Zajišťovací kolíky – pružinové kolíky a závlačky – tvary a rozměry

Pružinové kolíky a závlačky (také nazývané pojistné kolíky) jsou pojistné prvky pro různé aplikace. Často se používají pro šroubové spoje jako jednoduchý a uvolnitelný uzamykací prvek a slouží k zajištění axiální síly. Axiální síla není hlavním zatížením kloubu. Zajišťovací prvek se primárně používá k držení sestavy pohromadě. Axiální síla je proto často menší o několik řádů než radiální síla působící na šroub. Tento článek pojednává o principech zajišťování šroubových spojů s pomocí zajišťovacích kolíků spolu s příklady použití různých zajišťovacích prvků ve strojírenství a na základě kritérií, která mohou být pro tyto prvky zvoleny.

Co jsou to pružinové kolíky?

Pružinové kolíky jsou speciálně tvarované drátěné prvky. Jako pružinový elastický uzamykací prvek (k dispozici také jako standardizovaný) tvoří pružinové kolíky přímá část drátu, která prochází otvorem, a tvarovanou pružinovou část, kterou lze omotat kolem šroubu. Pružinový kolík spolehlivě zabraňuje radiálnímu skluzu a je zajištěn na šroubu svým tvarem.

Pružinové kolíky se často vyrábějí v souladu s normou DIN 11024. Existuje několik verzí pružinových kolíků v různých provedeních. Pružinové kolíky jsou instalovány bez nářadí.

Závlačky jsou také tvarované drátěné prvky s jednoduchou geometrií. Závlačky se skládají ze dvou rovných částí, které jsou rovnoběžné a v bezprostřední vzájemné blízkosti. Jeden konec závlačky je ohnutý do smyčky a poskytuje zarážku, druhý konec je otevřený a poté může být plasticky deformován, obvykle nástrojem. Tím se uzamykací prvek zajistí proti uvolnění.

Závlačky jsou standardizovány v normě ISO 1234 – dříve DIN 94.

Alternativy k pružinovým kolíkům a závlačkám

Kromě zajišťovacích kolíků, jako jsou pružinové kolíky a závlačky, existují také speciální zajišťovací prvky, jako jsou kulové pojistné kolíky a závitové zajišťovací šrouby. Výroba těchto zajišťovacích šroubů je složitější, protože tyto součásti nejsou vyrobeny z jednoho materiálu. Kromě šroubu obsahují také zajišťovací prvek s uvolňovacím mechanismem.

Montáž je možná bez nástrojů, protože uvolňovací mechanismus tvořený buď kuličkou nebo závitem je poháněn spínačem nebo pružinovým mechanismem, který lze s pomocí dostatečné provozní sily překonat.

Jak ovládat kuličkový zajišťovací kolík:

① Uvolněte kuličkový zámek stisknutím tlačítka. (kuličky jsou zatažené)
② Vložte kolík do příslušného otvoru a uvolňovacího tlačítka. (kuličky jsou vytlačeny ven)
③ Opětovným stisknutím tlačítka se uvolní kuličkový zámek. (kolík lze vytáhnout)

K zajištění hřídelí nebo otvorů se používají pojistné kroužky, pojistné podložky a ségrovky. Tyto zajišťovací mechanismy jsou robustnější při otáčkách a mají větší ložiskové plochy. Tyto zajišťovací prvky lze proto použít i při vyšších axiálních zátěžích. Pojistné kroužky a ségrovky lze použít jako axiální zajišťovací prvky uvnitř otvorů.

Závěsné šrouby jsou šrouby, které jsou upevněny na kluzném povrchu a mají tvar pro zajištění pojistného prvku. Jsou ideálním protějškem zajišťovacích prvků a lze je v obchodě MISUMI konfigurovat v mnoha různých verzích. Existují verze s otvory, závity a výřezy pro zajištění zajišťovacího prvku.

Příklad aplikace: Kolík s příčným otvorem: (1) Sférické kluzné ložisko, (2) ložiskový blok závěsu ve tvaru U, (3) kolík závěsu s příčným otvorem

Jak správně používat pružinové zátky a závlačky

Pružinové závlačky, dlahy a podobné standardizované díly se používají k zajištění šroubových spojů a dalších aplikací. U šroubových spojů jsou síly absorbovány šroubem a ve směru osy šroubu nepůsobí žádné až velmi nízké síly. Hlavním úkolem zajišťovacích prvků je zajistit šroub proti vysunutí.

Kdy se používají pružinové zástrčky a závlačky? A kdy se používají alternativy?

