Rúrová stavebnica so zvernými spojmi

Vybrané články

Na zjednodušenie práce s našimi produktami sme zaviedli odborné technické poradenstvo pre konštruktérov.

Úvodný text k prekladu katalógu „Tube clamp connectors + Linear actuators“

Kĺbovo-rúrová priestorová stavebnica ELESA+GANTER, ktorú dodáva IMP Kontakt, patrí do strojárskeho odboru Časti strojov a stavebného odboru Stavebná mechanika a má svoje prvky založené na staticko-mechanickom princípe, zatriedenom pod pojem Zverné spoje. Všeobecne zverné spoje sa radia k veľmi pevnému a ľahko montovateľnému a spätne rozoberateľnému strojárenskému a stavebno-konštrukčnému spojeniu. Po jednoduchej montáži s jednoduchým nastavovaním vzájomnej polohy – resp. aj po dodatočnom prestavovaní polohy – utiahnutím skrutiek, dochádza jednak k veľmi pevnému zovretiu jednej súčiastky druhou (trecí princíp spojenia) a jednak k vzájomnému vzopretiu sa súčiastok navzájom o dômyselné osadenia a výčnelky prvkov. Kombinácia princípov zaručuje prenos značných síl a momentov – resp. pri správnej statickej rozvahe konštruktéra zaručuje zachovanie stability a geometrie, aj rozsiahlych konštrukcií, pod značnou záťažou. Tomuto silovému princípu zodpovedá masívnosť konštrukcie dielcov stavebnice a aj ich materiálové prevedenie, prevažne na báze konštrukčných kovov – obidve stránky v strojárenstve radíme pod zavedený pojem robustnosť konštrukcie. Z dielcov stavebnice a metráže rúr možno pružne vytvoriť ľubovoľnú staticky určitú, resp. staticky preurčenú robustnú prútovú alebo rámovú, resp. kombinovanú nosnú konštrukciu, podľa potreby doplnenú o rôzne nastaviteľné prvky a kinematické mechanizmy, ktoré sú ovládané pohybovými členmi stavebnice. Jej použitie je mnohostranné. Stavebnica je mimoriadne vhodná pre zostavenie výrobných prípravkov a nastavovacích (adjustačných) zariadení, pracovných plošín, pracovných lešení a podpôr, ale aj nosných konštrukcií výrobných liniek, jednoúčelových strojov a zariadení. Postavené prípravky možno neobmedzene upravovať a rozvíjať, podľa potrieb zdokonaľovania výrobného procesu, priebežne získavaných skúsenosti a ďalších invenčných nápadov, včítane iniciatívnej realizácie nápadov radových výrobných pracovníkov. Robustnosť stavebnice pri aplikácii vo výrobných prípravkoch umožní aplikovať rôzne typy úpiniek výrobkov, resp. fixovanie ich nespojených častí, ale umožní aj fixovanie a polohovanie malej mechanizácie, vreteníkov a pod. Pohybové skrutkové členy umožnia operatívne prestavovanie, polohovanie včítane vykonávania pracovných zdvihov malej mechanizácie resp. vreteníkov. Pohybové členy možno doplniť o rôzne typy odmeriavania polohy a definovať presné prestavenie do premenlivej či konečnej polohy. Lineárne pohony boli ťažiskovo navrhnuté pre manuálne operácie – robustnosť dielcov stavebnice a dobre urobená tuhostná projekčná rozvaha nevylučuje možnosť použiť napr. konvenčný, alebo krokový motor s prevodovkou, čo umožní lineárne mechanizmy nielen poháňať, ale aj automatizovať (presnosť vhodná napr. pre automatizáciu stolárskej výroby, výroby plastových okien, nenáročných výrobno-dopravných liniek, jednoduchých manipulátorov, mechanizovaných prípravkov a pod.).

