 2.26 Momentnøkkel med viser. Det fins også nøkler som gir signal

skrus hardt til (skruer som tåler høy forspenning). Dersom underla­ get ikke er tilstrekkelig hardt, bruker vi harde underlagsskiver både under skruehodet og ved mutteren. For skrueforbindelser i fasthetsklasse 8.8 kreves det at brinellhardheten er minst HB 200. (Brinellhardhetsprøving for metalliske materialer er beskrevet i NS 10 120.) For å sikre at skrueforbindelsen blir trukket til med riktig kraft, bør vi bruke en momentnøkkel. Dersom vi vet at en spesiell konstruksjon vil bli utsatt for vibrasjo­ ner, er det viktig å sørge for at skrueforbindelsene i konstruksjonen har riktige klemlengder. Figur 2.27 viser klemlengden. Som regel er det også bedre å velge flere skruer med mindre diameter enn få skruer med større diameter.

Figur 2.27 Klemlengde

Skrueforbindelser som blir trukket til med trykkluftdrevne muttertrekkere, skal vanligvis kontrolleres med momentnøkkel. Legg merke til at vi alltid bør ha etterkontroll dersom det er fare for at delene kan riste løs.

Gjengeinnsatser En innvendig gjenge kan bli skadd, eller den kan være feilprodusert. Dessuten ønsker en kanskje å forsterke gjengede hull i støpejernskonstruksjoner. Da kan gjengeinnsatser av for eksempel rustfritt stål være en god løsning. Figur 2.28 Gjengeinnsats

Før monteringen må hullet bores opp og gjenges med en spesiell gjengetapp. Gjengeinnsatsen blir montert ved hjelp av hel- eller halvautomatisk verktøy eller håndverktøy. Når vi monterer gjen­ geinnsatser, må vi være nøye med å følge leverandørens anvisnin­ ger.

Bevegelsesskruer Figur 2.29 Montert gjengeinnsats

Bevegelsesskruer har som regel trapesgjenger, se figur 2.30 på neste side. Både ledeskruen i en dreiebenk og skruen i en donkraft er eksempler på bevegelsesskruer.

Disse skruene har ofte gjenger med flere innganger. Det gir muligheter for hurtigere bevegelse i aksial retning.

17

Kuleskruen Kuleskruen forandrer roterende bevegelse til rettlinjet bevegelse og omvendt. Den består av en mutter og en skrue som har halvsirkelformede gjengespor. I disse sporene ligger det stålkuler som ruller fra den ene enden av mutteren til den andre under omdreiningen. Når kulene har kommet til enden av mutteren, går de inn i en spesiell bane som fører dem tilbake til utgangspunktet.

Figur 2.30 Trapesgjenget skrue med en inngang

Kuleskruer blir blant annet brukt til mateskruer og ledeskruer i dreiebenker, fresemaskiner og maskinhøvler, men også i styresnekker for kjøretøyer.

Spesialskruer Det kan ofte være behov for gjengede maskinelementer som ikke er i handelen som standardiserte produkter. I denne boka har vi bare sett på de vanligste typene av gjenger, skruer og muttere. Figur 2.31 Kuleskrue

Arbeidsoppgavene 4, 5 og 6

Skruesikringer Lokomotiver, fly, biler og kompressorer blir utsatt for kraftige vibrasjoner som øker risikoen for at skruer og muttere skal løsne. Dette er et vanlig konstruksjonsproblem. Dersom en skrueforbindelse er ristet løs, er det viktig at mutteren sitter fast på skruen. Hvis den faller av, kan vi få skader på maskin­ deler og dermed driftsstans.

Figur 2.32 Kjøretøyer og stasjonære maskiner blir utsatt for vibrasjoner

Skrueforbindelser med slark eller klaring blir utsatt for utmattingspåkjenninger. Derfor må forspenningen være så høy at vi ikke får slark. Dersom en høy forspenning alene ikke kan hindre at skruen rister løs, bør vi bruke en eller annen form for låsemutter eller et annet sikringselement. Det gjelder også dersom vi ikke kan ha høy forspenning.

Sikringsblikk og sikringsskiver Figurene 2.33 til 2.36 viser noen typer sikringselementer. Men disse sikringselementene gir ikke full sikkerhet mot at forbindelsen kan riste løs. Figur 2.33 Sikringsblikk

Figur 2.36 Fjærskive, utvendig vifteformet 18

Figur 2.37 Kontramutterforbindelse

Spesialskiver Fjærskiva på figur 2.35 har den ulempen at den gir en usymmetrisk låsevirkning. Ved å bruke skiver som låser rundt hele omkretsen slik figur 2.36 viser, unngår en dette problemet. Det fins tre forskjellige utgaver av denne skivetypen. Vi har skive med låsetenner rundt ytterkanten, skive med låsetenner rundt innerkanten og skive for senkskruer.

Muttersikringer Kontramutter Skrueforbindelser med dobbelte muttere kalles kontramutterforbindelser. Mutteren nærmest godset kalles kontramutter. Den er van­ ligvis lav, slik figur 2.38 viser. Figur 2.38 Mutter medplastring

Patentmutter Deformasjon på mutterhalsen

Det fins en rekke forskjellige patentmuttere (også kalt selvlåsende muttere) i handelen. Figurene 2.38 til 2.41 viser noen eksempler. Vi skiller mellom to hovedtyper av patentmuttere: tungtløpende og lettløpende. I de tungtløpende patentmutterne ligger låseeffekten i gjengene, som for eksempel kan ha nylonbelegg. Den andre hoved­ typen låser bare når den er trukket til. Låsevirkningen oppstår da mellom mutteren og godset.

Figur 2.39 Falsmutter med klemt hals

b)

Figur 2.40 Mutter med innebygd låsebrikke

Figur 2.41 a og b Platemuttere blir brukt til å låse over en vanlig mutter, men blir også brukt alene

Trådsikringer Låsetråd

Figur 2.42 Sikring med låsetråd

Skal vi låse fast en skrue eller en mutter ved hjelp av låsetråd, må vi først bore hull for tråden. Deretter trær vi tråden gjennom hullet og fester den slik at skruen eller mutteren ikke kan gjenge seg opp på grunn av vibrasjoner. Vi kan låse flere skruer samtidig med en låsetråd.

Kronemutter En kronemutter har seks spor på oversiden. Den fins både med metriske gjenger og med unifiedgjenger.

Figur 2.43 Kronemutter med hals

Når vi skal feste en kronemutter, kan vi gjøre det slik: Trekk mutteren til med riktig forspenning. Bor et hull gjennom skruen med styring fra et passende mutterspor. Stikk en splittpinne gjen­ nom hullet og bøy endene ut. 19

Andre sikringer for muttere og skruer Når vi velger sikringsmetode, må vi ta hensyn til om skrueforbindelsen skal kunne løsnes eller ikke, for eksempel ved service- eller vedlikeholdsarbeid.

En enkel måte å låse en skrueforbindelse på er å bruke kjørnerslag.

Figur 2.44 Sikring med kjørnerslag

Plombering med tråd brukes for å hindre at andre enn kvalifisert personell utfører service- og vedlikeholdsarbeid. Plomberingen er likevel ikke noen egentlig form for låsing. Låsing med maling blir i stor utstrekning brukt i teleindustrien. En malingdråpe kan hindre skruen i å løsne, samtidig som den fungerer som plombering. Denne låsemetoden blir også brukt for hastighets­ målere i biler.

Figur 2.45 Låsing med låsevæske

Låsing med væske er en annen metode som blir brukt i stedet for låsemuttere, låseskiver og annet mekanisk låseutstyr. Låsevæskene har svært gode egenskaper som vi kan utnytte. De blir brukt i mange forskjellige forbindelser. Vi kommer tilbake til låsevæskene i kapit­ let «Limforbindelser». Rundmutter med låseskive blir brukt til å feste rullelager. Den indre tappen i låseskiva går inn i et spor i akselen, og en av de ytre tappene blir bøyd inn i sporet på rundmutteren slik at den blir låst. Se figur 2.46.

Sporringer (seegerringer) Figur 2.46 Låseskive for rundmutter

Vi nevner dette sikringselementet selv om det ikke er beregnet for gjengede deler. Sperringene blir brukt som låser på aksler i lager eller liknende.

På akselen eller i lageret må det dreies et spor som sporringen kan monteres i. Det går lett å montere og demontere sporringer med spesielle tenger.

Stjernefjærer På tilsvarende måte som for sporringer kan vi montere stjernefjærer som sikringselementer for blant annet reimskiver og tannhjul på aksler. Stjernefjæra skal monteres mot en skarpkantet overgang på akselen.

Figur 2.48 Sporringstang

Til enkelte kulelager kan vi bruke en type stjernefjær for å jevne ut det aksialtrykket som kan virke på lagerringene. Se figur 2.51. Arbeidsoppgavene 7 og 8

Figur 2.50 Stjernefjær montert mot ansatser på nav og aksel

20

Figur 2.51 Innebygd stjernefjær (den svarte detaljen) på lager i en elektrisk motor

0

U

Nagleforbindelser Nagleforbindelser er faste forbindelser. Vi må ødelegge naglen og iblant også platen for å løsne forbindelsen.

Figur 3.1 Nagleforbindelse

Det har etter hvert blitt mer vanlig å sveise eller lime sammen deler i stedet for å nagle dem. Naglen består av skaft og hode (setthode). Ved naglingen blir det dannet et slutthode. Se figur 3.2.

Standardiserte nagletyper Figur 3.2 Lengden på nagleskaftet

Det fins mange forskjellige nagler. De vanligste typene er i stor utstrekning standardiserte. Figurene 3.3 til 3.6 viser noen ulike typer som er standardiserte. Legg merke til hvordan diameteren blir målt.

Utformingen av naglehull Diameteren blir målt ca. 5 mm nedenfor hodet

Figur 3.3 Senkhodenagle

Vi kan enten stanse eller bore naglehull. Boring gir best resultat, men stansing er billigere. Dersom vi stanser hull, får kantene små (mikroskopiske) sprekker. Det skjer ikke dersom vi borer hull. Dersom naglingen skal være svært nøyaktig, brotsjer vi naglehul­ lene.

Det er vanlig å la diameteren på naglehullet være 1 mm større enn diameteren på naglen, dersom naglediameteren er større enn 9 mm. Hvis den er mindre, blir tillegget 0,5 mm. Figur 3.4 Rundhodenagler

Ved nagling av fly er toleransene mindre, og det kreves ofte nøyak­ tig pasning mellom nagle og hull. Naglediameteren skal stå i forhold til tykkelsen på platene og deres evne til å ta opp trykkpåkjenningene fra naglene.

Figur 3.5 Linsehodenagle

Naglematerialer Figur 3.6 Senkhodenagle B (bremsebåndnagle)

De naglene vi bruker i plate- og stålkonstruksjoner, er som regel laget av mykt stål med karboninnhold ca. 0,10%. Nagler som blir 21

brukt i fly, er vanligvis laget av alummiumlegermger. Kopper, mes­ sing, rustfritt stål og plast blir også brukt som naglemateriale. Dess­ uten fins det elektrolytisk forsinkede stålnagler.

Figur 3.7 Framgangsmåte ved nagling for hånd (a—d). Ved maskinell nagling med hydraulisk kraft går b og c ut

Kaldnagling eller varmnagling Naglene kan stukes kaldt eller varmt, for hånd eller i maskin. De fleste nagler med diameter under 10 mm blir stuket i kald tilstand. Dersom vi skal kaldstuke grovere nagler, må vi ha spesialverktøy, gjerne hydraulisk. Denne formen for nagling gir høy materialfasthet.

Oppbygningen av nagleforbindelsene Vi skiller mellom overlappingsnagling og laskskjøtnagling etter hvordan platene ligger i forhold til hverandre.

Figur 3.8 Prinsippet for radialnagling i maskin. Naglestansen beskriver en sykloide. Nagle diameter opp til 16 mm

Overlappingsnagling Vi har overlappingsnagling dersom platene i nagleforbindelsen er plassert slik figur 3.9 viser. Vi kan også ha to eller flere rekker med nagler, se figur 3.10. Naglene på disse to figurene er ensnittsnagler. Dersom naglene blir skåret over ved at platene forskyver seg, skjer det på ett sted for hver nagle.

Figur 3.9 Overlappskjøt, enradet

Laskskjøtnagling Det heter laskskjøtnagling når vi legger hovedplatene kant i kant og nagler dem sammen med en eller to laskplater slik figur 3.11 viser. Vi har altså enkelt eller dobbelt laskskjøtnagling.

Hovedplate

Laskplate

Figur 3.11 Laskskjøt, dobbeltlask

22

Spesielle nagleforbindelser Rørnagling Vi kan bruke rørnagler til å nagle sammen tynne plater som ikke blir utsatt for spesielt store påkjenninger. Rørnagler er standardiserte og finnes i flere utførelser.

^7

Figur 3.12 Rørnaglefør og etter nagling

Blindnaglesystemer Av og til kan det være vanskelig å komme til med mothold, slik at vi ikke kan nagle på vanlig måte. Det kan også hende at det ikke er mulig å sveise. I slike tilfeller kan vi bruke en blindnaglemetode med spesialnagler som ikke trenger slag. Det fins blindnaglesyste­ mer som må lades om for hver ny nagle og andre med automatisk frammating av nagler.

Popnagler er et eksempel på blindnagler. Blindnaglene er rørformede. De er oftest laget av aluminium, men fins også i plast. Blindnagling blir for eksempel brukt på fly.

Popnagling med omlading Vi skal her omtale et system for popnagling. Popnaglingen foregår med elektriske eller luftdrevne pistoler. Popnaglen er utformet som et rør med en splint (stift). Popnaglen blir plassert i en tilhørende tang og blir stukket inn i naglehullet. Splinthodet blir dratt inn i rørnaglen og danner slutthodet. Naglehodet vil slutte tett rundt åpningen, og det koniske splinthodet brekker av og tetter naglen.

Blindnaglen med splinten plassert i hullet.

Når verktøyet trekker til seg splinten, trenger splinthodet inn i naglen, som blir utvidet. Samtidig klemmes platene sammen.

Splinten går av når naglen har trukket forbindelsen hardt nok sammen. Bruddanvisningen (innsnevringen) avgjør hvor splinten skal briste. Naglingen er ferdig!

Figur 3.13 Blindnagling med omlading

Figur 3.13 viser en nagletype der splinthodet sitter igjen etter naglin­ gen og tetter naglen. Denne typen nagler blir blant annet brukt for å ventilere bort friksjonsvarme, for eksempel på bremsebelegg i bus­ ser og lastebiler. Saab og Volvo bruker nå denne nagletypen i kjøretøyene sine.

Det fins også nagler som lager hull selv. Det forkorter produksjons­ tiden og reduserer monteringskostnadene.

Blindnagling med automatisk frammating av nagler Figur 3.14 viser hvordan blindnagling med automatisk frammating av nagler kan foregå. Nagleverktøyet har magasinlading, slik at naglingen kan gå svært raskt.

Figur 3.14 Blindnagling med automatisk frammating

1 Den første naglen er plassert i hullet på arbeidsstykket. At naglen har konisk form, gjør tilpassingen enklere

2 Naglingen har begynt og doren trekkes inn i naglen

3 Verktøyet fortsetter å trekke doren inn i og gjennom naglen. Forbindelsen trekkes sammen, naglen ekspanderer og fyller hullet

4 Blindnaglen er montert. Verktøyet mater nå hurtig fram neste nagle. Hele prosessen tar bare noen sekunder

23

Figur 3.15 Blindnagle med skrueforbindelse

1 Blindnaglemutteren blir skrudd på den gjengede tappen i nagleverktøyet og ført inn i det borede hullet

2 Ved tiltrekking av verktøyet blir den gjengede tappen trukket tilbake, og blind­ naglemutteren ekspanderer på baksiden

3 Naglingen med skrueforbindelse er ferdig

Blindnagle med innvendige gjenger (blindmutter) Blindnagler med innvendige gjenger fungerer samtidig som muttere i skrueforbindelser. Denne spesielle nagletypen blir blant annet brukt i bilindustrien. Også denne metoden krever spesielle nagler og nagleverktøy.

Verktøy for blindnagling Det enkleste verktøyet er en håndtang. For serieproduksjon kan det være enklere med en hydraulisk-pneumatisk naglepistol. Ved høye krav til rasjonell produksjon kan man bruke et automatisk blindnaglesystem. Et slikt system blir styrt av en mikroprosessor og har et program som omfatter mating, nagling og oppsamling av splinter. Med et trykk på avtrekkeren blir hele programmet utført. Arbeidsoppgavene 9 og 10

24

4

■ Sveiseforbindelser Sveising og lodding er sammenføyningsmetoder som gir holdbare forbindelser i mekaniske konstruksjoner.

Figur 4.1 Sveiseforbindelse

Det fins mange forskjellige sveisemetoder. Nesten alle går ut på å tilføre den delen av arbeidsstykket der sveisingen skal foregå, så mye varme at materialet der blir seigt eller smelter. Dessuten kan en bruke sveising til påsveising, se figur 4.2. Hvor stor fasthet sveiseforbindelsen får, kommer mye an på typen av sveiseutstyr og hvor dyktig sveiseren er. En sveiseforbindelse som er galt utført, kan se bra ut selv om den er direkte farlig fra et sikkerhetssynspunkt.

Figur 4.2 Skinne med påsveiset endestykke

Sveisemetodene kan deles i to hovedgrupper, pressveising og smeltesveising. Hver av disse hovedgruppene kan igjen deles inn i om lag 50 undergrupper, som kan være manuelle eller mekaniserte (mer eller mindre automatiserte).

Pressveising Ved pressveising blir de delene som skal forbindes med hverandre, varmet opp til de blir seige. For stål kan dette være ved ca. 1200-1300 °C. Deretter blir sammenføyningen utført ved at delene blir presset sammen. Oppvarmingen av de delene som skal sveises sammen, kan skje ved hjelp av elektrisk motstand eller friksjon.

Motstandssveising De spesialbygde pressveisemaskinene for motstandssveising bruker elektrisk strøm til å varme opp de delene som skal føyes sammen. Vi kan skille mellom blant annet -

punktsveising sømsveising stuksveising avsmeltingssveising

25

Punktsveising Ved punktsveising blir de arbeidsstykkene som skal sveises sammen, fastspent mellom to elektrodespisser av kopperlegering. Deretter blir det sendt elektrisk strøm gjennom dem. Oppvarmin­ gen tar bare noen sekunder. Vi får en punktformet sveiseforbin­ delse. Se figur 4.3. Denne typen sveising foregår i stasjonære maski­ ner eller ved hjelp av lett håndterbare tenger. Det kan for eksempel være spesielle tenger for punktsveising av armeringsnett og tynnplatekonstruksjoner. Figur 4.3 Punktsveising

Sømsveising Ved sømsveising bruker vi trinseformede roterende elektroder. Se figur 4.4. Denne metoden gir sammenhengende sveisesømmer. Metoden blir blant annet brukt ved framstilling av rør og radiatorer. Sømsveiseautomater er også i bruk i bilindustrien, blant annet til sammensveising av biltak og sidestykker. Figur 4.4 Sømsveising

a) Før

Stuksveising Arbeidsstykker som skal sveises sammen ved stuksveising, blir spent fast i kopperbakker. Endeflatene på arbeidsstykkene berører hver­ andre. Oppvarmingen er en ren motstandsoppvarming. Når sveise strømmen har varmet opp arbeidsstykkene til riktig temperatur, blir de stuket (presset) sammen.

Avsmeltingssveising

b) Etter

Figur 4.5 Stuksveising

Avsmeltingssveising er en sveisemetode som blir brukt til sammenføying av rundstål, profilstål og rør. Metoden blir også brukt i forbindelse med produksjon av kjettinger og større spiralbor. Den delen av boret som er laget av høyverdig materiale, blir på denne måten sveiset sammen med skaftet av billig stål. Sveisestedet får en hinne av metalloksider som er lett å fjerne.

Friksjonssveising

b) Etter

Figur 4.6 Avsmeltingssveising

Figur 4.7 Friksjonssveising

Friksjonssveising bygger på oppvarming gjennom friksjon. To arbeidsstykker av metall kan føyes sammen ved hjelp av den friksjonsvarmen som blir dannet dersom de roterer mot hverandre under trykk. Denne sveisemetoden har fått mange bruksområder, blant annet i bilindustrien. Der blir den for eksempel brukt ved sammenføying av deler til bakaksler. Det gir sveisefuger av høy kvalitet. Dessuten er sveisetiden kort, bare 0,5-1 minutt. Energi­ forbruket ved friksjonssveising er lavt sammenliknet med for eks­ empel avsmeltingssveising. I tillegg er det en miljøvennlig metode, fordi det ikke blir dannet sveiserøyk. Sveiseautomaten for friksjonssveising er i prinsippet bygd opp som en supportdreiebenk. Den ene av de to delene som skal sveises, blir festet i spennbakker, den andre i chucken på spindelen. Spindelen starter, og delene blir brakt i kontakt med hverandre under konstant trykk. Friksjonen gjør at kontaktflatene blir varme. Når vi har fått sveisetemperatur, stopper vi spindelen og øker trykket ytterligere. Dermed blir de to delene bakt sammen til ett stykke.

Denne metoden kan vi også bruke dersom vi skal føye sammen deler av ulike materialer. Men vi må kreve at den ene av de to delene som skal sveises sammen, har sirkeltverrsnitt. 26

Figur 4.8 Maskin tilfriksjonssveising av stempelstenger 1 Roterende arbeidsstykke 2 Fast arbeidsstykke

Vi kan ikke friksjonssveise arbeidsstykker av støpejern. Det kom­ mer av at grafitten (karbonet) i støpejernet virker som smøring.

Smeltesveising Buesveising eller gassveising er to ulike smeltesveisemetoder. Det fins både automatiske og manuelle varianter av disse metodene.

Buesveising Metallbuesveising og gassbuesveising er de to vanligste buesveisingsmetodene. Begge metodene bruker elektrisk strøm som varmekilde og til å lage lysbue. Når vi sveiser med vekselstrøm, blir strømmen levert fra en transformator som gir oss den strømstyrken vi vil ha. Når vi skal ha likestrøm til sveisingen, må vi ha en sveiseomformer eller likeretter til å omforme vekselstrømmen.

Metallbuesveising Figur 4.9 «Elsveiser» i arbeid. Manuell sveising

Manuell metallbuesveising blir utført med korte, dekkede elektro­ der (elektroder med belegg). Denne sveisemetoden blir også popu­ lært kalt elsveising. Den ene polen på strømkilden blir koplet til elektroden og den andre til arbeidsstykket. Vi får en lysbue mellom arbeidsstykket og elektroden når de kommer i berøring med hver­ andre. Lysbuen smelter både elektroden og fugekantene på arbeids­ stykket. På den måten blir elektrodematerialet og arbeidsstykket sveiset sammen. Elektrodebelegget skal dels beskytte sveisesmelten mot skadelig påvirkning fra lufta og dels gi gode sveiseegenskaper.

Elektrode-

Figur 4.10 Manuell metallbuesveising

Arbeidsstykke

27

Pulverbuesveising er en automatisert metode for metallbuesveising. Figur 4.11 viser prinsippet for pulverbuesveising. Tilsettmaterialet er en blank elektrode som blir matet fram kontinuerlig. Samtidig blir det tilført finkornet sveisepulver gjennom et rør fra en beholder. Lysbuen brenner i et hulrom under pulverdekket. Etter hvert går pulverdekket over til å bli en skorpe av slagg som beskytter sveisen. Pulveret har den samme virkningen som belegget på dekkede kvalitetselektroder: Det utvikler beskyttelsesgass (dekkgass), danner slagg og tilfører legeringsstoffer. Pulverbuesveising har et stort bruksområde. Vi bruker denne sveisemetoden blant annet ved sveising av konstruksjonsdeler til skip, grove vannrør eller mantler av tynnplater. Metoden egner seg svært godt også for påsveising.

Figur 4.11 Pulverbuesveising. Sveiseretning til venstre

Sveisingen bør skje innendørs eller under tak. Dersom sveisepulveret blir fuktig, får vi dårligere sveisekvalitet. Økonomisk er denne sveisemetoden bedre enn manuell sveising med belagte elektroder.

Gassbuesveising eller dekkgassveising Ved dekkgassveising lar vi en dekkgass strømme over lysbuen og smeltebadet. Gassen trenger bort lufta rundt sveisestedet og hindrer 2 den i å gjøre skade. Vi bruker karbondioksid (CO?) som dekkgass når vi sveiser stål. Vi bruker argon (Ar) til stållegeringer og ikkejernmetaller. Vi kan dele inn dekkgassveising i to undergrupper etter funksjonen til sveiseelektroden. Vi skal se på MIG/MAG-sveising og TIGsveising som representanter for disse gruppene. Figur 4.12 Prinsippet for dekkgassveising

1 2 3 4 5 6

Elektroderull Elektrode Ruller for frammating Kontaktmunnstykke Utstrømmende beskyttelsesgass Kfølevannsslanger til og fra sveisepistolen (ved bruk av grov sveisetråd)

MIG = Metal Inert Gas MAG = Metal Active Gas

Ved MIG/MAG-sveising blir elektrodematerialet brukt til å bygge opp sveisen. Ved MIG-sveising bruker vi edelgass som dekkgass, først og fremst argon. Ved MAG-sveising bruker vi aktive gasser som dekkgasser, for eksempel karbondioksid. Ved MIG/MAG-sveisingen blir det brukt udekkede elektroder som mates fram kontinuerlig. De er gjerne spolt opp på store ruller (trådkveiler). Under sveisingen blir sveisestedet beskyttet mot oksidasjon ved hjelp av dekkgass som omslutter smeltebadet og danner en «gassklokke». Sveiseutstyret er utformet slik at lysbuen regulerer seg selv og tilsettmaterialet blir matet fram kontinuerlig. Ved TIG-sveising blir sveiseelektroden bare brukt til å lage lysbue. Tråden med tilsettmateriale blir ført inn i lysbuen fra siden. Sveise­ elektroden er av wolfram. Plasmasveising er en annen sveisemetode som bygger på dette prinsippet. Vi kan bruke TIG-sveising til arbeider der det blir stilt svært høye kvalitetskrav.

Figur 4.13 Prinsippet for TIG-sveising

28

Oksygenbeholder

Acetylen-

Gassveising Ved gassveising er varmekilden en flamme, der en brenngass for­ brenner med oksygen. Acetylen er den mest brukte brenngassen. Når vi snakker om gassveising, mener vi derfor vanligvis sveising med acetylengass og oksygen, slik figur 4.14 viser.

Figur 4.14 Gassveiseutstyr

Sveiseautomater Pulverbuesveising og dekkgassveising er de vanligste sveisemetodene for sveiseautomater. I helautomatiske maskiner blir sveisepistolen styrt mekanisk. Visse sveiseautomater har bevegelig sveisehode som blir styrt over arbeidsstykket. Andre sveiseautomater har fast sveisehode slik at arbeidsstykket må bevege seg. I begge tilfeller stilles det store krav til reguleringsutstyret. De dataene vi har stilt inn, må holdes kon­ stante. Med robotløsninger kan vi bruke automatiserte sveisemetoder.

Figur 4.15 Halvautomatisk maskin for manuell MIG! MAG-sveising

Figur 4.16 Sveiserobot

29

Ulike typer av sveiseforbindelser På tekniske tegninger skal sveiseforbindelsene være angitt med spe­ sielle symboler etter NS 1421, se utdrag på figur 4.17.

Sveisefugen kan fylles i ulik grad. Vi har spesielle tilleggssymboler som forteller om sveisen skal være plan, konveks eller konkav. Når det gjelder kilsveiser, er den plane sveisen å foretrekke. Det fins en rekke bestemmelser og norske standarder for sveising. Det gjelder blant annet for valg av sveisemetode og tilsettmateriale og for prøving.

Figur 4.17 Eksempler på bruk av grunnsymboler (Utdrag av NS 1421)

Symbolangivelse

Buttsveis i halv V-fuge

Punktsveis

Kiisveis

30

Benevnelse

Illustrasjon

Symbol

l> (X)

Plan buttsveis i V-fuge

Konveks buttsveis i V-fuge

Konkav kilsveis

IX)I

Plan buttsveis i V-fuge med plan baksveis

N7//^T7,

Figur 4.18 Eksempel på bruk av tilleggssymboler (NS 1421) Arbeidsoppgavene 11 og 12

31

Loddeforbindelser Lodding går ut på å føye sammen to eller flere metalldeler ved hjelp av varme og tilsettmateriale (loddemetall). Det som skiller lodding fra sveising, er at vi bruker tilsettmateriale med andre sammenset­ ninger og med lavere smeltepunkt enn grunnmaterialet. Loddeprosessen gjør at vi får en materialblanding (diffusjon) av loddemetall og grunnmateriale i overflatesjiktet på fugeflatene.

Loddemetoder Vi skiller mellom tre ulike loddemetoder avhengig av arbeidstempe­ raturen, nemlig bløtlodding, hardlodding og sveiselodding.

Bløtlodding Ved bløtlodding bruker vi loddemetall som er mykere enn de mate­ rialene vi skal lodde sammen. Loddetemperaturen er lav, lavere enn 450 °C. Loddemetallet består vesentlig av like mengder tinn og bly. Figur 5.1 Kabelsko som er bløtloddet

Bløtlodding blir blant annet brukt i elektronikkindustrien, for eksempel til å lodde kretskort for datamaskiner. I denne forbindelse skjer loddingen automatisk ved at kretskortet passerer over flytende loddetinn. Loddehastigheten er om lag 15 000-20 000 loddepunkter i minuttet.

