Maskinelementer : yrkeslære for mekanikere - automasjon/industri 8258505378 [PDF]

Zitiervorschau

A.O. Haugen

Maskinelementer Yrkeslære for mekanikere — automasjon/industri Bokmål — Forsøksutgave

18

Nasjonalbiblioteket Depotbiblioteket

YRKESOPPLÆRING IS —1986

© Yrkesopplæring i • s 1986 Sats: Trond Eidnes Printed in Norway PDC • Printing Data Center a.s, 1930 Aurskog, 1986

Det må ikke kopieres fra denne boka utover det som er tillatt etter bestemmelsene i ”Lov om opphavsrett til åndsverk”, ”Lov om rett til fotografi” og ”Avtale mellom staten og rettighetshavernes organisasjoner om kopiering av opphavsrettslig beskyttet verk i undervisningsvirksomhet”. Brudd på disse bestemmelsene vil bli anmeldt.

Boka er godkjent som forsøksutgave av Rådet for videregående opplæring i januar 1987.

ISBN 82-585-0537-8

Gjøvik

ingeniørhøgskoi. BIBLIOTEKET

Hag

Forord Yrkeslære for videregående kurs 1 for mekanikere - automasjon/ industri — er utarbeidet med sikte på å dekke det faglige innholdet i forsøksplanen av 1985.1 overensstemmelse med læreplanen er yrkes­ læra fordelt på følgende fem bøker:

Verktøy- pg platebearbeidingsmaskiner med utstyr Maskinelementer Materialer og varmeteknikk Styre- og reguleringsteknikk Sammenføyingsmetoder Denne boka omfatter:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Benkearbeid Handtering av tunge arbeidsstykker Skrueforbindelser Faste sammenkoplinger Rør og rørforbindelser Rørarmatur Tetninger Løsbare sammenkoplinger Press- og krympeforbindelser Aksler Akselkoplinger Overføringer Lagre Smøring Fjærforbindelser Demping av maskinsvingninger Finbearbeiding Oppretting av dreiebenk

For eventuell seinere revisjon vil vi være takknemlige om forfatteren eller forlaget får kommentarer til bokas innhold og utforming.

Sandefjord, oktober 1986 A.O. Haugen

Innhold Standardisering ..............................................................................

8

1 Benkearbeid .............................................................................. Arbeidsplassen ...................................................................... Sikringstiltak mot helseskade ............................................... Kontrollspørsmål ......................................................................

9 9 12 13

2 Handtering av tunge arbeidsstykker ......................................... Manuelle løft .......................................................................... Tyngdepunkt ........................................................................... Stabilitet ................................................................................ Kontrollspørsmål og oppgaver ................................................. Vending av last ......................................................................... Løfteutstyr................................................................................. Belastning på løftestropper ..................................................... Signalisering til kranfører ....................................................... Kontrollspørsmål og oppgaver ...................................................

14 14 14 18 19 20 21 22 24 24

3 Skrueforbindelser ......................................................................... Gjengesystemer ....................................................................... Fasthetsklasser ......................................................................... Montering ................................................................................. Skruesikringer........................................................................... Gjengeinnsatser ....................................................................... Kontrollspørsmål .........................................................................

26 27 28 30 31 33 33

4 Faste sammenkoplinger ............................................................... Liming ...................................................................................... POP-nagling ............................................................................. Klinking med massive nagler................................................... Kontrollspørsmål .........................................................................

35 35 40 41 44

5 Rør og rørforbindelser ................................................................. Rørtyper........................................................................................ Nominell diameter ................................................................... Nominelt trykk .........................................................................

45 45 45 48

Rørforbindelser.......................................................................... Gjengeforbindelser ............................................................... Sveiseforbindelser ................................................................. Flensforbindelser ................................................................... Muffeforbindelser................................................................... Kompresjonsforbindelser ..................................................... Kontrollspørsmål .........................................

48 48 49 49 50 51 53

Rørarmatur ................................................................. Ventiler........................................................................................ Seteventiler ............................................................................ Innsliping av seteventil........................................................... Bokspakninger ....................................................................... Sluseventiler .......................................................................... Klaffeventiler ........................................................................ Dreiespjeld ............................................................................ Kikkraner .............................................................................. Membranventiler ................................................................... Kontrollspørsmål ........................... Kompensatorer .......................................................................... Kontrollspørsmål og oppgaver .................................................

54 54 55 55 57 58 59 60 61 62 63 64 67

7 Tetninger ..................................................................................... Plantetninger.......................................................................... Sportetninger ........................................................................ Kontrollspørsmål .......................................................................

68 68 69 70

8 Løsbare sammenkoplinger ......................................................... Pinner...................................................................................... Kiler ........................................................................................ Låsringer ................................................................................ Kontrollspørsmål .......................................................................

71 71 72 74 75

9 Press- og krympeforbindelser ................................................... Presspasning .......................................................................... Krympepasning....................................................................... Kontrollspørsmål og oppgaver .................................................

76 76 78 79

10 Aksler.......................................... Akselmateriale og framstillingsmåter ............................... Formgiving og spenningsforhold.........................................

80 80 80

6

Retting av aksel ................................................................... Kontrollspørsmål ....................................................................

82 83

11 Akselkoplinger ......................................................................... Faste stive koplinger............................................................. Faste elastiske koplinger ..................................................... Manøverkoplinger ............................................................... Kontrollspørsmål .....................................................................

84 84 86 88 89

12 Overføringer ............................................................................. 90 Reimoverføringer .................................................................... 90 Hjulenes periferihastighet ................................................... 93 Reimhjulsutvekslinger ......................................................... 95 Kontrollspørsmål og oppgaver ............................................... 98 T................................................... annhjuls- og snekkeoverføringer. 98 Tannhjulsutvekslinger ......................................................... 103 Snekkeutvekslinger ............................................................. 105 Kontrollspørsmål og oppgaver ............................................... 106 Kjedeoverføringer ............................................................... 107 Hydraulisk overføring ......................................................... 109 Variatorer ............................................................................ Hl Bremser ................................................................................ H2 Kontrollspørsmål .................................................................... H5 13 Lagre ......................................................................................... Rullingslagre ........................................................................ Glidelagre ............................................................................ Lagermateriale .................................................................... Støping av hvitmetalli lagre ................................................ Lagerskraping ...................................................................... Kontrollspørsmål og oppgaver ...............................................

H6 H6 124 127 130 132 135

14 Smøring ..................................................................................... Friksjonstyper...................................................................... Smøreoljer............................................................................ Smøremetoder .................................................................... Fettsorter for smøring ......................................................... Kontrollspørsmål ....................................................................

I35 136 138 139 142 144

15 Fjærforbindelser ....................................................................... 145 Fjærtyper .............................................................................. 145

Vikling av skruefjær ............................................................. 147 Kontrollspørsmål ...................................................... 148 16 Demping av maskinsvingninger............................................... Svingningstyper ................................................................... Vibrasjonsisolatorer ............................................................. Torsjonssvingninger i aksler ............................................... Kontrollspørsmål .....................................................................

149 149 151 153 154

17 Finbearbeiding ........................................................................ Planskraping ................... Lapping ................................................................................ Honing .................................................................................. Kontrollspørsmål .....................................................................

