Sworzeń to gruby walcowy kołek, wykonany ze stali, aluminium lub mosiądzu. W pasowaniu połączony jest ciasno lub luźno i przenosi obciążenia odpowiednio ścinające lub zginające. W połączeniach występuje z elementami zabezpieczającymi, takimi jak nakrętki, zawleczki itp. Warto dodać, że jest to jedna z kluczowych części wielu połączeń. Co więcej, każdy rodzaj sworznia ma konkretne zastosowanie, stąd też przed zakupem warto zaznajomić się z najpopularniejszymi typami sworzni, ich budową oraz zastosowaniem.
Budowa sworznia
Sworzeń wygląda jak walec lub pręt, natomiast jego zakończenie z jednej strony ma postać łba, który może mieć różne kształty. Co więcej, końcówka sworznia ze względu na cele użytkowe, musi mieć większą średnicę niż korpus. Dzięki temu nie dojdzie do wysunięcia się elementu z docelowej głębokości otworu. Druga końcówka sworznia zaopatrzona jest w zabezpieczającą zawleczkę. Niekiedy sworznie mają także nakrętki lub pierścienie Segera. Mają one formę płytek osadczych albo też sprężynujących pierścieni osadczych. Wspomniane zabezpieczenia mają na celu unieruchomienie oraz ustabilizowanie drugiej końcówki sworznia. Warto dodać, że zarówno zawleczki, pierścienie Segera, jak i nakrętki stanowią wyposażenie dodatkowe.
Co więcej, w zdecydowanej większości przypadków przy zastosowaniu sworzni stosuje się pasowanie ciasne. Jest to metoda montowania sworzni w otworze bez zabezpieczenia. To, w jaki sposób element zostanie umieszczony w połączeniu, będzie zależało jedynie od założeń projektowych. Stąd też bardzo ważne jest, by dobrać odpowiedni rodzaj sworznia do danego zastosowania.
Jak powstają sworznie?
Choć patrząc na budowę sworzni, mogłoby wydawać się, że ich produkcja jest bardzo prosta, w rzeczywistości wcale tak nie jest. By wytworzyć precyzyjny i trwały element, potrzeba nie tylko wysokogatunkowych materiałów, ale i specjalnych metod produkcji.
Pierwszym krokiem jest wybór odpowiedniego materiału. Najczęściej pada na stal nierdzewną, która jest twarda, odporna na uszkodzenia oraz bardzo wysokie i niskie temperatury, a także na działanie czynników zewnętrznych. Dzięki temu sworzni można używać do wielu różnych zastosowań. Poza tym sworznie produkowane są również z aluminium lub mosiądzu.
Stal, z której produkowana jest zdecydowana większość sworzni, powinna mieć twardość o wartości od 52 HRC do 56 HRC. Co więcej, istnieją także specjalne normy, które standaryzują metody produkcji sworzni. To przede wszystkim norma DIN 1444, PN-EN 22341 oraz PN 83002.
W końcu przychodzi czas na dopasowanie metody obróbki elementu na podstawie konkretnych parametrów. Najczęściej wybiera się hartowanie w atmosferze ochronnej, ponieważ zapewnia ono znakomite rezultaty. Inne metody to azotowanie, nawęglanie oraz węgloazotowanie, a każda z nich zapewnia doskonałą wytrzymałość powierzchniową sworzni.
Rodzaje sworzni
W zależności od wybranej metody oraz projektu, można otrzymać różne rodzaje sworzni. Najpopularniejsze rodzaje to sworznie: bez łba, z czopem gwintowym, z dużym łbem walcowym, z łbem czworokątnym, z łbem soczewkowym, z małym łbem walcowym i inne.
Inne modele, o których nie wspomnieliśmy, są dużo rzadziej stosowane, np. ze względu na niestandardową konstrukcję, która sprawdzi się w niewielu aplikacjach. Istnieją także specjalne rodzaje sworzni, projektowane i produkowane na specjalne zamówienie. Dopasowane są do konkretnych projektów, a więc ich zastosowanie jest bardzo wąskie.
Warto nadmienić, że jest jeszcze jeden podział sworzni. Chodzi o podział ze względu na posiadane zabezpieczenie lub jego brak. Stąd też sworzeń z zawleczką lub nakrętką zaliczany jest do grupy sworzni kryształowych, zaś pozostałe należą do grupy gładkiej.
Sworzeń – zastosowanie
Sworznie wykorzystywane są przede wszystkim w konstrukcji maszyn budowlanych, takich jak koparki czy ładowarki. Wymagają one bowiem połączeń, umożliwiających swobodny ruch poszczególnych elementów konstrukcji. Ponadto sworznie stanowią jeden z kluczowych elementów maszyn przemysłowych, w tym systemów wag, rolek prowadzących, a także automatów produkcyjnych.
Wspominając o zastosowaniu sworzni, należy zaznaczyć, że są one również ważnym elementem samochodów. Stanowią podstawowy komponent w zawieszeniu aut osobowych. Dzięki temu, że są sztywne, lekkie i odporne na uszkodzenia oraz zużycie, wpływają pozytywnie na bezpieczeństwo, jak również komfort jazdy.
Połączenie sworzniowe
Połączenie sworzniowe to rodzaj połączenia, które umożliwia ruch i składa się z ważnego elementu – sworznia. W połączeniu sworzniowym, sworzeń musi być zabezpieczony na obu stronach przed wypadnięciem. Istnieje kilka sposobów na to, jednym z nich jest posiadanie otworów po obu stronach do mocowania sworznia. Elementy, które współpracują z połączeniem sworznia, to ucho i widełki.
Główną zaletą połączenia sworzniowego jest jego zdolność do zapewnienia zarówno solidnego połączenia, jak i elastycznego ruchu między elementami. Pozwala to na przenoszenie obciążeń, a jednocześnie kompensuje niewielkie ruchy, drgania czy rozszerzalność termiczną elementów.
Dlaczego warto wybrać połączenia sworzniowe?
– Połączenie sworzniowe zapewnia wysoką wytrzymałość i stabilność konstrukcji. Dzięki temu można budować solidne i bezpieczne konstrukcje, które wytrzymują duże obciążenia.
– Połączenie sworzniowe jest stosunkowo proste w montażu, co przyspiesza proces budowy i skraca czas produkcji.
– Połączenia sworzniowe można stosunkowo łatwo rozłączyć, co ułatwia konserwację, naprawy lub wymianę elementów
Połączenie sworzniowe to rozwiązanie powszechnie stosowane w różnych dziedzinach, takich jak budownictwo, motoryzacja czy przemysł maszynowy.
Jak widać, sworznie są bardzo przydatnym, jeśli nie kluczowym elementem budowy maszyn przemysłowych, budowlanych, a także samochodów osobowych. Można śmiało stwierdzić, że bez nich nie mogłaby istnieć wydajna i bezpieczna konstrukcja. To naprawdę ważny komponent wielu zaawansowanych układów!
W kolejnych artykułach:
Elementy złączne – co to jest, jakie wyróżniamy?
Klasa wytrzymałości śruby – oznaczenia, obliczenia, tabela
Usuwanie rdzy – jak i czym odrdzewić narzędzia?
Jak zabezpieczyć śruby przed korozją?
