Sdílet článek

Napínací čepy – přehled konstrukce a použití

Základní znalostiSpojováníDIN / EN / ISO / JIS

Napínací čepy nebo pružinové čepy jsou mechanické upevňovací prvky vyrobené z pružinové oceli. Tyto prvky bezpečně a spolehlivě spojují součásti a zároveň nabízejí určitou úroveň flexibility. Snadno se instalují a poskytují rovnoměrné rozložení zátěže po povrchu čepu a vrtu. Jsou široce používány v mnoha průmyslových odvětvích a aplikacích a jsou zvláště užitečné v aplikacích, kde je vyžadováno trvalé připojení bez použití šroubů nebo jiných upevňovacích prvků.

Co jsou napínací čepy?

Napínací čepy, známé také jako pružinové čepy, patří do skupiny šroubových a čepových spojů. Používají se k bezpečnému a spolehlivému upevnění součástí. Napínací čepy se často používají společně s dalšími upevňovacími prvky, jako jsou šrouby nebo vruty. Kromě toho se používají v různých průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl a strojírenství.

Napínací čepy jsou vyrobeny z pružinové oceli, která je vytvarována do téměř uzavřeného potrubí nebo spirály. Pružina zajišťuje, že napínací čep může být stlačen bez plastické deformace. Efekt upnutí je umožněn tendencí pružinové oceli zachovat si svůj původní tvar. Stupeň komprese, které mohou napínací čepy dosáhnout, závisí na materiálu a průměru zvoleném pro aplikaci. Instalaci navíc usnadňují kónická zkosení na jednom nebo obou koncích napínacího čepu.

Chcete-li spojit dvě součásti pomocí napínacího čepu, vyvrtejte otvor s příslušnou přípustnou tolerancí v obou částech na požadovaném místě a vložte napínací čep. Napínací čep pak drží oba prvky pevně pohromadě. Napínací čep lze vložit pomocí vhodného kladiva, jednoho hřebenového lisu (zatlačovací pomůcka) nebo speciálních zaváděcích strojů pro automatickou montáž.

Klíčovou výhodou napínacích čepů je jejich schopnost přenášet velké smykové síly bez nutnosti zvláštních podmínek instalace nebo složitých tolerancí montáže. Ve srovnání se spojovacími kolíky, napínacími čepy nebo pružinovými čepy mají upínací objímky výhodu, že malé chyby střední vzdálenosti jsou elasticky kompenzovány. Pružinová součást zajišťuje přesné polohování i v případě oscilací a vibrací.

Speciální vlastnosti napínacích čepů

Napínací čepy jsou vyrobeny z pružinové oceli a během instalace jsou napnuty kvůli jejich pružinovému působení. Ve srovnání s jinými typy oceli se pružinová ocel vyznačuje výraznou odolností. Napínací čepy z pružinové oceli lze do určité míry ohnout a poté elasticky vrátit do původního stavu bez trvalé deformace. Pružinová ocel nabízí výhodnou kombinaci pevnosti v tahu a pevnosti při únavě materiálu, je charakterizována vysokým prodloužením při zlomu a plochou ve zlomu, a je proto obzvláště elastická. Vysokého elastického limitu je dosaženo prostřednictvím speciálních slitin.

Typy napínacích čepů

Existují různé typy napínacích čepů, z nichž každý je vhodný pro různé použití. MISUMI nabízí řadu drážkovaných a spirálových napínacích čepů vyrobených z oceli nebo nerezové oceli.

Duté spojovací kolíky

Duté spojovací kolíky nebo drážkované napínací kolíky jsou duté komponenty bez hlavy s podlouhlým otvorem po celé délce. Přední strany jsou zkosené nebo zaoblené, aby se usnadnila instalace. Tyto pružinové čepy jsou vyrobeny s kontrolovaným vnějším průměrem, který je o něco větší než otvory vrtání, do kterých jsou určeny k vložení.

Obě poloviny drážkovaného napínacího čepu jsou během instalace stlačeny, takže hlavní pružina je koncentrována v oblasti naproti štěrbině. Po instalaci se aplikuje trvalý tlak na vnitřní stěnu vrtaného otvoru. Díky této flexibilitě jsou napínací čepy schopny pojmout větší tolerance průměrů otvorů vrtání.

Na obrázku vlevo vidíte napínací čep s ozubenou drážkou. Rozteč zubů zajišťuje, že do sebe zuby při stlačení kolíku zapadnou. To podporuje zaoblenost kolíku a zároveň minimalizuje boční pohyb během vibrací.