155 155 156 158 158

18 Oppretting av dreiebenk ........................................................ 159 Kontrollspørsmål ..................................................................... 163

*

Standardisering Maskinene er satt sammen av et visst antall deler som vi kaller konstruksjonselementer eller maskinelementer. De fleste maskin­ elementene er standardiserte. Med standardisering mener vi at produktene blir vurdert etter bes­ temte kriterier, som blant annet omfatter terminologi, form, dimen­ sjon og materialkvalitet. Hensikten med standardisering er at forbru­ keren og produsenten skal bruke samme språk. I industrien er det utviklet en lang rekke standardiserte løsninger. Produktet i den ene bransjen vil ofte være komponenten i den andre. I et skipsverksted vil for eksempel skruer, muttere og stålplater være komponenter, mens de er produkter i skruefabrikken og valseverkstedet. Standardene blir utarbeidet av Den internasjonale standardiserings­ organisasjonen (ISO) og deretter utgitt som nasjonale standarder i de enkelte land. I Norge skjer det gjennom Norges Standardiseringsfor­ bund (NSF). NSF utgir også egne nasjonale standarder. I boka viser vi til de aktuelle standardene som gjelder.

1

Benkearbeid

Benkearbeid omfatter ulike bearbeidingsmåter som saging, boring, sliping, filing, gjenging, klipping, bøying og klinking. Denne bear­ beidingen utfører vi dels i.maskin og dels for hand. I tillegg til selve framstillingen av delene kommer monterings- og demonteringsarbeid. Benkearbeid krever teoretiske kunnskaper, innsikt og ferdigheter på flere områder. Vi må ha kjennskap til: - maskinen (oppbygning, virkemåte, tilbehør og verneinnretninger) - verktøy for bearbeiding - verktøy for montering og demontering - underlag (tolking av tegninger og monteringsrettledninger) - materialer - konstruksjonselementer - bearbeidingsmåter - måling, oppmerking og kontroll - funksjonsprøving - vern og vedlikehold av verktøy og maskiner

Arbeidsplassen Montering og tilpassing av maskinelementer foregår både på fast arbeidsbenk og direkte på utstyret forskjellige steder. Til de vanligste arbeidene, som filing, meisling, saging, gjenging og skraping, er arbeidsbenken utstyrt med skruestikke og skap eller skuffer for opp­ bevaring av handverktøy og måleverktøy. Se figur 1.1. Arbeidsben­ ken skal være stø, og til grovere arbeid kan den være kledd med stålplater. Måleverktøy og handverktøy skal ha egne oppbevaringsplasser både for oversiktens skyld og for at verktøy ikke skal bli ødelagt. Til reingjøringen skal det finnes handkost, fille og pussegarn. Orden og reinslighet skaper trivelige arbeidsforhold.

9

Figur 1.1 Arbeidsbenk

Skal arbeidsresultatet bli godt, er det viktig at arbeidsplassen har riktig belysning. I tillegg til allmennbelysningen må det være egen lampe for arbeidsplassen. Dårlig lys svekker øynene. Arbeideren tvinges da til å stå for nær arbeidsstykket, noe som kan overanstrenge øynene.

10

Figur 1.2 viser ulike typer benkeskruestikker. Størrelsen er oppgitt ved bredden på bakkene, avstanden mellom bakkene i utskrudd stil­ ling og dybden målt fra bakkenes overkant. Størrelsen og godstykkelsen på skruestikka må være tilpasset arbeidet. En stolpeskruestikke passer for eksempel til grovere bøyearbeider, mens vi bruker en rørskruestikke til å gjenge rør. Vanlige bakker har riflete anleggsflater mot arbeidsstykket. Der­ som arbeidsstykket har glatte overflater, kan vi beskytte dem ved å bruke et mellomlegg av mykere materiale, for eksempel tre eller utglødd kopperplate. Til runde arbeidsstykker bruker vi V-formete bakker. Skruestikka må ikke utsettes for direkte oppvarming eller harde slag. Etter dagens arbeid skal både skruestikka og arbeidsbenken reingjøres for filspon o.l. Gjenge- og glideflater skal smøres regel­ messig.

Det meste av benkearbeidet foregår stående. Det er da viktig at arbeidsforholdene legges til rette slik at arbeidet ikke er mer fysisk anstrengende enn nødvendig. Ved individuell tilpassing av arbeidshøyden går vi ut fra albuehøyden, se figur 1.3. Den er i gjennomsnitt 104,5 cm for menn og 98 cm for kvinner. For vanlig, lett arbeid passer det med en arbeidshøyde lik albuehøyden. Det vil si at ved vanlig filing kan overkanten av skruestikka være i albuehøyde. Ved lettere presisjonsarbeid bør arbeidshøyden være høyere enn albuehøyden, og ved tyngre arbeid (som for eksempel meisling) bør den være mindre. 11

Ved benkearbeid må vi følge de generelle reglene for vernetiltak. Personlig vern omfatter riktig arbeidstøy, vernesko, vernebriller og eventuelt hansker og hjelm. Vi er selv ansvarlige for å holde handverktøyet vårt i orden. Et løst skaft på en hammer kan for eksempel gjøre det farlig å bruke hammeren. Videre må vi aldri gå under hengende last. Ved bruk av åpen ild må vi være oppmerksomme på brannfaren og kontrollere at brannslokkingsapparater er innen rekke­ vidde. NS 4210 gir orientering om varselfarger, varselsymboler og varselskilt.

Sikringstiltak mot helseskade Under arbeidet vil en mekaniker komme i kontakt med mange ulike stoffer. Stoffene kan inngå som deler i elementer, eller de kan nyttes ved rensing o.l. De fleste stoffene blir regnet som giftige på en eller annen måte. Dersom vi blir påvirket av en viss mengde giftstoffer, og særlig dersom påvirkningen får vare en tid, kan vi få helseskader. Det er viktig at vi kjenner til stoffenes virkning både under framstil­ lingen, bearbeidingen og som avfall. Vi viser til Arbeidstilsynets pub­ likasjoner, som gir orientering, rettledning og forskrifter om helse­ farlige stoffer. Her skal vi kort nevne noen av de farlige stoffene: Løsningsmidlene løser opp andre stoffer, og vi bruker dem derfor til rensing og avfetting. Dessuten fordamper de raskt ved vanlig tempe­ ratur og blir derfor brukt i maling og lakk for å oppnå rask tørking. Eksempler på løsningsmidler er lynol, tri, toluen, perkloretylen og xylen. Løsningsmidlene kan komme inn i kroppen ved at vi puster inn damp. De kan også komme inn gjennom huden, da noen av dem har stor gjennomtrengingsevne. Via lungene eller huden går stoffene så i blodet, som fører dem til ulike organer i kroppen. Blir konsentrasjo­ nen for høy, kan det oppstå akutte forgiftninger. Vi viser til oriente­ ring fra Arbeidstilsynet (bestillingsnummer 440 og 445). Støvpartikler kan danne seg ved mekanisk bearbeiding (for eksem­ pel sliping) av ulike stoffer. Disse mikroskopiske partiklene bør vi verken innånde eller få på hud og øyne. Særlig helsefarlig er asbest­ støv, som ved innånding kan føre til alvorlige lungesykdommer. Arbeidstilsynet har utarbeidet Forskrifter for asbest (bestillings­ nummer 235), der det blir gitt begrenset adgang til bruk av asbest. For eksempel er asbestholdige friksjonsdeler, pakninger og pakningsmateriale tillatt brukt dersom det ikke er mulig å framstille eller bruke slike produkter med et mindre helsefarlig innhold. 12

