9789147018185

Maskinelement Faktadel

Läromedlet är avsett för olika kurser som syftar till användning av maskinelement i praktiskt arbete Frank Eriksson

I faktadelen ingår följande huvudkapitel: Fästelementförband Tillverkningsförband Transmissionselement Läromedlet består av tre komponenter: – faktadel – övningshäfte – lösningar till övningspassen

Best.nr 47-01818-5 Tryck-nr 47-01818-5-05

Maskinelement fakta - omslag.indd 1

2023-07-04 12:16

01_88-4 ny_01_88-4.qxd 2023-07-04 12:42 Sida 2

I denna publikation förekommande svenska standarder är återgivna med vederbörligt tillstånd. Officiellt gällande är endast senaste av SIS publicerade utgåvor.

ISBN 978-91-47-01818-5 © 1988 Frank Eriksson och Liber AB Formgivning: Frank Eriksson Projektledare: Jan Larsson Omslag och teckningar: Ingvar Andersson Andra upplagan 6 Repro: Repro 8 AB, Stockholm Tryck: People Printing, Kina 2023

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUSavtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner och universitet.

Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUSavtalet. Läs mer på www.bonuscopyright.se.

Liber AB, 113 98 Stockholm Kundservice tfn 08-690 90 00 Kundservice.liber@liber.se www.liber.se

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 3

Innehåll Fästelementförband

Tillverkningsförband

Transmissionselement

Skruvförband 7 Gängor 7 Skruvar 13 Muttrar 22 Hållfasthetsklasser 24 Åtdragning 26 Ytbehandling 28 Hjälpelement för skruvförband 30 Säkring av skruvförband 35 Nitförband 38 Pinnförband 42 Ringförband 45 Dämpande förband 46 Standardiserade maskinelement 50 Svetsförband 52 Lödförband 52 Limförband 52 Krymp- och pressförband 65 Kilförband 66 Friktionsförband 68 Lager 69 Rullningslager 69 Glidlager 76 Tätningar 79 Axelkopplingar 82 Växlar 85

Bland företag som bidragit med information och illustrationer kan nämnas: Bix Skruv och Mutter AB * Bulten AB * Colly Components AB * D&E Trading AB * Fluorcarbon AB * Forsheda AB * Johnson Metall AB * G.A. Lindberg AB * Loctite Sweden AB * Maskin AB N.A. Eie * Maskin AB MEKANEX * Simrit AB * SKF * SKF Transmission AB * Stickler Drivteknik AB * Stockholms Fjäderfabrik AB * AB Transmatic-SKF * Trelleborg AB, Div. Novibra * SIS, Swedish Standards Institute.

3

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 4

Inför starten När man ska ge sig i kast med ett nytt ämne, är det ofta trevligt att inledningsvis få veta, varför tillhörande läromedel ser ut som det gör.

När det gäller maskinelement är det ingen brist på material – tvärtom, det är inte ovanligt att en katalog över t ex skruvsortimentet upptar tusentals typer och beteckningar. Det måste alltså göras ett urval bland maskinelementen för den som läromedlet är avsett för – det gäller såväl vilka maskinelement som ska behandlas som hur de ska behandlas.

Det här läromedlet bygger på material, som bedömts svara mot målgruppens behov enligt yrkesutbildningen intentioner – och som alltså användaren av maskinelement bör känna till. Det betyder i sin tur att en del stoff som traditionellt brukar finns med i större böcker i ämnet, kan vara utelämnat.

Här och där i häftet förekommer små avsnitt med både text och figur inom ram. Dessa inramade avsnitt handlar inte om själva maskinelementet utan om hur man använder det vid t ex serviceoch underhållsarbete – alltså något av praktiska tips för användaren.

Till läromedlet hör, utöver detta faktahäfte, också ett övningshäfte och en lärarhandledning med bl a lösningar och kommentarer. I faktahäftet får du hela tiden anvisningar om när det är lämpigt att ta itu med övningar i övningshäftet.