I teleindustrien blir det i dag stilt svært høye krav til loddeforbindelsene i avanserte instrumenter. Monteringen er komplisert, med temperaturømfintlige komponenter og mange loddepunkter. En eneste feil utført lodding i et instrument i for eksempel et fly kan føre til alvorlige skader.

Hardlodding Ved hardlodding er loddetemperaturen over 450 °C. Hardlodding blir gjerne brukt ved skjøting av rørdeler. Loddemetallet er legerin­ ger av kopper, sølv og sink i ulike mengdeforhold.

Figur 5.2 Skjæreverktøy som er hardloddet

32

Både ved bløtlodding og hardlodding vil loddemetallet fylle ut spal­ ten (maks 0,5 mm) mellom delene ved hjelp av kapillærkrefter (en slags sugevirkning).

Sveiselodding Ved sveiselodding bygger vi opp fugeskjøten på samme måten som ved gassveising. Se figur 5.3. Loddetemperaturen er om lag 900 °C. Avslåtte tenner på et tannhjul kan erstattes ved sveiselodding. Figur 5.3 Fuge med sveiselodding

I tillegg til at lodding blir brukt til å føye sammen deler, kan vi også bruke loddemetall som overflatebelegg. Det kan vi gjøre for å erstatte materiale som er slitt bort, eller for å gi overflatesjiktet spesielle egenskaper.

Loddearbeidet a-b) Overlappfuger med fals

For at loddearbeidet skal bli vellykket, må vi ha

- absolutt rene fugeflater. Bare dersom fugen er fullstendig ren og fri fra oksid, maling og fett, kan man oppnå en førsteklasses forbindelse. - loddeverktøy som egner seg for oppgaven - loddemetall som passer for oppgaven - riktig loddetemperatur - flussmiddel som holder fugeflatene frie for oksider under loddingen.

EzzzzÆHsssj

Det fins også andre faktorer som er viktige for lodderesultatet. Det gjelder fugetypen, størrelsen på fugeoverflatene, spaltebredden og den faglige dyktigheten til den som lodder.

Loddefuger Overlappfuger med fals (figur 5.4 a—b) blir brukt når loddingen skal tette og falsen skal ta opp strekkpåkjenningene. c-f) Overlappfuger

g-h) Kilefuger

i) l-fuge

Vanlige overlappfuger (figur 5.4 c—f) er de vanligste loddefugene. Jo større kontaktflatene er, desto sterkere blir fugen. Forutsetningen er at fugeflatene er jevne og rene.

Kilefuger blir brukt ved fastlodding av rør, elektriske kabler og annet (figur 5.4 g-h). Vi kan også nytte kilefuger til skjøting av rør. I-fuger og X-fuger (figur 5.4 i—j) bør bare nyttes som loddefuger dersom vi kjenner godt til de kravene som blir stilt til fugefastheten, og vet at loddingen vil holde. Det samme gjelder for andre typiske sveisefuger.

j) X-fuge

Skrå buttfuger og bertelfuge (figur 5.4 k —1) blir brukt når en ønsker større kontaktflater enn en får ved I-fuger.

k) Skrå buttfuge

Bløtlodding er den loddemetoden som krever størst fugeflate. De fugetypene som er vist på figur 5.4 h-k, er lite egnet for bløtlod­ ding.

I) Bertelfuge

Arbeidsoppgave 13

Figur 5.4 Forskjellige fylte loddefuger

33

Q

U

Limforbindelser I verkstedindustrien er limingsteknikken blitt utnyttet siden 1940årene. Det var i flyindustrien det begynte. I dag vet vi at romferder ville vært vanskelige å gjennomføre uten avansert limingsteknikk. I bilindustrien har utviklingen innenfor limingsteknikken gått fort det siste tiåret. Man har tilpasset liming til nye materialer. I stedet for materialer av metall har man gått over til plastmaterialer og komposittmaterialer (plast med innbakte superfibrer). Tekniske fordeler:

-

sammenføyingsteknikken egner seg for serieproduksjon mulig å føye sammen materialer med forskjellige egenskaper stivere konstruksjon og oftest også vektreduksjon gode dempingsegenskaper i limfuger gir mindre vibrasjoner korrosjonsbeskyttelse i den sammenhengende limfugen mulig å kombinere med mekaniske sammenføyingsmetoder (for eksempel punktsveising) og dermed gjøre forbindelsen sterkere

Økonomiske fordeler:

- forenklet konstruksjon - lettere montering - lengre levetid Ulempene henger i første rekke sammen med den manuelle håndte­ ringen og dermed helsefarene. Visse limtyper er giftige.

Limingsarbeid Figur 6.1 De skyggelagte områdene viser hvor limforbindelser benyttes på et fly (SAAB-323)

For å oppnå et fullgodt produkt limingsteknisk sett er det nødvendig å utføre alle arbeidsoperasjonene riktig.

Et komplett limingsarbeid kan omfatte disse arbeidsoperasjonene: Overflatebehandling av fugeflatene For å få et fullgodt resultat må fugeflatene være rene. Det kan vi oppnå ved

Figur 6.2 Bilchassis konstruert for å limes 34

-

å vaske dem med for eksempel trikloretylen eller aceton mekanisk bearbeiding, som sliping, blåsing eller børsting avfetting kjemisk behandling og bearbeiding eller elektrolytisk behandling

Tilberedning av limet Vi tilbereder limet ved å blande eller smelte det.

Påføring, det vil si spredning av limet Vi drypper, pensler, spruter eller sparkler limet på, eller vi legger strenger av lim. Sammenføying — pressing

Herding - modning Alle fasene i arbeidet må kontrolleres. Det er viktig å beskytte seg mot de helsefarene som kan opptre i forbindelse med limingsarbeid. Sikkerhetsforskrifter fra limleverandøren må følges nøye.

Figur 6.3 Hele limingsprosessen gjennomføres ved hjelp av roboter. Rengjøring, liming med polyuretanlim og montering av bilvinduer gjøres ved hjelp av industriroboter

Lim Vi kan dele inn lim på forskjellige måter, for eksempel med hensyn til - limform (hvilken tilstand limet er i, for eksempel film eller teip) - limtype (hvordan limet stivner), en-, to- eller flerkomponentlim - bruk, forbehandling av fugeflatene

Limformer Lim i flytende form er den vanligste limformen i dagens verksted­ industri. Hvor flytende limet er, henger sammen med viskositeten, som varierer fra lav viskositet (mer lettflytende enn vann) til høy viskositet (plastisk metall). Lim i fast form finnes som pulver eller granulat, i tablett- eller stangform, og som bånd eller film. Limfilm benyttes i første rekke i flyindustrien, blant annet ved liming av sandwichpaneler.

Figur 6.4 Limt sandwichpanel

Teiplim skal ikke tørke inn. 35

Limtyper Når limet går over fra flytende til fast form, kan det skje på to måter, enten fysikalsk eller kjemisk.

Fysikalsk stivnende lim Limet stivner når løsemiddelet eller vannet fordamper, eller når limet etter hvert blir avkjølt.

Kjemisk stivnende lim (herdende) Karakteristisk for denne gruppen er at limene gjennomgår en kje­ misk reaksjon (polymeriserer). Det skjer på grunn av dette: - tilførsel av varme (laveste herdingstemperatur mellom 70 og 100 °C) - blanding med herder - kontakt med herder (separat spredning, det vil si lim på den ene limflaten og herder på den andre) - påvirkning fra miljøet, for eksempel fuktighet, mangel på oksygen eller belysning med ultrafiolett lys

Bruk Avhengig av hva det skal brukes til, kan vi dele inn lim i fire grupper:

-

konstruksjonslim (herdelim, smeltelim, aktiverbare lim) låsevæske (for eksempel for å låse muttere) tetningsmiddel (korrosjonsbeskyttelse, erstatning for pakninger) teiplim

Konstr uksj onslim Et eksempel på et e/i/compæe/zr-herdelim er epoksylim, som inne­ holder latent herder. Herderen blir aktivert ved temperaturstigning. Hvis herdingstemperaturen er 100 °C, tar det timer før limet er herdet. Ved 200 °C kan herdingen skje på under ett minutt. Den fuktigheten som fins i lufta, er tilstrekkelig til at cyanoakrylatlim herder (miljøpåvirkning). Herding hos de såkalte anaerobe limene (akryl- og enkomponenttype) skjer ved at oksygen fra lufta blir stengt ute når fugeflatene presses sammen.

Vanligst blant herdelimene er tokomponentlimene. Lim (harpiks) og separat herder utgjør komponentene, som blandes før påføring. Flerkomponentlim kan bestå av en kombinasjon av harpiks, herder og katalysator. I tillegg til epoksy er polyuretan og polyester vanlige herdelim. Blandingslim forekommer også, for eksempel fenolepoksy og epoksypolyamid. Smeltelim kalles de limene som påføres smeltet på kalde fugeflater. Det som smeltes, er granulat, tabletter eller liknende. Det varmes opp til 250 °C, da limet er svært tyntflytende og lett å sprede.

Aktiverbare lim kan legges på den ene fugeflaten og stivne der. Man kan siden tilføre varme for å aktivere limet, enten før sammenpressingen eller etter at detaljene er satt sammen.

36

Låsevæske

Låsevæske Hovedoppgaven til denne limtypen er å låse, tette eller feste forbin­ delser. Korrosjonsbeskyttelse og smøreeffekt er tilleggsegenskaper. Gjengede detaljer kan låses med forskjellig styrkegrad, fra perma­ nent til svak låsing. Viskositeten til låsevæsken har betydning for hvor sterk limingen blir. Jo høyere viskositet, desto bedre utfylling av større klaringer. Svært tyntflytende låsevæske kan benyttes etter montering eller justering av en skrueforbindelse. En slik låsevæske trenger inn mellom gjengene (kapillarvirkning) og låser forbindel­ sen.

Figur 6.5 Låsevæske gir trykktette hydrauliske rørkoplinger

Gjengede forbindelser i hydrauliske og pneumatiske systemer må holdes tette under foreskrevne trykk. En passende låsevæske gir en effektiv og dermed økonomisk løsning. Når man skal feste rullingslager, kan det også være økonomisk å benytte låsevæske. I stedet for å lage en kostbar pasning med inngrep kan man bruke en løsere pasning i kombinasjon med en passelig låsevæske. Samme metode kan benyttes om man vil gjen­ opprette riktig pasning i slitte lagerseter.

Figur 6.6 Montering av rullingslager blir enklere med låsevæske. Det krever mindre nøyaktig pasning

Låsevæske påføres i flytende form på skruer, bøssinger, føringer, rørforbindelser eller lagerseter som skal låses, tettes eller festes. Væsken herder ikke i luft eller i flaska så lenge det finnes tilstrekke­ lig med oksygen. Ved sammenpressingen stenges lufta ute, og herdingen kommer i gang. Denne limtypen kalles anaerob (uten oksy­ gen).

Tetningsmidler Fabrikklim som tetningsmiddel fins som lufttørkende, ovnstørkende og ikke-herdende. Bare de lufttørkende materialene inneholder løsemidler som for­ damper under tørkeprosessen. Ved serieproduksjon skjer påførin­ gen med sprøytepistol.

De ovnsherdende materialene herdes ved en temperatur på 130-180 °C. Herdet materiale virker både som tetningsmiddel og som lim, og leveres i sprøytekvalitet og som bånd.

Figur 6.7 Liming som tetter flenser

Ikke-herdende lim tørker ikke, men beholder sin konsistens. De benyttes for å tette fuger mellom flater på detaljer som skal kunne demonteres.

Figur 6.8 Liming som erstatter pakning

37

Figur 6.9 Automatisert tettingsarbeid. Fordelene med liming utført av roboter er at arbeidet går raskere og gir en jevn kvalitet, og at materialbruken reduseres

Eksempler på bruksområder:

- innvendig og utvendig tetting av karosseriskjøter - tetting av karosserifuger før ovnslakkering - tetting av lokk til girkasser og veivhus i stedet for pakninger av fibermateriale - tetting av fuger som skal punktsveises

Teiplim Teip i forskjellige former blir mye benyttet i industrien og kontorsektoren. Teip består av et bånd med lim, som leveres i ruller. Båndet kan være laget av cellofan, PVC, polypropylen, polyester, papir, tekstil eller gummi. Limet er som regel av gummi og syntetisk harpiks eller akrylat.

Forskjellige typer teip

Bruksområder

Teflonteip med liten festeevne

Tetting av gjenger

Teflonteip med svært stor festeevne

Forbindelser i vingene på fly

Teip av selvvulkaniserende gummitype

Pakninger

Elektrisk ledende teip Fikseringsteip

Fikserings- og monteringsarbeider i serieproduksjon

Arbeidsoppgave 14

38

f

Kileforbindelser Kiler er forbindelseselementer mellom to enheter. Alle kileforbin­ delser kan løsnes fra hverandre. Kilene virker som medbringere (kraftoverførere, se figur 7.1). Det fins kiler i ulike utførelser. Noen typer kiler er tynnere i den ene enden.

Figur 7.1 Kilen overfører et dreiemoment mellom akselen og hjulnavet

Dersom kilen er tynnere i den ene enden, kan vi angi stigningen på to forskjellige måter på arbeidstegningen: - Vi kan opplyse om stigningsvinkelen. Se figur 7.2. - Vi kan opplyse med forholdstall hvor mye kilen smalner over en viss lengde. Forholdet 1:50 betyr at kilen smalner 1 mm over 50 mm lengde. Dersom lengden L er 200 mm, vil H—h være 4 mm.

Figur 7.3

Figur 7.4 Langkileforbindelse

Figur 7.5 Tverrkileforbindelse

Forskjellige kiletyper og kileforbindelser Vi kan skille mellom langkileforbindelser og tverrkileforbindelser alt etter hvordan kilene er plassert i akslene. I langkileforbindelser er kilen montert i akselretningen. Se figur 7.4. I tverrkileforbindelser er kilen montert tvers gjennom akselen. Se figur 7.5. Figurene 7.4 og 7.5 viser bare akselen, ikke de andre maskindelene, for eksempel hjulnav.

Vi kan også bruke kiler sammen med andre maskinelementer enn aksler. Da kaller vi dem spesialkiler. Norsk Standard NS 81, 82, 83 og 85 gjelder kiler og kilespor.

Langkileforbindelser Figur 7.6 Plasseringen av kilen ved en langkileforbindelse mellom en aksel og et hjul med fire eiker

Langkileforbindelsen har til oppgave å overføre dreiemomentet fra akselen til overføringselementet (reimskiva, tannhjulet eller annet), eller fra overføringselementet til akselen.

39

Passkiler Vi har egne norske standarder for passkiler. Passkilene har kvadra­ tisk eller rektangulært tverrsnitt. Endene kan være avrundede eller rette. Figur 7.7 viser hvordan vi oppgir de viktigste målene på passkiler. Dersom vi har en kile med avrundede ender, blir kilesporet i akse­ len frest med pinnefres. Se figur 7.8. Disse kilene har ikke helning.

Figur 7.7 Pass kile Dersom kilen har rette ender, kan vi frese kilesporet i enden på akselen ved hjelp av en skivefres. Se figur 7.9. I dette tilfellet kan vi bruke kile med helning. Helningen må imidlertid være svært liten om lag 1 : 100. Helningen gjør at vi kan presse kilen hardere inn. Når vi skal demontere en kileforbindelse, må vi enten slå ut kilen fra den tynneste enden, eller vi må dra den ut. Dersom kilen må dras ut, bør vi kanskje bruke en hakekile. Se figur 7.10. Selve haken bør skjermes slik at en ikke kan sette seg fast i den.

Figur 7.8 Pinnefresspor

Passkiler kan også låses i bestemte stillinger med skruer slik figur 7.11 viser. Til dette blir det brukt kiler uten helning. Det er svært viktig at kilebredden og bredden på sporet stemmer nøyaktig, slik at kileforbindelsen kan overføre beregnet dreiemo­ ment.

Tangentkiler

Figur 7.9 Skivefresspor

Tangentkiler er kiler som tangerer akselen med en av kilesidene. Vanligvis består slike kileforbindelser av to kileformede elementer med de hellende sidene vendt mot hverandre. Se figur 7.12. Slike løsninger blir brukt dersom akselen kan rotere i begge retninger.

Figur 7.10 Hakekile

Skivekiler Figur 7.13 viser hvordan vi angir målene for skivekiler (woodruffkiler). Skivekilen har en form som gjør den lett å produsere. Av samme grunn er det lett å frese kilespor for skivekiler i aksler. Det blir gjort med spesielle kilesporfreser. Figur 7.14 viser en skivekile montert i et kilespor. En annen fordel er at kilen kan vri seg i sporet. Det gjør monteringen lettere.

Figur 7.11 Glidekile med skruer Kilepar som overfører kraft moturs

En ulempe ved bruk av denne kiletypen er at det dype kilesporet gjør akselen svakere.

Kilepar som overfører kraft medurs

Figur 7.12 Tangentkiler 40

Figur 7.13 Målene på skivekilen

(w oo dr uffkile) montert (woodruffkile) montert i en sylindrisk aksel i en konisk aksel

Hylse (nav)

Flerkileforbindelser Flerkileforbindelser eller «splines» er maskinelementer med langs­ gående spor og bommer (framspring). Figur 7.16 viser tverrsnittet av en aksel som har en slik utforming. Både akselen og navet har langsgående bommer og spor skåret ut direkte i materialet på en slik måte at de passer i hverandre.

Figur 7.16 Flerkileforbindelse

Vi bruker slike forbindelser når akselen og navet skal overføre store krefter, samtidig som navet skal kunne forskyves langs akselen. Flerkileforbindelser blir brukt i stor utstrekning i biler, fly og verk­ tøymaskiner, for eksempel i girkasser. I girkassene blir det overført store momenter, og de ulike girhjulene skal kunne forskyves i forhold til hverandre.

Figur 7.17 Sporakselforbindelse med tannformede sider

Flerkileforbindelsene kan ha forskjellige utforminger, se figurene 7.17 og 7.18. De trekkbrotsjene vi bruker for å lage innvendige profiler i nav, er svært kostbare.

Rundkiler

Figur 7.18 Bommer med rette sider. Brukes dersom bommene skal slipes og herdes

Rundkiler blir brukt når vi trenger ekstra sikring, for eksempel ved krympeforbindelser. Kilen er en sylindrisk eller konisk pinne. Den er lett å montere gjennom et hull som er boret dels i akselen og dels i navet. Se figur 7.19. Hullet blir vanligvis brotsjet for at vi skal få nøyaktig tilpasning. Dersom navet er av et mykere materiale enn akselen, må boringen skje svært forsiktig. Vi må passe på at boret ikke «spiser seg inn i» det mykere materialet. Plasser derfor kjørnerslaget i det hardere materialet.

Spennhylser

Figur 7.19 Rundkileforbindelse

Spennhylser er en slags fjærende rørpinner. Spennhylsa er en sammenrullet stålhylse med entringskant og langsgående slisse. Se figur 7.20. Vi bruker ofte spennhylser i stedet for rundkiler.

Spennhylsa blir drevet inn i borede hull med dor og hammer. Det fins spennhylser fra 1 mm til 16 mm diameter i forskjellige lengder. De kan brukes flere ganger. Vi kommer tilbake til spennhylsene i avsnittet om tverrkileforbindelser.

b) Vanlig type

Figur 7.20 Spennhylser

Figur 7.21 Spennhylse i en kileforbindelse

41

Polygonforbindelser Polygonforbindelsene er kileforbindelser med like gode egenskaper som flerkileforbindelsene.

Figur 7.22 viser forskjellige tverrsnitt gjennom polygonforbindelser. Vi kaller det polygonforbindelser selv om tverrsnittsflaten ikke har skarpe hjørner. Figurene 7.23 og 7.24 viser eksempler på konstruk­ sjoner med polygonforbindelser. Figur 7.22 Polygonforbindelse

Figur 7.23 Polygonforbindelse mellom tannhjul og aksel

Figur 7.24 Polygonforbindelse mellom ratt og aksel

Tverrkileforbindelser Stangkile

Til tverrkileforbindelsene hører kiler som er plassert på tvers av akselretningen. Kilen kan ha til oppgave å overføre en dreiebevegelse eller en rettlinjet bevegelse.

Tverrkiler Figur 7.25 Stangkileforbindelse

Figur 7.25 viser en tverrkile som binder sammen to stenger. Den ene siden av kilen smalner av slik at kilen er selvlåsende. Skulle det likevel være fare for at kilen løsner, kan vi utstyre den med kilelås, for eksempel en spennhylse. Tverrkiler blir både brukt i byggkonstruksjoner til skjøting av sten­ ger, og i mange maskiner.

Koniske pinner

d - minste diameter / = lengden av pinnen

Figur 7.26 Tverrkileforbindelse med konisk pinne

42

Noen ganger bruker vi koniske pinner for å overføre små dreiemo­ menter, og da kan vi sammenlikne dem med kiler. Det fins standar­ diserte pinner med konisiteten 1 :50. Det betyr at diameteren endrer seg 1 mm over 50 mm lengde. Når vi oppgir dimensjonene på en konisk pinne, opplyser vi om den minste diameteren og lengden. Se figur 7.26.

Vi har norske standarder for koniske pinner. Det fins spesielle koniske brotsjer for framstilling av hull til koniske pinner. Det er derfor enkelt å lage forbindelser med koniske pinner.

Sylindriske pinner Når vi skal overføre bevegelser, kan det av og til være bedre å bruke sylindriske pinner enn koniske. Det fins også norske standarder for sylindriske pinner.

Figur 7.27 Sylindrisk pinne

Dersom vi bruker pinner for å feste to deler i forhold til hverandre, kaller vi dem styrepinner eller styrestifter. Når vi lager forbindelser med sylindriske eller koniske pinner, må vi regne med å bruke tid på tilpasningsarbeidet. Det krever både faglig dyktighet og spesialverk­ tøy.

Riflepinner Hvis det er tillatt med grovere tilpasninger, kan vi bruke riflepinner i stedet for sylindriske eller koniske pinner. Riflepinnene har aksialt innvalsede kjerver (rifler). Se figur 7.28.

Når pinnen blir drevet inn, blir kantene presset sammen. Siden materialet i riflepinnene er fjærende, kan vi få et kraftig trykk mot veggene i hullet. Figur 7.30 viser tverrsnittet av en riflepinne før og etter inndrivingen.

Figur 7.29 Dimensjonsbetegnelser

Vi behøver ikke å brotsje hull for riflepinner.

Spennhylser Vi har omtalt spennhylser i forbindelse med langkileforbindelser, men vi kan også bruke spennhylser i tverrkileforbindelser.

Figur 7.30 Tverrsnitt av riflepinne før og etter inndrivingen

Spennhylser blir ofte brukt i forbindelse med framstilling av verktøy der stillingen til to deler skal låses i forhold til hverandre. Dersom vi bruker to pinner, plasserer vi dem diagonalt. Se figur 7.31. Spenn­ hylse

Spennhylse

Låsemutter

Figur 7.31 Spennhylser som styrepinner

Plasseringen avjusteringskilen bestemmer klaringen mellom overog underdelen av maskinen

Figur 7.32 Justeringskile

Annen bruk av kiler Kiler kan også ha andre funksjoner enn bare å være forbindelseselementer. Vi bruker for eksempel justeringskiler for å stille inn klarin­ gen på sleider, geider og liknende. Den kilen vi har på tverrsleiden på supportdreiebenken, er en typisk justeringskile. Se figur 7.32.

Justeringskiler blir ofte brukt til å stille inn høyden på valser i et valseverk. Det gjelder for eksempel undervalsen i et triovalseverk. Arbeidsoppgavene 15, 16 og 17

43

0

U

Friksjonsforbindelser I langkileforbindelser er kilen medbringer. Dersom vi skal ha fast forbindelse mellom nav og aksel uten bruk av kiler, kan vi krympe eller presse delene sammen. Forbindelsen baserer seg på den høye friksjonen mellom delene. Forutsetningen for slike forbindelser er at akselen har noe større diameter enn hullet. Forskjellen i diameter kalles pressmonn eller krympemonn (negativt pasningsmonn). Vi bruker ordet friksjonsforbindelse som en fellesbetegnelse for krympeforbindelser og pressforbindelser.

Friksjonsflater

Nav

Figur 8.1 Friksjonsforbindelse (kan være enten krympeforbindelse eller ekspansjonsforbindelse)

Vi skiller mellom krympeforbindelse og pressforbindelse etter hvil­ ken metode vi bruker for å montere navet på akselen. Ved krympeforbindelser utnytter vi det at legemer utvider seg ved oppvarming og krymper ved avkjøling. Vi kan få i stand krympeforbindelsen på ulike måter. Vi kan

Nav

- varme opp navet før montering - avkjøle akselen før montering - varme opp navet og avkjøle akselen før montering Ved pressforbindelser presser vi navet på akselen uten forutgående oppvarming. Det kan for eksempel skje ved hjelp av hydraulisk kraft. Det fins også koniske pressforbindelser med koniske nav og aksler.

Figur 8.2 Pressforbindelse. Ujevnhetene i overflatene er presset ut

Krympeforbindelser Vi kan lage krympeforbindelser ved å varme opp nav eller kjøle ned aksler. For å beregne hvordan temperaturen virker inn, kan vi bruke denne formelen: L = D-a-t Her er

Figur 8.3 Oppvarming av lager i oljebad, 70-80 °C

44

L D a t

= = = =

utvidelsen eller krympingen i millimeter diameteren på maskinelementet i millimeter lengdeutvidelseskoeffisienten (0,000012 for stål) temperaturforandringen (økning eller senking i celsiusgrader)

Oppvarmingen kan enten skje i ovn, i oljebad, ved hjelp av gass­ flamme eller ved hjelp av elektrisitet.

Navnet krympeforbindelse kommer av at hulldelen får mindre diameter etter oppvarming og montering. Den krymper fast på akselen. Hvor sterk forbindelsen blir, avhenger av

- størrelsen på krympemonnet (trykket i pasningsflaten) - lengden og diameteren på hulldelen (størrelsen på friksjonsflaten) - finheten til pasningsflatene (friksjonskoeffisienten)

Krympeforbindelser blir mer enn tre ganger så sterke som pressforbindelser med samme pasningsmonn. Det kommer av at ujevnhe­ tene i pasningsflatene griper inn i hverandre ved krympeforbindel­ ser, mens de blir jevnet ut ved pressforbindelser. Sammenlikn figu­ rene 8.1 og 8.2. For å få en tilstrekkelig sterk forbindelse er det nødvendig at krym­ pemonnet er passe stort. Det gjelder for eksempel dersom vi skal montere en ytterring på hjulet på en jernbanevogn. Hvor stort krympemonnet skal være, blir bestemt av hvilken oppgave forbin­ delsen har, og hvilket materiale navet og akselen er laget av. Vi kan for eksempel ha en krympeforbindelse av stål der hulldiameteren skal være 0,99944 • akseldiameteren. Eksempel: Akseldiameter: 160,52 mm

Hulldiameter: 0,99944 • 160,52 mm = 160,43 mm Krympemonn: 160,52 mm — 160,43 mm = 0,09 mm

Nedkjølingen kan skje ved hjelp av flytende nitrogen. Flytende nitrogen har en temperatur på -196 °C. Vi dypper den delen som skal kjøles ned, i nitrogenet. Nedkjølingsmetoden bruker vi dersom ytterdelen ikke kan eller bør varmes opp. Forbindelsen er ferdig når den nedkjølte delen igjen har fått normal temperatur. Da har den utvidet seg, ekspandert. Denne forbindelsen kan vi også kalle ekspansjonsforbindelse. Oppvarmingen eller nedkjølingen bør ikke drives til høyere eller lavere temperatur enn nødvendig. Rullelager, for eksempel, skal ikke varmes opp over 125 °C. Arbeidsoppgavene 18 og 19

Pressforbindelser Delene i en pressforbindelse har negativt pasningsmonn, i likhet med delene i en krympeforbindelse. Ved pressforbindelser blir delene presset sammen uten temperaturforskjell. Sammenpressingen skjer som regel ved hjelp av en hydraulisk presse. Sammenliknet med krympeforbindelser tar monteringen av press­ forbindelser kortere tid. Anbefalte pasninger bør følges.

45

Veivstang

Figur 8.5 En pressforbindelse En massiv aksel som er presset inn i en gjenstand med mindre hull, er den vanligste formen for pressforbindelser.

Figur 8.4 Pressforbindelse i en veivakselkonstruksjon som er lagret med rullelager

Figur 8.4 viser en annen type pressforbindelse. Figuren viser en hul aksel som er beregnet for lett tilpasning rundt ytterdiameteren og for hard tilpasning rundt akselhullet. Når vi monterer akselen, pres­ ser vi en herdet hylse inn i akselhullet. På den måten tvinger vi akselen til å utvide seg. Det fins også andre varianter av denne typen pressforbindelse.

På figur 8.5 ser vi en hylse der trykkmediet er et halvfast plastmate­ riale. Når trykkmediet blir presset sammen av trykkringen, låser hylsa mot både navet og akselen. Arbeidsoppgave 20

Koniske pressforbindelser En spesiell type pressforbindelse er konisk forbindelse. Den koniske anleggsflaten gjør at vi kan få hurtig montering og demontering. Figur 8.6 viser en konisk pressforbindelse. Skrueforbindelsen gir en aksialt rettet kraft som gjør at reimskiva får godt grep. Konisiteten 1 :10 er vanlig.

Den samme typen friksjonsforbindelse blir brukt til å feste måletrommelen på mikrometerskruen.