Flere av de kjemiske stoffene kan gi helseskader. For at vi skal kunne sette i verk vernetiltak og velge riktig verneutstyr, må vi vite hvilke stoffer vi kommer i kontakt med. Det er også nødvendig å kunne yte riktig førstehjelp. Giftige og helsefarlige stoffer skal være tydelig merket med: - symbol og fareklasse - opplysninger om farene og nødvendige forholdsregler - den kjemiske sammensetningen

For organiske løsningsmidler er det spesielle merkebestemmelser, såkalt YL-merking. YL er en forkortelse for yrkeshygienisk luftbehov. Merkingen deler inn løsningsmidlene i YL-grupper etter tallene 00-0-1-2-3-4-5. Løsningsmidler i den høyeste YL-gruppa har størst fordamping og stiller derfor de strengeste kravene til ventila­ sjon. Nærmere rettledning er gitt i Arbeidstilsynets bestillingsnummer 436.

Kontrollspørsmål 1.1 På hvilke områder trenger vi kunnskaper ved benkearbeid? 1.2 Hvordan bør arbeidsplassen være ordnet? 1.3 Hvordan skal arbeidshøyden være tilpasset? 1.4 Hva slags helseskader kan løsningsmidlene føre til? 1.5 Hva slags helseskader kan støvpartikler føre til? 1.6 Hvordan skal giftige og helsefarlige stoffer være merket?

13

2 Handtering av tunge arbeidsstykker Manuelle løft Når vi skal utføre tunge løft, er det viktig at belastningen på ryggsøyla er jevn og mest mulig rettlinjet. Ellers kan det lett oppstå ryggskader. Under løftet holder vi ryggen rett og veksler på å bøye og rette ut knærne. Figur 2.1 viser riktig framgangsmåte.

Figur 2.1 Manuelle løft

1 Innta utgangsstillingen med rett rygg og bøyde hofter og knær. Bøy ikke knærne mer enn i rett vinkel. Ta tak i arbeidsstykket slik at tyngden kommer i likevekt med løftingen. 2 Strekk knær, hofter og rygg samtidig når du løfter. Bruk kroppen som motvekt, og vri deg ikke under løftingen. Sett arbeidsstykket ned igjen ved å bøye knærne.

Tyngdepunkt Når vi skal handtere tunge arbeidsstykker, er det nyttig å kjenne til hvor tyngdepunktet ligger. Ofte må vi vurdere oss fram til den omtrentlige plasseringen av tyngdepunktet. Som grunnlag for vurde­ ringen tar vi utgangspunkt i linjer, flater og gjenstander der tyngde­ punktet kan bestemmes. 14

Tyngdekraften virker på alle molekyler eller minstedeler i en gjen­ stand. Resultanten til den totale tyngden viser tyngdepunktets plasse­ ring. En gjenstand som blir understøttet i tyngdepunktet, vil være i balanse. Nedenfor viser vi noen eksempler på tyngdepunktets plasse­ ring. Tyngdepunktet for rette linjer er på midten av linjas lengde, se figur 2.2. Det samme gjelder jevntykke aksler.

TP Figur 2.2 Tyngdepunkt for rett linje

Tyngdepunktet for rektangler og parallellogrammer ligger i diagonalenes skjæringspunkt, se figurene 2.3 og 2.4.

Figur 2.3 Tyngdepunkt for rektangel

Figur 2.4 Tyngdepunkt for parallellogram

Tyngdepunktet for trekantete flater ligger i medianenes skjæring­ spunkt, se figur 2.5. Det vil si at tyngdepunktet ligger i en avstand lik 1/3 av trekantens høyde h fra hver side av sidelinjene.

15

c

Figur 2.5 Tyngdepunkt for trekant

Eksempel Beregn tyngdepunktets plassering xx og x2 for trekantflata på figur 2.5 når høyden hx = 90 mm og høyden h2 = 120 mm. Tyngdepunktets avstand fra siden AB: 90 xx = ---- mm = 30 mm 3 Tyngdepunktets avstand fra siden AC: 120 x2 = ----- mm = 40 mm 3

Prismer og sylindere har tyngdepunktet på senterlinja, midt på høy­ den. Se figur 2.6.

16

Pyramider og kjegler har tyngdepunktet på senterlinja, i en høyde fra grunnflata lik 1/4 av hele høyden. Se figurene 2.7 og 2.8.

Figur 2.7 Tyngdepunktfor pyramide

Figur 2.8 Tyngdepunkt for kjegle

Eksempel Beregn tyngdepunktets plassering for pyramiden på figur 2.7 når høyden h = 200 mm. Tyngdepunktets avstand fra grunnflata: x = ----- mm = 50 mm 4

Tyngdepunktet for sammensatte linjer, flater og gjenstander kan beregnes ved hjelp av kraftmomentlikningen. Forskjellen er at i stedet for å bruke krefter bruker vi henholdsvis linjelengde, flateareal og volum. 17

Eksempel En gjenstand er sammensatt av to sylindere slik figur 2.9 viser. Målene er i centimeter. Beregn avstanden x for tyngdepunktets plassering.

Figur 2.9

Volumene:

Vl = —------ 40 = 28 260 4 TT ’ 20“ V2 - ------------ 40 = 12 560 4 ---------

V

=

40 820

Tyngdepunktets plassering:

V-x = Vr20+ V2-60

x =

V1 • 20 + V2 • 60 V

28 260 -20 + 12 560 • 60 40 820

x = 32,3

Stabilitet Med stabilitet mener vi en gjenstands støhet mot å velte. Dersom en gjenstand velter, blir tyngdepunktets loddrette kraftlinje forskjøvet forbi gjenstandens dreiepunkt, se figur 2.10. Så lenge tyngdepunktets 18

loddrette kraftlinje er innenfor dreiepunktet, vil gjenstanden yte en motstand mot velting.

Figur 2.10 Stabilitets- og veltemoment

Stabiliteten uttrykker vi ved stabilitetsmomentet. For at vi skal kunne velte en gjenstand, må veltemomentet være minst like stort som stabilitetsmomentet. Vi kan uttrykke det i denne likningen: stabilitetsmoment = veltemoment Fi • ri = F2 • r2

FÅ er gjenstandens tyngde, og F2 er gjenstandens veltekraft. En gjen­ stand som skal være stabil, må vanligvis ha et stabilitetsmoment som er tre ganger så stort som det veltemomentet som kan oppstå. Kontrollspørsmål og oppgaver 2.1 Hvordan bør vi løfte manuelt? 2.2 Hva mener vi med tyngdepunktet for en linje, en flate og en gjenstand? 2.3 En trekantflate har sider på 80 mm, 70 mm og 60 mm. Finn ved konstruksjon tyngdepunktets plassering. 2.4 En jevntykk stålplate har form og mål som skissen viser. Finn tyngdepunktets plassering.