För vissa maskinelement, t ex M-gängad skruv och mutter, har äldre standard gällt jämsides med nu gällande under en övergångsperiod. Men man kan nog förmoda att de äldre beteckningarna kommer att leva kvar längre än så, bl a beroende på befintliga ritningar, stycklistor etc.

I det här läromedlet har vi därför tagit med både gällande och äldre beteckningar. Gällande beteckningar är markerade med lutande stil medan äldre benämningar och beteckningar är skrivna med rak stil och satta inom parentes. Exempel: Spårskruv med sänkhuvud ISO 2009 (Spårskruv med försänkt huvud MFS)

= nu gällande standard = tidigare standard

Se också ”Sammanställning: Standardiserade maskinelement” på sid. 50–51.

Mer detaljerade data om vissa maskinelement, t ex gängor, finns i gällande standard och i verkstadshandboken.

4

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 5

Maskinelement – vad är det?

Vad kan en svarv och en bilmotor ha gemensamt? Jo, båda är exempel på maskiner. Och som alla maskiner är de sammansatta av olika delar – eller maskinelement som teknikerna säger. Med maskinelement menar man alltså helt enkelt delar eller detaljer som ingår i maskiner av olika slag.

I den här kursen behandlas allmänna maskinelement, dvs sådana som inte konstruerats för en viss maskin. Bilden nedan ger exempel på maskinelement som du får veta mera om.

Nitar och pinnar Skruvar och muttrar Växlar

Brickor

Spårringar

Lager och axelkopplingar

Förband När man förbinder maskindelar med varandra, får man olika typer av förband, beroende på vad man förbinder dem med. Man talar t ex om skruvförband, nitförband och svetsförband.

Skruvförband

Nitförband

Svetsförband

5

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 6

Tre huvudgrupper maskinelement Ämnet maskinelement kan delas in på flera sätt. I det här läromedlet har vi valt följande gruppindelning – inte minst för att göra det lättare att söka och finna information om de olika maskinelementen.

Maskinelement

6

Fästelement förband

Tillverkningsförband

Transmissionselement

Med fästelementförband avses förband där två eller flera delar sammanfogas med fästelement, t ex med skruv och mutter eller nitar.

Med tillverkningsförband avses förband där två eller flera delar fogas samman i ett särskilt tillverkningsmoment, t ex genom svetsning, lödning, limning.

Hit räknas maskinelement som på ett eller annat sätt deltar i en maskins kraftöverföring.

Skruvförband sid.

Nitförband Pinnförband Ringförband Dämpande förband

Svetsförband sid Lödförband Limförband Krymp- och pressförband

Kilförband sid Friktionsförband Lager Tätningar Axelkopplingar Växlar

7–37 38–41 42–45 45–46 46–49

52 52 52–64 65

66–67 68 69–78 79–81 82–84 85–87

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 7

Fästelementförband Skruvförband Av praktisk erfarenhet vet du förmodligen att det finns olika storlekar på skruvar och olika utformning av skruvhuvuden. Du vet säkert också att skruvar kan tillverkas av olika material, t ex av stål eller mässing.

Men därutöver kan det vara bra att känna till, hur stark en skruv är, dvs vilka påfrestningar den tål. Man talar i det sammanhanget om skruvens hållfasthet.

Och inte minst viktigt när det gäller skruvar och muttrar är förstås gängan – så antingen man ska svarva en gänga på en specialskruv eller använda en standardskruv bör man veta lite om gängor och gängprofiler.

Gängor Olika utformning av gängan används för olika användningsområden.

Här nedanför ser du tre mycket vanliga s k gängprofiler:

Spetsgänga

Trapetsgänga

Rundgänga

Spetsgängan är den gänga som finns på vanliga fästskruvar och muttrar. Spetsgängan är därför den ojämförligt vanligaste gängprofilen.

Vad som gör denna gängprofil lämplig för fästskruvar är bl a att den ger stor friktion – något som motverkar att ett skruvförband skakar isär.