Mnohostrannosť použitia je nevyčerpateľná nielen v strojárskych aplikáciách, ale aj v ďalších priemyselných odboroch – zo stavebnice možno vytvoriť napr. nosnú podpornú štruktúru pre zostavenie chemicko-technologických poloprevádzkových a prevádzkových aparatúr na báze chemického technického skla a chemickej technickej keramiky. Z hľadiska mnohostrannosti stavebnicu možno využiť napr. aj v divadelnej technike pre nosnú podporu kulís, alebo priamo využiť jej estetické danosti a predpoklady, a jej členy využiť aj vo výtvarnom zmysle, t.j. ako výtvarné prvky, napr. v TV štúdiách, umeleckých a výstavných pódiách. Táto aplikácia sa môže integrovať s nesením hudobnej aparatúry, scény, osvetľovacej a projekčnej techniky, napr. pre hudobné skupiny, ale je vhodná i pre atraktívne expozície na výstavách v rôznych tématických oblastiach. Možno vytvoriť aj nosnú konštrukciu pre bezpečnú fixáciu veľkých stanových plachiet pre vytvorenie účelových, či expozičných priestorov, ale aj pre uchytenie veľkoplošných textílií s reklamným poslaním. Stavebnica je vhodná aj pri vývoji novej rozmernej techniky – variabilitu ocení každé vývojové pracovisko, alebo dizajnérsky ateliér – napríklad takouto konštrukciou možno obostavať pracovisko prototypu a prvky využívať ako stabilizačné, nielen pri samotnej stavbe prototypu, ale aj pri inštalovaní skúšobnej meracej, dokumentačnej a osvetľovacej techniky. Robustnosť umožní napr. nalaborovať záťažové sily pre skúšanie – statické, dynamické, aj cyklické – na tzv. únavu konštrukcií, resp. únavu jej spojov a materiálu (napr. skúšanie sedacieho nábytku). Stavebnicový systém je veľmi vhodný napr. pri karosárskych prácach s nalepovanými dielmi – lepené karosárske kovové, hladké kompozitové diely a sklá možno fixovať vákuovými prísavkami na koncoch pohybových skrutkových teleskopov a po nanesení lepidiel nalepované diely možno presne osadiť a polohovo rektifikovať do teoretického obrysu stroja, alebo vozidla. Zariadenie zaručí presnú fixáciu dielu počas polymerizácie lepidla – tú možno urýchliť doinštalovaním infražiariča resp. mikrovlnového, alebo ultrazvukového ohrevu, ktoré je potrebné bezpečne fixovať- je nutné presne nastaviť ich polohu, resp. polohu operatívne prispôsobovať, na čo sú prvky stavebnice tiež ideálnym riešením. Je vhodná na podporné prípravky a stojany v lakovniach drobných aj veľkých dielov – možno z nej vytvárať aj závesné lakovacie a sušiace linky. Stavebnica je z hľadiska využitia tak mnohostranná, že je vhodná napr.aj na fixovanie polo-prevádzkových, alebo aj prevádzkových vláknových aparatúr napr. vo výrobe konfekčných a technických textílií – napr. vložiek do kompozitov, sklotextílií, ale aj v prácach spojených s kladením sklenených rovingov, kevlarových a uhlíkových vlákien, alebo z dielov stavebnice takéto stroje možno priamo zostavovať napr. pre navíjané kompozitové technické nádoby. Stavebnicu možno využiť i v rámci aparatúr potrebných na vedenie pri mechanickom spracovaní drôtu, napr. do pletív, pri skladovom hospodárení s drôtmi, vodičmi a káblami, ale aj pri výrobe elektrických vodičov, káblov a lán, včítane textilných a konopných. Svoje opodstatnenie nájde aj ako podporné zariadenia pri výrobe káblových zväzkov pre elektroinštalácie strojov a vozidiel. Možno ju využiť pri navíjaní magnetizačných cievok elektrických strojov – točivých aj netočivých, ale aj pri ich lakovaní a vypalovaní.