Pressforbindelse

I forbindelse med rullingslager (kulelager og rullelager) blir det ofte brukt friksjonsforbindelser med koniske hylser. Figur 8.7 viser et lager montert på en hylse som er konisk utvendig og sylindrisk innvendig. Vi kaller det en klemhylse. Klemhylsa er skåret opp i lengderetningen slik at vi kan trekke den inn mellom akselen og lageret ved hjelp av en mutter.

Skrueforbindelse

Figur 8.6 Kilereimskive montert med konisk forbindelse

46

Figur 8.7 Rullingslager på klemhylse

Figur 8.8 viser et lager montert på en såkalt avtrekkshylse. I dette tilfellet bruker vi mutteren ved demontering. Når vi trekker mutte­ ren mot lageret, tvinger vi lageret ut av den koniske pressforbindelsen.

Spennelement og spennsatser Til forskjell fra det som er tilfellet for andre koniske pressforbindel­ ser, trenger ikke akselen eller navet å være konisk dersom vi bruker spennelementer og spennsatser.

Figur 8.8 Rullingslager på avtrekkshylse

Spennelementet består av et par ringer med kileformet tverrsnitt slik figurene 8.9 og 8.10 viser. Ringparet blir plassert i en utsparing, for eksempel i hjulnavet. Så bruker vi spennskruer som presser ringene opp på hverandre. På den måten blir navet og hjulet låst. Se figur 8.10. Vi kan også bruke kombinasjoner av flere ringpar. Avstandshylse

Figur 8.9 Spennelement

Figur 8.10 En montert spennelementforbindelse

Spennsatsen har en delt ytterring og en delt innerring, se figur 8.11 a. Både ytterringen og innerringen har konisk tverrsnitt som på figur 8.11 b. Skruene på spennsatsen virker på to mellomtinger slik at ytterringen og innerringen blir drevet fra hverandre radialt. På den måten kan navet bli låst til hjulet.

Figur 8.11 Spennsats a) umontert b) montert

Trykkoljefo rb in dels er Dersom krympe-, press- eller friksjonsforbindelsene blir altfor store og uhåndterlige, kan vi bruke et system som går ut på å presse inn olje mellom pasningsflatene ved montering og demontering. Det kan skje ved hjelp av en eller flere injektorer (oljepumper). Meto­ den kalles SKFs trykkoljemetode. Se figur 8.12. Oljetrykket er mellom 100 og 200 MPa. På denne måten reduserer vi friksjonskref­ tene i forbindelsen til 5 % av det normale.

47

Akselkoplingen på figur 8.13 bygger på trykkoljemetoden. Et av hovedelementene i denne koplingen er en tynn innerhylse som utvendig er noe konisk. Dessuten har vi den kraftige ytterhylsa som innvendig er tilsvarende konisk. Når koplingen er på plass, pumper vi inn olje mellom de koniske flatene. Hydraulikkanordningen kan nå lett drive ytterhylsa opp på innerhylsa. På den måten blir innerhylsa presset sammen og akslene låst i en kraftig pressforbindelse. Vi kan løsne forbindelsen ved å pumpe inn olje mellom hylsene og samtidig forsiktig slippe ut oljen fra hydraulikkanordningen. Det fører til at hylsa glir fra innerhylsa.

Figur 8.12 Olje presses med en pumpe gjennom kanaler i akselen og ut mot friksjonsflaten mellom navet og akselen

Figur 8.13 Akselkopling som bygger på trykkoljemetoden

48

Q V

Aksler og akseltapper En aksel er en viktig del i en maskinkonstruksjon. Andre maskinde­ ler blir bygd opp rundt akselen.

Akselmaterialer og framstillingsmetoder Ulegert og legert stål i ulike kvaliteter er de vanligste materialene for maskinaksler. Det hender også at vi bruker andre materialer, for eksempel støpejern. Karboninnholdet i ulegert akselstål er mellom 0,15 og 0,55 %.

Til framstilling av aksler med mindre dimensjoner blir det gjerne brukt kromnikkelstål. Akslene blir vanligvis framstilt gjennom varmvalsing, smiing eller støping.

Etter varmvalsing kan vi nytte ulike metoder for kaldbearbeiding. Det gjelder - skalldreiing (avdreiing av overflatesjikt etter valsing) og deretter trykkpolering mellom herdede stålvalser. Gjennom disse proses­ sene får vi såkalte komprimerte aksler, med hard og glatt overflate

- syrebading og kaldtrekking. Kaldtrekkingen gir oss aksler med glatt overflate og med betydelig høyere materialfasthet. Vi kan også trykkpolere den kaldtrukne akselen slik at den også kan kalles komprimert - skalldreiing og senterløs sliping (rundsliping med utenforliggende reguleringsskive som festeanordning). Denne metoden gir den beste overflaten og de nøyaktigste målene Av og til må vi bruke hule (rørformede) aksler for å få lav vekt. Materialfastheten blir ikke nedsatt proporsjonalt med vektreduksjo­ nen.

Slipte stålaksler

Figur 9.1 Ulike måter å kaldbearbeide rundstål på 49

Materialfasthet for aksler Akslenes materialfasthet (fasthet) og levetid er svært avhengig av dyktigheten til dem som framstiller og vedlikeholder akslene.

Aksler blir ikke bare utsatt for bøyekrefter, vrikrefter, trykkpåkjenninger og strekkpåkjenninger, men også for utmattingspåkjenninger.

Alle avvik fra den sirkulære, glatte akselformen gir økt risiko for utmattingsbrudd.

Figur 9.2 Aksel i svingning

Figur 9.3 Kjerv = myk dimensjonsovergang

- Lange aksler kan av og til komme i farlige svingninger, som under ugunstige omstendigheter blir forsterket slik at det blir brudd langt tidligere enn beregnet. For roterende aksler fins det såkalte kritiske omdreiningstall som gir slike forsterkninger av svingnin­ gene. Se figur 9.2. Det kritiske omdreiningstallet blir bestemt av utformingen av akselen, av vekten og av avstanden mellom lag­ rene.

For lange aksler kan også nedbøying være et problem. De må ofte lagres opp flere steder for at vi ikke skal få lagerskader eller andre typer defekter. - Utseendet på overflaten virker også inn på materialfastheten. En blankpolert akseloverflate gir bedre styrke med hensyn på utmat­ ting og bøying.

Figur 9.4 Avlastningsspor

Figur 9.5 Avlastningshull

- Dimensjonsoverganger må utføres nøyaktig etter konstruktørens anvisninger. Forholdet mellom radien på dimensjonsovergangen og diameteren på akselen er av avgjørende betydning for fasthe­ ten til akselen. Utmattingsgrensen kan økes betydelig gjennom trykkpolering av dimensjonsovergangene.

- Kilespor i akselen gjør også akselen svakere. Kilespor bør lages med pinnefres slik at hjørnene blir noe avrundet. Vi bør ikke lage kilespor eller liknende i en aksel som er trukket eller komprimert. Kaldbearbeidingen har ført til at stålkrystallene er i en spenningstilstand. Et kilespor vil derfor føre til at spenningene ikke blir jevnt fordelt i akselen, og det kan føre til kast og utmattingsbrudd. - Bomspor kan også bety at akselen blir svakere. - Gjennomgående hull gir også større risiko for brudd. Vi kan imidlertid redusere denne risikoen ved å brotsje hullet og forsenke og runde av kantene. Det blir ofte anbefalt å lage spesielle avlastingsspor eller avlastingshull. Se figurene 9.4 og 9.5.

Figur 9.6 Gjengefrispor

- Gjenger og V-formede spor virker negativt på materialfastheten. Virkningen er sterkere jo mer markert gjenge- og sporbunnene er. Vi lar derfor gjengene løpe ut i et gjengefrispor, det vil si en neddreiing med radius. Se figur 9.6. - Navsetet og navet kan utformes slik at påkjenningene blir mindre. Se figur 9.7. Konstruksjonen er noe elastisk. - Press- og krympeforbindelser medfører også problemer. Brudd på hjulaksler i jernbanevogner kan oppstå i selve pasningen.

Figur 9.7 Navsete og nav

50

Inndeling Vi kan dele akslene inn i tre grupper etter hvilke typer krefter de først og fremst skal overføre, og hvilke typer belastninger de vanlig­ vis blir utsatt for. Vi har Figur 9.8 Framaksel på sykkel

- bæreaksler, som er mest utsatt for bøyekrefter. Det gjelder for eksempel hjulaksler. - transmisjonsaksler (overføringsaksler) som blir utsatt for vrikrefter og iblant bøyekrefter. Det fins flere typer transmisjonsaksler med spesielle utførelser. Vi har for eksempel veivaksler for moto­ rer (figur 9.9), kamaksler for ventilbevegelser (figur 9.10) og bøyelige aksler (figur 9.11) - aksler for overføring av aksialkrefter eller langsgående krefter. Disse akslene blir utsatt for strekk- og trykkpåkjenninger. Her kan vi nevne veivstenger og stempelstenger (figur 9.12)

Bæreaksler Faste bæreaksler brukes for eksempel på skinnegående vogner. Hju­ let roterer på akselen. Figur 9.10 Kamaksel

Roterende bæreaksler hviler på lager og roterer med hjulene. Vi finner roterende bæreaksler på jernbanevogner.

Bæreakslene er ofte dimensjonert etter de påkjenningene som fore­ kommer i de forskjellige seksjonene. Arbeidsoppgave 23

Figur 9.11 Bøyelig aksel

Figur 9.13 Fastbæreaksel

Figur 9.12 Stempelstang

Figur 9.14 Roterende bæreaksel

51

Transmisjons aksler Rette transmisjonsaksler brukes i alt maskinelt utstyr til å overføre dreiemomenter fra kraftkilden (motoren) til arbeidsstedet.

Figur 9.15 Veiv aksel med utboringer

Veivakselen i en forbrenningsmotor omformer en fram- og tilbakegående bevegelse til en roterende bevegelse. (Veivakselen i en stempelkompressor har den motsatte oppgaven.) For å utjevne den støtvise kraftvirkningen fra stemplene er veivakslene lagret i flere bærelager. Dessuten må en veivaksel være svært nøyaktig dimensjo­ nert og avbalansert. For å redusere vekten kan en la veivakselen ha utboringer. Se figur 9.15. Kamaksler brukes til å omforme en roterende bevegelse til en rett­ linjet eller mer uregelmessig bevegelse. I forbrenningsmotorer bru­ kes kamaksler til å gi impulser til åpning og lukking av ventiler.

Vi bruker også kamaksler til liknende oppgaver i moderne regule­ ringsteknikk. Se avsnittet om kammer i kapittel 18. Bøyelige aksler kan brukes til å overføre mindre momenter, for eksempel i hastighetsmålere, tannbor eller poleringsverktøy.

En bøyelig aksel må ikke bøyes til mindre radius enn 15 ganger akseldiameteren, se figur 9.17.

Figur 9.16 Kamaksel og ventil

Figur 9.17 a) Konstruksjonen til en bøyelig aksel b) Minste bøyeradius

Aksler som overfører aksialkrefter

Figur 9.18 Veivstang Stempelstang

Veivstenger blir blant annet brukt i forbrenningsmotorer for å overføre krefter mellom veivaksler og stempler. Veivstanga har lager for stempelbolt i den ene enden og veivaksel i den andre. For å spare materiale kan en la veivstengene ha forskjellig utformet tverrsnitt. Veivstengene er som regel støpt. Stempelstenger overfører rettlinjede bevegelser, for eksempel i dampmaskiner eller fra hydrauliske eller pneumatiske sylindere. De blir levert som hardforkrommede stenger, og det stilles store krav til overflatefinheten (Aa = 0,25-0,05 pun).

Figur 9.19 Stempelstang i en arbeidssylinder

Akseltapper Akseltappen er den delen av akselen som hviler i lageret og holder akselen oppe. Vi kan dele akseltappene inn i forskjellige typer etter hvilke krefter de er konstruert for. 52

Bæretappene kan ta opp radialkrefter. Se figur 9.20.

Støttetappene kan ta opp aksialkrefter. Se figur 9.21. Som regel er det endeflaten på støttetappen som tar opp de aksiale kreftene. I slike tilfeller blir det montert et aksiallager mot endeflaten. Figur 9.20 Bæretapp

Spisstappene (koniske akseltapper/pinolspisser) kan bli utsatt både for radialkrefter og for aksialkrefter. Pinolspisser kan være faste eller roterende.

Praktiske råd om aksler

Figur 9.21 Støttetapp

- Bruk myk hammer eller myke mellomlegg når du monterer og demonterer aksler. - Vær forsiktig med akslene under transport og oppbevaring. Bruk helst spesielle oppbevaringsstøtter. - Rustbeskytt akslene dersom de skal oppbevares i lengre tid. Spor, gjenger og hull bør beskyttes. - Lokal oppvarming, for eksempel gjennom dreiing eller montering av krympeforbindelse, kan føre til kast på akselen. Det er svært vanskelig å rette opp en aksel som har fått kast. Arbeidsoppgavene 24 og 25

53

i 0

Akselkoplinger

Når vi skal forbinde aksler som ligger på rett eller tilnærmet rett linje med hverandre, bruker vi akselkoplinger. Se figur 10.1.

Figur 10.1 Kopling mellom en elektrisk motor og en arbeidsmaskin (verdiene viser høyeste tillatte målavvik)

Vi kan dele akselkoplingene inn i disse gruppene: - faste koplinger - elastiske koplinger - leddkoplinger - friksjonskoplinger - sentrifugalkoplinger - andre koplinger

Akselkoplingene selges som komplette maskinelementer. Koplingshalvdelene blir montert på hver sin akselende med for eksempel skrueforbindelse, kileforbindelse, krympeforbindelse eller pressfor­ bindelse.

Figur 10.2 Skålkopling

Faste koplinger De vanligste faste koplingene er skålkoplinger, flenskoplinger og hylsekoplinger. Skålkoplingen består av to skålhalvdeler som blir presset mot akselendene ved hjelp av skrueforbindelser. Se figur 10.2. Flenskoplingen består av to koplingsdeler med flenser. Flensene forbindes med skruer og muttere. Koplingsdelene har styring som gjør at sentreringen blir nøyaktig. Se figur 10.3.

Figur 10.3 Flenskopling

Hylsekoplingen består av en hylse med spennelementer i begge ender. Se figur 10.4.

Elastiske koplinger Figur 10.4 Hylsekopling med spennelement 54

I de elastiske koplingselementene er det lagt inn dempende materia­ ler mellom koplingshalvdelene, for eksempel gummi, lær eller stålfjærer. Koplingshalvdelene er vanligvis av støpejern eller av stål. Koplingene er også avbalansert av produsenten.

Gummihylse

Elastisk boltkopling (gummihylsekopling). Det er minst tre bolter i en slik kopling. Gummihylsene rundt boltene kan ha sfærisk eller profilert mantelflate.

Gummikorskoplingen overfører dreiebevegelsen direkte gjennom et kors av elastisk, syntetisk gummi. Korset ligger mellom to flenser med konkave kontaktflater.

Elastiske skivekoplinger har to koplingsdeler pluss en mellomlig­ gende skive av armert gummi. Skivekoplingen passer for mange formål, også for støtvise eller varierende belastninger.

Figur 10.5 Elastisk boltkopling (gummihylsekopling)

Høyelastiske akselkoplinger har ett eller flere gummielementer som overfører dreiekraften mykt fra den ene koplingshalvdelen til den andre. Akslene kan danne en vinkel på opptil 30° med hverandre. Gummielementene er lette å skifte.

Figur 10.6 Gummikorskopling

Figur 10.7 Elastisk skivekopling

Figur 10.8 Høy elastisk akselkopling

Leddkoplinger Figur 10.9 Tannkopling

Tannkoplingen på figur 10.9 er konstruert slik: Den sylindriske yttermantelen har innertenner i begge ender. De to koplingshalvdelene kan ha avrundede yttertenner, noe som gjør at akslene kan stå i opptil 6° vinkel på hverandre. Koplingen er fylt med olje.

Denne koplingen har et bredt bruksområde. Dersom den er laget i høyverdig stål, kan den overføre store effekter. Mindre tannhjulskoplinger kan lages i nylon og med bare en tannring. De trenger ikke smøring. Kjedekoplingens halvdeler er laget av stål og utformet som kjedehjul. De blir holdt sammen av et dobbelt kjede. Dekselet er laget av aluminium. Det blir fylt med fett. Figur 10.10 Kjedekopling 55

Figur 10.12 Mellomakselledd

Korsledd- og kuleleddkoplinger blir brukt når det kan forekomme store vinkelbevegelser mellom akslene. Denne typen akselkoplinger består av polhemskoplinger (kardangkoplinger), universalkoplinger, mellomakselledd, kuleledd og andre koplinger som bygger på det samme prinsippet.

Friksj onskoplinger (lamellkoplinger) Figur 10.13 Prinsippbilde av en lamellkopling Trykkplate

Lamell

Når en stillestående og en roterende aksel skal koples sammen, bør det skje mykt og uten rykk. Det er et krav vi stiller til koplingen i en bil. Denne koplingen er en friksjonskopling av lamelltypen (også kalt lamellkopling).

Figur 10.13 viser prinsippet for en lamellkopling. Når delene blir presset sammen, oppstår det friksjon mellom kontaktflatene. Etter hvert som presset og dermed trykket øker, blir den stillestående akselen tvunget med i rotasjonen. Figur 10.14 viser en enskivet lamellkopling. Her har den ene akselen spor (splines) slik at både lamellskiva og trykkplaten kan flyttes aksialt.

Figur 10.14 Enskivet lamellkopling

Figur 10.15 viser en kopling med ytterlameller og innerlameller. Ytterlamellene kan bevege seg aksialt i et tannsystem på sin koplingshalvdel. Trykkraften F kan komme fram på ulike måter. Lamellkoplinger kan være

-

mekanisk manøvrerte pneumatisk manøvrerte hydraulisk manøvrerte elektromagnetisk manøvrerte

Felles for disse koplingene er at akslene må være nøyaktig i rett linje med hverandre.

Figur 10.15 Friksjonskopling med to lameller

56

Merk: Prinsippet for lamellkoplingene kan også utnyttes i bremser.

Svinghjul

Mekanisk manøvrerte lamellkoplinger De fleste koplingene i biler er mekanisk manøvrerte. Den koniske friksjonskoplingen var den første koplingstypen som ble brukt i biler. Nå er det mest vanlig med enskivede lamellkoplinger, men det fins også bilkoplinger med flere lameller. Figur 10.16 a viser en enskivet lamellkopling med en reimskive. Reimskiva er den drivende delen i koplingen. Den er lagret på et kulelager og kan rotere fritt på en stillestående aksel. Dersom akselen skal rotere, må vi kople inn koplingen. Det skjer mekanisk. Skyvehylsa blir ført over til venstre. Hevarmen presser trykkplaten mot lamellskiva. Det gjør at rotasjonen til reimskiva blir overført til akselen gjennom en friksjonsforbindelse og en kileforbindelse.

Figur 10.16 a) Enskivet lamellkopling

Den koniske friksjonskoplingen blir fremdeles brukt i personbiler med overgir. Da er den innebygd i overgiret i girkassa, sammen med et planetgir. Se figur 10.17. Hydraulikkoljen presser den koniske delen til venstre, slik pilene viser. Friksjonen mellom kontaktflatene øker med stigende trykk. Kraften fra girkassa blir overført gjennom planetgiret og ut til mellomakselen. Den utgående rotasjonsfrekvensen (omdreiningstallet til mellomakselen) er nå høyere enn den inngående.

Figur 10.16 b) Snitt av enskivet lamellkopling

Figur 10.17 Overgir med konisk friksjonskopling

57

Sving hju I (g I idelagret)

Ytterlamell Innerlamell

Stempel

Nav festet til akselen med en kile

Glidelager

Figur 10.18 Trykkluftmanøvrert (pneumatisk) lamellkopling, frakoplet. En fjær holder lamellene fra hverandre når lufttrykket ikke er tilkoplet. Når lufttrykket slippes på, presser stempelet lamellene sammen og kopler dermed nav delen (akselen) sammen med svinghjulet

Trykkluft

Pneumatisk manøvrerte koplinger De pneumatisk manøvrerte (trykkluftstyrte) koplingene er spesielt konstruert for hyppige til- og frakoplinger av store belastninger. Det kan være opptil 3000 til- og frakoplinger i timen. Koplingene bygger på at trykkluft får påvirke lameller eller gummibelger.

Hydraulisk manøvrerte lamellkoplinger Frakoplet

Tilkoplet

Istedenfor å bruke trykkluft til overføring av krefter kan vi bruke olje under trykk (hydraulisk overføring). Også når det gjelder hydrauliske koplinger, er lamellkoplingen den vanligste.

Figur 10.19 Pneumatisk manøvrert gummibelgkopling

Figur 10.20 Trykkoljemanøvrert (hydraulisk) friksjonskopling

58

med en kileforbindelse

Koplingen på figur 10.20 har oljekanaler utboret i akselen. Oljen blir ledet gjennom en slik kanal til et oljerom bak et stempel med tetningsring. Lamellene blir trykt sammen, og koplingen blir låst. Når vi slipper trykket, åpnes koplingen igjen. Den andre oljekanalen i akselen er for smøreolje til lameller og lager.

Strømti Iførsel

Elektromagnetisk manøvrerte lamellkoplinger De elektromagnetisk manøvrerte lamellkoplingene har fått stor betydning for automatiserte maskiner. Til å styre disse koplingene nytter vi lavspent likestrøm, for eksempel 24 V. Figur 10.21 viser en kopling med slepering.

Når strømmen blir tilkoplet, blir jernkjernen magnetisk slik at den trekker til seg ankeret. Det betyr at lamellene blir presset sammen. Friksjonen mellom lamellene gjør at akselen på jernkjernesiden og akselen på ankersiden forbindes med hverandre. Arbeidsoppgavene 26 og 27

uw

Strømtilførsel -

Figur 10.21 Elektromagnetisk friksjonskopling Ytterlamell forbundet med akselen på stålkjernen

Lameller

Innerlamell forbundet med akselen på ankeret

Stålkjerne med vikling og medbringerring

Anker

Figur 10.22 Deler i en elektromagnetisk friksjonskopling

Sentrifugalkoplinger (slurekoplinger) Sentrifugalkoplingen har den egenskapen at den kan slure, for eks­ empel dersom maskinen blir utsatt for en midlertidig overbelast­ ning. En slik kopling gjør det også mulig å starte en elektrisk motor ubelastet, selv om den er direkte koplet med arbeidsmaskinen. 59

Sentrifugalkoplingen på figur 10.23 inneholder stålpulver, små kuler eller annet som under rotasjonen blir presset mot friksjonsbanen. På den måten blir momentet overført mellom navdelen og medbringeren.

Medbringer

Figur 10.23 Sentrifugalkopling

Andre koplinger Figur 10.24 Sperrenøkkel

Frihjulskopling (sperrekopling) Prinsippet for denne koplingen finner vi i en vanlig sperrenøkkel, en skralle. Skralla trekker (sperrer) bare ved rotasjon i den ene retnin­ gen. Frihjulskoplingen inneholder noen kuler, ruller eller kiler som lig­ ger mellom to konsentriske koplingsringer.

Figur 10.25 Kraftoverføring. Den drivende ytterringen tvinger med seg innerringen ved hjelp av klemrullene. Forandrer vi rotasjonsretningen, får vi et frihjul

Frihjulskoplingen kan ha to driftstilstander, kraftoverføring (medbringing) og frihjul. Se figurene 10.25 og 10.26. Denne koplingen har en ytterring med innvendig rullebane og en innerring med kileformede rulleleier. Mellom ringene er rullene. Hver enkelt rulle er fjærbelastet slik at den stadig er i kontakt med begge ringene. På denne måten vil koplingen overføre krefter så snart den ene ringen roterer i sperreretning i forhold til den andre. Frihjulskoplingen kan

Figur 10.26 Frihjul. Innerringen er drivende. Rullene griper ikke i ytterringen. Forandrer vi rotasjonsretningen, får vi kraftoverføring

60

Figur 10.27 Frihjulskopling montert som tilbakestopp (sperre). Transportbåndet med skuffene kan bare kjøres i pilretningen. Den ytre koplingshalv delen er fast montert i konstruksjonen

brukes som tilbakestopp (sperre) for trinnvise bevegelser og som frihjul mellom motorer med forskjellig omdreiningstall.

Hovedmotor med høyt omdreiningstall

Trommel

Sperrekopling

Hjelpemotor med lavt omdreiningstall

Figur 10.28 Sperrekopling montert for trinnvis bevegelse. Her blir en jevn rotasjonsbevegelse ved A forandret til en oppdelt bevegelse ved B. Dette skjer inne i sperrekoplingen

Figur 10.29 Sperrekoplingen montert som frihjulskopling. Hvis vi ønsker at trommelen skal rotere langsomt, må hjelpemotoren med det minste omdreiningstallet drive. Drivbevegelsen blir da overført fra reima over klemrullene i frihjulskoplingen til den gjennomgående akselen fra motoren til trommelen (figur a). Skal trommelen derimot ha høyere rotasjonshastighet, kopler vi hovedmotoren inn. Da blir koplingen satt ut av funksjon og arbeider som et frihjul. Hjelpemotoren kan fortsatt gå, men den driver ikke lenger (figur b)

Arbeidsoppgave 28

Hydrodynamiske koplinger Dersom vi stiller to elektriske bordvifter mot hverandre og starter den ene, vil luftstrømmen fra denne drive den andre vifta. Dette viser grunnprinsippet for en hydrodynamisk kopling (turbokopling). I stedet for luft har den hydrodynamiske koplingen olje som overføringsmedium. Det er oljen som overfører bevegelsesenergien. Se figur 10.32.

Kileforbindelse mellom kjedehjul og ytre koplingshalvdel

Figur 10.30 Sperrekopling. Fra kjedehjulet blir bevegelsen overført til akselen gjennom sperrekoplingen

Hoveddelene i en hydrodynamisk kopling er pumpehjulet, turbinhjulet og huset. Se figur 10.33. En skrueforbindelse holder pumpe­ hjulet og huset sammen. For at forbindelsen mellom den drivende akselen og pumpehjulet skal være elastisk, bruker vi her en elastisk boltkopling (gummihylsekopling). Turbinhjulet er forbundet med den drevne akselen gjennom en kileforbindelse. Den hydrodyna­ miske koplingen er fylt med tynn mineralolje til et bestemt nivå. Det er denne oljen som overfører kreftene.

Figur 10.31 Den tilkoplede vifta driver den som ikke er tilkoplet 61

Koplingen virker slik: Når den drivende akselen roterer, følger pumpehjulet og huset med rotasjonen. Pumpehjulet virker som en sentrifugalpumpe og slynger oljen mot skovlene på turbinhjulet. Det fører til at turbinhjulet begynner å rotere. Vi får en myk og hurtig akselerasjon til riktig omdreiningstall.

Turbokoplinger blir brukt blant annet i personbiler med automatgirkasse og blir da kalt momentomformere.

Figur 10.32 I en hydrodynamisk kopling er det ingen mekanisk kontakt mellom den drivende akselen og den drevne akselen

På en mengde områder i industrien er det fordelaktig å bruke turbokoplinger, for eksempel i transportanlegg der det fins pumper og vifter, i knusemaskiner, blandemaskiner, kulemøller, barketromler og kraner. Turbokoplinger fins også i tekstil- og verftsindustrien. Arbeidsoppgavene 29 og 30

Figur 10.34 Pumpehjulet består av en pumpe og en turbin. Under drift tetter de mot hverandre. En liten klaring gjør at de likevel kan rotere fritt 62

Pumpe

Turbin

Lager Et lager er et maskinelement som støtter opp aksler og sørger for at de kan bevege seg med minst mulig friksjon.

Regler som gjelder alle lager Figur 11.1 Radiallager

- Lageret skal gi så liten friksjon som mulig. - Hver lagertype krever sitt spesielle smøremiddel og sine spesielle smørerutiner. Unntaket er smøringsfrie lager. - Lageret skal tåle de belastningene det vil bli utsatt for, for eksem­ pel trykkrefter i ulike retninger og vridninger i sideretning. - Friksjonsvarmen som oppstår, må kunne ledes bort. Arbeidstem­ peraturen til lageret må ikke overskrides. - Forurensninger (metallspon, støv eller annet) må ikke kunne komme i berøring med lagerflatene. - Lageret må være montert slik at det er enkelt å skifte slitedelene.

Figur 11.2 a) Aksiallager

Inndeling Vi kan dele lagrene inn i to grupper, rullingslager og glidelager. Rullingslager omfatter også spesielle varianter med kuler eller ruller i lagrene. I glidelager glir akselen direkte mot lagerflaten i lagerhuset. I rul­ lingslager blir trykkreftene overført gjennom kuler eller ruller. Figur 11.2 b) Konisk lager

Alt etter retningen på belastningen deler vi også lagrene inn i:

- Radiallager for roterende bevegelser. Disse lagrene tar opp kref­ ter som virker vinkelrett på akselen.

- Aksiallager for roterende bevegelser. Disse lagrene tar opp krefter som virker i akselens lengderetning. - Konisk lager for roterende bevegelse - Geider for rettlinjet bevegelse Figur 11.2 c) Geid 63

Glidelager I glidelager oppstår det glidefriksjon mellom flatene når de beveger seg. Glidefriksjonen er mye større enn rullefriksjonen mellom fla­ tene i kulelager og rullelager. Derfor er smøremidlet spesielt viktig i et glidelager.

