Poprawne mocowanie złożenia wału i piasty

Jedną z głównych zalet stosowania sprężystego kołka zwijanego przy mocowania piasty lub koła zębatego do wału jest jego zdolność do zapobiegania uszkodzeniom otworu. Kolejną zaletą jest to, że kołek ten  kompensuje większe tolerancje otworu niż jakikolwiek inny kołek wciskany. Przekłada się to na niższe całkowite koszty produkcji złożenia.

Istnieje kilka wytycznych projektowych, których należy przestrzegać, aby osiągnąć maksymalną wytrzymałość systemu mocowanego za pomocą kołka i zapobiec uszkodzeniom w złożeniu:

Wytyczne projektowe można podzielić na dwie grupy: 1) wał i piasta oraz 2) kołek.

• Nie zaleca się stosowania pogłębień stożkowych w otworach. Ponadto średnica zewnętrzna wału (OD) i średnica wewnętrzna kołnierza (ID) powinny być tak zaprojektowane, aby odległość między płaszczyznami ścinania (OD-ID) nie przekraczała 0,13 mm (0,005”). W obu przypadkach powstaje niepodparta długość kołka w obszarze, w którym może być przyłożony moment obrotowy. Może to spowodować moment zginający, który skraca żywotność kołka (rysunek 2).
  
  Pogłębienie zwiększa odległość między płaszczyznami ścinania. Może to spowodować wygięcie się kołka, a tym samym zmniejszyć jego wytrzymałość.
• Włożenie kołka cylindrycznego do otworu w powierzchni obiektu cylindrycznego prowadzi do dwupunktowego styku między kołkiem a otworem. Powoduje to skupienie siły ściskającej tylko w dwóch punktach na obwodzie. Aby zwiększyć powierzchnię styku między obrzeżem otworu a kołkiem oraz ułatwić montaż, na zewnętrznej powierzchni otworu należy umieścić spłaszczenie (rysunek 3).

• Ważne jest, aby zacząć od obciążenia, na jakie będzie narażony kołek. Następnie należy ocenić materiał elementu mocującego, aby określić przeznaczenie sprężystych kołków zwianych. Średnicę kołka niezbędną do przeniesienia obciążenia przy odpowiednim obciążeniu roboczym można następnie określić na podstawie tabel wytrzymałości na ścinanie znajdujących się w przewodniku projektowym/katalogu produktów SPIROL® sprężystych kołków zwianych, biorąc pod uwagę następujące dodatkowe wytyczne:
• Tam, gdzie pozwala na to miejsce, należy stosować kołki o standardowym obciążeniu roboczym. Kołki sprężyste klasy standardowej charakteryzują się optymalnym połączeniem wytrzymałości i elastyczności do stosowania w elementach z metali nieżelaznych i stali miękkiej. Są one również zalecane do stosowania w elementach hartowanych, ponieważ mają większą zdolność pochłaniania wstrząsów.
• Kołki klasy ciężkiej powinny być stosowane wyłącznie w materiałach hartowanych, gdy ograniczenia przestrzenne lub konstrukcyjne wykluczają zastosowanie sprężystych kołków zwijanych o standardowej wytrzymałości i większej średnicy. Wyjątkiem od tej zasady jest to, że kołki ze stali austenitycznej (niklowej) nigdy nie należy stosować w elementach hartowanych.
• Kołki klasy lekkj są zalecane do materiałów miękkich, kruchych lub cienkich, a także w miejscach, gdzie otwory znajdują się blisko krawędzi. W sytuacjach, w których nie występują znaczne obciążenia, często stosuje się kołki do lekkich obciążeń ze względu na mniejsze wymagane siły wciskania.

Chociaż niniejszy artykuł zawiera ogólne wytyczne projektowe, zaleca się skonsultowanie się z inżynierami ds. zastosowań specjalizującymi się w mocowaniu i łączeniu, aby zapewnić zastosowanie optymalnego projektu dla każdego zastosowania.