Sworznie jako elementy złączne

Różnego rodzaju produkty, które służą do łączenia ze sobą kilku przedmiotów, nazywa się elementami złącznymi. Należą do nich także sworznie – pręty walcowe wykorzystywane przede wszystkim jako łączniki w przegubach. Więcej o charakterystyce sworzni i zastosowaniu ich jako elementów złącznych przeczytasz w poniższym artykule.

Zastosowanie sworzni

Sworznie przeważnie wykorzystuje się w budowie maszyn. Są elementami pośredniczącymi w tzw. połączeniach sworzniowych (rozłącznych ruchowych). Wykorzystuje się je głównie do łączenia przegubów. Sworzeń najczęściej umieszcza się na wcisk w jednym elemencie przegubu, podczas gdy pasowanie z drugim pozostaje luźne. W ten sposób możliwy jest obrót jednego z elementów względem osi sworznia. Jest to więc swego rodzaju łącznik, który przenosi obciążenia zginające, które pojawiają się między częściami maszyn. Tego rodzaju elementy złączne muszą wykazywać odpowiednią wytrzymałość na ścinanie i naciski powierzchniowe. Połączenie sworzniowe za pomocą sworznia tłokowego stosuje się np. w tłoku silnika spalinowego z korbowodem. Innym rodzajem używanym w pojazdach mechanicznych jest sworzeń wahacza, który mocuje się do zwrotnicy. Odpowiada on za możliwość skrętu przednich kół i utrzymywanie ich we właściwej pozycji.

Charakterystyka sworzni

Sworznie zabezpieczają elementy przed osiowym przesunięciem się. Zastosowane zabezpieczenie wpływa na kształt końcowy produktu. W tym celu najczęściej mocuje się nakrętki lub pierścienie, które mają uniemożliwić wypadnięcie z otworu. Ze względu na powstawanie wibracji i wstrząsów mogących prowadzić do wypadnięcia sworzni z łączeń, stosuje się podkładki amortyzujące drgania. Jeśli sworznie nie mają zabezpieczeń w postaci otworu pod zawleczkę, nazywane są gładkimi. Występowanie zabezpieczeń oznacza, że są to sworznie kształtowe. Z jednej strony posiadają one zabezpieczenia w postaci łbów o różnych kształtach, a z drugiej mają gwinty lub otwory pod zawleczkę. Ponadto wyróżnia się:

• sworznie noskowe,
• sworznie bez łba
• sworznie z małym łbem walcowym,
• sworznie z dużym łbem walcowym,
• sworznie z czopem gwintowym.

Opis sworzni z łbem można znaleźć w normie PN-EN 22341, natomiast sworznie bez łba opisuje norma PN 83002. Sworznie najczęściej produkuje się ze stali, mosiądzu lub aluminium. Często poddaje się je dodatkowej obróbce np. dyfuzji węglowej, hartowaniu i odpuszczaniu, co polepsza ich odporność i pozwala zastosować na większych obciążeniach.

Znaczenie precyzyjnego dopasowania sworzni do warunków pracy

Sworznie jako elementy złączne muszą być starannie dobrane do rodzaju połączenia oraz przewidywanych obciążeń. W zależności od zastosowania, istotne będą nie tylko ich wymiary, ale także materiał, z którego zostały wykonane, a także rodzaj zastosowanej obróbki. W przemyśle maszynowym szczególnie ważna jest odporność sworzni na zużycie, które może być wynikiem tarcia pomiędzy współpracującymi elementami. W takich przypadkach często wybiera się sworznie wykonane ze stali stopowych o podwyższonej twardości lub poddane obróbce cieplnej, która zwiększa ich trwałość. Odpowiednie dopasowanie pasowań pomiędzy sworzniem a współpracującymi częściami jest kluczowe, aby połączenie zachowało pełną funkcjonalność przez cały okres użytkowania.

Różnorodność konstrukcji sworzni a ich praktyczne zastosowania

W zależności od specyfiki połączenia, konstrukcja sworzni może być dostosowana do różnych wymagań technicznych. Sworznie noskowe, charakteryzujące się specyficznym zakończeniem w postaci noska, są stosowane w połączeniach wymagających dodatkowego zabezpieczenia przed obrotem. Z kolei sworznie bez łba wykorzystywane są tam, gdzie potrzebne jest oszczędne zagospodarowanie przestrzeni lub łatwość montażu w trudno dostępnych miejscach.

Sworznie z czopem gwintowym umożliwiają zastosowanie nakrętek zabezpieczających, co dodatkowo wzmacnia połączenie i zwiększa jego odporność na wibracje. Tak szeroka gama dostępnych rozwiązań sprawia, że sworznie są uniwersalnym i niezastąpionym elementem w wielu gałęziach przemysłu, od motoryzacji po budowę maszyn specjalistycznych.