Každú konštrukciu na báze dielov tejto stavebnice možno operatívne rozvíjať podľa potrieb rozširovania procesu, resp. racionalizácie technológie. Ekonomickou výhodou je, že po definitívnom ukončení výroby jednoúčelové prípravky, adjustačné zariadenia, plošiny, lešenia a aparatúry možno jednoducho a šetrne rozobrať a diely stavebnice vrátiť do skladu k budúcemu použitiu alebo k odpredaju. Pre nové použitie postačuje dokúpiť chýbajúce prvky a potrebnú metráž nosných rúr a profilov. Rúry z predchádzajúceho použitia možno použiť bez zmeny, alebo skrátiť, resp. pomocou spojok stavebnice aj nadstykovať – t.j. nadstaviť dĺžku. Firmy si takto vybudujú určitý fond dielov na pružnú stavbu prípravkov a zariadení – krátkodobo v rámci operatívnej výpomoci si môžu diely aj vzájomne zapožičať, resp. vymieňať. Pri dlhodobejšom prerušení výroby umožňuje prípravky čiastočne upraviť tak, aby boli skladovateľné na menšom priestore.

Stavebnica pozostáva z upevňovacích elementov zhotovených presným odlievaním a obrábaním, ktoré v rôznych vzájomných kombináciách vytvárajú niekoľko desiatok typov dômyselných zverných spojov pre rôzne priemery presných, alternatívne aj z menej presných kruhových rúr, resp. hranatých rúr štvorcového prierezu.

Zverné spoje pre rúry s kruhovým a štvorcovým prierezom a lineárne pohony

(začiatok prekladu vlastného katalógu so sprievodným komentárom)

Rúrové zverné spoje tvoria prvkovú stavebnicu pre jednoduché a rýchle naprojektovanie a následnú rýchlu dodávku a montáž konštrukcií rôzneho určenia. Stavebnica pozostáva z upevňovacích elementov, ktoré v rôznych vzájomných kombináciach, vytvárajú niekoľko desiatok typov dômyselných zverných spojov pre rôzne priemery, z presných a alternatívne z menej presných kruhových rúr a hranatých rúr štvorcového prierezu. Je doplnená pohybovými elementami pre efektívne vytváranie vodiacich častí prípravkov, s možnosťou doplnenia o ovládacie a odmeriavacie elementy. V širšie koncipovanom použití je stavebnica dokompletovateľná o rôzne upínacie komponenty, od mechanických úpiniek až po vákuové prísavky, elektromagnety a pod., ale aj o rektifikovateľné nožičky, manipulačné kolesá atď.

Rozsiahly sortiment zverných spojok sa vyrába a dodáva v dvoch typologických radoch. Prvý typologický rad je založený na princípe jednoduchších nedelených objímok. V zásade sa jedná o kruhové monoblokové (jednoprvkové) prevedenie s tzv. „narezaním“ zvernej objímky tak, že rozmerovej tolerancii rúry sa objímka prispôsobuje iba pružnosťou vlastného materiálu. Tento typologický rad je kompatibilný výhradne len s presnými rúrami kruhového prierezu podľa DIN 2391 (ekvivalenty STN/ČSN – 42 6710, 42 6711, 42 6712; ASTM – A 519; BS – 6323/4; UNI – 7945; NF A – 49-310; EN 10305-1; GOST 8734, 9567, 12132; PN-H – 74 240; JIS – G 3445, G 3454, G 3455). Jedná sa o rúry s vonkajším priemerom, vyrobeným v relatívne úzkej tolerancii – t.j. výrobne drahšími. Menej presné, lacnejšie kruhové rúry a hranaté rúry štvorcového prierezu podľa DIN 2395 (ekvivalent STN/ČSN 42 6935) a DIN 2462 možno použiť v druhom typologickom rade delených zverných objímok, v tzv. viacprvkovom vyhotovení, ktoré sa bezproblémovo prispôsobí skutočnej relatívne veľkej tolerancii rozmeru rúry (tým aj lacnejšej) bez toho, aby došlo k neprimeranej sekundárnej záťaži materiálu zverného spoja. Je to zásadný rozdiel oproti jednodielnemu – monoblokovému – typovému radu, kde v prípade nepresných rúr – pri dolnej hranici tolerancie väčšinou dochádza k vyčerpaniu sťahovateľnosti zverného spoja, resp. – pri hornej hranici tolerancie apriori dochádza k predmontážnej kolízii (počiatočný stav, keď sa monobloková objímka nedá na rúru vôbec nasunúť). Viacprvkové zverné spoje (pozostávajúce z dvoch alebo viacerých oddelených častí) zaručujú veľkú únosnosť a tuhosť spojov aj v prípade menej presných rozmerov rúr. S hranatými rúrami štvorcového prierezu, resp. v kombinovanom prevedení s kruhovými sa dajú použiť iba viacprvkové zverné objímky. Ako jediné tiež umožňujú ľahké dodatočné doplnenie už jestvujúcej konštrukcie, lebo sa dajú nasadiť nielen z konca, ale rozmontované na diely aj zboku medzi existujúce, už zmontované členy konštrukcie, čo u jednodielnych objímok nie je z princípu možné.