19

2.5 En gjenstand har form og mål som skissen viser. Beregn tyngde­ punktets plassering.

2.6 En sylindrisk søyle av støpejern har diameteren 400 mm og høyden 2 m. Massetettheten for støpejern er 7,2 kg/dm3. Regn ut hvor stor kraft det skal til i toppen av søyla for å velte den. Hvor stor kraft trengs det for å reise søyla opp igjen? 2.7 Tegn skisser og finn ut hvilken betydning det har for stabiliteten at tyngdepunktet i en gjenstand er lavt. Vending av last Når vi skal feste stropper og handtere arbeidsstykker i løfteinnretninger, er det viktig å vite hvordan lasten vil forholde seg under vending. Vi må da kjenne tyngdepunktet, som vi ofte bestemmer ut fra vurde­ ring av arbeidsstykkets form. Figur 2.11 viser noen eksempler.

Figur 2.11 Bedømmelse av tyngdepunkter

20

Vending av last i 90° med én krok kan foregå slik figur 2.12 viser:

Figur 2.12 Vending av last

Først bestemmer vi tyngdepunktet Tp og krankrokens festepunkt c. Ved vending skal punkt a være lavest. Festepunktet c plasserer vi slik at en linje a-c går litt til høyre for tyngdepunk­ tet Tp, i avstanden e. 2 Vi fester løfteredskapet i festepunktet c og hever lasten. Lasten vil da svinge slik at punkt a kommer lavest. 3 Vi fullfører vendingen ved å senke lasten forsiktig ned.

1

Løfteutstyr Det utstyret vi bruker til å løfte tunge arbeidsstykker og annen last, omfatter både løfteinnretninger og løfteredskap. Løfteinnretninger er kraner, taljer og andre heiseinnretninger. Med løfteredskap mener vi kjetting, sjakkel, ring, krok, svivel, fathake, plateklype, tobb, blokk, lastepall, kjettingstropp, ståltau, tauverk og liknende som ikke hører til løfteinnretningens faste installasjon. 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 er det utarbeidet forskrifter til arbeidsmiljøloven (bestillingsnummer 291). Disse forskriftene gjelder blant annet: — sikkerhetsutstyr som skal hindre at løfteinnretningen blir utsatt for påkjenninger den ikke er beregnet for - instruksj onsbok 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 21

- merking av utstyr med opplysning 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 V i viser ellers til bestillingsnummer 264 (se arbeidsmiljøloven) når det gjelder valg, bruk og vedlikehold av ståltau med tilbehør.

Belastning på løftestropper Løftestroppene kan være av ståltau eller annet førsteklasses tauverk. Vi bruker slike stropper til å løfte ømtålige gjenstander, for eksempel bearbeidete maskindeler. Stroppeendene er vanligvis formet til et øye enten ved spleising eller ved hjelp av klemmer eller presselåser. Spleising av stropper skal utføres av en fagkyndig person. I stedet for stropper kan vi også bruke kjettinger. Stroppene skal være merket med den største tillatte belastningen. Ved kombinasjon av stropper med flere lenger må vi ta hensyn til vinkelen mellom lengene. Figur 2.13 viser belastningen i en stropp med to lenger, som danner vinkelen a med hverandre.

Figur 2.13 Belastning på stropp med to lenger

Vi kan finne vinkelen ved å bruke en formel for trigonometrisk beregning:

F2 cos a = —— Fr Fi er her strekket i hver lenge, og F2 er halve belastningen. Dess større vinkelen mellom lengene er, dess mindre blir løftekapasiteten.

22

Eksempel Den største tillatte belastningen F} er 12 000 N for hver av lengene på figur 2.13. a) Beregn den største stroppebelastningen når vinkelen a er 22,5°. b) Beregn den største stroppebelastningen når vinkelen a er 45°. c) Beregn den største stroppebelastningen når vinkelen a er 60°. a) En trigonometrisk tabell eller en lommeregner gir oss cos 22,5° = 0,924.

Halve belastningen:

p2 = 0,924- 12 000 N = 11 088 N

Hele belastningen: F = 11 088 N- 2 = 22 176 N

b) cos 45° = 0,707.

Halve belastningen: p2 = 0,707 • 12 000 N = 8484 N

Hele belastningen: p = 8484 N • 2 = 16 968 N c) cos 60° = 0,5.

Halve belastningen:

F2 = 0,5 • 12 000 N = 6000 N Hele belastningen: F = 6000 N- 2 = 12 000 N

23

Signalisering til kranfører Ved krantransport av last må en person dirigere bevegelsene med signaler til kranføreren. Noen av de vanligste signalene er vist på figur 2.14.

1

Hiv lasten: Løft armen slik at handa kommer over hodet. Drei handa i små sirkelbevegelser med handleddet.

2 Lår lasten: Strekk handa vin­ kelrett ut fra kroppen. Beveg handa opp og ned med korte bevegelser i albuen.

3 Flytt lasten horisontalt: Stikk handa fram i rolige bevegel­ ser fram og tilbake.

4 Stopp: Rett armen ut fra kroppen, og sving den i hori­ sontale sidebevegelser.

5

Rask stopp: Rett begge armene ut til sidene.

Figur 2.14 Signalisering ved krantransport

Kontrollspørsmål og oppgaver 2.8 Etter hvilke prinsipper kan et arbeidsstykke vendes i 90°? 2.9 Hva omfatter løfteutstyret? 24

2.10 Hvilke regler gjelder for å redusere faren for ulykker med løfteutstyr? 2.11 En last henger i et tau slik skissen //zz/z/zzzzzzzyyzz viser. Finn strekket i tauet. \ / 90°

o 100 kg

2.12 Skissen viser en stropp der det største tillatte strekket i hver lenge er 15 000 N. Regn ut den største belastningen.

Belastning

2.13 På denne stroppen er det største tillatte strekket i hver lenge 200 000 N. Regn ut den største belastningen. 45°

Belastning

2.14 Skissen viser en stålplate som blir løftet i kjettingstropper og plateklyper. Massen av plata er 700 kg. Beregn strekket i hver kjettingstropp når de danner 30° vinkel med en vertikal midt­ linje.

25

3 Skrueforbindelser Til å kople sammen konstruksjonselementer bruker vi ulike skruer. Vanlig materiale i muttere og skruer er stål, rustfritt og syrefast stål, messing og lettmetall. Når materialet er stål, kan det være rustbeskyttet ved forsinking eller kadmiering. Skruer og muttere forekommer i mange varianter både som standardi­ serte lagervarer og i spesialutførelser. Figur 3.1 viser noen eksempler på vanlige skruer.

Figur 3.1 Skruetyper

26

Gjengesystemer Vi har to hovedtyper av standardiserte gjenger: - metriske gjenger - unified.-gj enger Gjengetypen retter seg etter profil, diameter og stigning. Begge gjengetypene har ISO-profil med 60° profilvinkel. På metriske gjenger er stigningen målt i millimeter. På unified-gjenger blir gjengestigningen målt i antall gjenger per tomme. Figur 3.2 viser stigning og gjengebordiameter for metriske gjenger og et eksempel på målsetting for en 12 mm skrue. Stigningen skal også oppgis på fingjenger. Grovgjenger

Diameter

Fingjenger (M)

(M)

Stign. i mm

Gjengebor mm

Diameter

Stign. i mm

GjengeDiam. bor mm

i mm

GjengeDiam. bor mm

Stign. i mm

Stign.