Krav til tapp og lager For at et glidelager skal kunne fungere godt, kreves det:

aug Figur 11.3 Glidefriksjon og rullefriksjon

- Tappen skal være laget av et hardt materiale eller ha et hardt overflatesjikt. - Lagermetallet skal som regel være mykere enn materialet i tap­ pen. På den måten er det lagermetallet som tar opp slitasjen eller et eventuelt brudd, og lagermetallet er vanligvis både lettere og rimeligere å skifte. - Glideflatene må tilfredsstille store krav til rundhet og overflatefinhet. - Smøremidlet må tilføres slik at friksjonen hurtig når et minimum etter at bevegelsen er satt i gang. Arbeidsoppgave 31

Lagermaterialer Figur 11.4 Lagerskåler med smørespor i den nederste halvdelen

Vi velger lagermaterialene først og fremst ut fra belastningsforholdene. Men vi må også ta hensyn til innbyggingsforholdene og installasjonsforholdene. Vi bruker både metaller og ikke-metalliske materialer som lagermaterialer.

Metaller Støpejern Fosforbronse Messing Hvitmetall (også kalt babbittmetall) Hvitmetall kan være laget på tinn- eller blybasis og kan inneholde tilsetninger av antimon og kopper. Hvitmetall har liten materialfast­ het, og blir bare brukt som foring. Resten av lagerskålene lages av støpejern, stål eller liknende.

Figur 11.5 Lagerhus med lagerskåler

Smeltepunktet for hvitmetall ligger mellom 240 og 360 °C. Det betyr at hvitmetallet smelter ved varmgang før tappen blir skadd.

Ikke-metalliske materialer Hardt tre Fenolplast (bakelitt) Gummi Amidplast (nylon) Polyamid

Figur 11.6 Lagerskål med fdring av hvitmetall

64

Amidplast (nylon) har den fordelen at eventuelle forurensninger trenger inn i plasten og dermed skåner akselen. Dersom vi blander grafitt i plasten, trenger vi ikke å smøre lageret. Flere av de ikkemetalliske materialene krever rikelig med vannsmøring og vannkjøling. Det skyldes at selve materialet ikke leder bort friksjonsvarmen effektivt nok.

Selvsmørende lager lages av jernpulver eller bronsepulver, ofte til­ satt grafitt. Pulveret blir kaldpresset til en porøs gjenstand som siden blir sintret (oppvarmet slik at pulverkornene smelter delvis sammen) i en beskyttelsesgass. Vi får et materiale med 30% porer som blir fylt med olje. Under rotasjonen blir lageret oppvarmet, og oljen svetter ut fra porene og til lagerflaten. Når rotasjonen stopper, blir oljen sugd tilbake inn i porene. Dersom forholdene krever det, kan vi også tilsette ekstra smøring til lageret.

Bruk aldri trykkluft til å blåse rent et selvsmørende lager. Da blir oljen presset ut av porene. Bruk heller ikke løsningsmidler til ren­ gjøringen.

Fluor- eller acetatplast

Figur 11.7 Lagerskål med glidesjikt

Smøringsfrie lagerskåler og lagerfdringer med tynne vegger fins ferdige til montering i lagerhus. Disse lagerskålene består av en stålstamme belagt med tinnbronse. Belegget er impregnert med fluorplast eller acetatplast, som gir et glidesjikt. Se figur 11.7. Plastsjiktet kan være laget som en sammenvevd kombinasjon av fluor­ plast og glassfiber der veven er synlig i glideflaten. Arbeidsoppgave 32

Radiallager Et radialglidelager kan være udelt eller delt. Den enkleste formen for udelt lager er kanonlageret, som er en lagerkropp med sylindrisk hull. En annen løsning går ut på først å bore et hull i lagerkroppen og siden presse en lagerforing av egnet materiale inn i hullet. En fordel med lagerfdringer er at de kan skiftes ut. De må låses med skruer eller stifter for ikke å følge med i akselrotasjonen.

Et delt lager skal styres sammen ved hjelp av pinner eller skruer. Det gjelder også ved det skrapingsarbeidet som vi av og til må gjøre før vi monterer akselen. Flenslager, med eller uten lagerforing, kan vi skru fast direkte i bjelker og annet.

Sfæriske glidelager blir for eksempel brukt i leddstanghoder med overføring av krefter i varierende vinkler. Disse lagrene stiller seg inn selv, se figur 11.11. De blir også kalt leddlager.

Figur 11.9 Delt lager

Figur 11.10 Flenslager

Figur 11.11 aogb Sfærisk glidelager

65

Aksiallager Aksialglidelager blir utsatt for krefter i akselens lengderetning. Smøringen kan gjøres lettere ved at det blir tilført olje under trykk nedenfra eller hvis det blir brukt en smøringsfri glidebrikke. Smøringsfri glidebrikke

Figur 11.12 Aksiallager

Blokklager Figur 11.13 viser et aksialglidelager med tippbare klosser. Denne konstruksjonen skal redusere friksjonen i glidelageret. De tippbare klossene gjør at vi får en «oljekile» slik at det blir lettere for oljen å flyte inn mellom kontaktpunktene. Et slikt aksiallager kaller vi et blokklager. Det samme prinsippet blir også brukt i radialglidelager, blant annet i slipemaskiner.

Figur 11.13 Blokklager

Koniske lager De koniske glidelagrene kan ta opp både aksiale og radiale krefter.

Figur 11.14 Konisk lager

Geider Lagerbånd av plast

Figur 11.15 Geidelager med limte lagerbånd

66

Geider (sleider) er planparallelle eller sylindriske styreflater som blir brukt i maskiner ved rettlinjet bevegelse. Bakdokka og spindeldokka på en dreiebenk hviler på geider, som her er prismeformede (V-formede føringer). I geidelagringene bruker en som regel stål mot stål eller stål mot støpejern. Flatene må bearbeides svært nøy­ aktig, enten gjennom skraping eller herding og sliping.

For å redusere friksjonen i geidelagringene i for eksempel verktøy­ maskiner bruker vi lagerbånd. De er laget av slitesterke laminater (sjikt med ulike materialer, blant annet plast). Lagerbåndene blir limt på de bevegelige delene i maskinen, for eksempel på undersi­ den av sleiden på supportdreiebenken. Etter at båndene er limt på, blir de planbearbeidet gjennom fresing eller sliping. Lagerbåndene kan arbeide uten at det oppstår skader selv om smøringen opphører.

Lagerklaring og smøring Vi får den beste smøringen av et glidelager når en oljefilm (et tynt lag av smøremiddel) hindrer akselen i å komme i direkte kontakt med lagerflaten. For å kunne få en slik film må vi ha en viss klaring mellom lageret og akseltappen. Klaringen bør ligge i området 0,0015 til 0,0020 mm per millimeter akseldiameter. For presisjonsutstyr må lagerklaringen ikke være større enn 0,01 til 0,02 mm.

Lageret får tilført smøremiddel gjennom spesielle spor eller lommer i lagerflatene. Se figur 11.4. I radialglidelager bør slike spor eller lommer plasseres på den siden som har minst trykk. a) Prinsippskisse av en hydrostatisk spindellagring 1 2 3 4 5

Pumpe med konstant strøm Konstant oljetrykk Oljetank Innsnevringer Overstrømningsventil

Hull for olje undertrykk

Smøresporene må ikke ligge i selve trykkflaten eller gå forbi lagerkanten, da forsvinner smøremidlet. Smørelommer er en bedre løs­ ning enn smørespor. I hydrostatiske glidelager blir olje eller oljetåke presset inn i seks lommer rundt akselen. Hele lageret er under overtrykk. På denne måten «svever» akselen under rotasjonen på en «pute», og friksjo­ nen blir svært liten.

Oppsummering De viktigste forutsetningene for at et glidelager skal kunne fungere tilfredsstillende, er at b) Standardiserte deler til hydrostatisk spindellager

Figur 11.16 Hydrostatiske glidelager

- lagermaterialet er tilpasset belastningen - glideflatene passer nøyaktig og har god overflatefinhet - det blir brukt riktig smøremiddel, og at smørelommene er riktig utformet Arbeidsoppgave 33

Rullingslager Figur 11.17 viser hoveddelene i et rullingslager. A Ytterring B Kuler eller ruller C Kule- eller rulleholder I tillegg ser vi innerringen på undersiden av kulene eller rullene.

Ringene og kulene eller rullene er laget av herdet kromstål (eller plast). Diameterne på rullelegemene i ett og samme lager skal ikke skille seg fra hverandre med mer enn noen tusendels millimeter. Vi må altså ikke ta kuler eller ruller fra ett lager og sette dem inn i et annet uten at vi har kontrollert målene.

Figur 11.17 Hoveddelene i et rullingslager

Andre deler som hører til et rullingslager, er støvdeksler, hylser, muttere og låseskiver. 67

Vi deler rullingslagrene inn i to grupper etter formen på rullelegeme: rullelager og kulelager. Alt etter bruksområde deler vi disse lagrene inn i aksiallager og radiallager.

Figur 11.18 Kulelager og rullelager

De ulike lagerkonstruksjonene har først og fremst kommet som et resultat av at vi trenger lager for forskjellige typer trykk, både i størrelse og i retning. Kulelagrene brukes mest i forbindelse med relativt små lagringer. Rullelager brukes ved høye trykk og store lagringer.

Kulelager Enradet sporkulelager er den vanligste lagertypen. Det brukes mest som radiallager, men ved høye omdreiningstall blir det også brukt som aksiallager. Dersom dette lageret blir smurt med fett og utstyrt med støvdeksler, blir det vedlikeholdsfritt. Da er det innkapslet. Støvdeksler med gummiert duk på innsiden gir best beskyttelse. Sporkulelageret krever at akselen og lagerhuset alltid er parallelle.

Figur 11.19 Enradet sporkulelager a) Uten støvdeksel b) Med støvdeksel

Sfæriske kulelager tåler at akselen står noe skrått. Det kommer av at begge kuleradene i dette lageret ruller mot en sfærisk utsparing i ytterringen.

Vinkelkontaktlageret er konstruert for å kunne ta opp betydelige krefter både i aksial og radial retning. Enradete vinkelkontaktlager må monteres parvis for å kunne ta opp aksialkrefter i begge retnin­ ger. Dette lageret må ikke tas fra hverandre, selv om konstruksjo­ nen «innbyr» til det. Når vi monterer vinkelkontaktlageret, må vi fjerne den aksiale klaringen for å unngå klaring i radial retning.

Figur 11.20 Sfærisk kulelager

Figur 11.21 Vinkelkontaktlager

Et toradet vinkelkontaktlager er uten klaring og styrer akselen svært nøyaktig. Sirkelmerket med et kryss i markerer den siden av inner­ ringen som aksialbelastningen skal virke på.

Aksialkulelager kan være enkeltvirkende. Det betyr at de bare er beregnet for belastninger i én retning. De kan også være dobbeltvir­ kende. Aksialkulelagrene er bare beregnet for aksiale belastninger. De tåler derfor ikke at akselen blir skråstilt. Figur 11.24 viser et enkeltvirkende aksialkulelager med akselbrikke montert på akselen. Husbrikkene har større innerdiameter og løper fritt på akselen. Husbrikkene er enten plane eller har et sfærisk sete for montering mot underlagsbrikker.

Figur 11.22 Toradet vinkelkontaktlager Akselbrikke

Underlagsbrikke

Figur 11.23 Dobbeltvirkende aksiallager

68

Figur 11.24 Enkeltvirkende aksiallager

Rullelager Sylindrisk rullelager har ruller som blir styrt av flenser i sideretningen. Som regel er det bare flenser på den ene ringen, slik at lageret tåler små forskyvninger i aksial retning. Dette lageret tåler store radiale belastninger ved høyt omdreiningstall, men ikke skråstilling av akselen.

Nålelager er et rullelager med lange og små ruller og passer derfor godt i kompakte maskinkonstruksjoner.

Figur 11.25 Sylindrisk rullelager

Sfærisk radialrullelager er selvinnstillende, og det tåler store belast­ ninger i radial og aksial retning. Lageret blir blant annet brukt i valseverk og papirmaskiner. Skråstillingen av lageret skal kunne tåle at stillingen til akseltappen blir endret. Konisk rullelager blir brukt der aksiale og radiale krefter virker samtidig. Konusvinkelen er forskjellig for forskjellige lagerserier.

i Figur 11.26 Nålelager

Disse rullelagrene blir montert parvis. Rullene bør ikke tas ut av innerringen. Hjulnav og girkasser er vanlige bruksområder.

Sfærisk aksialrullelager har skråstilte ruller. Rullene løper mot en sfærisk flate på husbrikka, og de blir styrt av en høy flens på akselbrikka. Foruten å ta opp store aksiale krefter tar dette lageret også opp radiale krefter. Arbeidsoppgavene 34, 35 og 36

Figur 11.27 Sfærisk radialrullelager

Figur 11.28 Konisk rullelager

Figur 11.29 Sfærisk aksialrullelager

Andre lager Det fins spesielle lagerkonstruksjoner med kuler og ruller som er laget for skruebevegelse og for rettlinjet bevegelse.

Kuleskruen blir blant annet brukt som ledeskrue i moderne maski­ ner. Se figur 11.30. Vi har tidligere behandlet kuleskruen i kapitlet «Skrueforbindelser».

Figur 11.30 Kuleskrue

69

Figur 11.31 Kulestyring med rette spor for hurtige fram- og tilbakegående bevegelser

Figur 11.32 Kulestyring med spor med sterk stigning

Kulestyringer med kuler som løper i spor kan erstatte vanlige glideforbindelser med spor og bommer. Figur 11.31 viser en slik styring der kulene blir ført tilbake gjennom en spesiell bane i hylsa. Det blir laget kulestyringer både for rette spor og for spor med sterk stig­ ning. Se figur 11.32. En rullesleide med styrespor i rulleflaten er vist på figur 11.33. Enkelte sleider har ruller som flytter seg tilbake, andre har ruller som roterer i festet. Disse konstruksjonene har en begrenset beve­ gelse i lengderetningen. Figur 11.33 Rullesleide med tilbakeføring av rullene. Pilene viser hvordan rullene flytter seg når lageret glir over en flate mot venstre på figuren

En kuleforing er en relativt enkel konstruksjon for rettlinjete og roterende bevegelser. Konstruksjonen består av kuler som er mon­ tert i en foring eller i et gitter. Ved bevegelse i ulike retninger roterer hver kule i setet sitt. Merk: Disse spesiallagrene er kostbare, og de krever nøyaktighet og omtanke både ved montering og bruk.

Figur 11.35 Kryssrullekjede for montering i rullesleide

Figur 11.34 Rullesleide med ruller som roterer i styrespor i glideflatene, såkalt kry ssrullesty ring

Figur 11.36 Kuleforing med kuler som er presset inn i et gitter

Montering og vedlikehold av rullingslager 1 Rullingslager med sylindrisk hull blir montert på en glatt sylind­ risk aksel med nøyaktig tilpasning både på akselen og lagerhuset. Konstruktøren bestemmer pasningen i hvert enkelt tilfelle.

70

Monteringen kan skje ved bruk av hydraulisk press eller ved pres­ sing med monteringshylse (kaldmonteringsprosesser). Lageret kan også krympes på akselen etter at det først er blitt varmet opp i olje til 70-80 °C. 2 Lager med konisk hull kan også monteres direkte på akselen, hvis den er konisk. Dersom lageret er blitt varmet opp, må en være svært forsiktig så det ikke kommer for langt opp på konusen. Jo hardere lageret blir ført opp på konusen, desto mindre blir lagerklaringen.

Litt lagerklaring er ønskelig.

Dersom vi skal montere eller demontere lager med større diameter enn 100 mm, kan vi bruke trykkoljemetoden. Med en injektor blir oljen presset gjennom en kanal i akselen og ut til friksjonsflaten mellom lageret og akseltappen. Se figur 11.38. På denne måten reduserer vi monterings- og avtrekkskraften betydelig. 3 Lager med konisk hull kan også monteres på sylindrisk aksel ved hjelp av ulike typer hylser. Det gjelder klemhylser, kilehylser og

avtrekkshylser.

a) Klemhylsa er en oppskåret (slisset) konisk hylse med gjenger i den ene enden. Lageret blir presset opp og festet på hylsa ved hjelp av en kantspormutter og en låseskive. Figurene 11.40 og 11.41 viser kantspormutteren og låseskiva.

b) Kilehylsa har ikke gjenger. Lageret blir festet ved at den tynne enden på kilen blir bøyd opp. Figur 11.38 Montering med olieinjektor 66

Figur 11.39 Montering på klemhylse

Figur 11.42 Montering på kilehylse

• , , , . • □ c) Avtrekkshylsa blir presset inn under lageret, som blir hindret i a flytte seg på akselen ved hjelp av en kant, en ansats eller liknende. Ved demontering kan vi bruke en kantspormutter. Se figur 11.44.

Figur 11.40 Rundmutter med aksiale spor

Figur 11.43 Montering på avtrekkshylse. Hylsa er festet med kantspormutter

Figur 11.41 Låseskive for kantspormutter

Figur 11.44 Kantspormutter til demontering av lager som er montert på avtrekkshylse

71

Den hydrauliske mutteren er et spesielt maskinelement som gjør det lettere å demontere store lager på avtrekkshylser. På mutteren er det et munnstykke som er beregnet for innsprøyting av olje. Oljen trykker på en løs mellomring slik at innerringen blir presset utover. Resultatet er at avtrekkshylsa blir dratt ut av lageret. Se figur 11.45. 4 Lagrene må ikke utsettes for slag. Derfor må vi bruke spesielt

monteringsverktøy, for eksempel avtrekkere, oljeinjektor og hydraulisk mutter. Verktøyet skal ikke brukes slik at rullesatsene og de flatene på ringene som vender mot rullesatsene, blir utsatt for påkjenninger. Verktøyet skal påvirke den ringen som sitter hardest.

Figur 11.45 Hydraulisk mutter. Oljen presser mot venstre, og resultatet blir at hylsa blir trukket ut mot høyre

5 Dersom vi skal montere flere rullingslager på en og samme aksel, skal bare ett av dem festes i akselens lengderetning. Dette lageret kaller vi styrelager. Vi kan avvike fra denne regelen hvis en elastisk kopling eller liknende kan tåle lengdeforandringene i akselen ved

temperaturendringer. 6 Rullingslager skal smøres med fett eller olje. I et hurtiggående lager skal ikke fettet fylle mer enn 1/3 av det frie volumet i lageret, ellers risikerer vi varmgang. Enkelte lagerhus har fettventiler der overflødig smøremiddel blir kastet ut. 7 Lagerhuset skal ha tetninger som hindrer at støv trenger inn og olje lekker ut. (Se kapitlet «Tetningsutstyr».)

8 Kontroll av lager som er i drift: Lytt på lageret. Ulyder tyder på feil. Kontroller temperaturen. Den skal ikke overstige 120 °C. Kontroller tetningene.

-

Kontroller om smøremidlet er rent.

9 Vri aldri på et demontert lager. Beskytt det mot smuss og foru­ rensninger. 10 Renslighet er det viktigste ved alt arbeid med rullingslager. Gjør rent verktøy, kantspormutter og annet både før og etter arbeidet. Pakk ikke ut et nytt lager før det skal monteres. Arbeid med rullingslager bør helst skje i et støvfritt rom.

Arbeidsoppgavene 37, 38, 39 og 40

72

I å Overføringer. I L Løfteteknikk

Figur 12.1 Overføringshjul

Til å overføre dreiemomenter mellom aksler bruker vi overføringselementer (transmisjonselementer). Hvilket overføringselement vi velger, avhenger av akselavstanden, av kravene til hastighet og styrke og av kravene til hvor stille og sluringsfritt overføringen skal skje. Overføringen kan blant annet skje ved hjelp av: - kjede - reim - vaier - kjetting

I disse fire kraftoverføringene inngår det en del spesielle overfø­ ringshjul i konstruksjonen. Se figur 12.1. Figur 12.2 Galls kjede

Kj edeoverføring Kjedetyper Det fins mange ulike typer kjeder. Et eksempel på stillegående og smøringsfrie kjeder er drivkjeder av plast.

Den eldste typen er Galls kjede. Som figur 12.2 viser, består Galls kjede av bare to deler: bolter og sideskiver. Denne kjedekonstruksjonen blir utsatt for stor slitasje og brukes nå bare i løfteorganer.

Rullekjedet er en svært sterk konstruksjon. Det har både innerlenker og ytterlenker. Foringene til innerlenken blir trædd på boltene til ytterlenken. På disse foringene blir det satt ruller. Rullene har indre glideflater mot foringene og ytre glideflater mot det hjulet som kjedet passerer. Innerflaten kan være belagt med et glidesjikt av polyamidplast. Sideskivene blir som regel naglet fast. Figur 12.3 Konstruksjonen av rullekjedet

Senteravstanden mellom to naboruller kaller vi delingen.

73

Figur 12.4 Enradet rullekjede, simpleks Figur 12.5 Toradet rullekjede, dupleks Figur 12.6 Treradet rullekjede, tripleks

Rullekjeder fins i flere utførelser. Vi har både enkle (simpleks-), toradete (dupleks-), treradete (tripleks-) og fireradete (kvadrupleks-) kjeder. Dupleks-, tripleks- og kvadruplekskjeder blir brukt til å overføre store krefter.

Figur 12.7 Delene i hylsekjedet

Hylsekjedet er enklere enn rullekjedet, og det har ikke ruller. Hju­ lene griper direkte inn på foringene til innerlenkene.

Figur 12.8 Tannkjede

Tannkjedet er et stillegående kjede. Det består av flere tannformede ledd som er montert sammen slik at de kan gripe inn i lukene på tannhjulet. Se figur 12.8.

Driv kjeder av plast er både stillegående og smørefrie. Kjedetannstenger kan brukes i stedet for tannstenger. De har et feste i den ene enden og en spennskrue i den andre.

Transportkjedet har ofte festevinkler og medbringere. Transportbåndet er også en kjedekonstruksjon. Figur 12.9 Drivkjede av plast

Figur 12.11 a) Medbringer b) Festevinkel

Figur 12.12 Kjedekonstruksjon som transportbånd

a) Kjedelås med sikringsfjær

Sammenkopling og frakopling av kjeder b) Bøyd koplingslenk

c) Halvlenk

Figur 12.13 Kjedelås (koplingslenker)

74

Som regel blir kjeder koplet sammen med kjedelås (koplingslenk, se figur 12.13) eller ved nagling av ytterlenken utenfor sideskiva. En sikringsfjær for kjedelås skal alltid monteres med den halvsirkelformede enden i bevegelsesretningen. Se figur 12.13 a. For mindre justeringer av kjedelengden kan vi bruke bøyde koplingslenker eller halvlenker.

Når vi demonterer et kjede, bruker vi et spesielt verktøy som avlaster kjedet når vi trekker ut naglene. Se figur 12.14. Deretter løsner vi en ytterlenk. Dersom kjedet ikke har kjedelås, må vi slipe av de naglede boltene på lenken før vi trekker ut naglene. Merk: En utpresset ytterlenk bør ikke brukes om igjen. Utpressing av én lenkebolt gjør sideskiva deformert.

Figur 12.14 Verktøy til demontering av kjede

Kjedehjul, spennhjul og brytehjul Et overføringskjede har fast inngrep i kjedehjul med tenner. Ten­ nene er utformet slik at de passer de ulike kjedetypene. Brytehjul bruker vi når vi vil forandre retningen på kjedet uten at det skal utføre noe arbeid. Se figur 12.15. For at en kjedeoverføring eller en reimoverføring skal fungere godt, må kjedet eller reima ha riktig stramming. Det er ofte nødvendig å justere kjedespenningen både ved montering og med jevne mellom­ rom seinere, fordi overføringen blir slitt.

Dersom den ene hjulakselen kan flyttes, er det enklest å spenne kjedet ved å forandre akselavstanden. Hvis kjedet er montert på en motoraksel, kan vi bruke tyngden av motoren som spennkraft. Motoren henger da i et ledd. I andre tilfeller blir kjedet holdt stramt med et spennhjul. Se figur 12.16.

Verneutstyr Spennhjul (kjedehjul med tenner)

Kjedeoverføringsskjermer er påbudt ifølge arbeidervernloven. Hele overføringen blir ofte bygd inn og blir dermed kombinert med smøringen av kjedet. Se figur 12.18. Arbeidsoppgavene 41 og 42

Figur 12.17 Spennhjulene kan monteres på et spennelement. Her gir fire gummiklosser tilstrekkelig fjæring

Figur 12.18 Deksel for kjedeoverføring

75

Reimoverføring Kraftoverføring med reimer og reimskiver blir ofte brukt der vi ønsker spesielt myk og støyfri overføring, for eksempel i visse slipemaskiner. Reimoverføringer blir i stor utstrekning også brukt for transport av gods i industri-, handels- og servicebedrifter.

Bruker vi reimoverføringer, er det alltid en viss risiko for sluring, og derfor er ikke virkningsgraden like høy som ved kjededrift. Dette unngår vi ved tannreimsdrift. Figur 12.19 Kilereimsoverføring

Den drivende akselen bør ha reimskive med plan bane. Reimskiva (hjulet) på den drevne akselen bør ha svakt buet bane. Bruker vi halvkryssende reimer, figur 12.20, bør begge skivene ha plan bane. Da bør også banene være noe bredere enn vanlig. Den nedre delen av reima skal være den trekkende, slik at omslyngingsvinkelen (dragvinkelen) blir så stor som mulig. Se figur 12.21. Da får reima bedre grep på skiva. Av samme grunn plasserer vi spennhjul på den slakke delen av reima.

Figur 12.20 Halvkryssende reimer

Beregninger Utvekslingen (z) er lik forholdet mellom omdreiningstallene (ny og n2) på de to reimskivene (hjulene) som står i forbindelse med hverandre i reim- eller kjedeoverføringene.

Eller: Utvekslingen (z) er lik forholdet mellom diameterne (d2 og dy) på de to reimskivene (hjulene) som står i forbindelse med hverandre (med en reim eller et kjede). Vi har altså to matematiske uttrykk for utveksling: i = ^2. dy

”1 «2

som vi kan sette sammen: _ ny = omdreiningstallet på det drivende hjulet d-\ = diameteren på det drivende hjulet n2 = omdreiningstallet på det drevne hjulet d2 = diameteren på det drevne hjulet

dx

«2

Ved kryssmultiplikasjon får vi ligningen: "i

Figur 12.22

d2

«2

_

d2 dy

ny - dy — n2 - d2

76

Ulike reimtyper Vi kan dele reimene inn i fire forskjellige klasser: - flatreim - kilereim - tannreim - transportreim (kraftbånd)

Flatreim Flatreima er den eldste reimtypen. Den er forspent og har ofte spennhjul for at sluringen skal bli så liten som mulig.

Lær kan skjøtes til store lengder. En vokset lærreim griper bra på reimskivene. Den tåler maskinolje.

Gummireim med vevinnlegg brukes når det kreves ekstra godt grep på reimskivene. Denne reima gir myk gang, men den strekker seg litt med tiden. Gummireimdrift har derfor spennutstyr. Figur 12.23 Tverrsnitt av forskjellige reimer

Stålbånd krever store reimskiver for at ikke bøyepåkjenningene i båndet skal bli for store. Det fins også flatreimer av syntetisk materiale. Reimene består av tre sammenlimte lag med ulike egenskaper som gjør at de beholder formen og varer lenge.

Figur 12.24 Eksempel på målfor en standard kilereim

Kilereim Kilereima er et standardisert maskinelement som blir produsert endeløs. Den er oppbygd av:

- naturgummikjerne - armeringstråder som kan være av stål, plast eller bomull (kordlag) - ytterduk av tettvevd bomull

Figur 12.25 Kilereimshjul. Reima går ikke i bunnen av sporet

Reimskivene lages med ett eller flere spor som må være nøye avpasset til tverrsnittet på reima. På grunn av kilevirkningen får kilereimer betydelig høyere virkningsgrad enn flatreimer. Når utvekslingen er stor, trenger ikke det største hjulet spor, fordi omslyngningsvinkelen er forholdsvis stor.

Tannreim Vanligvis er tannreimene endeløse og med en tynn seksjon mellom tennene. Tannreimer blir laget av vevarmert eller vaierarmert plast. De brukes på tannhjul med tilsvarende tenner. Ett av hjulene i overføringen må ha flenser for at ikke tannreima skal gli av. Tannreima får et svært godt grep uten at den må forspennes som de andre reimene. Både levetiden og virkningsgraden for tannreima er høyere enn for de andre reimene. Tannreima brukes for eksempel til å drive pumper og styre TV-kameraer.

Figur 12.26 Tannreimsoverføring

77

Kraftbånd (transportbånd) Et kraftbånd er et kompakt drivelement som består av flere kilereimer forbundet med hverandre. Det fins kraftbånd for ulike bruksområder. De kan ha forskjellige tverrsnitt og være sammensatt av forskjellige antall reimer. Se figur 12.27.

Skjøting av reimer Det er bare plane reimer som blir skjøtt. Lærreimer og gummireimer kan limes på forskjellige måter. Lærreimene kan også sys sammen, eller de kan ha en form for reimlås.

Store reimer kan vi ikke legge på for hånd. Det kreves spesielt reimstrekkerutstyr for skjøting av reimer som allerede er plassert på reimskivene.

Vedlikehold av reimov erføringer Forspenningen må av og til justeres fordi reimene strekker seg. Ved kilereimsdrift bør reimspenningen være slik at vi relativt lett kan trykke ned en reim slik at oversiden av den kommer i høyde med undersiden av de andre. Se figur 12.28. Figur 12.27 Kraftbånd a) Kraftbånd med tre kilereimer b) Kileformet underside med 10 «tenner»

Dersom vi skal skifte kilereimer, må vi skifte alle på den samme reimskiva. Reimene må holdes rene for smuss og olje.