Trapetsgängan ger mindre friktion än spetsgängan – skruven ”går lättare”. Därför finner man oftast trapetsgängen på s k rörelseskruvar, dvs skruvar som används för frammatning av någon maskindel. Rörelseskruvar finns t ex i skruvstäd, i vissa domkrafter till bilar och som ledarskruv på svarvar.

Rundgängan är lämplig för t ex glödlampssocklar och liknande där gängan görs i tunnplåt.

Dessutom används rundgänga i material som trä, plast och porslin.

Ett annat användningsområde kännetecknas av att gängan måste tåla ovarsam behandling, som fallet är med t ex rörtänger. Genom att rundgängan saknar skarpa hörn skadas den inte så lätt av slag och smuts.

7

01_88-4

11-08-29

09.12

Sida 8

Gängans delar

gängtopp gängbotten

När man sysslar med gängor, underlättar det om man känner till en del begrepp som hör ihop med gängens delar, bl a de begrepp som du ser i figuren till höger.

gängdjup

Vad bestämmer gängan?

ytterdiameter d

En gängas utformning bestäms i stort av:

innerdiameter di

Ytterdiametern Innerdiametern Profilvinkeln Stigningen (Dessutom brukar man tala om medeldiametern, som dock användaren inte har någon större användning av.)

flank

SKRUV stigning profilvinkel

MUTTER

Observera att diametrarna betecknas med liten bokstav för skruv (utvändig gänga) och med stor bokstav för mutter (invändig gänga).

Profilvinkeln är vinkeln mellan gängans flanker.

innerdiameter Di ytterdiameter D

Stigningen kallas avståndet mellan t ex två gängtoppar. I praktiken är stigningen lika med den sträcka som en mutter flyttar sig i skruvens längdriktning, när muttern vrids ett varv – eller skruvstädsbacken förskjuts när skruven vrids ett varv.

Allmänt gäller att stigningen anpassas till skruvens diameter.

stigning

stigning

gängdjup

Liten diameter – liten stigning.

8

Större diameter – större stigning.

… och större stigning – större gängdjup (och färre gängor per längdenhet).

01_88-4

11-08-29

09.13

Sida 9

Enkelgängad eller flergängad?

Det vanliga är att en skruv har bara en sammanhängande gänga och alltså en gängingång. Det är fallet med t ex fästskruvar och muttrar.

stigning

Principen för enkel – gängad skruv

Med en skruv kan också ha två eller flera gängor som löper parallellt med varandra och alltså är skilda åt. Varje gänga har då sin egen ingång – har skruven två gängor har den också två gängingångar.

Genom att välja flera gängor kan man göra stigningen större utan att gängdjupet blir onormalt stort. Och större stigning ger längre förflyttning i skruvens längdriktning per vridningsvarv. Detta utnyttjar man ibland i konstruktioner för frammatning med skruv. Därför är det främst på rörelseskruvar som man finner flera gängor och gängingångar.

stigning

Flergängad skruv kan ges större stigning

Höger- eller vänstergänga?

lossa

lossa dra åt dra åt Högergängad Vänstergängad

Högergängad skruv

Vänstergängad mutter

Den här figuren visar vad som menas med höger- respektive vänstergänga. Man kan alltså av gängans lutning direkt se, vilken av gängorna man har att göra med.

Högergängan är vanligast, eftersom fästskruvar och muttrar har högergänga.

En högergänga är utformad så, att skruven gängas in och muttern på, om man vrider medurs – och lossas om man vrider moturs.

Då inget annat anges i gängbeteckningen avses alltid högergänga.

Vänstergänga finner man på sådana ställen där en högergänga skulle kunna gänga ur sig själv.

Den vänstra pedalen på en cykel är ett exempel på vänstergänga.

På en ritning etc anges alltid vänstergänga efter gängbeteckningen (ex M24 Vänster).

→ ÖVNINGSHÄFTET: Skruvförband övning 1 – 7

9

01_88-4

11-08-29

09.13

Sida 10

Trapetsgängan Trapetsgängan är standardiserad och enligt SS-ISO 2904 är profilvinkeln 30°.