Pružinové zástrčky jsou správnou volbou, pokud je nutné častěji měnit připojení. Pružinové zátky se nasunou přes šroub a drží tuto polohu předběžným zatížením geometrie. Tyto uzamykací prvky obvykle zabírají více místa než závlačka.

Ve strojírenství se pružinové zátky používají v následujících aplikacích:

• Pro zajištění vyměnitelných nástrojů na strojích
• Pro montáž krytů do skříní

Závlačky se používají, když je připojení uvolněno velmi zřídka až nikdy. Závlačky křehnou a s každou sestavou a demontáží selžou rychleji. Z tohoto důvodu musí být závlačky po opakované demontáži vyměněny.

Dlahy se široce používají ve strojírenství, včetně následujících účelů:

• Pro zajištění ovládacích prvků na ovládacích prvcích stroje
• Pro zajištění šroubů závěsu v otvorech krytu
• Pro uzamčení spojení mezi částečnými stroji, jako jsou dopravníky

U aplikací vyžadujících časté každodenní instalace a úpravy jsou preferovány kuličkové zajišťovací kolíky. Tyto komponenty se obtížněji vyrábějí a nejsou tak robustní jako pružinové konektory, ale díky uvolňovacímu mechanismu jsou vhodné pro častou demontáž a montáž téměř bez použití síly. Pružinový mechanismus je dalším provedením kuličkového zajišťovacího kolíku. Kuličky zajišťovacího kolíku jsou napnuty definovanou pružinovou silou. Pokud je síla během demontáže dostatečně vysoká, kuličky se zatlačí do kuličkového zajišťovacího kolíku, který lze poté vyjmout. Sestava funguje na stejném principu.

Kuličkové zajišťovací kolíky se používají v obecném strojírenství v následujících aplikacích:

• Zajištění armatur při montážních operacích
• Zajištění nastavitelných dílčích sestav
• Zajištění držáků při kontrole kvality

Závitové zajišťovací šrouby se používají ve strojírenství, když je kloub vystaven vysokým vibracím, například:

• k zajištění spojek v hnacích systémech
• k zajištění součástí v těžkých strojích

Pojistné podložky a pojistné kroužky jsou montovány v soustružených drážkách šroubů a používají se při vyšších rychlostech otáčení, protože tyto prvky rovnoměrněji rozkládají hmotu kolem šroubu nebo hřídele.

Typické aplikace ve strojírenství jsou:

• Zajištění valivých ložisek pojistnými podložkami
• Upevnění kluzných ložiskových pouzder

Velikost a výběr – pružinové zátky ve šroubových spojích

Zajišťovací prvky jsou vybrány na základě případu použití. Při výběru velikosti a výběru šroubu je třeba vzít v úvahu výběr zajišťovacího prvku.

Kritéria výběru zahrnují:

• Průměr hřídele: Průměr šroubu ovlivňuje výběr standardizovaných dílů a manipulaci s uzamykacím prvkem. Pružinové zátky se častěji používají u malých průměrů, zatímco kuličkové zajišťovací kolíky a zajišťovací šrouby se závity se častěji používají u velkých šroubů.
• Frekvence instalace: Interval uvolnění spoje zatěžuje materiál a lze jej dosáhnout bez nástrojů, např. na kulových zajišťovacích kolících a pružinových zátkách, nebo musí být proveden pomocí nástrojů, např. na závlačky.
• Axiální síla: Příčná síla působící na zajišťovací (uzamykací) prvek je rozhodující pro výběr. Malé příčné síly mohou být absorbovány závlačkami, zatímco velké příčné síly vyžadují pojistné podložky nebo pojistné šrouby.
• Nákladová efektivita: Náklady rozhodují mezi dvěma možnými variantami, např. pružinový kolík může také splnit mnoho úkolů závlačky. Dalším z mnoha kritérií mohou být náklady na výrobu drážky nebo otvoru.
• Materiál: Materiál je vybrán na základě dříve stanovené smykové síly a zátěže, u které se očekává, že bude působit na zajišťovací prvek. Standardizované tvary mohou být vyrobeny z oceli, nerezové oceli nebo s ochranou proti korozi v závislosti na požadavcích.

V MISUMI najdete správný zajišťovací prvek pro vaši závlačku nebo připojení šroubu v těchto kategoriích:

• Pružinové čepy a závlačky
• Závěsné šrouby
• Kuličkové zajišťovací kolíky / pojistné šrouby s závitem
• Pojistné kroužky / přídržné podložky / ségrovky

• Kuličkové zajišťovací kolíky a pojistné šrouby s závitem