Reimoverføringer må bygges inn. Arbeidsoppgave 43

Figur 12.28 Prøving av reimspenning

V aieroverføringer Vaier (ståltau) blir brukt som overføringselement i løftekraner, heiser, traverser, taubaner og i andre forbindelser. Traverskrana på figur 12.29 b er utstyrt med vaier. Krana blir styrt fra et trykknapppanel som er koplet til den med en gummikabel.

b)

Figur 12.29 Vaier (ståltau) blir brukt blant annet i a) løftekraner og b) traverskraner

78

Oppbygningen av vaieren Vaiere lages av ståltråder med svært høy materialfasthet. Trådene blir satt sammen til en vaier gjennom ulike former for tvinning. Ofte er vaieren bygd opp omkring en jutekjerne, en hampekjerne eller liknende. Kjernen fungerer som et mykt underlag for trådene og som et magasin for smøremiddel, og den gjør vaieren mer bøyelig.

Ofte fletter man noen få tråder sammen til en tynn vaier, og så blir flere slike vaiere brukt som enkelttråder i en tykkere vaier. En tynn vaiertråd som blir brukt som delvaier ved tvinning av en kraftigere vaier, kaller vi en kordel.

Figur 72.30 Eksempel på hvordan en vaier er bygd opp

Figur 12.32 viser hvordan vi måler diameteren på en vaier. Vi måler på det tykkeste stedet.

a) 7-trådet

d) 366-trådet

Figur 12.32 Måling av diameteren på en vaier

c) 115-trådet, oval

b) 12-trådet

e) Lukket kabel

Figur 12.31 Forskjellige vaiertyper

Vaierhjul og vaiertromler Spor

Figur 12.33 Vaierhjul

Vaiere løper på spesielle vaierhjul og vaiertromler. Hvordan spo­ rene er, betyr mye for levetiden til vaieren. Er sporet for bredt, får ikke vaieren den kantstøtten den trenger. Det fører til at den blir flat. Er sporet for trangt, risikerer vi at vaieren blir revet i stykker. I begge tilfeller vil noen av trådene etter hvert ryke, og da må vaieren kasseres.

Vedlikehold av vaiere Siden vaierne er laget av stål, tåler de ikke å bli bøyd for mye. Vaiertromler, vaierhjul og bryteskiver er derfor beregnet for spesi­ elle vaierdimensjoner og vaiertyper. Vi må også passe på at vaieren ikke blir utsatt for kraftig bøying i sideretningen. En vaier må vikles forsiktig av den trommelen den er levert på. Blir vaieren klemt, kan oppbygningen av hele vaieren bli ødelagt. Vaiere må holdes ved like med smøring. Oljen virker samtidig som rustbeskyttelse. Det fins også rustfrie vaiere som er beregnet til bruk på spesielt utsatte steder. Arbeidsoppgave 44

79

Kj ettingo verføringer a) Vanlig kjetting

På samme måten som vaiere kan kjettinger brukes i blant annet trekk- og løfteutstyr. Vanlige løftekraner i verksteder kan for eks­ empel ha en manøvreringskjetting og en løftekjetting. Figur 12.34 viser vanlig kjetting, kjetting med vridde lenker og skipskjetting med stolpelenker (stolpekjetting).

b) Kjetting med vridde lenker

Det fins mye forskjellig tilbehør til kjettingoverføringene. Vi har for eksempel kjettinghjul, øye, ring, koplingslenker, kroker, sjakler og svivler. Løftekjettinger blir ofte levert med tilbehør. Det fins også dobbelte og tredobbelte løftekjettinger som blir holdt sammen av en ring eller et øye.

c) Skipskjetting med stolpelenker

Figur 12.34 Noen ulike kjettingtyper

Figur 12.36 Koplingslenk

Figur 12.35 Løftekjetting med tilbehør

Figur 12.37 Sjakkelen gjør det mulig å skjøte kjetting og tilleggsutstyr

80

Figur 12.38 Manuelt kjettingløfteutstyr

Regler for arbeid med kjetting - Hver enkelt løftekjetting bør være merket med høyeste tillatte belastning. - Både rykk i kjettingen og plutselige stopp gir belastninger som er flere ganger så store som tyngden av lasten. Vi bør derfor alltid velge en kjetting som er grovere enn lasten krever. - Dersom en kjetting er blitt klemt eller utsatt for sterk varme, for eksempel ved langvarig transport av glødende jern, må den ikke brukes før den er blitt kontrollert og reparert. Som regel tar kjettingfabrikken seg av dette. - Løftekjettinger (eller vaiere og stropper) må ikke forkortes eller forlenges med knuter eller liknende. - Alle som arbeider med løfteutstyr, bør sette seg inn i sikkerhets­ forskriftene som gjelder for utstyret, og følge dem nøye. - Jo større vinkelen er mellom to kjettinger eller vaiere som går sammen i et øye, desto mindre løfteevne får utstyret.

Figur 12.39 Enkeltdel

Figur 12.40 Dobbelte deler med forskjellige vinkler

Figur 12.41 Tabellen viser maksimal tillatt last for kjetting (i tonn) Enkelt del

Firedobbelt del

Tredobbelt del

s

W |R

Dobbelt del

Kjetting dimensjon, mm

Toppvinkel —>

30°

60°

90c

/ 1

rf

/

L'

1

z

\

1

f!

i

/

X \

1

1

---

1

'\

Ot y*

90°

120°

30°

60°

90°

120°

30°

60°

90°

120°

2,3 3,1 4,2

1,9 2,5 3,4

1,4 1,3 2,4

3,5 4,6 6,0

3,1 4,1 5,6

2,5 3,4 4,6

1,8 2,4 3,2

6 7 8

0.9 1,2 1,6

1,7 2,3 3,0

1,6 2,0 2,8

1,3 1,7 2,3

0,9 1,2 1,6

2,6 3,5 4,6

10 13 16

2,5 4,2 6,4

4,9 8,3 12

4,4 7,5 11

3,6 6 9

2,5 4,2 6,4

7,4 12 18

6,6 11 17

5,4 9 13

3,8 6,3 9,6

9,8 16 25

8,8 15 22

7,2 12 18

5 8,4 12,8

19 22 26

9 12 17

17 23 33

16 21 29

13 17 24

9 12 17

26 35 49

24 32 44

19 26 36

13 18 26

35 47 66

32 42 58

26 35 48

18 24 34

32

25

48

43

35

25

72

65

53

38

96

86

70

50

81

Løfteteknikk Tyngdepunktet Figur 12.42 Tyngdepunktet virker loddrett nedover og måles i N (newton)

Når vi skal laste, losse og løfte tunge laster, er det viktig og nyttig å vite hvor tyngdepunktet (TP) ligger. For å finne den omtrentlige plasseringen av tyngdepunktet tar vi utgangspunkt i linjer, flater og gjenstander der tyngdepunktet kan bestemmes.

Tyngdepunktet for rette linjer er på midten av lengden på linja. Tyngdepunktet for rektangler og parallellogrammer ligger i skjæ­ ringspunktet i diagonalen. Prismer og sylindere har tyngdepunktet på senterlinja, midt på høyden.

Figur 12.43

Tyngdepunktet plasserer seg rett under opphengspunktet dersom lasten henger fritt. Dersom kraftretningen i tyngdepunktet kommer utenfor støttepunktet, velter lasten. Stabiliteten til en gjenstand uttrykker vi ved stabilitetsmomentet. For at vi skal kunne velte en gjenstand, må veltemomentet være minst like stort som stabilitets­ momentet.

Figur 12.44 Lasten blir mer stabil jo lavere TP ligger i forhold til underlaget

Når vi skal handtere laster i løfteinnretninger, er det viktig å vite hvordan lasten vil oppføre seg for eksempel når vi skal vende den. Vi må da kjenne tyngdepunktet, og det finner vi altså ved å vurdere formen på lasten.

Løfteinnretninger og løfteredskaper Når vi skal løfte tunge gjenstander eller laster, bruker vi både løfteinnretninger og løfteredskap. Løfteinnretninger er kraner, vin­ sjer, taljer og andre heiseinnretninger. Med løfteredskap mener vi kjetting, sjakkel, ring, lastekrok, blokk, kjettingstropp, ståltau, tauverk og lignende.

Figur 12.46 Fritthengende last i stopper

82

Figur 12.47 Lastekrok

En lastekrok skal være laget slik at ringer eller stropper ikke kan skli ut. Kroken skal være merket med den største tillatte arbeidsbelast­ ningen. Løftestroppene kan være av ståltau eller annet tauverk. Vi bruker slike stropper til å løfte for eksempel bearbeidede maskindeler.

Et ståltau (vaier) består av kordeller (parter) og en kjerne. Kordellene er bygd opp av flere ståltråder lagt i spiral i ett eller flere lag rundt en sentral kjerne (sentertråd). I stedet for stropper kan vi også bruke kjettinger.

Forskrifter fra Arbeidstilsynet Under arbeid med løfting kan det skje alvorlige ulykker dersom utstyret har tekniske mangler eller blir brukt på en uforsvarlig måte. For å redusere faren for ulykker og skader er det utarbeidet forskrif­ ter til arbeidsmiljøloven (bestillingsnummer 291). Disse forskriftene gjelder blant annet

- sikkerhetsutstyr som skal hindre løfteinnretningen å bli utsatt for påkjenninger den ikke er beregnet for - instruksjonsbok med fullstendige opplysninger om bruk, monte­ ring, demontering, transport og bremser, dessuten koplingsskjema for elektrisk utstyr og vedlikeholds- og ettersynsregler - sertifikat for løfteinnretninger og redskap som etter prøving og undersøkelse er funnet i orden - merking av utstyr med opplysninger om største tillatte belastning - gløding av utstyr i stål som er utsatt for elding - periodisk tilsyn og undersøkelse avpasset etter bruken, utført av sakkyndig person som fører resultatet inn i en kontrollbok - merking av utstyr med en bestemt kodefarge som viser kontrollåret Figur 12.48 Signalisering ved transport av last

Signalisering Ved lasting, lossing og løfting av last blir det brukt signaler og tegn. Noen av de vanligste signalene er vist på figuren: Hiv lasten, lår lasten, stopp og rask stopp.

Manuelle løft Når vi skal utføre tunge løft, er det viktig å bruke riktig løfteteknikk. Belastningen på ryggsøyla skal være jevn og mest mulig rett­ linjet. Figuren viser riktig løftestilling. Arbeidsoppgave 45

Figur 12.49

83

I X Tannhjul og I V tannhjulsoverføringer I nesten alle maskiner fins det tannhjul i en eller annen form.

En tannhjulsoverføring består av to eller flere tannhjul i inngrep med hverandre. Kraftoverføringen skjer ved hjelp av tennene på hjulene. Tennene på det drivende tannhjulet trykker mot tennene på det drevne, og berøringsflatene (tannflankene) ruller mot hver­ andre med minst mu’ig glidning. Tannhjulsoverføringer blir brukt til:

- Å overføre roterende bevegelse fra én aksel til en annen. Det gjelder når avstanden mellom akslene er liten og vi samtidig ønsker et nøyaktig utvekslingsforhold. - Å overføre roterende bevegelse til rettlinjet bevegelse. Til dette bruker vi tannhjul og tannstang. a) Slipeskivene er festet i maskinen, og tannhjulet er festet på akselen b) Tannhjulet beveger seg aksielt og blir samtidig vridd slik at to av tannflankene blir slipt annen hver gang

Framstilling av tannhjul Tannhjul lages først og fremst av stål og støpejern. Det kan være støpestål eller legert stål, for eksempel kromnikkelstål. Det blir også brukt andre materialer. Tannhjul av plast er stillegående. Tannhjul av sintret metall og plast kan masseproduseres. Plasten blir gjerne armert med fibrer. Av framstillingsmetodene kan vi nevne:

- Fresing og høvling, ofte fulgt av tannskraping eller sliping. - Støping, stansing, trekking og formpressing, det vil si metoder som ikke danner spon.

Figur 13.2 Sylindrisk tannhjulsoverføring

Inndeling av tannhj ulso verføringer Det fins over hundre forskjellige typer tannhjulsoverføringer. Alle hører til en av de fem hovedgruppene nedenfor. Sylindriske tannhjulsoverføringer er de vanligste. Akslene til tannhjulene i slike overføringer er parallelle med hverandre.

Figur 13.3 Konisk tannhjulsoverføring 84

Koniske tannhjulsoverføringer blir brukt ved kryssende aksler og små utvekslingsforhold. Slike overføringer kan føre drivkraft «rundt hjørner».

Skrue- og snekkeoverføringer blir også brukt når akslene krysser hverandre, og når en ønsker store utvekslingsforhold. Spesielle tannhjulsoverføringer av ulike typer blir brukt til helt spesi­ elle formål, for eksempel planethjulsoverføring. Se figurene 13.5 og 13.13.

Figur 13.4 Snekkeoverføring

Tannstangoverføringer omformer roterende bevegelse til rettlinjet. Overføringen består av et sylindrisk tannhjul og en tannstang. Se figur 13.6. Arbeidsoppgavene 46 og 47

Figur 13.5 Spesiell tannhjuls overføring

Sylindriske tannhjul og tannhj ulsoverføringer Sylindriske tannhjulsoverføringer kan lages enten med utvendige eller innvendige tenner. Det er mest vanlig med utvendige tenner. Dersom det er liten plass, kan vi bruke innvendige tenner. Se figurene 13.7 og 13.8. Vi skal forklare en del definisjoner og forhold som gjelder for sylindriske tannhjulsoverføringer. Disse forklaringene gjelder også ofte for andre typer tannhjulsoverføringer.

Utveksling

Figur 13.7 Utvendig overføring

Forholdet mellom omdreiningstallet (rotasjonsfrekvensen) til det drivende hjulet og omdreiningstallet til det drevne hjulet kaller vi utvekslingen (z). Omdreiningstallet blir gjerne uttrykt i omdreinin­ ger per minutt (r/min). «i z = ---«2

/?! = omdreiningstallet til det drivende hjulet n2 = omdreiningstallet til det drevne hjulet En utveksling blir alltid angitt i kraftoverføringens retning (inngå­ ende turtall dividert med utgående turtall).

Figur 13.8 Innvendig overføring Delingssirkler

Tanntall Tanntallet er antall tenner rundt hele omkretsen av tannhjulet. Tannhjulene bør ha så stort tanntall som mulig, fordi overføringen går mykere dersom det er flere tenner i inngrep samtidig. Det fins likevel grenser for hvor mange tenner tannhjulet kan ha. Tanntallet blir blant annet begrenset av materialfastheten. For en enkel tannhjulsoverføring er tanntallene (Z] og z2) om­ vendt proporsjonale med omdreiningstallene til tannhjulene. Det vil si: «i

Figur 13.9 Delingssirkler

_

z2

«2

85

Deling Vi kan tegne tannhjulene som sirkler. Dermed kan vi også tenke oss at to tannhjul som er i inngrep, er to sirkler (delesirkler) som tangerer hverandre. Delesirkeldiameteren er litt større enn bunnsirkeldiameteren. Delingen er buelengden fra tann til tann, målt langs delesirkelen. Det vil si at delingen er summen av en tannluke og bredden på en tann. Se figur 13.10. Arbeidsoppgavene 48, 49 og 50

Figur 13.10 Deling

Enkle og sammensatte overføringer Sylindriske tannhjulsoverføringer deler vi inn i tre hovedtyper: - enkle overføringer uten mellomhjul - enkle overføringer med ett eller flere mellomhjul - sammensatte overføringer

Figur 13.11 Enkle overføringer

Figur 13.12 Enkel overføring med et mellomhjul

Den enkle overføringen uten mellomhjul består av to tannhjul. Overføringen kan være enten utvendig eller innvendig. Se figur 13.11. I en utvendig overføring roterer tannhjulene motsatt vei. Når overføringen er innvendig, roterer de samme vei.

Mellomhjulet i en enkel utvendig overføring har ingen betydning for utvekslingen. Denne løsningen gir oss den fordelen at det drivende og det drevne hjulet roterer i samme retning. Størrelsen på mellom­ hjulet har ikke noe å si for omdreiningstallet. Innvendige overføringer kan også ha mellomhjul. Figur 13.13 viser den såkalte planethjulsoverføringen, som har to, tre eller fire mel­ lomhjul (planethjul). Planethjulsoverføringen blir blant annet brukt i kjøretøyer. Solhjulet kan være koplet til drivakselen, og ringhjulet til den drevne akselen. Den inngående og den utgående akselen til planetgiret har samme senterlinje. Med denne konstruksjonen kan en lage girkasser med mindre utvendige mål.

Den enkleste av de sammensatte overføringene er vist på figur 13.14 a. Den består av to enkle overføringer som arbeider sammen. Overføringer i kjøretøy er mer komplekse konstruksjoner. Se figur 13.14 b. Figur 13.13 Planethjulsoverføring

Figur 13.14 a) Sammensatt overføring

86

Figur 13.14 b) Girkasseoverføring i en lastebil

Tannsystemer Det metriske modulsystemet Alle land som bruker metersystemet, beregner tannhjulene etter det såkalte modulsystemet. Målene blir oppgitt i millimeter.

Modulen (m) er delingen (p) i millimeter dividert med si p m = —

eller

m■

tt

tt,

det vil

= p

TT

Det vil si: modulen (m) multiplisert med

tt

gir oss delingen (p).

Men vi får også delingen (p) gjennom å dividere omkretsen til delesirkelen (O) med tanntallet (z), det vil si O

„

p = — eller z siden O - tt • d

p = z

d

tt

• —

Vi kan kombinere disse uttrykkene og får:

Figur 13.15 Antall tenner = antall delinger

tt • d ■ m = -----z Etter forkorting med tt

tt

får vi:

d m = — z NS 5000 oppgir modulrekker for sylindriske tannhjul og for koniske tannhjul med rette tenner. Arbeidsoppgavene 51 og 52

Figur 13.16 Modulsystemet. Delingsdiameteren dividert med antall tenner gir modulen = m

Figur 13.17 De vanligste betegnelsene på et sylindrisk tannhjul med rette tenner

Eksempel: Et tannhjul har z = 30 og m = 3. Tannhøyden h blir da h = 2 m + 1/6 m, det vil si h = 2 • 3 + 3/6 = 6,5 mm. 1/6 m = tannbunnklaringen (c).

Pitchsystemet I det såkalte pitchsystemet (pitch = deling) er målene oppgitt i tommer. Det fins både sirkulær og diametral pitch. Eier tar vi for oss diametral pitch.

87

Figur 13.18 Pitchsystemet. Tanntallet dividert med delingsdiameteren i tommer er lik diametral pitch. På figuren er z — 30 og d = 5" P = 30/5 = 6 P — 6 tilsvarer altså m = 4,25 25,4/6 = 4,25 mm

Delingsdiameter (pitchdiameter)

Diametral pitch (P) vil si tanntallet (z) dividert med delesirkeldiameteren (d) i tommer. Vi har altså:

P = — d

P angir altså hvor mange tenner det går på én tomme av delesirkeldiameteren. For omregninger mellom modulsystemet og pitchsyste­ met gjelder formelen p _ 25,4 m

Tannform Toppflate

n

Tennene på forskjellige sylindriske tannhjul kan ha ulik utforming, både når det gjelder flankeretning og tannprofil. Tannflanken er tannflaten mellom bunnflaten og toppflaten. Se figur 13.19.

Flankeretning Rett fortanning, se figur 13.20. Flankelinjene er rette og parallelle med hjulakselen.

Figur 13.19 Tannflanke

Skråfortanning. Flankelinjene danner en vinkel med hjulakselen. Når slike tannhjul arbeider, oppstår det et aksialtrykk som prøver å forskyve tannhjulet i aksial retning. Fordelen med skråfortanning er at en større del av tannflaten er i inngrep. Se figur 13.21.

Dobbelt skråfortanning (pilfortanning): To tannbaner med skråfor­ tanning og med like store og motsatte skråretninger. På den måten blir aksialtrykkene jevnet ut. Se figur 13.22. Figur 13.20 Tannhjul med rett fortanning

Tannhjul med skrå fortanning 88

Buefortanning-. Fortanning med bueformede flankelinjer. Vanligvis er buene deler av sirkler. Se figur 13.23.

Tannhjul med pilfortanning

Tannhjul med buefortanning

Tannprofil Tannprofilen følger oftest en evolventkurve. Evolventkurven kom­ mer fram slik: Vi tenker oss en snor sorn er viklet rundt en sylinder, og på denne snora er det en knute. Hvis vi holder snora stram mens vi vikler den av sylinderen, vil den kurven som knuten på snora beskriver, danne en evolvent i forhold til sylinderen. Den første delen av evolventkurven blir brukt som tannprofilen. Se figur 13.24.

Figur 13.24 Konstruksjon av evolventen

Koniske tannhjul og tannhj ulsoverføringer Vi har tidligere sett på en enkel sylindrisk tannhjulsoverføring som to sirkler som ruller mot hverandre. På samme måten kan vi se på en konisk tannhjulsoverføring som to avkortede kjegler som ruller mot hverandre.

Figur 13.25 Konisk tannhjulsoverføring. Vinkelen mellom akslene er 90°

De største diameterne på kjeglene danner delediameterne d\ og d2. Se figur 13.25. Tanntykkelsen varierer langs tannbredden. Tanna får derfor mindre dimensjoner ved innsidene enn ved utsi­ dene. Vi skiller mellom yttermoduler og innermoduler.

Koniske tannhjulsoverføringer blir framstilt i en rekke varianter både når det gjelder akselvinkler og utformingen av tennene. Akslene kan ligge i samme plan eller krysse hverandre i en viss vinkel. Figurene 13.25, 13.26 a og 13.26 b viser tannhjulsoverførin­ ger der akslene danner en vinkel på 90° med hverandre og ligger i samme plan.

Tennene på koniske tannhjul kan være rette, skrå eller skrueformede (hypoidskårne). Dersom tennene på det minste av de koniske tannhjulene (pinjongen) er skrueformede, får vi en konisk skrueoverføring (hypoidoverføring) med kryssende aksler. Se figur 13.27. Ved hjelp av hypoidoverføringer kan drivakselen på en bil plasseres lavt, noe som er gunstig for tyngdepunktet i bilen.

b) Skrå tenner

c) Hypoidskårne tenner

Figur 13.26 Koniske tannhjul

Ved å forandre konisiteten på de koniske tannhjulene kan vi tilpasse overføringen til andre akselvinkler enn 90°.

Figur 13.27 Hypoidoverføring (konisk skrueoverføring)

89

Figur 13.28 Bakaksel med differensial

Koniske tannhjulsoverføringer brukes i bakakselen på personbiler og lastebiler. En differensialmekanisme gjør det mulig for bakhju­ lene å rotere med ulike omdreiningstall når bilen svinger.

Snekkeoverføringer Snekkeoverføringer blir brukt for store utvekslinger mellom aksler som krysser hverandre. Diameteren på snekkeskruen er vanligvis like stor over hele lengden. Tennene eller gjengene har som regel trapesform. Tennene i snekkehjulet er formet etter gjengene på snekkeskruen. Figur 13.29 Snekkeoverføring med

._ z2 _ 24 zi

1

For hver omdreining snekkeskruen gjør, flytter tannhjulet seg like mange tenner som det er innganger på snekkeskruen.

Dersom snekkeskruen er engjenget og roterer én omdreining, vrir snekkehjulet seg en vinkel som svarer til én tanndeling. Er snekke­ skruen togjenget, vrir hjulet seg en vinkel som svarer til to tanndelinger.

Spesielle tannhjulsoverføringer De spesielle tannhjulsoverføringer som vi nevnte tidligere kan være svært kompliserte både i form og funksjon og vil ikke bli behandlet nærmere i denne boka. Vi skal her bare som eksempel nevne to typer: Figur 13.30 Tannhjulsoverføringfor oppdelt bevegelse

- Firkantete og ellipseformede tannhjul forandrer en jevn rotasjon til en vekselvis hurtig og langsom rotasjon. - Tannhjulsoverføring for oppdeling av bevegelse. Slike tannhjul har uregelmessig form og kan gi bevegelse med ulike hastigheter og med regelmessige avbrudd.

T annstangoverføringer Figur 13.31 Tannstangoverføring

90

Tannstangoverføringen består av et sylindrisk tannhjul og en tannstang. Med denne overføringen kan en roterende bevegelse omfor­ mes til en rettlinjet. Overføringen kan også brukes til å forandre en rettlinjet bevegelse til en roterende.

Tennene på tannstanga har rette flanker. For tannstanga kan vi finne en delelinje som svarer til delesirkelen for tannhjulet. Figur 13.32 viser delelinjen og noen andre størrelser.

Figur 13.32 Tannstang p - deling m = modul h - tannhøyde c = tannbunnklaring

Vedlikehold av tannhj ulsoverføringer En god tannhjulsoverføring må tilfredsstille følgende krav:

- Den drevne akselen skal rotere så jevnt som mulig. - Overføringen skal være stillegående. Ulyder tyder på feil. - Friksjonen mellom tennene skal være liten. Det vil si at virknings­ graden skal være så høy som mulig. - Overføringen skal være laget av slitesterkt materiale. Når vi skal montere tannhjulsoverføringer, kreves det at underlaget er plant. Et vilkår for en jevn overføring av bevegelse er at minst ett og helst to tannpar er i inngrep hele tiden. Dette kravet kan vi ikke tilfreds­ stille dersom tanntallet er lite. Hvis overføringen har evolventtenner, må det minste hjulet minst ha 12 til 14 tenner.

Disse kravene gjelder i hovedsak konstruksjonen av overføringen. For at overføringen skal kunne fungere godt, må den holdes ved like. Derfor bør en være oppmerksom på disse vedlikeholdsreglene:

• Alle tannhjulsoverføringer lager lyd eller støy, men lydene kan være forskjellige. Vi bør stadig lytte på de overføringene vi har ansvar for. Setter vi en skrutrekker mot vernedekselet til overfø­ ringen og legger øret til skaftet, blir både lydene og ulydene forsterket. Ulyd kan blant annet komme av:

- Overføringen blir dårlig eller feil smurt. Oljen i en tannhjulsoverføring bør kontrolleres og skiftes regelmessig. Ulike typer overføringer krever forskjellig smøremiddel. Det er blant annet viktig at viskositeten i smøremidlet er riktig. Hypoidoverføringer skal ha spesiell hypoidolje. Følg instruksjonene ved oljeskift! - Overføringen er overbelastet. - Overføringen er skadd. Tenner kan være brukket eller nedslitt. - Det er satt inn et nytt tannhjul i en gammel overføring. Gjen­ nom slitasje har de gamle tannhjulene fått en annen tannform enn den opprinnelige. Da må en ofte bytte ut alle tannhjulene. • Hvis det er mulig, skal tannhjulsoverføringene bygges inn i vernedeksler. Det gir både bedre driftssikkerhet og bedre sikkerhet for menneskene omkring. Alle åpne tanninngrep er en risikofak­ tor. Dekselet beskytter også overføringen mot smuss og forurens­ ning. • Hurtiggående tannhjulsoverføringer må ha kjøling. Det kan ofte ordnes gjennom sirkulasjonssmøring. • Dersom overføringen har mellomhjul som er montert frittgående på en aksel, må vi smøre lagrene på akselen. Arbeidsoppgavene 53 og 54

91

I u Smøremidler og I ■ smøreutstyr Smøring Riktig utført smøring er avgjørende for en jevn og god drift.

Friksjon og smøring Tørr friksjon

Figur 14.1 Prinsippskissen viser hvordan friksjonen mellom flere sjikt i oljefilmen virker — minst på midten. Et annet navn på denne væskemotstanden er viskositet

Når en aksel hviler uten å rotere i en lagerskål, har ujevnhetene i lagerskåla metallisk kontakt med ujevnhetene i akseloverflaten. Når akselen begynner å rotere, oppstår det en bevegelsesmotstand mel­ lom kontaktpunktene. Dette kaller vi friksjon. Den tørre friksjonen mellom flater er så stor at en roterende aksel hurtig blir oppvarmet punktvis. Lagerflater som er følsomme for temperatur, kan bli ødelagt og til og med smelte. Hensikten med smøremidlet er å danne en film som er tilstrekkelig tykk til å skille lagerflatene. Da minsker friksjonen og slitasjen. Smøremidlets viskositet eller seighet er en viktig egenskap. Enkelte stoffer som har svært lav tørr friksjon, kan brukes som faste smøremidler. (Se side 94.) Lager med spesielle plastbelegg kan ha så liten tørr friksjon at det i enkelte tilfeller ikke er nødvendig med smøring.

Halvtørr friksjon (grensesjiktsmøring)

Figur 14.2 Grensesjiktsmøring

Dersom kontaktpunktene i to glideflater blir utsatt for svært høyt trykk, har oljesjiktet (oljefilmen) mellom dem lett for å briste. Hvis en bruker et egnet fast smøremiddel, vil det ikke oppstå direkte kontakt mellom disse flatene. Vi får i stedet såkalt grensesjiktsmø­ ring mellom tynne sjikt av det faste smøremidlet.

Væskesmøring (fullsmøring)

Figur 14.3 Væskefriksjon

92

Tilstrekkelige mengder riktig smøremiddel kan bære akselen slik at den ikke kommer i direkte kontakt med lagerflaten. Da har vi væskefriksjon i stedet for tørr friksjon. Væskefriksjon vil si friksjon mellom molekylene i oljen. Også denne formen for friksjon kan gi skadelig oppvarming hvis en ikke bruker riktig smøremiddel, og hvis lagerflatene er ujevne eller feilkonstruerte.