I gängans beteckning anges ytterdiametern och stigningen (delningen). Exempel: Trapetsgänga ISO 2904 Tr24 5 (Tr24 5) betyder en trapetsgänga med ytterdiametern 24 mm och stigningen 5 mm.

I sammanhanget kan nämnas att trapetsgängor gjorda enligt tidigare standard är utbytbara mot gängor gjorda enligt standarden SS-ISO 2904.

Trapetsgängan, som förresten är lätt att framställa genom svarvning och fräsning, kan studeras närmare i standarden liksom i Verkstadshandboken.

Trapetsgänga

Spetsgängor: Metriska gängsystemet och Unified mutter

Som du nog känner till har vi två gängsystem för fästskruvar – ett för millimetergängor – ett för tumgängor Det första kallas det metriska gängsystemet, som har mått i mm och det andra Unified-systemet (uttalas jonifajd) med mått i tum.

Dessa båda gängsystem har en gemensam, standardiserad gängprofil, den s k ISO-profilen. Det betyder att båda har profilvinkeln 60°.

Det bör i sammanhanget anmärkas, att Unified-systemet i stort är inaktuellt numera vid nykonstruktioner. Däremot kan det självfallet vara av intresse ur servicesynpunkt, när det gäller äldre utrustningar.

En skruvs dimension anges med skruvens ytterdiameter. En skruv med metrisk gänga betecknas därför med M följt av ytterdiametern i mm.

Exempel: M24 betyder t ex en skruv med metrisk gänga och ytterdiametern 24 mm. Även stigningen mäts i mm.

Unified-gängan betecknas med UN. En skruv med unified-gänga betecknas således med UN och ytterdiametern i tum. Stigningen anges indirekt med antalet gängor per tum.

10

skruv ISO gängprofil för spetsgänga

M = Metrisk gänga.

Diameter och stigning i mm.

UN = Unified-gänga.

Diameter i tum Stigning i antalet gängor per tum.

01_88-4

11-08-29

09.13

Sida 11

Grov- och fingänga Både den metriska gängan och unifiedgängan finns i två utföranden beträffande stigningen: a) en gänga med stor stigning, s k grovgänga b) en gänga med fin stigning, s k fingänga.

M 10 ytterdiameter i mm

Metrisk gänga Grovgänga: Stigningen anges inte i beteckningen, dvs saknas uppgift om stigningen avses alltid grovgänga. Exempel: M10

metrisk (grov)gänga

M3

0, 3 5 stigning i mm

Fingänga: Uppgift om stigningen ingår i beteckningen. Exempel: M3 0,35 (där 0,35 är stigningen i mm).

ytterdiameter i mm metrisk fingänga (eftersom stigning är angiven)

Unifiedgänga När det gäller unifiedgängor, så kan man direkt av bokstavsbeteckningarna se om det är en grovgänga eller en fingänga.

Grovgänga: Betecknas UNC (C som i Coarse = grov).

Exempel: 3/4 UNC betyder unifiedgänga med stor stigning och ytterdiameter 3/4 tum. (”Trekvarttums Unified grovgänga”.)

Observera att ”tumtecknet” är utelämnat i beteckningen.

3/4

UNC Unified grovgänga ytterdiameter i tum

1/4 – 28 U N F Unified fingänga

Fingänga: Betecknas UNF (F som i Fine = fin).

Exempel: 1/4 – 28 UNF = en Unified fingänga med stigningen 28 gängor per tum och med ytterdiametern 1/4 tum.

antal gängor per tum ytterdiameter i tum

Se upp med M-skruv och UNC-mutter En M-skruv och en UNC-mutter (och tvärtom) med ungefär samma dimension kan skruvas ihop en liten bit (fig.a). Skillnaden mellan gängsystemen är nämligen inte så stor – dock tillräckligt stor för att både skruv- och muttergänga ska förstöras, om man fortsätter när man känner att det börjar gå trögt (fig.b).