Spirálové pružinové čepy

Spirálové pružinové čepy se liší od běžných napínacích čepů tím, že mají spirálové vinutí a nemají žádné boční otvory. Tato konstrukce umožňuje rovnoměrné rozložení napětí podél vnějších vinutí. Tato vlastnost je výhodná nejen při montáži, ale také přispívá ke zvýšené trvanlivosti připojení. Díky tomu může čep rovnoměrněji absorbovat tlak.

Když jsou spirálové čepy vloženy do otvoru, komprese začíná na vnějším okraji a pohybuje se uvnitř přes cívky. Výsledkem je rovnoměrné rozložení zátěže a konstantní smyková síla a flexibilita bez ohledu na směr, ve kterém je síla aplikována. I po instalaci mohou být pružinové čepy cívky dále stlačeny a mohou tak absorbovat nárazy a vibrace.

Lehký typ a těžká verze

Dalším faktorem při rozlišování napínacích čepů je kombinace síly a flexibility. Napínací čep, který je příliš silný, bude vyžadovat pro instalaci větší sílu a může poškodit otvor kvůli jeho tuhosti. Na druhou stranu příliš ohebný čep může během používání předčasně vypadnout kvůli vibracím nebo podobným účinkům. Napínací čep, který nabízí optimální rovnováhu mezi pevností, flexibilitou a průměrem, může výrazně prodloužit životnost připojených součástí.

Pro optimální výběr z hlediska pevnosti a se kromě standardní verze rozlišují také napínací čepy lehkého typu a těžké verze.

Lehký typ napínacích čepů je méně silný než těžká verze. Lehké napínací čepy povolují i při nižším zatížení, zatímco silné napínací čepy vydrží vyšší zatížení bez deformace. Lehké napínací čepy se používají v aplikacích, kde dochází k nižšímu zatížení a je důležitější flexibilita. Napínací čepy pro vysoké zatížení se naopak používají v aplikacích, kde je vyžadováno vysoké zatížení a pevnost, například ve strojírenství. Středně velké napínací čepy, známé také jako standardní typ, jsou tzv. střední fáze. Jsou obecně větší a robustnější než lehké napínací čepy, ale menší a méně pevné než silné napínací čepy.

Napínací čepy s drážkami lehkého typu jsou standardizovány podle ISO 13337 (DIN 7346) a napínací čepy těžké verze podle ISO 8252 (nahrazuje DIN 1481). Spirálové napínací čepy standardní konstrukce jsou standardizovány podle normy ISO 8750 (odpovídá normě DIN 7343) a podle normy ISO 8748 (odpovídá normě DIN 7344).

Tvary a rozměry – správný výběr napínacích čepů

Nezávisle na výše uvedených konstrukcích se také rozlišuje tvar zkosení napínacích čepů. Napínací čepy mohou mít zkosení pouze na jedné straně nebo na obou stranách. Zkosení usnadňuje pojezd a pomáhá při vycentrování otvoru. V závislosti na aplikaci musí být vybrán požadovaný tvar zkosení.

Při výběru správného napínacího čepu hraje rozhodující roli také jmenovitý průměr. Jmenovitý průměr montážního otvoru napínacího čepu musí odpovídat jmenovitému průměru napínacího čepu. Je třeba vzít v úvahu také příslušné datové listy o tolerancích otvorů. Při instalaci drážkovaných napínacích čepů se ujistěte, že se strany drážky při vkládání napínacího čepu do montážního otvoru nedotýkají otvoru.