Gjengebor mm

M M M

14 1,7 2

0,3 0,35 04

11 1,35 14

M M M

0,25 2 2,3 0,25 2,6 0,25

1,75 M 22 2,05 M 24 2,35 M 24

1,5 1 1,5

20,5 M 42 M 42 23 22,5 M 42

1 1,5 2

41 40,5 40

M M M

2,3 2,5 2,6

0,4 0,45 045

1,9 2,05 245

M M M

2,6 0,35 0,35 3 3,5 0,35

2,25 M 24 2,65 M 25 3,1 M 25

2 1 1,5

M 42 22 M 45 24 M 45 23,5

3 1 1,5

39 44 43,5

0,5 0,6 0,6

25 24 2,9

M M M

0,35 4 0,5 4 4,5 0,5

3,7 3,5 4

M 26 M 26 M 27

1 1,5 1

M 45 25 24,5 M 45 M 48 26

2 3 1

43 42 47

4,5 5 5,2

M 27 M 27 M 28

1,5 2 1

25,5 M 48 M 48 25 M 48 27

1,5 2 3

46,5 46 45

M 3 M 3 M 3,5

M M M

4 4 4,5

0,7 0,75 0J5

3,3 3,3 3,8

M M M

0,5 5 5,5 0,5 0,75 6

M M M

5 5 5

0,75 0,8 0,85

4,3 4,2 4,2

M M M

7 8 8

0,75 0,75 1

6,2 M 28 7,25 M 30 M 30 7

1,5 1 1,5

26,5 M 50 M 50 29 28,5 M 50

1 1,5 2

49 48,5 48

M M M

5 5,5 6

0,9 0,9 1

4,1 4,6 5

M 9 M 9 M 10

0,75 1 0,75

8,25 M 30 M 32 8 9,25 M 32

2 1 1,5

1 1,5 2 3

51 50,5 50 49

M M M

7 8 9

1 1,25 1,25

6 6,8 7,8

M 10 M 11 M 11

M 33 9 1 0,75 10,25 M 33 M 33 10 1

1 1,5 2

M 52 28 M 52 31 30,5 M 52 M 52 32 31,5 31

M 10 M 11 M 12

8,5 1,5 9,5 1,5 1,75 10,5

M 12 M 12 M 12

M 34 M 35 M 35

1,5 1,5

32,5 34 33,5

M 14 M 16 M 18

2 2 2,5

12 14 15,5

M 13 M 14 M 14

1 11 1,25 10,75 1,5 10,5 12 1 13 1 1,25 12,75

M 35 M 36 M 36

2 1 1,5

33 35 34,5

M 20 M 22 M 24

2,5 2,5 3

17,5 19,5 21

M 14 M 15 M 15

1,5 1 1,5

12,5 14 13,5

M 36 M 36 M 38

2 3 1

34 33 37

M 27 M 30 M 33

3 3,5 3,5

24 26,5 29,5

M M M M M M

4 4 4,5 4,5 5 5

32 35 37,5 40,5 43 47

M M M M M M M M M

16 16 17 17 18 18 20 20 22

1 1,5 1 1,5 1 1,5 1 1,5 1

15 14,5 16 15,5 17 16,5 19 18,5 21

M M M M M M M M M

1,5 2 1 1,5 2 3 1 1,5 2

36,5 36 38 37,5 37 36 39 38,5 38

36 39 42 45 48 52

M 12x1.5

38 38 39 39 39 39 40 40 40

1

M12

Figur 3.2 Metriske gjenger 27

Figur 3.3 viser stigning og gjengebordiameter for unified-gjenger og et eksempel på målsetting av en 5/8" skrue for henholdsvis grovgjenger og fingjenger. Fingjenger (NF og UNF) SAE

Antall Gjengegjenger bor pr. " mm

Diametér

Crovgjenger (NS og UNC) USS

Antall Gjengegjenger bor pr. " mm

Diameter

3 4 5

56 48 44

2,1 2,35 2,65

NC nr. NC nr. NC nr.

1 2 3

64 56 48

1,5 1,8 2,05

NF nr. 6 NF nr. 8 NF nr. 10

40 36 32

2,9 3,5 4,1

NC nr. NC nr. NC nr.

4 5 6

40 40 32

2,3 2,6 2,75

NF nr. 12 UNF w UNF 5/i«"

28 28 24

4,6 5,5 6,9

NC nr. 8 NC nr. 10 NC nr. 12

32 24 24

3,4 3,8 4,5

UNF UNF UNF

24 20 20

8,5 9,8 11,4

UNC UNC UNC

V4" ®/io" 3/s"

20 18 16

5,1 6,5 8

V

18 18 16

12,8 14,5 15,8

UNC UNC UNC

7/ic," ’/2" °/i6"

14 13 12

9,3 10,7 12

UNF UNF ’/8" NF 1"

16 14 14

17,4 20,4 23,5

UNC UNC UNC

®/g" 3/4" ’/8"

11 10 9

13,5 16,5 19,3

UNF 1" UNF 1V8" UNF IVi"

12 12 12

23,2 26,4 29,6

UNC 1" UNC l>/8" UNC l>/4"

8 7 7

22,2 25 28

UNF l3/8" UNF U/2"

12 12

32,7 35,9

UNC 13/g" UNC IV2"

6 6

30,6 33,7,

NF nr. NF nr. NF nr.

UNF UNF NS

7/ie" J/2"

n/lG"

\yg" JNCJ

%" UNF

Figur 3.3 Unified-gjenger

Fasthetsklasser Skrueelementenes laveste bruddgrense (strekkfasthet) og laveste flytegrense kan deles inn i standardiserte fasthetsklasser. For skruer er fasthetsklassen oppgitt med to tall atskilt med punktum. Figur 3.4 viser eksempler på merking av to skruer. Når vi multipliserer det første tallet med 100, får vi strekkfastheten i newton per kvadratmillimeter (N/mm2). Disse skruene har altså en strekkfasthet på 800 N/mm2 og 1000 N/mm2. Det andre tallet, som vi nå kan lese som henholdsvis 0,8 og 0,9, står for flytegrensen. Vi får flytegrensen i N/mm2 ved å multiplisere disse tallene med strekk­ fastheten. Altså: 28

0,8 • 800 = 640 N/mm2 og 0,9 • 1000 = 900 N/mm2

Vi deler mutterne inn i tilsvarende fasthetsklasser, men her bruker vi bare ett tall, som står for materialets strekkfasthet. Når vi multiplise­ rer dette tallet med 100, får vi strekkfastheten i N/mm2. Figur 3.5 viser to måter å merke en mutter på.