Elastohydrodynamisk smøring Et eksempel på en elastohydrodynamisk smøring finner vi i et kulelager. Når en kule som er belastet, ruller over løpebanen på en lagerring, oppstår det et svært stort trykk i kontaktpunktene. Disse blir presset sammen og deformert elastisk. Når kula ruller videre, får kontaktflatene tilbake sin opprinnelige form. Når rotasjonsha­ stigheten øker, kiler oljen seg inn mellom kontaktflatene, og det danner seg en bærende oljefilm. Viskositeten øker drastisk i samme øyeblikk. Når kula har passert, blir smøremidlet igjen lettflytende.

Smøresystemer I alle smøresystemer må vi ta hensyn til:

- Utformingen av smørestedet, tetninger og driftsforhold - Smøremidlet (oljen, fettet eller annet) og hvilke egenskaper det har under ulike forhold - Smøreutstyret som skal tilføre smøremiddel

Smørestedet Hver type smørested kan kreve sitt spesielle smøreutstyr og smøre­ middel. Maskiner og utstyr som må smøres, er blant annet:

Figur 14.4 Smørested, smøremiddel og smøreutstyr

-

glidelager og rullingslager geider innkapslede tannhjulsoverføringer og snekkeoverføringer kjedeoverføringer vaieroverføringer forbrenningsmotorer pneumatisk utstyr hydraulisk utstyr

Smøremiddel Smøremidlene kan inndeles i klasser etter konsistensen ved rom­ temperatur:

b) Rullingslager

Figur 14.5 Lager

Figur 14.6 Geider

faste smøremidler, for eksempel grafitt halvfaste smøremidler, for eksempel ulike typer fett flytende smøremidler, for eksempel oljer gasser og tåkesmøremidler, for eksempel oljetåke

Det blir stilt to svært viktige krav til smøremidler: Smøremidlene skal hurtig redusere friksjonen mellom glideflatene. Smøremidlene skal redusere slitasjen og hindre kjemiske angrep (korrosjon). Olje, fett og faste smøremidler blir ikke bare brukt som smøremid­ del. Det fins oljer som brukes som trykkvæske ved hydraulisk kraft­ overføring og isoleringsoljer som brukes i transformatorer og oljestrømbrytere. I industrier med sponskjærende bearbeiding og plas­ tisk forming blir olje brukt for å minske friksjon, og som kjølemiddel.

93

Smøreutstyr Smøring kan i prinsippet skje på fire måter:

Figur 14.8 Smørepistol

- Håndsmøring med fettpresse eller oljekanne. Se figurene 14.7-14.9. - Kontinuerlig, men begrenset smøring, for eksempel et tåkesmøre­ apparat. Se figur 14.10. Smøreapparatet smører så lenge det er smøremiddel igjen i beholderen. Det er ikke alltid mulig å kon­ trollere hvor mye smøremiddel dette apparatet tilfører. Det varie­ rer blant annet med temperaturen på smøremidlet. - Intervallsmøring (intermittent smøring, smøring med faste mel­ lomrom) som blir regulert av automatisk smøreutstyr. - Kontinuerlig sirkulasjonssmøring, for eksempel med pumpe som presser oljen til smørestedene og som fører den tilbake til behol­ deren.

Innenfor samme industri kan smøreutstyret variere fra en enkel smørekanne til svært kompliserte, automatiske sirkulasjonssystemer med avanserte pumper og fordelingsventiler. Arbeidsoppgavene 55 og 56

Figur 14.9 Oljekanne

Smøremidler Det er viktig å oppbevare smøremidlene slik at de ikke blir forveks­ let eller blandet med andre. Smøremidler og smøresteder må holdes rene for å unngå unødig driftsstopp. Maskiner og utstyr må smøres til tider som er angitt i et smøreskjema.

Faste smøremidler

Figur 14.10 Tåkesmøreapparat

Grafitt er det eldste av de faste smøremidlene. Finfordelt grafitt kan holde seg svevende i olje, og kolloidal grafitt blir derfor brukt som oljetilsetning. Vi kan bruke kolloidal grafitt i forbindelse med stan­ sing og dyppressing.

Kalk, talkum og såpepulver er andre faste smøremidler som egner seg godt til trådtrekking og stangtrekking.

|

Molybden

Svovelatomer

Figur 14.11 Smørevirkningen av molybdendisulfid. Svovelatomene fester seg til metaller og gir et glidesjikt

Molybdendisulfid kombinert med blant annet aluminium- og sinkforbindelser blir brukt for eksempel i «smøringsfrie» universalledd i biler. Molybdendisulfid leveres i pulverform eller blandet med fett og olje. Svovelatomene i molybdendisulfidet har lett for å hefte seg til mange metaller og danner et glidesjikt med lav friksjon. Molyb­ dendisulfid gir god smøring både ved lave og høye temperaturer (opptil 400 °C, i vakuum opptil 1100 °C). Glidelakker, som blant annet inneholder molybdensulfid, gir en fast smørefilm med lav friksjon på finmekaniske deler. Klorforbindelser og fluorforbindelser kan gi liknende glidesjikt i smøringsfrie lager.

Halvfaste smøremidler — fett Smørefett blir brukt blant annet der olje lett kan forsvinne fra smørestedet. Fettet hindrer samtidig smuss og vann i å komme inn i lageret. 94

Et smørefett består vanligvis av mineralolje og fortykningsmiddel. Friksjonsvarmen smelter fettet slik at det virker som et flytende smøremiddel.

Universalfettet er et svært allsidig smøremiddel. Dessuten fins det fett for rullingslager, tannhjulsoverføringer, geider (glidelager) og kabler (vaiere). Konsistensfett er et enkelt og billig fett. For spesielle bruksområder fins det fettyper som er syntetiske, det vil si at de er framstilt kjemisk.

Flytende smøremidler — smøreoljer Oljer kan deles inn i fire ulike grupper etter opprinnelse:

- Mineraloljer er som regel framstilt ved raffinering av jordolje. De vanligste smøreoljene er mineraloljeprodukter. Det kommer blant annet av at de er relativt rimelige. - Feite oljer blir utvunnet fra plante- og dyreriket. I modellmotorer brukes for eksempel ricinusolje (lakserolje). Feite oljer er dyre og harskner (oksiderer) lett. De blir derfor mest brukt i blanding med mineraloljer. - Kompoundoljer er blandinger av mineraloljer og feite oljer. - Syntetiske oljer er kunstig (kjemisk) framstilt. De er dyre, og brukes blant annet i visse tannhjulsoverføringer, i bilmotorer, i kompressorer og i elektromagnetiske koplinger. De brukes også ved plastisk bearbeiding, for eksempel ved kaldvalsing av stål. De syntetiske oljene tåler høye temperaturer og er tyngre enn vann. De kan ikke blandes med andre oljer. Vann brukes også som smøre- og kjølemiddel for plastlager og gummilager.

Egenskaper hos oljene Viktige egenskaper hos smøreoljer (og delvis hos alle smøremidler) er blant annet renhet, hefteevne, oksidasjonsbestandighet, filmstyrke (bæreevne eller trykkfasthet), viskositet og størkningspunkt.

Renhet. En smøreolje må ikke inneholde forurensninger, vann og syrer. På mange smøresteder, for eksempel i forbrenningsmotorer, er det ikke til å unngå at oljen blir forurenset av sot og liknende. Blir oljen mørkere, er det et varsel om at vi bør undersøke den nærmere. Forskjellen på ren og forurenset olje er lett synlig om vi stryker ut litt olje på et papir.

Med hefteevne (adhesjonsevne) mener vi den evnen smøremidlet har til å feste seg til flater.

Filmstyrke (bæreevne) vil si evne til å motstå høye trykk. Det er en svært viktig egenskap, blant annet i forbindelse med tannhjulsover­ føringer og snekkeoverføringer.

SAE = Society of Automotive Engineers

Viskositeten er avhengig av indre friksjon i oljen og forteller oss hvor tregt oljen flyter. Den blir målt med forskjellige metoder, derfor kan vi ha viskositetstall med forskjellige enheter. Viskositeten i motoroljer blir angitt som SAE-grader (SAE-tall). 95

Viskositeten synker når temperaturen stiger. For mange smøresteder er det viktig at viskositeten holder seg innenfor ganske snevre grenser. Det gjelder for eksempel i bilmotorer. For å tilfredsstille disse kravene kan vi bruke vinterolje og sommerolje. Vi kan også bruke helårsolje som bare i ubetydelig grad endrer viskositet ved temperaturforandringer, det vil si at oljen har høy viskositetsindeks. En multigrade motorolje, SAE 10-40 W, er et eksempel på dette. Størkningspunkt eller laveste flytetemperatur. Hvis vi bruker tyktflytende olje i en maskin som er utsatt for sterk kulde ved for eksempel driftsstans, risikerer vi at oljen stivner og blir tykk og bekaktig. Merk: Start ikke en maskin dersom du har mistanke om at oljen i den har stivnet av kulde!

Oksidasjonsbestandighet. En god smøreolje må ikke bli påvirket av oksygenet i lufta. Da kan den for eksempel tykne eller miste noe av smøreevnen.

Gasser og oljetåke Oljetåke blir brukt blant annet til å smøre trykkluftverktøy og hur­ tiggående rullingslager.

Luft brukes som smøremiddel for utstyr med høye omdreiningstall og små lagertrykk. Akselen tvinges til å sveve på en luftpute.

Tilsetningsstoffer for smøremidler Vi bruker ulike tilsetningsstoffer (additiver) for å gi smøremidlene bedre egenskaper. De vanligste er middel mot oksidasjon, korro­ sjon og slitasje. Arbeidsoppgavene 57 og 58

Smøreutstyr Håndsmøring Det fins ulike hjelpemidler for håndsmøring. Figurene 14.7, 14.8 og 14.9 på side 94 viser noen eksempler. Olje kan tilføres gjennom åpne smørehull, konuskopper og kulesmørekopper.

Olje og fett kan tilføres gjennom nipler. o

Apne smørehull

Figur 14.12 Åpent smørehull

96

Åpne smørehull (se figur 14.12) blir brukt blant annet til benkeskruestikker som ikke er utsatt for nevneverdig slitasje. Ulempen med smørehull er at støv og rusk lett kan bli ført med oljen til glideflatene.

Konuskopper

Figur 14.13 Konuskopp

Med konuskopper (figur 14.13) skjermer vi smøremidlet fra foru­ rensninger utenfra. Smørekoppene blir presset ned i utborede hull. Bruk mellomlegg når du slår konuskoppen ned. På en type er lokket selvlukkende.

Kulesmørekopper Åpningen til kulesmørekoppen lukkes med en kule og en fjær (figur 14.14). Smørekoppen er gjenget eller forsenket ned i godset.

Figur 14.14 Kulesmørekopper

Smørenipler Smørenipler kan brukes både for olje og fett. Det fins flere typer smørenipler. Sfæriske nipler blir brukt for lave smøretrykk og halssmørenipler for høyere trykk (figur 14.15). Smøremidlet blir tilført niplene under trykk. Vi bruker fettpresse, hevarmfettpresse med trykk opptil 70 MPa eller pneumatisk fettpistol. Hvis vi bruker fettpistol, kan vi tilføre smøremidlet direkte fra et fettfat. Smøreniplene har flere fordeler framfor andre løsninger:

- Ingen forurensninger kan komme inn til smørestedene gjennom niplene, hvis vi har tørket godt av dem før smøringen. - Brukt smøremiddel blir presset ut av det nye ved smøringen. - Forskjellige nippelkonstruksjoner gjør det mulig å nå smøresteder som ligger vanskelig til.

Håndsmøreutstyr

c) Traktornippel

Figur 14.15 Forskjellige smørenipler

a) Tilkopling mellom sfærisk

Olje og fett kan også tilføres gjennom håndsmøreutstyr som forde­ ler smøremidlet til flere smøresteder (figur 14.17). Ved hvert smørested fins det ofte en strupeventil med justerbar åpning, slik at det er mulig å fordele ulike mengder til ulike smøresteder.

Pumpeanordningen kalles en lubrikator. Den kan ha en smøremiddelbeholder. Utstyret kan lett forandres fra håndstyrt til automatisk frammating av smøremidlet.

Smøremiddelbeholder

b) Tilkopling mellom halssmørenippel og fettpresse. Festet kan justeres

Figur 14.16 Tilkopling mellom smørenippel og fettpresse

Figur 14.17 Håndsmøreapparat

97

Figur 14.18 Smøreautomat

Gjennomsiktig deksel

Fjærbelastet smørekopp I såkalte smøreautomater presser en spiralfjær kontinuerlig smøre­ middel ut til smørestedet. Smørekoppen er gjennomsiktig slik at det er lett å se når vi må fylle på smøremiddel. Se figur 14.18.

Figur 14.19 Staufferkopp

Staufferkoppen er en eldre type smørekopp. Her blir lokket fylt med fett og skrudd til etter hvert som smørestedet trenger fett. Se figur 14.19.

Elektronisk styrt smøring En elektronisk styrt smørekopp doserer smøremiddel til hvert smørepunkt kontinuerlig. Påfylling skjer omtrent en gang i året. Smøre­ koppen rommer 140 cm og er 10 cm høy. Den blir drevet av to batterier, hver på 1,5 volt.

Smøreskjema

Figur 14.20 Elektronisk styrt smøring

All håndsmøring er avhengig av mennesket som skal utføre den. For at ingen smøresteder skal bli glemt, lager vi tidsskjemaer som vi må følge. Dersom en maskin skal ha oljeskift med relativt lange mel­ lomrom, kan vi henge opp et smøreskjema ved smørestedet. Vi kvitterer for hvert oljeskift ved å klippe et hull i skjemaet. Arbeidsoppgave 59

Kontinuerlig, men begrenset smøring Når det gjelder utstyr for kontinuerlig smøring, blir ikke smøremid­ let fylt på automatisk. Vi må selv sørge for at det er nok olje eller fett i beholderen. Transporten av smøremiddel videre til smørestedene går uten avbrudd, med eller uten maskinell hjelp. Smøremidlet blir brukt opp og kommer derfor ikke tilbake til beholderen.

98

Oljetåkesmøring — luftsmøring Figur 14.21 viser et oljetåkesmøreapparat for trykkluftverktøy. Lufta går to veier i apparatet. Gjennom en smal kanal kommer et overtrykk inn i beholderen, slik at olje blir presset gjennom et rør opp til kuppelen. Når oljedråpene faller ut av røret, kommer de inn i hovedstrømmen av luft som finfordeler dem til oljetåke. Oljetåken blir ført med lavt trykk til smørestedet (10—30 kPa).

Luftsmøreapparatene er liknende utstyr. De kan levere oljetåke med trykk mellom 10 og 1000 kPa. Merk: Oljetåken representerer en helserisiko fordi den er lett å puste inn og dermed irriterer lungene. Figur 14.21 Oljetåkesmøreapparat

Selvsmørende lager Vi har tidligere behandlet selvsmørende lager i kapittelet «Lager». For å øke levetiden og driftssikkerheten til selvsmørende lager utstyrer en dem ofte med en oljebeholder som blir kontrollert noen ganger i året. Figur 14.22 viser hvordan ytterflaten av lageret hele tiden får tilført olje.

Figur 14.22 Tilsatssmøring til to typer selvsmørende lager

Intervallsmøring Intervallsmøring er smøring med faste mellomrom. Den blir regu­ lert av automatisk (maskindrevet) smøreutstyr. Det maskindrevne smøreutstyret er utviklet fra håndsmøreutstyret. Det har en pumpe som sørger for at smøremiddelet står under konstant trykk i fordelingsledningene.

Smøreutstyret kan drives av en elektrisk motor eller direkte av den maskinen som skal smøres. Det fins forskjellige måter å pumpe ut oljen på: - enledningssystem med en pumpe og en hovedledning som forgre­ ner seg - toledningssystem med en pumpe og to hovedledninger som er koplet til alle smøresteder - flerledningssystem med en separat ledning fra hovedpumpa til hvert smørested - progressivsystem med hovedledning fra pumpa til den såkalte progressivfordeleren og deretter forgreninger til ulike smøreste­ der eller underfordelere - spesialsmøresystem som mater ut små mengder olje med en kolv eller en tannhjulspumpe. Systemet har ingen returledning. 99

Figur 14.23 Enledningssystem

Doseringsventiler

Enledningssystem Enledningssystemet brukes mest for olje. Det består av en pumpe som er koplet til noen doseringsventiler. Hovedledningen knytter de ulike delene sammen. Doseringsventilene har fjærbelastede stem­ pler som blir trykt inn når hovedledningen settes under trykk, og da avgir de smøremiddel til smørestedene. Når trykket i hovedlednin­ gen blir borte, går stemplene tilbake til utgangsstillingen. Se figur 14.23.

T oledningssy stem Toledningssystemet er det sikreste systemet for fordeling av både fett og olje. Fra pumpa går det to hovedledninger til en vekselventil som fordeler smøremidlet vekselvis gjennom to ledninger til dose­ ringsventilene. Fra doseringsventilene går en ledning til hvert smørested. Se figur 14.24.

Flerledningssystem Flerledningssystemet har flere ledninger som går direkte fra en såkalt gruppesmørepumpe. Hvert utløp på denne pumpa har sitt eget pumpeelement. Systemet blir brukt både for olje og for fett. Se figur 14.25.

100

Tidsur, elektrisk kontroll

Smørested (ett av mange)

^^selventil

Dosenngsventil

Figur 14.24 Toledningssystem. Inne i ventilhuset arbeider ventilstempler og matestempler. Matestemplene presser ut smøring til forskjellige smøresteder. Doseringen skjer med reguleringsskruer

ninger

Figur 14.25 Pumpe med pumpeelement for de forskjellige utløpene - flerlednings system

101

Progressivsystem Progressivsystemet på figur 14.26 består av en pumpe med en hovedledning koplet til en såkalt progressivfordeler (hovedfordeler). Videre er det doseringsventiler som porsjonerer ut smøremid­ let til smørestedene.

Progressivfordeleren er tvangsstyrt gjennom det trykket den får fra hovedpumpa. Det betyr at den ikke har fjærer som returnerer pumpestemplene i fordeleren etter stempelbevegelsene. I stedet blir stemplene presset tilbake fordi smøremidlet passerer ulike kanaler. Mengden av smøremiddel til hvert smørested kan ikke justeres.

Figur 14.26 Progressivsystem

Smøremiddelbeholder

a) Progressivsystem

b) Symbolskjema

Utløp for smørested (i alt 12)

c) Progressivfordeler

102

Figur 14.27 Automatisk tåkesmøresystem med forskjellige smøresteder. Systemet arbeider hele tiden mens maskinen er i drift. Gjennom forskjellige munnstykker blir oljen tilført som tåke, «spray» eller dråper. Dersom oljen i beholderen tar slutt, kan en strømbryter som er koplet til maskinen, bryte strømmen slik at maskinen stanser

Spesialsmøresystem Til spesialsmøresystemene regner vi blant annet sprutesmøresystemer og tåkesmøresystemer. Munnstykkene for de forskjellige smørestedene i et tåkesmøresystem kan ha ulik utforming, slik at de gir ren tåke, tynne stråler (spray) eller dråper. Se figur 14.27.

Luftoljesmøring Prinsippet for luftoljesmøring er å dosere tynn olje i nøyaktig riktig mengde. Dermed holder man friksjonen på et minimum. Det blir ikke oljetåke verken på smørestedet eller i arbeidsmiljøet. En viktig bestanddel i systemet er oljen pluss en elektronisk luftdoseringsenhet som styrer og overvåker viktige funksjoner som luft­ trykk, oljemengde, intervall osv. Olje blir tilført i ytterst små meng­ der, som gir den bærende oljefilmen man ønsker. Dermed får man lavest mulig friksjon og stabil lav lagertemperatur.

Oljen som blir injisert, blir fordelt av trykklufta langs rørveggen og «kryper» langs denne. Gjennom et munnstykke blir oljen sprutet inn i lageret. Der blir det et overtrykk som beskytter mot forurens­ ninger.

Figur 14.28 Luftoljesmøring

103

Kontinuerlig sirkulasjonssmøring I de smøresystemene vi hittil har omtalt, blir ikke smøremidlet ført tilbake fra smørestedet. Kontinuerlig sirkulasjonssmøring har deri­ mot oljeretur. Her sirkulerer oljen så lenge systemet er i gang. I dette systemet brukes bare olje.

Plaskesmøring eller badsmøring Figur 14.29 Ringsmøring. En løs ring på akselen henter opp olje

Lar vi et maskinelement som trenger smøring, for eksempel veivakselen i en bilmotor, delvis ligge i et oljebad, blir oljen kastet opp og når lageret.

Ringsmøring Ringsmøring blir brukt til å smøre horisontale aksler. Ringen ligger løst over akselen og roterer med den. Under lageret er det et oljebad. Når ringen går ned i oljebadet, trekker den med seg olje opp til lageret. Både spindeldokka på en dreiebenk og visse kjedeoverføringer er eksempler på utstyr som blir smurt ved ringsmøring.

Smøreapparater med sirkulasjonssystem Figur 14.30 viser oppbygningen av et sirkulasjonssystem for en dreiebenk. Sil, pumpe, filter og eventuelt en kjøler er viktige deler i et slikt system. Arbeidsoppgavene 60, 61 og 62

Filter

Figur 14.30 System for sirkulasjonssmøring i en dreiebenk

104

IR I U

Tetningsutstyr Tetningsutstyr blir brukt både mellom maskindeler som er stillestå­ ende i forhold til hverandre, og mellom maskindeler som er beve­ gelige i forhold til hverandre. Materialet i en tetning blir svært påvirket av omgivelsene, det vil si av forskjellige stoffer, temperatu­ rer og trykk. Vi stiller forskjellige krav til tetningene. Hovedkra­ vene er at de skal tette godt og ha lang levetid. Dessuten bør de være vedlikeholdsfrie.

Det fins mange tetningsmaterialer å velge mellom. Det har blant annet romforskningen bidratt til. Gummielastiske materialer og ter­ moplaster blir brukt i stadig større omfang. Av tetningsmaterialer kan vi nevne polyuretan, nitrilgummi med og uten armeringsfibrer, fluorgummi og etenpropengummi.

Asbest Import, framstilling og omsetning av asbest og asbestholdige pro­ dukter er forbudt. Men det er tillatt å bruke asbestholdige friksjonsdeler, pakninger og pakningsmaterialer dersom det ikke er mulig å bruke eller framstille slike produkter med et mindre helsefarlig innhold. Asbestholdige pakninger bruker vi i hovedsak når vi stiller spesielle krav til bestandighet mot høy temperatur og høyt trykk og ved utskifting av pakning i pakningsbokser. Bruk av asbestfrie pakninger har i enkelte tilfeller vist seg å være mest økonomisk. Etter hvert har en funnet fram til erstatningsstoffer for mange bruksområder.

En rekke arbeidsprosesser medfører asbeststøv som kan pustes inn og føre til helseskader. Risikoen øker med langvarig påvirkning eller gjentatt påvirkning.

tM

Forskrifter om asbest

Arbeidstilsynet har utarbeidet Forskrifter om asbest (gjeldende i dag: bestillingsnr. 235, 9. opplag, april 1990) der det blir gitt begren­ set adgang til bruk av asbest.

Arbeidstilsynet har også utarbeidet normer (regler) for luftforurens­ ninger: Administrative normer for forurensning i arbeidsatmosfæren (bestillingsnr. 361). Normene blir hele tiden vurdert. De gir ikke en fullstendig beskyttelse mot helseskader, og vi kjenner ikke til noen sikker nedre grense for den kreftframkallende virkningen av asbest.

Figur 15.1

Selv om asbestkonsentrasjonen ligger under den administrative nor­ men, skal den senkes videre så langt som mulig.

105

Tetninger mellom stillestående deler Med stillestående deler mener vi her deler som er faste i forhold til hverandre.

Flenspakninger Figur 15.2 Flenspakningsringer

Plastiske tetningsmasser av gummi, ulike typer plast, plastiske metal­ ler og liknende brukes mest som provisoriske løsninger. Tetningsmassen blir lagt på flensene i tynne sjikt. I dag brukes ofte tetningsvæsker (Locetite). Tetningsmateriale i ark blir laget av papir, gummi, kork, plantefibrer eller plast, og blir brukt ved temperaturer under 100 °C.

Figur 15.3 Flens med forsenking

Fjærende kombinasjonspakninger lages av spiralviklede stålbånd som er sveiset sammen i endene. Mellom spiralene ligger det et lag med keramikkfiber eller liknende. Pakningen er elastisk og tåler høye trykk og temperaturer. Pakningen legges i en forsenkning i flensen slik at den ikke blir ødelagt ved for hard tiltrekking. Se figur 15.3.

Lukepakninger Til mannhull og tankluker blir det vanligvis brukt mykere tetningsmaterialer enn til flenspakninger. Lukepakningene skal tette selv om lukene ikke er trukket jevnt til. Lukepakningene er gjerne formstøpte. Se figur 15.4. Det fins også lukepakninger som blir levert i form av flate bånd eller tetningsark.

Figur 15.4 Tverrsnitt av formstøpt lukepakning

Tetninger mellom bevegelige maskindeler Figur 15.5 Eksempel på tetning for fram- og tilbakegående bevegelse

Tetningsringer — helfabrikater Tetninger for fram- og tilbakegående bevegelse

Figur 15.6 O-ring med målbetegnelser 106

Det fins tetningselementer for fram- og tilbakegående bevegelser i pneumatiske, hydrauliske eller dampdrevne systemer. Slike tet­ ningselementer er framstilt av plast, gummi, lær, metall og hardmetall. Stempelringer for forbrenningsmotorer behandler vi seinere i kapitlet.

Figur 15.7 Hattmansjett

O-ringer blir brukt til for eksempel å tette stempler (figur 15.5) og stempelstenger, men også til å tette skrulokk og flenser. De metallflatene som O-ringen glir mot, må finbearbeides ved sliping eller liknende (figurene 15.5 og 15.6). O-ringer av metall er belagt med for eksempel sølv. Der det er økte krav til tettingseffekt, blir O-ringen brukt sammen med andre tetningsringer.

Den ytre formen har gitt navn til de ulike tetningsringer. Både hattmansjetter (figur 15.7), skålmansjetter (figur 15.8) og sporringsmansjetter (figur 15.9) blir brukt som tetninger for stempler, sylindere, aksler og spindler i hydrauliske og pneumatiske systemer med fram- og tilbakegående bevegelser. Friksjonsflatene må være finslipte og polerte slik at mansjettene ikke blir skadd. Festene må også sentreres nøye. Figur 15.9 Sporringsmansjett (U-mansjett)

Tetningsringer for roterende aksler Figur 15.10 viser en tetningsring for roterende aksler. Den består av tre elementer: 1 stamme (forsterkningsring av stål eller annet metall) 2 gummitetningsring 3 ringformet spiralfjær For at vi skal kunne bruke en slik tetningsring, må akselen være helt glatt. Tidligere brukte en tetningsringer av lær, men de tåler ikke høyere temperaturer enn 80 °C, mens syntetisk gummi tåler 125 °C.

Figur 15.10 Tetningsring for roterende aksel

V-ringen på figur 15.11 er en helt annen type tetningsring som blir brukt til lagertetninger og liknende for roterende aksler. En tynn ringformet leppe tetter mot en flate i lagerhuset. For innebygde lager brukes ofte ferdige tetninger, blant annet labyrintkrager (figur 15.12).

Glideringsbokser (figur 15.13) blir brukt når det kreves absolutt tetning, for eksempel for aksler til kompressorer. Tetningen brukes for å tette mot for eksempel vann, melk, olje, syre, maling, avløps­ vann, tjære eller sjokolade. Tetningen oppstår i glideflatene mellom de to planslipte ringene. Den ene ringen (1) er festet til den faste konstruksjonen, mens den andre (2) er montert på akselen. En spiralfjær (3) virker på den andre ringen. Trykket på begge sidene virker altså direkte på glideringene og øker effekten på tetningen. Fjæra blir spent inn mot et mothold (4) på akselen. Figur 15.11 V-ring

USIT-ringen (figur 15.14) er en formpresset gummiring som er vulkanisert fast på en stålring. Ringen er først og fremst beregnet som tetning for skruer eller bolter. Arbeidsoppgave 63

t Figur 15.12 Labyrintkrager

Figur 15.14 USIT-ring

107

Stempel

Tetningsringer — halvfabrikater Både dampmaskiner, pumper, ventiler og hydraulisk og pneumatisk utstyr er eksempler på utstyr som bruker tetningsmaterialer levert i lengder. Det betyr at vi selv må skjære til og forme tetninger til roterende eller fram- og tilbakegående bevegelser.

Med pakkboks mener vi det rommet som tetningen blir plassert i. Se figur 15.15. En spesiell stålskive, gland, brukes for å trykke tetnin­ gen sammen slik at den blir effektiv. I pakkboksen kan vi bruke:

- plastiske pakningsmasser - flettede pakninger - bygde pakninger Figur 15.15 Tetning mellom stempel og sylinder

Vi kan også bruke tetningsringer av gummi.

Plastiske pakningsmasser består vanligvis av keramikkfiber med smøremiddel. De blir brukt til ventiler og kraner av mindre dimen­ sjoner. Flettede pakninger brukes mest i forbindelse med roterende maskin­ deler, men også til ventiler og liknende. Grunnmaterialet er som regel keramikkfibrer. Av og til er flettingen armert med metalltråder.