UNCskruv Mmutter

UNC-skruv och M-mutter med ungefär samma gängdimension

a)

b)

11

01_88-4

11-08-29

09.13

Sida 12

Whitworthgänga Tidigare fanns en ”tumgänga” med 55° profilvinkel. Denna gänga, som kallas Whitworth, har utgått som fästelement och används inte i nykonstruktioner – däremot finns den kvar i en del äldre skruvförband.

Gängan betecknas W. Exempel: W 1/2“ betyder en gänga med whitworthprofil och ytterdiameter 1/2 tum. (”En halvtums Whitworthgänga ”.)

Whitworthgängan har samma stigning som unifiedgängan upp till ytterdiametern 2” – med ett undantag. Undantaget är dimensionen W 1/2, som har en annan stigning.

Gängprofil för Whitworth

UNC-mutter på Whitworthskruv Vid service etc kan en UNC-mutter användas till en Whitworthskruv och tvärtom (utom vid dimensionen 1/2” och över 2”). Men kom ihåg att kombinationen Whitworth – Unified ger ett svagare förband på grund av olika profilvinkel.

Därför bör man inte nöja sig med, att det går att skruva på en UNC-mutter, om man har att göra med en äldre konstruktion. Ska skruvförbandet tåla stora påkänningar, bör man också undersöka om skruven har whitworthgänga. Har den det, då är det säkrast att byta både skruv och mutter till UNC. (Om inte både W-skruven och W-muttern kan användas igen, förstås.)

Skruv med whitworthgänga.

Profilvinkel 55° Mutter med UNCgänga.

Profilvinkel 60°

Rörgänga Whitworthprofilen lever kvar i den s k rörgängan. Det är en gänga med fin stigning, som utformats med tanke på det tunna godset i rör.

Man skiljer mellan: rörgängor för trycktäta förband med tätning utanför gängorna (dvs med gängtejp etc). Gängan är cylindrisk. rörgängor för trycktäta förband med tätning mellan gängorna. Den utvändiga gängan är alltid konisk, den invändiga kan vara cylindrisk eller konisk.

För att exemplifiera gängbeteckningarna väljer vi ”3/4-tums rörgänga”. (Äldre beteckning inom parentes.)

Tätning utanför gängorna:

Tätning mellan gängorna:

Cylindrisk invändig: ISO–G 3/4 (R 3/4–A) ’’ utvändig: ISO–G 3/4 A eller B (R 3/4 A eller B)

Cylindrisk invändig: ISO–Rp 3/4 (R 3/4–C) Konisk ’’ : ISO–Rc 3/4 – Utvändig (alltid konisk): ISO–R 3/4 (KR 3/4)

A och B är olika toleransklasser Du kan även möta ett fullständigare beteckningssätt, där ordet Rörgänga och standardens nr finns med, t ex Rörgänga ISO 228/1 – G 3/4.

Obs Måttet i beteckningen avser rörets ungefärliga innerdiameter.

12

→ ÖVNINGSHÄFTET: Skruvförband övning 8 –17

01_88-4

11-08-29

09.16

Sida 88

Faktaregister Maskinelement – vad är det?

Förband 5 Tre huvudgrupper maskinelement 6

De vanligaste hållfasthetsklasserna 26

5

Åtdragning

26

Ytbehandling

Fullständig beteckning för skruv och mutter 28

FÄSTELEMENTFÖRBAND Skruvförband 7 Gängor 7 Gängans delar 8 Vad bestämmer gängan? 8 Enkelgängad eller flergängad?