Figur 3.4 Merking av fasthetsklasse for skruer

Figur 3.5 Merking av fasthetsklasse for muttere

Når mutter og skrue er i samme fasthetsklasse, danner de en jevn­ sterk forbindelse, for eksempel en skrue i fasthetsklasse 8.8 og en mutter i fasthetsklasse 8. Da går vi selvsagt ut fra at de er av samme dimensjon og standard. Figur 3.6 viser de standardiserte fasthetsklassene for stålskruer og tilhørende muttere. Vi viser ellers til NS 1867, NS 1868 og NS 1869. Fasthetsklasse Skrue

Mutter

3.6-4.6-4.8

4

5.6-5.8

5

6.6-6.8-6.9

6

8.8

8

10.9

10

12.9

12

14.9

.14

Figur 3.6 Fasthetsklasser

29

Montering Når vi trekker til en mutter i en skrueforbindelse, får vi først full kontakt mellom mutteren og berøringsflata. Trekker vi til enda mer, får mutteren en strekkbelastning FA som vi kaller forspenning, se figur 3.7. Under denne forspenningstiltrekkingen oppstår det friksjon mellom gjengene og mellom mutteren og berøringsflata. Av tiltrekkingsmomentet F2 • r på nøkkelen regner vi med at ca 90 % går med til å overvinne de to friksjonene. Bare ca 10 % går med til forspenning av skruen. Disse verdiene er likevel vanskelige å bestemme, fordi de er avhengige av hvordan glideflatene ser ut, og hvordan de er smurt.

Figur 3.7 Tiltrekkingsmoment

Skruer og muttere i lavere fasthetsklasser må bare få en nokså liten forspenning. I høyere fasthetsklasser, der skruene og mutterne har større fasthet og elastisitet, kan de få en mye høyere forspenning, for eksempel 3/4 omdreining av mutteren etter at det er blitt kontakt i berøringsflata. Når tiltrekkingsmomentet er kjent, er det sikrest å bruke momentnøkkel. En skrueforbindelse kan overføre både aksiale krefter og skjærkrefter. Figur 3.8 viser en skrueforbindelse der skruene er aksialt belastet. Figur 3.9 viser en friksjonsforbindelse der skruen sitter i frihull. Her skal mutteren trekkes til så hardt at den aksiale belastningen på skruen nærmer seg flytegrensen. Kraften mellom de to delene blir da overført ved friksjon. Det er viktig at den høye forspenningen ikke minker seinere, for eksempel på grunn av plastisk deformasjon i delene. For å motvirke deformasjon kan vi bruke harde underlagsskiver. Maskinkonstruksjonene kan i tillegg ha instruksjoner om hvilke dreiemomenter vi skal bruke når vi trekker til muttere og skruer. Dersom forspenningen til skruen på figur 3.9 skulle opphøre, blir kraften overført ved skjærkraft i skruen. Vi får da noe frigang fordi frihullene har større diameter enn det skruen har. I maskinkon30

Figur 3.8 Aksial skruebelastning

Figur 3.9 Friksjonsforbindelse

struksjonene kan det være brukt passbolter til skjærkraftoverføringer. Ved passboltforbindelser er hullene brotsjet til nøyaktigere mål, og bolten er tilpasset så nøyaktig at den må drives inn i hullet. Skruesikringer I en skrueforbindelse vil forspenningskraften føre til at skruen blir forlenget. Denne spennlengden kaller vi klemlengden, se figur 3.10. Så lenge forspenningskraften virker, vil mutteren være selvsperrende ved friksjon. Det er også viktig å ha et godt underlag for mutteren, for eksempel kan det være nødvendig å bruke underlagsskiver, se figur 3.11.

Figur 3.10 Selvsperrende klemlengde

Figur 3.11 Underlagsskiver

Underlagsskiver motvirker plastisk deformasjon, forsterker mutte­ rens underlag og gir en jevnere anleggsflate. Likevel kan det være nødvendig med spesielle muttersikringer, se figur 3.12.1 vibrasjonsfrie forbindelser kan vi bruke en av de to fjærskivene som er vist, særlig når skruen har kort klemlengde. Den vifteformete fjærskiva blir særlig brukt til små skruer. Kontramutter bruker vi til noe større skruer. 31

Når det er vibrasjoner, som i bevegelige systemer, må vi ha en sikrere låsing av mutteren, for eksempel med låsetråd eller med kronemutter. Ved raske, varierende belastninger, som i veivmekanismer for motorer, må vi låse både skruen og mutteren.

Fjærskive: Når vi presser skiva sammen, vil de skarpe endekantene trenge inn i mutterens og underlagets anleggsflater. Den beste låsingen får vi ved å sette fjærskiva mot skruehodet.

Fjærskive med låsetenner: Fortanningen er enten i ytter­ kanten eller i innerkanten. Fjærskiva blir mest brukt til små skruer. Sikring med låsetråd: Ofte brukt for å låse flere skruer på rad. Tråden går gjennom hul­ lene i vekslende retninger. Der­ som en skrue løsner, vil den trekke til på den neste skruen. Kronemutter: Vi låser mutteren med splint, som går gjennom et hull i skruen og et spor i mutteren. Denne låsingen er svært sikker.

Kontramutter: Kontramutteren er den laveste mutteren, og den kan være øverst eller ned­ erst på skruen. Vi trekker først til den nederste skruen. Mens vi holder den i stilling med nøkkel, trekker vi til den øvre mutteren.

Figur 3.12 Muttersikringer

32

Underlagsskivene og skruesikringene er standardiserte. Det fins også en rekke andre spesialutførelser av skruesikringer, for eksempel låsemuttere. En type har innebygd spiralfjærinnsats for låsing. En annen type har en innlagt ring av polyamid, som skal hindre at mutteren løsner under risting. Vi viser ellers til fabrikantenes kataloger som gir nærmere opplysninger om spesielle låsemetoder. Et enkelt låsemiddel er låsvæsken, se figur 3.13. Låsvæsken skal føres på gjengene før vi monterer. Etter monteringen vil låsvæsken herdne, og på den måten blir skrueforbindelsen låst. Låsvæskene får vi vanligvis i tre styrkegrader for ulike gjengestørrelser og ulike krav til styrke. Herdet låsvæske Gjengeinnsats

Figur 3.13 Låsvæske

Figur 3.14 Gjengeinnsats

Gjengeinnsatser En gjengeinnsats er et element som vi skrur inn i et gjengehull, se figur 3.14. Gjengeinnsatsen, som er av herdet stål, har samme ytre dimensjon som gjengehullet. Hensikten med å montere en gjen­ geinnsats kan for eksempel være å erstatte en skadd gjenge. Det kan også være aktuelt å få en forsterket gjenge i et mykere materiale som lettmetall o.l. Gjengeinnsatsene monterer vi med spesialverktøy. Kontrollspørsmål 3.1 Hva er forskjellen på metriske gjenger og unified-gjenger? 3.2 Hva mener vi med skrueelementenes fasthetsklasser? 3.3 Hvordan er fasthetsklassen merket på skruer og muttere? 3.4 Hvor stor er den laveste bruddgrensen og den laveste flytegren­ sen for skruer som er merket 5.6, 6.8, 8.8,10.9, 12.9 og 14.9? 3.5 Hvor stor er materialets strekkfasthet i muttere som er merket 5, 6, 8,10 og 12? 33

Hva mener vi med forspenning? Hva må vi ta hensyn til når vi skal trekke til muttere? Hva mener vi med aksialbelastningsforbindelse, friksjonsforbindelse og passboltforbindelse? 3.9 Hvordan virker de ulike skruesikringene?

