Paralelní klíny a podélné klíny – standardy a normy

Paralelní a podélné klíny jsou dva běžné spojovací prvky ve strojírenství. Používají se k vytvoření silového spojení mezi dvěma komponentami. V tomto článku jsou tyto dva klíčové typy podrobněji zkoumány a jsou vysvětleny jejich oblasti použití.

Co jsou paralelní klíny?

Paralelní klín je plochý prvek vyrobený z oceli nebo nerezové oceli obdélníkového tvaru, který je vložen do drážky na hřídeli nebo průměru vrtáku. Klín má normálně na koncích úhel 90 stupňů a může být dodáván buď jako přímá, nebo kónická verze.

Paralelní klín se používá hlavně k přenosu krouticího momentu z hřídele na jinou komponentu.

V oblasti průmyslových aplikací existuje mnoho příkladů použití paralelních klínů k zajištění os a dalších rotačních částí, jako jsou převodové jednotky nebo skříně čerpadel.

Existují různé typy paralelních klínů, např. zúžené klíny nebo klíny ve tvaru T, přičemž každý typ klínu je speciálně vyvinut pro specifické aplikace. Například podélné klíny mohou přenášet vyšší síly než klíny ve tvaru T.

Při výběru vhodného paralelního klínu je nutné zajistit, aby velikost i materiál byly přizpůsobeny příslušným požadavkům – v závislosti na maximálním zatížení a okolní teplotě systému.

Paralelní připojení klínů nabízí oproti jiným technikám připojení, jako je svařování nebo vodivé propojení, mnoho výhod: Snadno se instalují, v případě potřeby je lze rychle vyměnit a mají vysokou nosnost. Navíc je spojení díky paralelním klínům velmi přesné, což umožňuje přesnou práci.

Co jsou podélné klíny?

Podélný klín se skládá z kónického kusu kovu s rovnými bočními povrchy (podélný řez). Větší průměr kužele přesně zapadá do odpovídající zajišťovací drážky v otvoru nebo na hřídeli na druhém dílu. Drážka hřídele na druhém dílu.

Podélný klín se často používá u obráběcích strojů, jako jsou frézky nebo převodové jednotky.

Jednou z nejdůležitějších vlastností podélných klínů je jejich schopnost nést velké zátěže na malém prostoru. To znamená, že jsou velmi efektivní při přenosu velkých sil a zároveň šetří prostor. Díky tomu jsou ideální pro použití ve stísněných prostorách nebo tam, kde je nezbytná úspora hmotnosti.

Další výhodou podélných klínů je jejich vysoká spolehlivost a odolnost. Na rozdíl od mnoha jiných typů klínů nejsou náchylné k rychlému opotřebení nebo roztřepení – což je obzvláště důležité při zvažování extrémně vysokých zátěží při používání těchto součástí.

Existují různé typy podélných klínů. K dispozici jsou následující: Jednoduché podélné klíny s rovnými hranami, dvojité podélné klíny s kónickými bočními povrchy, kónické pružinové kotouče, které mohou být navrženy s tvarem kotouče pro pokrytí větších rozsahů průměrů.

Kdy používat paralelní nebo podélné klíny

Volba mezi paralelními nebo podélnými klíny často závisí na požadavcích speciální aplikace: Je-li vyžadována vysoká nosnost (například u velkých motorů), doporučuje se použití podélných klínů; u menších součástí, jako jsou ozubená kola nebo hřídele čerpadel, by však mělo být upřednostňováno použití paralelních klínů.

V lineárních hřídelích se paralelní klíny používají k vytvoření spojení mezi hřídelí a přidruženým ložiskem. Paralelní klín je vložen do zajišťovací drážky na hřídeli a svým tvarem drží ložisko na místě.

K přenosu krouticích momentů mezi dvěma konci hřídele se používají hřídelové spojky nebo kompenzační spojky. I zde hrají rozhodující roli paralelní klíny: Zajišťují, aby spojovací komponenta bezpečně seděla na průměrech hřídele.