Höger- eller vänstergänga? 9 Trapetsgängan

Kulskruvar

9

10

Spetsgängor 10 Metriska gängsystemet och Unified 10 Grov- och fingänga 11 – vid metrisk gänga – vid unifiedgänga Se upp med M-skruv och UNCmutter – och tvärtom* 11 Whitworthgänga 12 UNC-mutter på Whitworthskruv* 12 Rörgänga 12 Skruvar 13 Sexkantsskruv 13 – Nyckelviddar 14 Nyckelvidd och verktyg* 14 Sexkanthålsskruv 14 Sextandhålsgreppet/TORX®greppet 15 Spårskruv 16 Krysskruv 16 Pinnskruv 17 Standardiserade gängdimensioner 17 Borrningsdiametrar för M och UNC* 18 Stoppskruv 18 Svets- och presskruv 19 Gängpressande skruv med STgänga 19 – Riktvärden för håldiameter 20 – Förbandstyper för skruv med STgänga 21 Muttrar 22 Sexkantsmuttrar 22 Övriga muttertyper 23 – Hattmutter – Fjädermutter – Svetsmutter och nitmutter Hållfasthetsklasser 24 Sträckgräns och brottgräns 24 Märkning av hållfasthetsklass 24 – vid M-gängade skruvar och muttrar – vid UN-gängade skruvar och muttrar

88

28

29

Hjälpelement för skruvförband 30 Rundbrickor och flänselement 30 Reparation av höghållfasta förband* 31 Insatsgängor 31 Avdragen skruv i godsgänga* 32 Tätningar 33 Att byta packning* 35 Säkring av skruvförband 35 låsbleck – vikbricka – låstråd tandbricka – fjäderbricka kontramutter kronmutter med saxpinne låsvätska skruv och mutter med tandad undersida mutter med nylonring mutter med deformerad hals Nitförband 38 Nittyper 38 Rörnit 38 Hålnit 38 Blindnit 39 – Intryckning av splinten 39 – Indragning av splinten 40 Att välja nitdimension, nitlängd och håldiam.* 41 Skarvtyper

41

Pinnförband 42 Pinntyper 42 Cylindrisk pinne 42 Konisk pinne 43 Räffelpinne 43 Hål för räffelpinnar och montering * 44 Fjädrande rörpinne 44 Spiralspännstift 44 Saxpinne 44 Exempel på användning av pinnar 45 Ringförband 45 Stoppring 45 Spårring 46 Spårryttare 46 Dämpande förband 46 Vibrationsdämpare 46 Service, dämparbyte etc* 48 Gasfjäder 48 Gasfjädrar i praktiken* 49 Sammanställning: Standardiserade maskinelement 50–51

TILLVERKNINGSFÖRBAND

52

Limförband 52 Vad är limning? 53 Vad består lim av? 53 För- och nackdelar 54 Limfogen 54 Hårt och mjukt lim 54 Fogtyper 55 Limfogens ”livslängd” 56 Vad påverkar limvalet? 57 Limtyper 57-61 Rengöring 62 Applicering 63 Presstryck – fixeringstryck 63 Limtyper och deras egenskaper Krymp- och pressförband

64

65

TRANSMISSIONSELEMENT Kilförband 66 Plattkil 66 Skallkil 66 Woodruffkil 67 Rundkil 67 Rundkil med låsfunktion* 67 Splines (Bomförband) 67 Friktionsförband

68

Lager 69 Rullningslager 69 Radiallager 70 Axiallager 71 När används lagertyperna 72 Montering och demontering 73 Smörjning 75 Glidlager 76 Metalliska glidlager 76 Att handskas med sintrade lager* 77 Plastglidlager 78 Ledlager 78 Tätningar 79 Radialtätningsringar V-ring 80 Boxpackningar 81 O-ringar 81

79

Axelkopplingar 82 Fasta kopplingar 82 Elastiska kopplingar 83 Ledbara kopplingar 84 Växlar 85 Kugghjul 85 Reduktionsväxlar Vinkelväxlar 87 Kuggstångsväxel

86 87

* Information av typen ”praktiska råd”.

Maskinelement Faktadel

Läromedlet är avsett för olika kurser som syftar till användning av maskinelement i praktiskt arbete Frank Eriksson

I faktadelen ingår följande huvudkapitel: Fästelementförband Tillverkningsförband Transmissionselement Läromedlet består av tre komponenter: – faktadel – övningshäfte – lösningar till övningspassen

Best.nr 47-01818-5 Tryck-nr 47-01818-5-05

Maskinelement fakta - omslag.indd 1

2023-07-04 12:16