3.6 3.7 3.8

34

4

Faste sammenkoplinger

Sammenkopling av konstruksjonselementer i en mer eller mindre fast forbindelse kan skje på flere måter. Vi skal her vise eksempler på: - liming - POP-nagling - klinking med massive nagler

Liming Prinsippet for en limforbindelse er at to deler skal holdes sammen av lim i kontaktflata, se figur 4.1. Delene blir holdt sammen med adhesjonskraft mellom limet og kontaktflatene. Limforbindelsens styrke er derfor avhengig av både adhesjonen og kohesjonen i limet. Det fins mange fabrikater av lim, som dekker de fleste materialene. For at limforbindelsen skal bli sterk nok, må vi velge en limtype som har de beste adhesjons- og kohesjonsegenskapene. Ved valg av lim­ type er det sikrest å følge fabrikantenes anbefalinger. Til liming av metaller bruker vi for eksempel epoksylim eller kontaktlim og en del andre limtyper. Epoksylim består av to komponen­ ter: et syntetisk basismateriale og en herder, som vi blander sammen før bruk. Den kjemiske herdingen begynner straks, og den øker etter hvert fordi det utvikler seg varme. Vi kan også øke tempoet i herdin­ gen ved å varme opp. Kontaktlim inneholder et løsningsmiddel. Etter at limet er påført begge delene, dunster løsningsmidlet bort. Når limflatene er tørre, kan delene presses sammen. Ved forming av belastete limforbindelser må vi ta hensyn til belastningstypen: 1 Fugen skal omformes slik at hele den limte flata blir belastet samtidig. Påkjenningen bør i størst mulig grad være strekkbelastning eller skjærbelastning, se figur 4.1.

35

Adhesjon Limfuge

A F

Kohesjon

føggl

A ,, • Adhesjon

Limfuge L4------------------- —

Strekkbelastning

Figur 4.1 Limforbindelser

4F Skjærbelastning

2 Limforbindelsen bør ha minst mulig kløyvbelastning på stive deler og minst mulig avflakningsbelastning på mykere deler, se figur 4.2. Disse belastningene gir nemlig stor spenningskonsentrasjon i kan­ tene, slik at limforbindelsen løsner.

Figur 4.2 Belastningstyper

3 Ved skjøting av tynne materialer bruker vi overlappfuger med eller uten laskplater. Figur 4.3 viser fire måter å redusere avflakningsspenninger på. Skrå overlapp

Overlapp

Dobbeltlask

Joglet overlapp

Figur 4.3 Overlappfuger 36

4 Figur 4.4 viser forsterkning av en tynnplate ved påliming av profi­ ler. Avflakningsspenningene er redusert ved at forsterkningsprofilene kan følge tynnplatas bøyninger.

Figur 4.4 Forsterking av tynnplate

5 Vinkelfuger er utsatt for kløyvspenninger. Fugen bør derfor for­ sterkes på en eller annen måte. Figur 4.5 viser to måter å redusere kløyvspenningene på.

Figur 4.5 Forsterkete limfuger

6 Sylindriske overlappfuger gir god forbindelse fordi hele kontakt­ flata bærer påkjenningen med skjærbelastning, se figur 4.6. Dessu­ ten vil limforbindelsen gi tetning. f

INI

F^-F

Figur 4.6 Sylindriske overlappfuger

Etter at fugene er formet og gjort reine, fullfører vi limingen. Vi følger bruksrettledningen for den aktuelle limtypen. Under arbeidet med liming må vi sørge for tilstrekkelig ventilasjon. De fleste limtypene er også brannfarlige. For å få en sterk limforbindelse må kontaktflatene i fugen være reine og uten oksidbelegg. Framgangsmåten er avhengig av material­ typen, men i prinsippet gjelder følgende: 37

1 Børst bort smuss fra fugeflatene. Bruk ikke trykkluft, for den kan inneholde olje. 2 Vask bort olje og fett med varmt vann som er tilsatt et alkalisk vaskemiddel. Skyll deretter flatene i rennende vann. Dersom alt fettet er fjernet, vil vannet spre seg over hele flata uten at det danner seg dråper. Pass på at du ikke kommer nær limflatene med fingrene. 3 Fjern oksidbelegg på metallflater. Det kan skje ved at du sliper med slipelerret eller børster med en stålbørste. 4 Deretter foretar du ny avfetting med et løsningsmiddel, for eksem­ pel tri eller aceton. Sørg for effektiv utlufting, da disse stoffene utvikler giftige damper som er tyngre enn luft. Dessuten må du ikke berøre stoffene, fordi de kan trenge inn i kroppen gjennom huden. Ved oppvarming, for eksempel fra en sigarettglo, vil tri omdanne seg til fosgen, som er en svært giftig gass å puste inn. Liming omfatter påføring av lim, fiksering og sammenpressing av delene og eventuelt oppvarming. Vi påfører limet tynt og jevnt med et hendig verktøy. Tyntflytende lim kan påføres med pensel, mens tyktflytende lim krever en fortannet sparkel. Lim i tørr form skal enten først smeltes eller plasseres i fugen i tørr tilstand, og deretter smeltes og herdes under varme og press. Kontaktlim skal tørke før vi presser delene sammen. Styring

Figur 4.7 Fiksering av limdeler

Etter at limet er påført, skal delene settes sammen. Framgangsmå­ ten er avhengig av limtypen og delenes form og størrelse. Til å fiksere delene kan det være nyttig å ha faste styringer eller stoppere, se figur 4.7. Ved bruk av kontaktlim er det ikke mulig å justere etter at delene er satt sammen. For å oppnå en sterk limforbindelse må vi som regel presse delene sammen slik at limfilmen blir så tynn som mulig. Dessuten må vi presse ut flyktige biprodukter som danner seg under herdingen. Det er viktig at trykket blir fordelt jevnt over hele limflata, og at vi holder det konstant under hele herdingsforløpet. Det kan vi for eksempel 38

oppnå med fjærbelastete pressbjelker, som på figur 4.8, eller med vektbelastning, som på figur 4.9.

Figur 4.8 Fjærbelastet liming

Figur 4.9 Vektbelastet liming

For varmherdete limforbindelser kan oppvarmingen foregå i spesi­ elle varmeovner eller i presser med innebygde varmeovner, alt etter hva som passer best til limingen. Vi må huske på å regulere tempera­ turen og oppvarmingstida nøyaktig. Varmeelementene bør derfor ha termostatregulering og en bryter med tidsregulering. Liming er etter hvert tatt mer i bruk både i produksjonen og til reparasjoner. Riktig utført liming kan gi en god forbindelse som kan erstatte nagling og punktsveising. Vi må derfor velge en passende limtype. Dessuten må vi ha stort nok limareal og en svært tynn limfilm. Eksempler på bruk av limforbindelser: - skjøting av reimer - festing av bremseband til bremsesko - låsing av skruer - pakking av rørkoplinger - sammenføyning av tynnplatekonstruksjoner 39

POP-nagling POP-naglen er en spesiell rørnagle med gjennomgående stift som passer for sammenføyning av tynne plater. Naglingen foregår med en tilhørende tang, se figur 4.10. Først setter vi naglen inn i platehullet, som må være boret etter naglens størrelse. Ved hjelp av tanga som ligger an mot naglehodet, trekker vi stiften ut til den går av. Samtidig stuker vi naglen på motsatt side. For at stiften skal gå av, har den et tynnere parti ved hodet. Stifthodet blir sittende igjen i naglen. Under naglingen blir platene presset tettere sammen. Som figur 4.11 viser, foregår hele operasjonen fra én side uten mothold. Det er derfor mulig å nagle plateskjøter i kanaler og andre konstruksjoner som ikke er tilgjengelige fra baksiden.