Ozubená kola zase vyžadují upevnění upevňovacích prvků, jako jsou přídržné kroužky nebo dokonce paralelní klíny. Ty drží ozubené kolo na konci hřídele a zajišťují tak stabilní provoz systému.

Rotační hřídele často obsahují také klínové prvky – zejména když je nutné vzájemně propojit několik součástí (například řemenice). Je důležité zajistit, aby se rozměry šířky a výšky nebo specifikace hloubky přesně shodovaly – to je jediný způsob, jak zaručit optimální držení.

Naopak čelní ozubená kola mají tendenci spoléhat na jiné typy spojovacích technik. Přesto zde mohou být občas použity i paralelní klíny. Například když je třeba připojit hřídel převodu k ložisku.

Typy paralelních klínů a podélných klínů

Nejznámějším typem je pravděpodobně podélný paralelní klín. Skládá se z podélného kusu kovu, který je vložen mezi hřídel a náboj. Tvar vytváří kladné zajišťovací spojení, ve kterém je přenášen krouticí moment.

Další variantou jsou drážkové-klínové-paralelní klíny nebo ploché klíny. Jedná se o ploché pružiny s obdélníkovým tvarem průřezu, které mohou být vloženy do vhodných drážek na obou stranách komponenty.

Kromě toho jsou k dispozici paralelní klíny pro drážku válce a drážkované hřídelové spoje jako speciální varianty paralelních klínových spojů pro speciální požadavky na zatížení ve strojírenství.
V závislosti na oblasti použití je nutné dodržovat různá kritéria, jako je nosnost nebo přesnost sil převodovky a výběr materiálu (ocel, nerezová ocel, plast atd.). Dalším důležitým faktorem, který hraje roli při instalaci nebo výměně paralelních připojení klínů, je jejich montážní doba a doba upevnění ve stroji.

Výběr správného provedení závisí na konkrétních potřebách konkrétní aplikace – je však třeba dodržovat některé obecné pokyny:

• Vyvarujte se ostrých hran na pružinách, protože by to mohlo vést k oslabení pružiny.
• Zabraňte přetížení – nadměrné namáhání může způsobit prasknutí nebo deformaci pružiny.
• Zajistěte dostatečné mazání a údržbu, aby vše hladce fungovalo.

Jaké normy je třeba dodržovat u paralelních klínů?

Aby bylo zajištěno, že paralelní klíny skutečně fungují v praxi a splňují požadovaný účel, musí splňovat určité normy. Jednou z těchto norem je DIN 6885 pro drážkované spoje hřídele a drážky s paralelním klínem.

V Německu se na paralelní klíny vztahují normy DIN 6885-1 až -3 a také DIN 5464. V Japonsku se však používají normy JIS.

Německá norma DIN 6885 definuje čtyři různé typy profilů paralelních klínů: podélný profil podle tvaru A, B nebo C a obdélníkový profil podle tvaru D. Profily se liší svou geometrií a velikostí, aby se přizpůsobily různým zátěžím.

Japonská norma JIS B1301 se také dělí na čtyři různé tvary profilů: Profil zajišťovací drážky (tvar K), T-profil (tvar T), obloukový profil (tvar R) a další varianta podélného profilu s větším úhlem stoupání (tvar S). Ve srovnání s německou normou je zde proto více možností výběru.

Dalším rozdílem je skutečnost, že německá norma standardně poskytuje pouze paralelní klíny bez štěrbin. V případě potřeby však lze také vytvořit štěrbinu. V japonských normách JIS je to naopak – zde se obecně předpokládá, že všechny paralelní klíny musí mít štěrbinu.

Tato norma mimo jiné specifikuje, které rozměry musí mít paralelní klín a které tolerance musí být dodrženy během výroby. Popisuje také, jak určit správný rozměr vhodné zajišťovací drážky, aby bylo zajištěno optimální dosednutí.

Tyto předpisy se však nevztahují pouze na ozubené nebo drážkované spoje hřídele: U jiných typů spojovacích součástek existují také speciální normy DIN – například pro válcové kolíky (DIN 7) nebo kuželové kolíky (DIN 1).