Napínací kolíky – zásuvky podle JIS B 2808(1995) – Jednotka: mm
Jmenovitý průměr Napínací kolíky Vhodné otvory
D (1) t
(informace o zur)		 E Dvojité stříhání
Zatížení v kN
Minimální hodnota
max. min. normální aplikace pro nízkou nosnost (max.) normální aplikace pro nízkou nosnost Průměr Rozměrová tolerance
1 1.2 1.1 0.2 0.1 0.9 0.69 0.38 1 + 0.08
0
1.2 1.4 1.3 0.25 0.12 1.1 1.02 0.56 1.2
1.4 1.6 1.5 0.28 0.15 1.3 1.35 0.8 1.4
1.5 1.7 1.6 0.3 0.15 1.4 1.55 0.87 1.5
1.6 1.8 1.7 0.3 0.15 1.5 1.68 0.93 1.6
2 2.25 2.15 0.4 0.2 1.9 2.76 1.55 2 + 0.09
0
2.5 2.75 2.65 0.5 0.25 2.4 4.31 2.42 2.5
3 3.25 3.15 0.6 0.3 2.9 6.2 3.49 3
4 4.4 4.2 0.8 0.4 3.9 10.8 6.21 4 + 0.12
0
5 5.4 5.2 1 0.5 4.8 17.25 9.7 5
6 6.4 6.2 1.2 0.6 5.8 24.83 13.96 6
8 8.6 8.3 1.6 − 7.8 44.13 − 8 + 0.15
0
10 10.6 10.3 2 − 9.8 68.94 − 10
13 13.7 13.4 2.5 − 12.7 112.78 − 13 + 0.2
0
Komentář (1): Maximální hodnota D je maximální hodnota na obvodu kolíku a minimální hodnota D je střední hodnota D1, D2 a D3.
Pro vaši informaci: Hodnota t vychází z normy JSMA č. 6 (norma Japonské asociace výrobců pružin).
Doporučené použití pružinových čepů v kombinaci délky l a jmenovitého průměru/jednotky: mm
ℓ Rozměrová tolerance Jmenovitý průměr
1 1.2 1.4 1.5 1.6 2 2.5 3 4 5 6 8 10 13
4 + 0.5
0		 • • • • •                  
5 • • • • • • •              
6 • • • • • • • •            
8 • • • • • • • • •          
10 • • • • • • • • • •        
12 + 1.0
0		   • • • • • • • • • •      
14     • • • • • • • • •      
16         • • • • • • • •    
18           • • • • • • • •  
20           • • • • • • • •  
22             • • • • • • • •
25             • • • • • • • •
28               • • • • • • •
32               • • • • • • •
36                 • • • • • •
40                 • • • • • •
45                   • • • • •
50                   • • • • •
56 + 1.5
0		                     • • • •
63                     • • • •
70                       • • •
80                       • • •
90                         • •
100                         • •
110                           •
125                           •
140                           •
Komentář (*1): Maximální hodnota D je maximální hodnota na obvodu kolíku a minimální hodnota D je střední hodnota D1, D2 a D3.
Pro vaši informaci: Hodnota t vychází z normy JSMA č. 6 (norma Japonské asociace výrobců pružin).

Úplný přehled naleznete zde.

Příklad aplikace napínacích čepů

Napínací čepy lze ve strojírenství použít mnoha různými způsoby. Příklady aplikace napínacích čepů jsou:

V tomto příkladu je obrobek přesunut do požadované polohy pomocí posuvné jednotky. Vodicí vozík nesmí být vytažen zarážkami (zde napínacími čepy). Kliknutím sem se o této aplikaci dozvíte více a zobrazíte ji jako animaci.

Tato aplikace ukazuje montáž a demontáž ozubeného napínacího čepu. Pro montáž nejsou zapotřebí žádné závitové otvory a napínací čep lze v případě potřeby odstranit přímo vytahovačem čepů.

V online obchodě MISUMI najdete řadu dalších strojních součástek, jako jsou válcové čepy, čepy pro zachování výšky nebo přídržné kroužky, které jsou užitečné při instalaci napínacích čepů. Další spojovací prvky, jako jsou , jsou také k dispozici ve výběru materiálů první třídy.

Podobné články

Torze: Jak porozumět torzi

Existuje mnoho různých typů mechanických zátěží, které mají vliv na objekt, a jedním z nich je i torze. V tomto blogovém článku se podíváme na základy torze a několik příkladů.

Základní znalostiKonstrukce
4 minut na přečtení

Stanovení tření a koeficientu tření hodnot tření materiálů

Koeficient tření je fyzická proměnná odvozená z tribologického pole pro tření mezi dvěma objekty. Koeficient tření stanoví sílu, která vzniká během tření (frikční síla) ve vztahu k síle, kterou jsou předměty k sobě přitlačeny (stlačovací síla). Koeficient tření je tedy důležitým parametrem při zkoumání opotřebení materiálu a kluzných vlastností. Tento článek vysvětluje základy koeficientu tření, metody jeho měření a jeho využití v technologii.

Základní znalosti
12 minut na přečtení

Trubkové závity – normy a standardní rozměry

Tento článek uvádí standardní rozměry trubkových závitů a jejich význam. Trubky se závity zajišťují bezpečné a těsné spojení mezi součástmi potrubí a sousedními součástmi. V průmyslu existuje řada norem, jako je DIN/ISO, JIS, BSP, NPT nebo BSW.

Základní znalostiNormalizované díly
12 minut na přečtení

Výpočet různých převodových jednotek – nejdůležitější vzorce pro převodové pohony

Vzhledem k tomu, že při konstrukci převodových kol je velmi důležité, aby se příslušná převodová kola správně zapojila a aby se minimalizovalo opotřebení, musí se provádět různé základní výpočty. Významnou roli zde hrají například modul, průměr stoupání a počet zubů. V tomto článku se zabýváme nejdůležitějšími aspekty výpočtu převodů a tím, co je třeba vzít v úvahu při výpočtu převodových jednotek.

Základní znalostiPřenos
10 minut na přečtení