Csavar (egyszerű gép)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Csavarmenetek:
1. Élesmenet
2. Trapézmenet
2a. Kétbekezdésű menet
Csavarmenetek:
3., 4. Fűrészmenet
5. Zsinórmenet
6. Laposmenet
Laposmenetű csavar erőjátéka
Élesmenet.png

A csavar egyike az egyszerű gépeknek. Az ókor óta használt eszköz nagy erőt igénylő gépek hajtására, mint például a szőlőprés, emelőberendezések, satu, szorítók. A csavar felfogható egy henger palástjára felcsévélt lejtőként is. A csavarorsó palástjába esztergált csavarfelület alakú menete a csavaranya megfelelően kialakított menethornyába illeszkedik.

A csavarmenet alakja szerint többféle lehet:

  • Laposmenetnél a felfekvő felület csavarfelület alakú, tengelyirányú metszete a tengelyre merőleges egyenes. Ilyen menetet alkalmaznak azoknál a hajtásoknál, melyeknél a legjobb hatásfok elérése a cél, azonban szilárdsági viszonyai kedvezőtlenebbek.
  • A trapézmenet sokkal nagyobb terhelésre alkalmas, hatásfoka azonban kedvezőtlenebb.
  • Kötőcsavaroknál, ahol cél az, hogy a csavar nagy nyomatékkal való meghúzása után ne lazuljon ki, egyenlő oldalú háromszög alakú élesmenetet használnak, melynek a kilazításához is nagy nyomatékra van szükség.
  • Ott, ahol a menetek egyszerű és alapos tisztítása különösen fontos, mint például az élelmiszeriparban, zsinórmenetet használnak.
  • A fűrészmenet egyesíti a laposmenet és élesmenet tulajdonságait.

Nagy emelkedésű csavaroknál szokásos több bekezdést készíteni a terhelhetőség növelése céljából.

A csavaron fellépő erőhatások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A laposmenetre ható tengelyirányú Ft erő a menet d középátmérőjére koncentrálható, ha a terhelés a meneteken egyenletesen oszlik meg. Ha a súrlódás elhanyagolható, akkor ezzel az erővel az F erő tart egyensúlyt, mely a d/2 sugáron ébred:

 F=F_t \tan \alpha \,

A súrlódást is figyelembe véve meghúzáskor (a helyettesítő lejtőn felfelé mozgatáskor) a szükséges F erő:

 F=F_t \tan (\alpha + \rho )\, ,

ahol

 \mu = \tan \rho \, a súrlódási tényező,
 \rho \, pedig a súrlódási kúpszög, melyet az előző összefüggés definál.

Lazításkor (a helyettesítő lejtőn lefelé mozgatáskor) az erő:

 F'=F_t \tan (\alpha - \rho )\, .

Az orsó forgatásához szükséges nyomaték:

 M = \frac {d}{2}F= \frac {dF_t}{2} \tan (\alpha \plusmn \rho) \, .

Élesmenetű csavarorsó esetén a menet felfekvő felülete  \beta szöget zár be a tengelyirányú Ft erővel, a súrlódás számításához figyelembeveendő felületi normális irányú erő nagysága:

 \frac {F_t}{\cos \beta} \,

Emiatt a  \mu súrlódási tényező helyett a

 \mu' = \frac {\mu}{\cos \beta} \,

látszólagos súrlódási tényezővel kell számolni. A csavar terhelés alatt sem forog visszafelé (úgynevezett önzárás történik), ha

 \tan \alpha \le \mu' .

A csavarhajtás hatásfoka[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A csavarhajtás hatásfoka a teher emeléséhez szükséges energia és a csavarorsó forgatásához szükséges munka hányadosa:

 \eta = \frac {\tan \alpha}{\tan (\alpha + \rho)} .

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Pattantyús Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.