Figur 15.16 Flettet pakning

Bygde pakninger blir brukt til fram- og tilbakegående maskindeler og liknende. Pakkbokser med slike pakninger trenger ikke å ettertrekkes etter at de har vært i drift en tid, slik det er vanlig å gjøre med plastiske pakningsmasser og flettede pakninger. Bygde paknin­ ger er vanligvis av bomullsvev eller keramikkfibervev med eller uten diagonal- eller V-formet metallinnlegg. Se figur 15.17 a. Det fins også pakninger som er bygd opp rundt en gummikjerne (figur 15.17 b), og metallpakningsringer av tynne metallfolier som er vik­ let om en kjerne av bomull (figur 15.17 c).

Figur 15.17 Bygde pakninger

a)

Grafittbånd (figur 15.18) blir brukt som tetning blant annet for vann og damp ved høye temperaturer og trykk. Grafittbånd fins også som ferdigpressede ringer eller selvklebende bånd. Leppepakninger av den bygde typen blir brukt på liknende måte som tetningsringer av gummi. De øverste og nederste ringene har til hovedoppgave å holde de V-formede ringene på plass, se figur 15.19. I enkelte konstruksjoner er den øverste og den nederste ringen av metall. Leppene skal alltid vende mot trykksiden.

Figur 15.18 Grafittbånd

108

Filttetninger blir brukt for å beskytte rullingslager mot etsende stof­ fer og stoffer som gir slitasje. Se figur 15.20. Ved fettsmøring bruker en blant annet filttetninger med filtremser som er gjennomtrukket av en varm blanding (80-85 °C) av to deler tykk olje og én del talg. Gummibrikker som består av lag av tekstilfibrer, er vanligere.

Tetninger for stempler i forbrenningsmotorer og liknende Som tetning mellom stempel og sylinder i forbrenningsmotorer blir det brukt stempelringer av stål eller spesialstøpejern. De skal dels tette mot gasstrykket i forbrenningskammeret (tetningsring) og dels hindre overløpsolje fra veivhuset i å trenge opp i forbrenningskam­ meret (oljering). Fjæringen i stempelringene gjør at de tetter mot sylinderveggene.

Trykkside

Figur 15.19 Leppepakninger

Under oljeringen kan en bore hull i stempelveggen for å lede oljen tilbake til veivhuset. Ved slissede oljeringer blir oljen ført direkte gjennom slissene i ringene og videre gjennom hull i stempelveggen rett ut for ringene.

Også i dampmaskiner og kompressorer blir det brukt stempelringer av ulike typer. Figurene 15.21, 15.22 og 15.23 viser ulike typer stempelringer. Arbeidsoppgavene 64, 65 og 66

Figur 15.20 Filttetninger (vedpilene)

a) Tetningsring

b) Tetningsring med spesiell skrapekant

Figur 15.21

Todelt oljering med to skrapekanter (skrapering)

a) Oljering

Figur 15.22

Figur 15.23

b) Slisset oljering

Belger Belger er en effektiv beskyttelse for ledd, aksler og andre maskinde­ ler mot nedsmussing, veisalt, sjøvann eller mekaniske påvirkninger. Belger er laget av kromgarvet lær, ulike typer gummi og plast. I biler blir belger brukt som beskyttelse mot støv og smuss, for eksempel for styremekanismer og universalledd. Polhemsledd og roterende aksler som ikke kan bygges inn, er ofte beskyttet av belger. På den måten virker belgen også som et vern mot ulykker. Klær setter seg lett fast i åpne, roterende deler.

Figur 15.24 Belger av spesialbehandlet lær i en robot

Belger kan også brukes som elastiske rørskjøter. På grunn av trykk­ endringer, temperaturendringer og stillingsendringer i et røropplegg må rør ha en viss bevegelighet. Dette er et krav som faste rørskjøter ikke tilfredsstiller. 109

Både under montering og drift må vi være forsiktige med belger. Selv en liten skade kan ødelegge en kostbar belg. I glideringsbokser bruker vi metallbelger.

Figur 15.25 Gummibelger

a) Kuleledd

Figur 15.27 Belger (mansjetter) på en styreinnretning

UV.WU b) Drivknute

nvAWTi

Figur 15.26 Koplingsvern

Figur 15.28 Belg for «elastisk» rørskjøt

Membranen når det er samme trykk på begge sider

Membraner

Figur 15.29 Belg med spesielle rørtilkoplinger

En membran er en tynn skive eller duk av metall eller gummi. Membraner blir brukt som elastiske skillevegger mellom to rom fylt med gass eller væske. Membranen tillater volumforandringer på begge sider av skillet. Se figur 15.30. Vi skiller mellom tre hovedty­ per:

- Flat membran - Bølgeformet membran - Rullemembran Membranen når det er overtrykk i venstre rom

I måleinstrumenter som manometre og barometre bruker vi flate membraner av gummi.

Figur 15.30 Montert flat membran Bølgeformede membraner er også laget av gummi. «Bølgene» gjør at disse membranene har større bevegelighet.

Figur 15.31 Flat membran 110

Rullemembraner er gummimembraner med hatteform. De blir brukt i pneumatisk og hydraulisk utstyr som krever absolutt tette

Figur 15.32 Bølgeformet membran

stempeltetninger ved rettlinjete bevegelser. Se figurene 15.34,15.35 og 15.36. «Hatten» må monteres i riktig retning og med rett side ut, ellers ruller den ikke, men bretter seg og blir ødelagt.

Figur 15.33 Rullemembran

Figur 15.35 Trykk fra høyre driver stempelet til venstre (en rullemembran)

Figur 15.34 To rullemembraner ved rettlinjet stempelbevegelse

Figur 15.36 Fjærtrykk presser stempelet til høyre

Monteringsråd - Bruk tetningsutstyr som passer til formålet. - Følg bruksanvisninger og instruksjoner som når du arbeider med tetninger. - Bruk spesialverktøy hvis det fins. Det fins bøyelige pakningskroker som er spesielt laget for å ta ut ødelagte pakninger fra pakningsbokser. - Vær forsiktig med gummitetningsringer. De må beskyttes når de skal træs på en aksel, skyves over et kilespor eller liknende. Akslene må slipes og poleres. Gummitetningsringer krever en viss oljesmøring hvis de skal gli mot en aksel- eller sylinderflate. Arbeidsoppgave 67

111

Fjærer og dempere

w Figur 16.1 Trykkfjær

Figur 16.2 Strekkfjær

Fjærer Fjærer er maskinelementer som skal virke dempende eller tilbakeførende.

Alt etter hvilken arbeidsoppgave fjærene har, kan vi dele dem inn i fire hovedgrupper:

-

Trykkfjærer Strekkfjærer Vridningsfjærer Bøyefjærer

Fjærmateriale Figur 16.3 Vridningsfjær

f Figur 16.4 Bøyefjær

Det fins egne norske standarder for stål til fjærtråd (NS 13 601, NS 13 602, NS 13 611, NS 13 612 og NS 13 613).

Mindre stålfjærer blir viklet kaldt av kaldtrukket stål (pianotråd), mens grovere fjærer blir formet i varm tilstand. Fjærene kan overflatebehandles på ulike måter, for eksempel ved forsinking, forkromming, fornikling eller ovnslakkering. Vi kan kaldbearbeide en ferdig stålfjær ved å «bombardere» den med små stålkuler med stor kraft. Da får den større utmattingsfasthet.

Det er en viktig hovedregel for behandling av fjærer: Ferdig bear­ beidede fjærer må ikke varmes opp. Oppvarmingen kan ødelegge de elastiske egenskapene til fjæra.

Trykkfjærer Figur 16.5 Trykkfjær av rundstål

Figur 16.6 Trykkfjær av flatstål (bufferfjær)

112

Som trykkfjærer bruker vi i første rekke grovt viklede fjærer, såkalte skruefjærer (springfjærer), og koniske fjærer med rundt eller rektangulært tverrsnitt, såkalte snekkefjærer eller bufferfjærer. Bufferfjærer brukes som buffere på jernbanevogner. Se figurene 16.5 og 16.6. Endene på skruefjæra kan ha forskjellig utforming. Se figur 16.7. Figur 16.8 viser en konstruksjon med en skrueformet trykkfjær som vi kan bruke i slepetau eller båttau. Når konstruksjonen blir utsatt for drag, blir skruefjæra trykt sammen.

a) Åpen, ikke slipt ende

b) Åpen, slipt ende

c) Nedlagt, ikke slipt ende

d) Nedlagt, slipt ende

Figur 16.8 Trykkfjær til slepe- eller fortøyningstau

Figur 16.7 Utforming av skruefjærer

Strekkfjærer De fleste strekkfjærer er tett viklet og skrueformede. De kan ha øyne, kroker eller et annet feste i endene. Se figur 16.9.

a) Normalt øye

b) Normal krok

c) Lavt øye

Figur 16.9 Utforming av strekkfjærer

Figur 16.10 Dobbelt vridningsfjcer

Figur 16.11 Vridningsfjcer med vinkelbøyde ender

Vridningsfjærer Skrueformet viklede fjærer brukes mest som vridningsfjærer (for eksempel i musefeller). De har armer eller kroker som blir brukt til innspenning eller som hevarmer. Det fins både enkelte og dobbelte vridningsfjærer. Figur 16.10 viser en dobbelt vridningsfjær.

Figur 16.12 Krengningsstabilisator i kjøretøy

Flatspiralfjærer kan lages både med rundt og med rektangulært trådtverrsnitt (figur 16.11). Slike fjærer blir brukt for eksempel i klokker og som låsefjærer. Forsjonsstaver er stenger av fjærstål som blir utsatt for vridning. Krengningsstabilisatoren i en bil er en slik torsjonsstav. Se figur 16.12. Når bilen krenger i en sving, gjør den fastspente torsjonsstaven motstand mot krengningen.

Bøyefjærer Bladfjcera er et eksempel på en enkelt bøyefjær. Den er gjerne satt sammen av flere flate staver med samme tverrsnitt. Se figur 16.13.

Figur 16.13 Flerbladet bladfjær

113

Bladfjærer blir brukt både i jernbanevogner og i biler. Det fins også bladfjærer med bare ett blad, såkalt friksjonsfri bladfjær (figur 16.14). Denne fjæra er som regel tynnere i endene. Endene på bladfjærer har ofte øyne der det er presset inn en lagerforing.

Figur 16.14 Friksjonsfri (enbladet) bladfjær

Spesialfjærer

a) Seriemontert

b) Parallellmontert

Fallerkenfjærer (Belleville-skiver) blir brukt i stor utstrekning, for eksempel i gravemaskiner og jernbanevogner beregnet for spesielt tung last. Fjæringen kan varieres ved at en monterer tallerknene på forskjellige måter. Se figur 16.15. Tallerkenfjærer er laget av stål eller plast.

Ekspansjonsfjærer blir montert bak olje- og stempelringer i forbren­ ningsmotorer. Dette er en spesialtype av bøyefjærer. Arbeidsoppgave 68 c) Serieparallellmontert

Figur 16.15 Montering av tallerkenfjærer

Figur 16.16 Verktøymaskin oppstilt på dempere (maskinsko) Dempende materiale

Dempere Dempere er maskinelementer som tar opp vibrasjoner og hindrer at de forplanter seg.

I alle maskiner med roterende eller fram- og tilbakegående beve­ gelse oppstår det vibrasjoner. Dersom maskinen er fastmontert på underlaget, vil også dette vibrere og føre svingningene videre.

Vibrasjoner er skadelige ikke bare for maskiner og instrumenter. Også mennesket blir påført psykiske og fysiske belastninger av vibrasjoner.

Materialer til dempere Vi bruker gummi, plast og metall til framstilling av dempere. Vibrasjonsdempere av gummi fins i mange ulike former. Gummi og metall kan limes sammen til en svært sterk forbindelse. Metallplater kan limes på en dempende gummikloss og festes til maskinen og eventuelt til underlaget med skrueforbindelser eller liknende.

114

Figur 16.17 Forskjellige typer av vibrasjonsisolatorer

Naturgummi gir best demping. Brukes det olje i konstruksjonen, må naturgummi erstattes med kunstgummi eller plast. Gummifjæra er en demper som tar opp toppbelastninger og absorberer vibrasjoner og ristinger. Den består av naturgummi med stålinnlegg og en kjedestopper i midten som beholder en viss forspenning. Helmetalldempere er svært effektive dempere som tåler store tempe­ raturvariasjoner. Hovedelementet i demperen er puter av tynn metalltråd. Tråden kan være av rustfritt stål (mot korrosjonsangrep), berylliumkopper (for antimagnetiske installasjoner), eller et annet materiale.

Hydrauliske støtdempere og luftdempere blir brukt blant annet i biler og busser. Figur 16.18 viser et luftfjæringssystem for busser.

Montering av dempere Figur 16.18 Gummidempere i tverrsnitt viser stålinnlegget

Det må aldri være gjennomgående metallisk kontakt i en demper når den blir presset sammen. Det er vanlig å ha dempere mellom maskinen og underlaget. Noen ganger blir maskinen isolert og montert fast til et fundament som i sin tur er isolert fra underlaget med dempere. Arbeidsoppgavene 69 og 70

Figur 16.19 Luftdempere for buss. Den vanlige bladfjæra er erstattet av en trykktank (1) og to gummibelger (2)

Figur 16.20 Gal og riktig montering av gummidempere. Den gjennomgående skruen på figuren til venstre reduserer dempingsvirkningen

115

i 7 Rørledningselementer

Rørledninger blir brukt til å transportere væsker og gasser, men også faste stoffer i pulverform blir transportert i rør. I bygninger brukes rørledningselementer både til varme- og ventila­ sjonsanlegg og til vann og avløp. I industrien og i kjøretøyer brukes rørledninger også i forbindelse med kraftoverføring og styring i hydrauliske og pneumatiske systemer.

Rør blir også brukt som bærende konstruksjonselementer, blant annet i sykler, fly og stillaser. Mange rørledningselementer er standardiserte. Til rørledningselementene hører:

-

Ulike typer rør og rørforbindelser Slanger og slangeforbindelser Tetnings- og isolasjonsmaterialer Ventiler, måleutstyr og reguleringsutstyr

Figur 17.1 Rørsystem

Rør Materialer Rørmaterialet blir valgt etter hva røret skal transportere, og hvor stort stykket skal være.

116

Det fins svært mange forskjellige utførelser og dimensjoner av forbindelsesledd for rør. De kan være laget av stål, støpejern, adusergods, kopper, plast og liknende. Figur 17.2 viser eksempler på rørdeler av kopper. De gjengede delene er laget av messing.

Figur 17.2 Eksempler på rørdeler

Bend

Vinkel

Vinkel

T-rør, forminsket

Vinkel med sideutløp

Muffe uten stopp

Kopling

Vinkel

T-rør

Vinkelkopling

T-rør

Vinkelkopling

T-rør med 45° sideutløp

Reduseringsmuffe

Reduseringsnippel

Overgangsnippel

Overgangsmuffe

Overgangsmuffe

Overgangsnippel

Propp

Hette

Ventilfeste med ører

Rørklemme

Kopling

Ventilfeste med skive

117

Rørmateriale

Eksempel på bruksområde

Eksempel på skjøtemetoder

1 Stål Ulegerte stålrør

a) myke, plastbelagt (utvendig)

Varmeinstallasjoner. Ytterdiameter 8-16 mm. Godstykkelse 1 mm. Rørene bøyes for hånd. Kompresjonskopling er brukt

b) lette, plastbelagt (innvendig)

Varmeinstallasjoner. Ytterdiameter 8-54 mm. Kan ikke gjenges. Kompresjonskopling er brukt

c) gjengede, brune

Varmt vann, gasser der det kreves større rørtykkelse, hydraulisk olje

d) gjengede, galvaniserte

Kaldt vann, drikkevann

e) gjengede, grønne

Varmt vann, hydraulisk olje (tynne rør)

f) gjengede, svarte

Vann, gasser (ikke etsende)

g) gjengede, røde (damprør)

Gasser, for eksempel trykkluft, damp

Kompresjonskopling

Flensforbindelse

h) stålmufferør

Vann, gasser, helst utendørs

Fast muffe som sveises

i) stålrør i forskjellige kvaliteter, for eksempel tynne handelsrør, dampkjelrør

Varmt vann (for eksempel rør over 2"), gasser (for eksempel lysgass til husholdning), damp

VkWVWV SSIBB

awvxw

wsssja

Sveiset fuge

Legerte stålrør a) rustfrie rør

Væsker og gasser som er etsende, for eksempel i kjemisk industri

b) overflatebehandlet med fosfatering

Ledningsrør for hydraulikk og pneumatikk

2 Støpejern

a) Støpejernsrør med faste muffer

Sveisede forbindelser, flensforbindelser med muffeskjøter

Fast muffe

Gummiring

Kaldt vann, avløpsvann uten etsende stoffer, lysgass

Gummiringskopling

118

Rørmateriale

Eksempel på bruksområde

b) Støpejernsrør med flenser

Avløpsvann uten etsende stoffer

Eksempel på skjøtemetoder

Skjøt med faste flenser

c) Støpejernsrør uten muffer

Avløpsrør

3 Kopper

Varmt vann, kaldt vann innendørs, kjølemiddel (for eksempel til hydraulikk), andre væsker, gasser (ikke acetylen), trykkluft. Brukes ofte for væsker og gasser i instrumenter og maskiner

Skjøting skjer med spesielle skruekoplinger + gummitetninger

Kuterlitekopling

Krysskopling for varmt og kaldt vann. Helloddede skjøter (med fosforlodd) Den ene rørenden presses på en muffe

Kopling av messing for kopperrørklemringskopling

Rørdeler av kopper og rødmetall lages med innlagt lodd for fuging med kapiIlarlodding 4 Messing

For forkrommede deler, for eksempel i baderom, for varmt og kaldt vann

Ferdig gjengede koplinger

5 Aluminium

Konstruksjonselementer i fly. Sylinderrør for hydraulikk og pneumatikk. Skistaver, seilbåtmaster, sykkelrammer, teltstenger

Sveisede, loddede eller limte skjøter

119

Rørmaterialer

Eksempel på bruksområde

Eksempel på skjøtemetoder

6 Bly

Etsende gasser og væsker, for eksempel i avløpsvann

Loddede eller sveisede skjøter

7 Plast a) Polyvinyl PVC

Trykkluftledninger i pneumatiske systemer

b) Polyeten, type PEL, rørdiameter 6-400 mm (utv.)

Kaldt og varmt vann, væsker i kjemisk industri, gasser. Tåler maksimalt 95 °C ved drift

c) Armert polyeten, stive PVC-rør

Vannavtappingsanlegg med temperaturer opp til 95 °C ved 1 MPa trykk

O-ring

tering

Hurtigkopling

Nippel Trykkmutter

Plastrørkopling

Plastrør kan skjøtes ved sveising. Plasttråd blir smeltet ned i fugen ved hjelp av varm luft eller gass. Faste mufferør med gummitetninger. Flenser, rørbend og liknende kan limes

Stål, støpejern, aluminium, kopper og plast

Rør med glatte ender i dimensjon 26,9 til 1676,4 mm i ytterdiameter

Victualic-koplingen er blitt brukt siden 1925 i gruveindustrien, i kjemisk industri, i sprinklersystemer og for vann- og avløpsledninger

I endene er det spor som er laget med spesielle skjære- eller valseverktøy

To koplingshalvdeler som trekkes sammen med skrueforbindelse Victualickopling

120

Bøying av rør

600

Når vi skal ta mål av rørlengder eller bøye rør, må vi ta utgangs­ punkt i lengden på midtlinjen (nøytrallinjen). Figur 17.3 viser et rør som skal bøyes med en radius på 90 mm. Det skal kappes med riktig lengde på forhånd. De fleste av oss ville vel ha kappet røret på 1200 mm og bøyd det på midten (symmetrisk om midten) med et bøyefelt på to radier (180 mm). Da hadde vi fått et rør som var for langt.

Kappelengde Årsaken er at når du bøyer røret, tar det en snarvei som korter inn lengden med ca y. Den riktige kappelengden blir: Figur 17.3 Røret tar en snarvei i forhold til mållinjene når det blir bøyd Bøyefelt

- ----- - — .

Midtmerke * for oppmerking

— • —

90

600

45 _

555

Figur 17.4 Bøyen skal være symmetrisk i bøyefeltet

600 + (600 - y) = 600 + (600 - 45) = 1155 mm Figur 17.4 viser hvordan du gjør oppmerkingen før du bøyer røret. Du setter av midtmerket (som tilsvarer målepunktet) og måler deg ut til hver side for å plassere bøyefeltet. Midtmerket er altså ikke midt i bøyefeltet, men bøyen er symmetrisk i bøyefeltet.

Sett av lengden r til venstre for midtmerket og y til høyre. Dette gjelder når du måler deg ut fra den venstre enden. Størrelsen på bøyefeltet øker jo større bøyen blir. Eksempler: 45° = 0,75 r, 60° = 1 r, 90° = 1,5 r, 180° = 3 r.

Figur 17.5 Mindre rørdimensjoner bøyes for hånd med enkle bøyeapparater som kan være utformet på forskjellige måter

Strekking

DOOQOQ^ Stuking

Figur 17.6 Yttersiden blir strekt og innersiden blir stuket. Slike skarpe bøyer må som regel bearbeides (smis)

Varmbøying Ved all bøying blir det en strekksone og en stukesone i arbeidsstykket. Midtpartiet er stort sett nøytralt. Fordelen med varmbøying framfor kaldbøying er at materialet blir plastisk og er lettere å forme samtidig som det ikke sprekker så lett.

Varmbøying bruker vi mest på tykkere dimensjoner, og det skjer oftest med en kombinasjon av oppvarming og bearbeiding (smiing og bøying). 121

Ved varmbøying av tynnveggede rør skjer oppvarmingen med smale varmekiler, og materialet buler ut når røret bøyes. Røret på figur 17.7 er bøyd i fem etapper.

For å få en fin og jevn bøy lønner det seg å lage til hjelpeverktøy, spesielt når vi skal lage mange like detaljer. Se figur 17.8.

Figur 17.7 Varmbøying av tynnveggede rør

Figur 17.8 Hjelpeverktøy

Slanger og slangeforbindelser I mange tilfeller kan vi bruke bøyelige slanger i stedet for rør. Det gjelder for eksempel provisoriske røropplegg og røropplegg der tilføringsledningen må kunne bøyes (figur 17.9). Vann, oljer, syrer, gasser og trykkluft er eksempler på stoffer som kan transporteres i slanger.

Slangematerialer Figur 17.9 Slipearbeid med bøyelig slange

Gummi og PVC-plast er vanlige slangematerialer. De fleste slangetypene har vevinnlegg eller stålstrømper for å tåle bøying, trykk og andre påkjenninger. Se figur 17.10. Bøyelige metallslanger blir blant annet laget av rustfritt stål og bronse.

Slangekoplinger

Figur 17.10 Bøyelige slanger a) Slange med to vevinnlegg b) Hydraulisk slange med et armeringsinnlegg

Slangene blir koplet sammen ved hjelp av spesielle slangekoplinger. Når det gjelder slanger i vanlige trykkluft- og kjølevannssystemer, brukes ulike hurtigkoplinger, for eksempel klokopling med bajonettlås. Se figur 17.11.

Spesielle slangekoplinger for pneumatikk kan gi tilslutning for opp­ til ti slangekoplinger i et eneste håndgrep.

Tetningsmaterialer Figur 17.11 Klokopling (to ulike typer)

For de ulike rørtypene og bruksområdene fins det spesielle tetnings­ materialer til flenser, muffer og pakkbokser. Gjengede skjøter på drikkevanns- og varmtvannsledninger tettes med lin og linolje. Flensrør og rør for damp tettes med grafitt, og i bygningsbransjen blir plastteip brukt som rørtetning. Arbeidsoppgavene 71 og 72

122

Ventiler og kraner Som avstengnings- og reguleringsorgan brukes ventiler og kraner som er montert i rørsystemet. De kan styres manuelt, elektrisk, hydraulisk og pneumatisk. Over lange avstander kan styringen også skje med fjernstyring.

Figur 17.12 Tappeventil (tappekran)

Ventiltype og ventilmateriale blir valgt ut fra funksjon (avstengning eller regulering), medium (olje, vann, sementpulver), trykk, tempe­ ratur og tilkopling. Tilkoplingen til rørsystemet kan skje enten med flenser, gjengede muffer, loddeforbindelser eller sveiseforbindelser. For ulegerte og syrefaste ståltyper er det vanlig at ventilene blir sveiset med V-sveis direkte på ledningen.

Kjegleventiler Kjegleventiler eller seteventiler har avstengningselementet utformet som en kjegle med plan eller konisk flate mot setet. Disse ventilene kan stenge helt for gjennomstrømning, eller de kan regulere gjennomstrømningsmengde og trykk. Til finregulering er kjeglen bueformet, nålformet eller V-formet. Se figur 17.13. Figur 17.13 Kjegleventil (seteventil)

Sleideventiler Sleideventiler (sluseventiler) blir brukt for å stenge strømmen helt eller for å åpne den helt. Ventilen har liten motstand mot gjennom­ strømning siden gjennomløpet er rett.

Kuleventiler Figur 17.14 Sleideventil

Kuleventiler erstatter i dag kikkraner og også en del andre avstengningsventiler. Ventilene har en kule som tetter mot et sete av plast, vanligvis teflon. Se figur 17.15.

Kule

Vanligvis er ikke kuleventilene beregnet for regulering. Åpning og stenging av ventilen skjer ved at en vrir hendelen en kvart omdrei­ ning. Tetningsmaterialet avgjør hvilket trykk- og temperaturområde ventilen kan brukes i. Kuleventiler egner seg som avstengningsventiler for blant annet kaldt og varmt vann, trykkluft, olje og propan.

123

Trottelventiler Trottelventiler (vrispjeldventiler) har en rund, dreibar skive som dekker gjennomløpet helt. Se figur 17.16. Ventilen kan også brukes til regulering.

Membranventiler Figur 17.16 Trottelventil

Membranventiler brukes blant annet for trykkluft og i enkelte tilfel­ ler også i næringsmiddelindustrien, der ledningene må rengjøres daglig. Se figur 17.17.

Tilbakeslagsventiler Tilbakeslagsventiler fins i forskjellige varianter. De tillater gjen­ nomstrømning én vei. Selve tetningen kan skje med en kjegle, en kule, en klaff, et spjeld eller en skive. Siden ventilelementet er fjærbelastet, kan ventilen monteres i alle stillinger.

Figur 17.17 Membranventil 1 = Luft, gass eller væske 2 = Membran 3 = Sete

Figur 17.18 Tilbakeslagsventil med kule

Figur 17.19 a) Tilbakeslags­ ventil med klaff

Veks elv entiler Vekselventiler (figur 17.20) og treveiskikventiler (figur 17.22) blir brukt til å lede mediet ulike veier. I avsnittet om reguleringsventiler på neste side omtaler vi shuntventiler. Figur 17.19 b) Tilbakeslagsventil med skive

Figur 17.21 Treveisventiler (to typer)

124

Figur 17.20 Vekselventil

Sikkerhetsventiler Sikkerhetsventiler kan være fjærbelastede eller trykkbelastede. Dersom trykket i ledningen overstiger den høyeste tillatte verdien, skal sikkerhetsventilen slippe ut den overskytende væske- eller gass­ mengden.

Sikkerhetsventilene må kontrolleres regelmessig. Dersom ventilene ikke åpner seg ved høyeste tillatt trykk, kan det skje alvorlige ulykker. Stengningstrykket for ventilene bør også være nøyaktig justert. Bare personer med spesialansvar for sikkerhetsventiler får kontrollere og justere dem.

Reduksjonsventiler Figur 17.22 Sikkerhetsventil

Reduksjonsventiler brukes for å senke trykket i en ledning automa­ tisk til et visst nivå, for eksempel fra 12 MPa til 1 MPa overtrykk. Se figur 17.23.

Vannutskillere Vannutskillere (dampfeller) fanger automatisk opp kondens i dampledninger. De kan ha automatisk eller manuell drenering. Se figur 17.24.

Reguleringsventiler for varmtvannssystem Shuntventiler for varmtvannssystemer (figur 17.25) blir brukt for å styre forskjellige vannmengder til radiatorene og til oppvarmingsenheten for varmtvannskjelen. Når ventilen står i den ene ytterstillingen, går alt vannet til radiatorene. Når den står i den andre ytterstillingen, sirkulerer vannet gjennom kjelen. Figur 17.23 Reduksjonsventil

Radiatorventiler og radiatorshuntventiler (figur 17.26) blir brukt i radiatorene for å regulere varmemengden. Disse ventilene kan stil­ les inn på forhånd slik at de begrenser vannmengden som strømmer gjennom radiatorene.

a) Radiatorventil

Figur 17.24 Vannutskiller

Figur 17.25 Shuntventil

b) Radiatorshuntventil

Figur 17.26 Radiatorventilerfor pumpevarmtvannsanlegg

125

Tilkopling Tilkoplingen til rørsystemet kan skje enten med gjengede muffer, flenser, loddeforbindelser eller sveiseforbindelser. Ventiler av ulegert eller syrefast stål blir sveiset fast med V-fuge direkte i rørled­ ningen.