Uťahovacie skrutky zverných spojov – ako štandard sa používajú skrutky s imbusovou hlavou (valcová hlava s vnútorným šesťhranom) podľa DIN 912 (ekvivalent STN/ČSN 02 1143). Uťahovanie štandardného spoja sa realizuje imbusovým kľúčom. Reakciu automaticky vyvoláva protiľahlá samoistiaca šesťhranná matica DIN 985 (odporúčaná – s nylonovým poistným krúžkom) (ekvivalent ISO 10511), nakoľko je vložená v šesťhrannej dutine príslušného telesa zverného spoja. Voľba strany matice je ľubovolná – podľa potreby lokalizácie uťahovania. V nutných konštrukčných prípadoch, pre realizáciu možnosti uťahovania spoja zboku bežným vidlicovým kľúčom alternatívne možno použiť skrutky s klasickou šesťhrannou hlavou podľa ISO 4017 (ekvivalent STN/ČSN 02 1101, 02 1301) – do šesťhranného zahĺbenia zo strany skrutky je potrebné vložiť špeciálny dištančný valček viď GN 911.5. Pre operatívne uťahovanie a povoľovanie zverného spoja priamo voľnou rukou (napr. v aplikácii – výrobné prípravky) možno použiť skrutku s ovládacou páčkou GN 300 podloženú iným dištančným krúžkom, viď GN 911.3, alebo možno použiť aj iný typ skrutky s vhodnou uťahovacou ružicou, alebo kľukou.

Lineárne pohony pozostávajú z vonkajšej vodiacej rúry s pozdĺžnou drážkou a z vloženej pohybovej skrutky s pohybovou maticou. Reakcia matice je zachytená v pozdĺžnej drážke, cez ktorú sa dvoma skrutkami pripája vonkajšia suportová časť lineárneho pohonu a rôznych doplnkov pre vykonávanie operácii. Z konca vodiacej rúry vychádza hriadeľový koniec pohybovej skrutky. Štandardné ovládanie je niektorým typom ručného kolesa – alternatívne je skombinovateľné s viacerými typmi odmeriavania. Lineárne pohony boli ťažiskovo navrhnuté pre manuálne operácie – robustnosť dielcov stavebnice a dobre urobená tuhostná projekčná rozvaha nevylučuje možnosť použiť napr. konvenčný, alebo krokový motor s prevodovkou, čo umožní lineárne mechanizmy nielen poháňať, ale aj automatizovať (presnosť vhodná napr. pre automatizáciu stolárskej výroby, nenáročné výrobno-dopravné linky, jednoduché manipulátory, mechanizované prípravky a pod.).

Autor odborných textov:

Ing. Jozef Tomala

Ivanovce pri Trenčíne