Figur 4.10 POP-nagling

Figur 4.11 Nagling fra en side i kanal

En annen type POP-nagler er forseglet. Naglen har da tett ende, slik at stiften ikke går gjennom. Med en slik nagletype kan vi få vanntett forbindelse, se figur 4.12.

Figur 4.12 Tett POP-nagleforbindelse

40

Figur 4.13 viser enda en spesialnagle, som vi blant annet bruker til å feste isolasjon med. Naglen har da en lang stift som ikke blir trukket av under klinkingen. Isolasjonen dekker vi med en plate som vi fester med klips. Platekonstruksjon

Figur 4.13 Isolasjonsfeste

POP-nagler forekommer i ulike størrelser og metaller. Vi må være oppmerksomme på faren for korrosjon dersom det er ulike metaller i plater og nagler. Skal vi fjerne en klinket POP-nagle, kan vi bore den ut med et bor av samme diameter som naglen. Vi borer da fra hodesiden. Klinking med massive nagler Nagler blir brukt i permanente forbindelser, for eksempel ved plater i beholdere, i stålkonstruksjoner og i andre sammenføyninger av deler. De vanligste naglene har et koppet, linseformet eller forsenket hode. Figur 4.14 viser en nagle med et koppet hode. Naglen består av setthode og skaft. En del av skaftet blir omformet til slutthode etter klinkingen. Materialet til klinkingen utgjør ca en og en halv gang diameteren.

Figur 4.14 Koppet nagle 41

Naglene er vanligvis av en mykere og seigere kvalitet enn materialet i de delene vi skal nagle sammen. Normalt bør vi ikke bruke ulike materialer i nagle og nagleskjøtmateriale på grunn av korrosjonsfaren. Eventuelt kan vi isolere naglene med hylse og skiver av et materiale som ikke er elektrisk ledende. Etter at vi har boret naglehull, må vi fjerne gråten slik at delene kommer tett sammen. Før klinkingen kan det være nødvendig å presse delene sammen med tvinger og/eller tildrager, se figur 4.15. Stålnagler over ca 8 mm kan varmklinkes. Naglene blir da varmet opp til de er rødglødende, før vi setter dem inn i naglehullet. Handklinking gjør vi vanligvis med en kulehammer. For å få pen fasong på hodet kan vi avslutte med en klinkekopp, se figur 4.16. Hammer

Hammerslag

Klinkekopp

Mothold

Figur 4.15 Sammenpressing av plater før klinking

Figur 4.16 Forming av naglehode

Etter varmklinkingen vil avkjølingen føre til at delene trekker seg kraftig sammen (krymper). Dermed får kontaktflatene stor friksjon, noe som reduserer avskjæringsbelastningen på naglene. Ved kaldklinking blir nagletrekket svakt og friksjonen liten, slik at nesten hele belastningen kommer som avskjæringspåkjenning på naglene. Kaldklinking er likevel vanlig for små nagler. Styrken i en nagleskjøt er ellers avhengig av dimensjon, antall naglerader og skjøttype. Figur 4.17 viser en toradet overlappskjøt og en enradet dobbeltlaskskjøt.

42

Toradet overlappskjøt

Enradet dobbeltlaskskjøt Figur 4.17 Nagleforbindelser

Dersom nagleskjøten skal være tett mot gass eller væske, kan det være nødvendig å dikke den. Dikkingen skjer ved at vi stuker opp platekanten med en dikkmeisel, se figur 4.18. Vi kan vanligvis ikke dikke i tynnere plater enn 5 mm. Da bruker vi heller andre tettemidler. Dikkmeisel

Figur 4.18 Dikking

Skal vi fjerne en klinket nagle, kan vi bore ut naglehodet. Dersom naglehodet er koppet, er det best å bruke en bøssing som styring for boret, se figur 4.19. Borets diameter skal være lik eller litt mindre enn naglens diameter. Når hodet er boret ut, kan vi drive ut naglen med dor og hammer.

Figur 4.19 Borstyring 43

Kontrollspørsmål 4.1 Hva er prinsippet for liming? 4.2 Hva må vi ta hensyn til når vi skal utforme limfugene? 4.3 Hva omfatter limeprosessen? 4.4 Hvordan kan vi reingjøre limfuger? 4.5 Hvordan skal limingen utføres? 4.6 Hvordan utfører vi POP-nagling? 4.7 Hvordan skal klinking av massive nagler utføres? 4.8 Hvordan foregår tetting av nagleskjøter?

44

5 Rør og rørforbindelser

Rørtyper I maskinteknikken er rørene ofte av stål, men til spesielle formål bruker vi også rør av støpejern, kopper, messing, aluminium, tinn, bly og plast. Stålrørene er enten heltrukne og sømløse, eller de har sveist langsøm. Sveiste stålrør blir framstilt av plater fra 3 mm og oppover. Diameteren er inntil 1,5 m og lengden inntil 8 m. Etter måten rørde­ lene blir skjøtt på, skiller vi mellom: - gjengerør - flensrør - sammensveiste rør For stålrør skiller vi også mellom vanlige gjengerør og tunge gjenge­ rør, der de sistnevnte har noe større veggtykkelse. Dimensjonene går fram av henholdsvis NS 583 og NS 584. En annen rørtype er sømløse presisjonsstålrør, som enten er kaldtrukket eller kaldvalset (jamfør NS 984).

Nominell diameter Nominell diameter er betegnelsen for størrelsen på rør, rørdeler, formstykker og armatur som passer sammen. Den nominelle diamete­ ren på en rørledningsdel er som regel tilnærmet lik rørets innvendige diameter i millimeter, men vi oppgir bare tallverdien uten enhet. En nominell diameter på 100 skriver vi for eksempel etter NS 151: ND 100. For gjengerør betyr det da at rørets innvendige diameter vil variere noe etter veggtykkelsen på vanlige og tunge rør, mens den ytre diameteren skal være nøyaktig lik på grunn av gjengekoplinger o.l. ND 100 har for eksempel en utvendig diameter på 126 mm for begge rørtypene, mens veggtykkelsen er 4,5 mm for vanlige gjengerør og 5,6 mm for tunge gjengerør. Alle målene er i samsvar med Norsk Standard. 45

Figur 5.1 viser Norsk Standard for vanlige sylindriske rørgjenger, og figur 5.2 viser Norsk Standard for gjenger til kopper- og messingrør. NORSK STANDARD

NS 5580

Utarbeidet av

Norsk Verkstedsindustris Standardiseringssentral (NVS)

HS 55® ’

ge 1 (6)

n0'j19® 62,6«

1. utg UDK 621 882 082

NORSK st ANOftR

Side/Page

wc 70A -nli ediuon fthcrwiIhNS 558O. NS70A Supersedes.