Prosessorsystem I prosessindustrien der det er rørsystemer med ventiler, er det viktig at det fins automatisert overvåking. Et datastyrt prosessystem kan bestå av en eller flere enheter som blir plassert i det samme lokalet eller i forskjellige lokaler. Styreenheten er plassert i et kontrollrom. Derfra kan man måle, starte, stenge og regulere ventiler og motorer fra de ulike enhetene. Forde­ lene med dataovervåkning er større driftssikkerhet, personbesparing, tidsbesparing og en bedre økonomi i lengden. Det går mer kraft med til å transportere olje eller vann gjennom en ventil enn gjennom en rett ledning. En ventil med fullt gjennomløp er et eksempel på en teknisk løsning der ventilens motstand har minket så mye at det kan likestilles med motstanden i et rett rør.

Arbeidsoppgavene 73 og 74

Figur 17.27 Ventil med fullt gjennomløp og små strømningstap

126

I X Overføringsarmer, I V kammer og eksentere Den roterende bevegelsen til en elektromotor, en forbrenningsmotor eller liknende må ofte omformes til en rettlinjet, pendlende eller styrt uregelmessig bevegelse. Omformingen av bevegelsen kan gjø­ res med veivaksler, tannstenger, uregelmessige tannhjul og kuleskruer, men også med overføringsarmer, kammer og eksentere.

Overføringsarmer Figur 18.1 Skrivebordslampe med armer og fjærer

De stillbare armene på en vanlig skrivebordslampe er et eksempel på overføringsarmer. Se figur 18.1. Vi skal se nærmere på et par mer kompliserte systemer med overføringsarmer. I den eldre maskintypen shaping oppnår vi den fram- og tilbakegå­ ende bevegelsen gjennom en overføringsarm som er koplet til en roterende drivarm på et svinghjul (kulissebevegelse). Se figur 18.2. Drivterningen er montert eksentrisk i forhold til svinghjulet (eksen­ trisk = utenfor sentrum). Avstanden til sentrum kan justeres. Driv­ terningen glir i sporet i svinga (kulissen) og gjør at armen pendler fram og tilbake. I den øvre enden på svinga er det lagret en veivstake som gir arbeidssleiden en fram- og tilbakegående beve­ gelse. Drivterningen beveger seg en kortere del av omkretsen under returslaget enn under arbeidsslaget. Dermed blir tiden for returslaget kortere, og det går hurtigere enn arbeidsslaget.

Figur 18.2 Kulissedrift i en shaping 127

Bevegelige ledd

Dette blir tegnet (gravert)

Figur 18.4 Armbevegelsen i en gra veringsmaskin

Bord for sjablong

Figur 18.3 Graveringsmaskin

I en graveringsmaskin blir konturen, for eksempel bokstavformen, overført ved hjelp av bevegelige armer. En følgestift følger model­ len (sjablonen), og en fresestift bearbeider arbeidsstykket. Overføringsleddene (pantografen) forminsker bevegelsene. Se figurene 18.3 og 18.4.

På tilsvarende måte kan vi overføre et motiv direkte fra en tegning eller et bilde til et arbeidsstykke.

Det fins mange andre maskiner, for eksempel industriroboter og visse instrumenter, som bygger på tilsvarende overføringsledd og hevarmer.

Figur 18.5 Kammen gir føringen en jevn bevegelse

Figur 18.6 Føringen får en variabel bevegelse

Kammer og eksentere Vi kan omforme en roterende bevegelse til en annen form for bevegelse med kammer og eksentere. Kammen overfører bevegel­ sen til en såkalt føring. Figurene 18.5 til 18.9 viser hvordan ulike kammer kan gi ulike bevegelser. Kammer og kamskiver blir laget av herdet stål. Vi må likevel være på vakt overfor slitasje og skader. Disse maskinelementene er viktige deler i produksjonssystemene. Delene må beskyttes så godt som mulig mot smuss og støv, fordi det kan forandre bevegelsene i maskinene og instrumentene.

Figur 18.7 Eksenterskiva gir en tvangsstyrt, rettlinjet bevegelse i begge retninger Figur 18.9 Sylindrisk kam som gir føringen en svingende bevegelse Føring

Figur 18.8 Kamskiva gir føringen en uregelmessig bevegelse som hele tiden gjentar seg

128

Eksempler på bruk av kammer og eksenter Kamakselen i en forbrenningsmotor er utformet med en kam for hver ventil. På denne måten kan den sammen med ventilfjærene bestemme åpne- og stengebevegelsene. Kamakselen har vanligvis også en eksenter for bensinpumpen.

En kamskive med en annen kurveform kan du se på figur 18.11. Her påvirker den en hydraulisk ventil når den roterer.

Figur 18.11 Kam som påvirker en hydraulisk ventil

Eksenterpressen bygger på prinsippet med en roterende drivskive der akseltappen på veivstanga er eksentrisk lagret. Det gir veivstanga en fram- og tilbakegående bevegelse som blir brukt til stansing og pressing. Stikkeutstyret i en fresemaskin bygger på det samme prinsippet. Se figur 18.12.

Skjæreverktøyet i dreie- eller freseautomater blir påvirket av model­ ler (maler) som over ruller, hevarmer og geider gir ulike innstillingsbevegelser. Ved å bytte modell kan vi serieprodusere ulike deler.

Arbeidsoppgave 75

Figur 18.12 Stikkeutstyr montert i fresemaskin

129

19

V Bremser

Bremsekraft F

Bremsesko F -i r

Bremser blir brukt til å stanse eller regulere bevegelsen til løfteutstyr, kjøretøy eller liknende. Maskinen må ofte ha to slags bremser. Traverskrana har både stoppbrems og reguleringsbrems for å regulere hastigheten på senkebevegelsen.

Vi kan dele bremsene inn i tre typer etter virkemåten:

Figur 19.1 Utvendig bremsesko. Samme type som håndbremsen på en sykkel

Bremsetrommel /

Bremsesko

- Mekaniske bremser - Hydrauliske bremser (bremsevirkning gjennom væskeoverføring) - Elektriske bremser (bremsevirkning gjennom elektromagnetiske krefter) En hydraulisk brems er bygd opp etter prinsippet for hydrodynamiske koplinger. Se side 61. Hydrauliske bremser i biler er egentlig mekaniske bremser som blir styrt hydraulisk. De elektriske bremsene virker ved at drivmotoren skaper spesielle magnetfelt som tvinger rotoren til å stanse.

Asbest

Bremsebelegg

Figur 19.2 Innvendig plassert bremsesko

Tidligere var asbest hovedbestanddelen i bremseanlegg. Asbest er et materiale som gir stor friksjon, og det beholder egenskapene sine opp til 400 °C. Men asbest avgir fibrer som gir skader på lungene, og det er derfor på vei ut. I 1986 hadde cirka 70% av alle nye biler asbestfritt bremsebelegg. I henhold til Forskrifter om asbest fra Arbeidstilsynet (9. opplag, 1990), er hovedregelen at det ikke er tillatt å bruke asbestholdige bremsebelegg.

Som erstatning for asbest blir det blant annet brukt plastmetallblandinger, komposittmateriale og sintret materiale.

Mekaniske bremser De fleste bremser er mekaniske. Bremsevirkningen oppstår ved friksjon mellom to deler som blir presset mot hverandre. Som regel består bremsebelegget av metallpulver, grafitt, lim og et erstat­ ningsstoff for asbest, for eksempel et keramisk fibermateriale.

130

De mekaniske bremsene kan styres:

-

Mekanisk med hevarmer (håndbremsen i en bil) Hydraulisk (med oljetrykk) Pneumatisk (med komprimert luft) Elektromagnetisk

En mekanisk brems kan ha bremsesko, bremseskive, bånd eller lameller som bremsende elementer.

Trommelbremsen har en eller flere bremsesko og en bremsetrommel. Bremseskoene kan monteres utvendig (figur 19.1) eller innven­ dig (figur 19.2). Også figurene 19.3 og 19.4 viser trommelbremser.

Figur 19.3 Bremsekraften kan oppheves for eksempel ved at hevarmen blir påvirket av en elektromagnet som løfter enden på hevarmen

Skivebremsen (figurene 19.5 og 19.6) har to bremseklosser som trykker på den tynne bremseskiva. Bremseeffekten blir svært god med denne kjøretøybremsen, som har store varmeavgivende flater. Skivebremser i personbiler må tåle en temperatur på 500 °C ved hard bremsing. Skivebremser i biler inngår i det hydrauliske bremsesystemet med to bremsekretser. Det gir en sikkerhet for at omtrent 80 % av bremseeffekten er i behold selv om den ene bremsekretsen svikter.

Figur 19.4 Bremsekraften som fjæra danner, kan oppheves av en ytre kraft F som påvirker hevarmen

Figur 19.5 Prinsippskisse av en skivebrems

Figur 19.6 Hydraulisk påvirket skivebrems

Figur 19.7 Pneumatisk påvirket skivebrems i en båtmotor

En skivebrems tar mye mindre plass enn en trommelbrems med samme bremseeffekt. Sammenlikn figurene 19.3 og 19.4 med figu­ rene 19.5 og 19.6.

131

I håndbremsen (figur 19.9) oppstår bremsevirkningen ved et bremsebånd av stål som er belagt med for eksempel lær for å få en ru overflate. Bremsebåndet ligger rundt bremsetrommelen.

Lamellbremsen er en lamellkopling. I verktøymaskiner blir det brukt mekaniske lamellbremser som bremser arbeidsspindelen når drivmotoren blir koplet fra. Se «Lamellkoplingen» side 56. Figur 19.9 Båndbrems

Vedlikehold av bremser Bremsevirkningen kan bli ødelagt hvis det kommer smuss, olje eller liknende inn i bremsen og legger seg på bremseflatene.

Bremseflatene er utsatt for kraftig slitasje. Slitedelene må skiftes i god tid for at ikke hele bremsen skal bli ødelagt. En godt vedlikeholdt brems er en garanti mot alvorlige ulykker og maskinskader. Arbeidsoppgave 76

132

20

■■ V Vanatorer

Det lille hjulet kan flyttes for å forandre utvekslingen

I tannhjulsgirkassa blir omdreiningstallet endret i bestemte trinn. Hvert trinn gir et konstant omdreiningstall, dersom omdreiningstal­ let på den drivende akselen er konstant. Ofte har en bruk for å tilpasse omdreiningstallet trinnløst til arbeidsoperasjonen, for eks­ empel i en verktøymaskin, der faktorer som arbeidsmateriale, verktøymateriale, diameter og liknende bestemmer omdreiningstallet. Med variatorer kan en få trinnløs regulering av omdreiningstallet.

Prinsippene for variatorer Figur 20.1 Friksjonsoverføring med sylindriske friksjonshjul

I variatorer kan kraftoverføring og utveksling skje mekanisk, hydraulisk eller elektrisk. Ønskelig omdreiningstall, driftsforhold og liknende avgjør hvilken metode en skal velge. Variatorer kan være laget for roterende bevegelse (i en dreiebenk) eller rettlinjet bevegelse (i en planslipemaskin).

Styringen av variatorene skjer: - Manuelt " - Pneumatisk ► for eksempel fjernstyring - Hydraulisk - Elektrisk Figur 20.2 Friksjonsoverføring med koniske friksjonshjul

Mekaniske variatorer Friksjonsoverføringer

Figur 20.3 Friksjonsoverføring med koniske ruller og flatreim (eller friksjons rulle, stiplet på figuren)

Friksjonsoverføringen er det enkleste utstyret for trinnløs utveksling (figur 20.1). Når det minste friksjonshjulet forandrer stilling på det store hjulet, forandrer også utvekslingen seg. I stedet for sylindriske friksjonshjul kan en også bruke koniske hjul (figur 20.2). En annen type er vist på figur 20.3, der koniske ruller blir brukt sammen med en flatreim eller en mellomliggende friksjonsrulle. 133

Utgående aksel

(nedvekshngsstilling)

Ruller Figur 20.4 viser hvordan kraftoverføringen fra den elektriske moto­ ren til den utgående akselen på variatoren skjer med vribare ruller og konkave skiver. Friksjonstrykket mellom ruller og skiver kan reguleres med en kopling.

Figur 20.5 Friksjonsoverføring med stålkule

I den stillingen rullene har på figur 20.4, vil koplingshalvdelen B rotere langsommere enn koplingshalvdelen A. Forholdet blir det motsatte hvis en vrir rullene ca. 30°.

Stålkule og stålring Ved svært små effekter, for eksempel 60 W, kan en bruke en stål­ kule eller en stålring som kraftoverførende element.

Figur 20.5 viser en friksjonsoverføring med stålkule. Stillingen av stålkula mellom de konkave skivene gjør det mulig å få en utveks­ ling på 1:3 i den ene ytterstillingen og 3 :1 i den andre. Det høyeste omdreiningstallet blir altså ni ganger så stort som det minste.

Et friksjonsgir av denne typen kan brukes i laboratorier og i bake­ rier blant annet i blandemaskiner (visper).

Figur 20.6 Friksjonsoverføring med stålring og koniske skiver. Skivene A og B er faste, C og D er bevegelige

En konstruksjon med stålring er vist på figur 20.6. Stålringen er innspent mellom to diagonalt faste og to diagonalt bevegelige kon­ iske skiver. Når omdreiningstallet skal forandres, blir de bevegelige skivene forskjøvet samtidig til venstre eller høyre. Dermed blir stålringen påvirket til å forandre kontaktstillingen mot de koniske skivene.

Kilereimsvariatorer Friksjonsoverføringen kan bare overføre små effekter. Kilereimsva­ riatorer for vanlige standardkilereimer eller spesielle kilereimer kan derimot overføre større effekter. De er bygd som kilereimsoverføringer, men hver kilereimsskive er delt i to deler som kan forskyves i forhold til hverandre. Se figur 20.7. Forholdet mellom diameterne på kilereimsskivene kan på denne måten forandres, og dermed også utvekslingen.

Figur 20.7 Kilereimsvariator. Når hjulskivene på den ene akselen blir ført sammen, går de andre fra hverandre

134

Omdreiningstallet kan også reguleres med en variabel motorskive som er montert på akseltappen på motoren, og et motorfundament

Drevet, fast reimskive

med reguleringsratt. Med dette rattet kan en forskyve motoren på fundamentet, slik at stillingen til reima (diameteren på drivskiva) forandrer seg, og dermed utvekslingen. En trykkfjær som er bygd inn i reimskiva, gir en konstant reimspenning i alle stillinger. Se figur 20.8.

I verktøymaskiner kan en også bruke en type kilereimsvariatorer med vanlige standardkilereimer.

Trinnløs reimoverføring

Figur 20.8 Regulator for omdreiningstall. Med motor som kan forskyves og variabel motorreimskive

I kjøretøyer blir det iblant brukt trinnløs reimoverføring. Den gir en kraftoverføring med små tap, og motoren kan arbeide med gunstige omdreiningstall. Motoren er plassert foran og kilereimsvariatoren bak, foran bakakselen. Til kraftoverføringen mellom motoren og variatoren blir det brukt en vanlig mellomaksel. Kilereimene forbin­ der det fremre reimskiveparet (det drivende) med det bakre (det drevne). Reimskivene har form som koniske tallerkener. Når ski­ vene står tett sammen, går reima på en stor diameter, og når skivene er skilt, blir diameteren mindre. Avstanden mellom de fremre ski­ vene blir regulert med sentrifugalvekter og vakuumsylindere som blir påvirket av motorens omdreiningstall. De bakre reimskivene tilpasser seg reimspenningen ved hjelp av et fjærtrykk.

Hydrauliske variatorer I hydrauliske variatorer blir kraften overført ved hjelp av olje. Denne girkassetypen består av to sammenbygde enheter: en oljepumpe og enten en hydraulisk sylinder eller en hydraulisk motor. Med hydraulisk sylinder får vi en rettlinjet bevegelse, og med hydraulisk motor får vi en roterende bevegelse. Den trinnløse regu­ leringen får vi ved hjelp av en ventil som er bygd inn i den hydrauliske ledningen.

135

Figur 20.10 Hydraulisk system for en slipemaskin

Slipemaskinbord

Stillbare anslag

Hydrauliske variatorer blir brukt blant annet i høvelmaskiner og slipemaskiner. Figur 20.10 viser hvordan et hydraulisk system med variatorprinsippet er brukt i en slipemaskin. En elektrisk motor driver oljepumpa som påvirker stempelet i den hydrauliske sylinde­ ren.

I verktøymaskiner er det ønskelig at kraftkilden avgir konstant effekt innenfor et så stort omdreiningstallsområde som mulig. Dette kan vi oppnå med hydrauliske variatorer med vingepumpe og vingemotor. Det konstante kraftuttaket ligger mellom 450 og 1800 r/min. Reguleringsområdet er 0-1800 r/min i begge retninger. I hydrauliske variatorer stilles det store krav til den kraftoverførende oljen. Den skal være motstandsdyktig mot elding, være uføl­ som for høye temperaturer, og ha gode smøreegenskaper og liten tendens til å skumme.

Med hydrauliske variatorer for roterende bevegelse kan utvekslin­ gen reguleres trinnløst innenfor området 5,2:1 — 1 ’• 5,2.

Hydrauliske variatorer forekommer i størrelser opp til 30 kW. De blir brukt blant annet i transportbånd og maskiner for kontinuerlige prosesser. Omdreiningstallet i hydrauliske variatorer kan forandres både under drift og når de står stille.

Likestrømsmotoren som variator Den enkleste måten å variere omdreiningstallet på burde være å gjøre det direkte med den elektriske motoren. Men for den van­ ligste motoren - asynkronmotoren - er det oftest uøkonomisk å regulere omdreiningstallet. Det vanligste er å bruke likestrømsmotoren som variator. Med denne motortypen kan omdreiningstallet forandres trinnløst innen­ for praktisk talt hele omdreiningstallsområdet. Likestrømsmotorer blir brukt blant annet til å drive tunnelbanetog. Også i valseverk, heiser og en del mindre anlegg brukes likestrømsdrift.

136

Omdreiningstallet kan også reguleres trinnløst ved hjelp av tyristorstyring. En tyristor virker som en ventil som regulerer spennin­ gen. Lavere spenning fører til lavere omdreiningstall, mens større spenning fører til større omdreiningstall.

Variatoraggregat De fleste arbeidsmaskiner blir drevet med lavere omdreiningstall enn den elektriske motoren har. I mange tilfeller skal omdreinings­ tallet forandres til svært lave verdier. For at det skal være mulig, blir variatorene bygd sammen med tannhjulsoverføringer (enkelt, dob­ belt, trippel). Figur 20.11 viser et slikt variatoraggregat. Arbeidsoppgavene 77 og 78

Figur 20.11 Hydraulisk variator med reduksjonsveksel i en automatisk sveiseinnretning

137

21

L I Stikkord A

akselkoplinger 54 akselmaterialer 49 akseltapp 49,52 aksialkulelager 68 aksiallager 63,66 aksler 49 aksler for overføring av aksialkrefter 51 aktiverbare lim 36 anaerobe lim 36, 37 asbest 105,130 avsmeltingssveising 25,26 B

badsmøring 104 belger 109 bertelfuge 33 bevegelsesskrue 17 bladfjær 113 blindmutter 24 blindnaglesystem 23 blindnagling 23 blokklager 66 bløtlodding 32 bolt 15 bremser 130 brytehjul 75 buefortanning 88 buesveising 27 bygd pakning 108 bæreaksler 51 bæretapp 52 bølgeformet membran bøyefjær 113 bøyelig aksel 52 båndbrems 132

F

109

D

dekkgassveising 28 deling 73,86 dempere 112,114 dobbelt skråfortanning 88 drivkjede av plast 74 E

eksentere 127,128 ekspansjonsfjær 114

138

ekspansjonsforbindelse 45 elastisk boltkopling 55 elastisk kopling 54 elastisk skivekopling 55 elastohydrodynamisk smøring 93 elektromagnetisk manøvrert lamell­ kopling 59 elektronisk styrt smøring 98 enkel overføring 86 enkel utvendig overføring 86 enkomponent-herdelim 36 enledningssystem 100 enradet sporkulelager 68 enskivet lamellkopling 56 epoksylim 36

faste bæreaksler 51 faste koplinger 54 faste smøremidler 94 fasthetsklasse 14 feite oljer 95 fett 94 filmstyrke 95 filttetning 108 fjærbelastet smørekopp 98 fjærende kombinasjonspakning fjærer 112 fjærmateriale 112 flankeretning 88 flankevinkel 12 flatreim 77 flatspiralfjær 113 flenskopling 54 flenslager 65 flenspakning 106 flerkileforbindelse 41 flerkomponentlim 36 flerledningssystem 100 flettet pakning 108 flytende smøremidler 95 frihjulskopling 60 friksjon 92 friksjonsforbindelse 44 friksjonskopling 56 friksjonsoverføring 133 friksjonssveising 26

106

fullsmøring 92 fysikalsk stivnende lim 36 G

Galls kjede 73 gass 96 gassbuesveising 27,28 gassveising 27,29 geid 63,66 gjengebunn 12 gjengehøyde 12 gjengeinnsats 17 gjengeprofil 11 gjenger 11 gjengesnitt 14 gjengestigning 11 gjengesystemer 11,12 gjengetapp 14 gjengetopp 12 glidelager 63,64 glidelakk 94 glideringsboks 107 grafitt 94 grafittbånd 108 grensesjiktsmøring 92 gummihylsekopling 55 gummikorskopling 55 gummireim 77 H

hakekile 40 halvfaste smøremidler 94 halvtørr friksjon 92 harde underlagsskiver 17 hardlodding 32 hefteevne 95 helmetalldemper 115 hode 21 hydraulisk manøvrert lamell­ kopling 58 hydraulisk støtdemper 115 hydraulisk variator 135 hydrodynamisk kopling 61, 62 hylse kjede 74 hylsekopling 54 hypoidoverføring 89 høyelastisk akselkopling 55 høyregjenge 11

håndsmøreutstyr 97 håndsmøring 96 I

I-fuge 33 inngang 11,12 intervallsmøring 99 K

kaldnagling 22 kaldtrekking 49 kalk 94 kamaksel 52,128 kammer 127,128 kamskive 128 kanonlager 65 kapillarvirkning 37 kappelengde 121 kile 39 kileforbindelser 39 kilefuge 33 kilereim 77 kilereimsvariator 134 kiletyper 39 kjedehjul 75 kjedekopling 55 kjedelås 74 kjedeoverføring 73 kjedeoverføringsskjerm 75 kjedetyper 73 kjegleventil 123 kjemisk stivnende lim 36 kjettingoverføring 80 kjørnerslag 20 klemhylse 46 klemlengde 17 kompoundoljer 95 konisk lager 63,66 konisk pinne 42 konisk pressforbindelse 46 konisk rullelager 69 konisk rørgjenge 13 konisk skrueoverføring 89 konisk tannhjul 89 konisk tannhjulsoverføring 84 konstruksjonslim 36 kontinuerlig sirkulasjonssmøring 104 kontinuerlig, men begrenset smøring 98 kontramutter 19 konuskopp 97 kordel 79 korrosjonsbeskyttelse 14 korsleddkopling 56 kraftbånd 78 kraner 123 kronemutter 19 krympeforbindelse 44 kuleforing 70 kulelager 68 kuleleddkopling 56 kuleskrue 17,69 kulesmørekopper 97 kulestyring 70 kuleventil 123

L

lager 63 lagerforinger 65 lagerklaring 67 lagermaterialer 64 lamellbrems 132 lamellkopling 56 langkileforbindelse 39 laskskjøtnagling 22 lastekrok 83 leddkopling 55 leppepakning 108 lim 35 lim i fast form 35 lim i flytende form 35 limfilm 35 limforbindelser 34 limformer 35 limingsarbeid 34 limtyper 36 loddearbeide 33 loddeforbindelser 32 loddefuger 33 loddemetoder 32 luft 96 luftdemper 115 luftoljesmøring 103 luftsmøring 99 lukepakning 106 lær 77 løfteinnretning 82 løfteredskap 82 løftestropp 83 løfteteknikk 73,82 låsetråd 19 låsevæske 37 låsing med maling 20 låsing med væske 20

nagletyper 21 Norges Standardiseringsforbund 9 nøkkelvidde 15 nålelager 69 O

O-ring 106 oksidasjonsbestandighet 96 oljetåke 96 oljetåkesmøring 99 overføring 73 overføringsarmer 127 overlappsfuge med fals 33 overlappsnagling 22 P

pakkboks 108 passkile 40 patentmutter 19 pitchsystem 87 plaskesmøring 104 plastisk tetningsmasse 106 plastisk pakningsmasse 108 plombering 20 pneumatisk manøvrert lamell­ kopling 58 polygonforbindelse 42 popnagle 23 popnagle med omlading 23 pressforbindelse 44,45 pressveising 25 progressivsystem 102 prosessorsystem 126 pulverbuesveising 28 punktsveising 25,26 R

manuelle løft 83 maskinelement 9 materialfasthet for aksler 50 mekanisk manøvrert lamell­ kopling 57 mekanisk variator 133 mekaniske bremser 130 membran 110 membranventil 124 merking 14 metallbuesveising 27 metrisk fingjenge 13 metrisk gjenge 12 metrisk gjengesystem 12 metrisk grov gjenge 12 mineralolje 95 modul 86 modulsystem 86 molybdendisylfid 94 motstandssveising 25 mutter 14,15 muttersikringer 19 muttertyper 15

radiallager 63,65 radiatorshuntventil 125 radiatorventil 125 reduksjonsventil 125 reguleringsventiler 125 reimoverføring 76 reimtyper 77 renhet 95 rett fortanning 88 rette transmisjonsaksler 52 riflepinne 43 ringsmøring 104 roterende bæreaksler 51 rullekjede 73,74 rullelager 68, 69 rullemembran 109 ruller 134 rullesleide 70 rullingslager 63,67 rundgjenge 11,13 rundkile 41 rør 116 rørbøying 121 rørgjenge 13 rørledningselementer 116 rørnagling 23

N

S

nagleforbindelser 21 naglehull 21 naglematerialer 21

sammensatt overføring 86 seegerring 20 selvlåsende mutter 19

M

139

selvsmørende lager 65,99 senterløs sliping 49 sentrifugalkopling 59,60 sfærisk aksialrullelager 69 sfærisk glidelager 65 sfærisk kulelager 68 sfærisk radialrullelager 69 shuntventil 125 signalisering 83 sikkerhetsventil 125 sikringsblikk 18 sikringsskive 18 skaft 21 skalldreiing 49 skivebrems 131 skivekile 40 skjøting av reimer 78 skrue 14,15 skrueforbindelser 11,17 skrueformet viklet fjær 113 skrueoverføring 85 skruesikringer 18 skruetyper 15 skrå buttfuge 33 skråfortanning 88 skålkopling 54 slangeforbindelser 122 slangekoplinger 122 slangematerialer 122 slanger 122 sleideventil 123 slurekopling 59 slutthode 21 smeltelim 36 smeltesveising 25,27 smøreapparat 104 smørefett 94 smøremiddel 92, 93, 94 smørenippel 97 smøreolje 95 smøreskjema 98 smørested 93 smøresystemer 93 smøreutstyr 92,94,96 smøring 67,92 smøringsfrie lagerskåler 65 snekkeoverføring 85,90 spennelement 47 spennhjul 75 spennhylse 41,43 spennsats 47 sperrekopling 60 spesialfjær 114 spesialkile 39 spesialskiver 19 spesialskrue 17 spesialsmøresystem 103

140

spesielle tannhjulsoverføringer 85, 90 spisstapp 53 sporring 20 stabilitetsmoment 82 staufferkopp 98 stempelstang 52 stjernefjær 20 strekkfjær 113 stuksveising 25,26 styrepinne 43 styrestift 43 størkningspunkt 96 støttetapp 53 stålbånd 77 stålkule 134 stålring 134 ståltau 83 sveiseautomater 29 sveiseforbindelser 25 sveiselodding 33 sylindrisk pinne 43 sylindrisk rullelager 69 sylindrisk rørgjenge 13 sylindrisk tannhjul 85 sylindrisk tannhjulsoverføring 84 syntetiske oljer 95 syrebading 49 sømsveising 25,26 såpepulver 94 T

talkum 94 tallerkenfjær 114 tangentkile 40 tannform 88 tannhjul 84 tannhjulsoverføring 84 tannkjede 74 tannkopling 55 tannprofil 89 tannreim 77 tannstangoverføring 85,90 tannsystemer 87 tanntall 85 teiplim 35,38 tetning mellom stempel og sylin­ der 109 tetningsmateriale 122 tetningsmateriale i ark 106 tetningsmidler 37 tetningsring 106 tetningsutstyr 105 tilbakeslagsventil 124 tiltrekkingsmoment 17 tokomponentlim 36 toledningssystem 100

torsjonsstav 113 transmisjonsaksler 51,52 transmisjonselement 73 transportbånd 74 transportkjede 74 trapesgjenge 11, 13 trekantgjenge 11 trinnløs reimoverføring 135 trommelbrems 131 trottelventil 124 trykkfjær 112 trykkoljeforbindelse 47 trådsikringer 19 turbokopling 61,62 tverrkile 42 tverrkileforbindelse 39,42 tyngdepunkt 82 tørr friksjon 92 U

unifiedgjenge 13 unifiedgjengesystem universalfett 95 USIT-ring 107 utveksling 76, 85

12

V

V-ring 107 vaier 78,79 vaierhjul 79 vaieroverføring 78 vaiertromler 79 vanlig overlappsfuge 33 vannutskiller 125 variatoraggregat 137 variatorer 133 varmbøying 121 varmnagling 22 veivaksel 52 veivstang 52 vekselventil 124 veltemoment 82 venstregjenge 11 ventiler 123 vibrasjonsdemper av gummi vinkelkontaktlager 68 viskositet 92,95 vridningsfjær 113 væskefriskjon 92 W

Whitworthgjengesystem X

X-fuge 33 Å

åpne smørehull 96

12

114