Kragstift/kraglagerbultar - utformning och tillämpning

Kragstift/kraglagerbultar är viktiga fästelement som används i många mekaniska system för att lagra och ansluta roterande komponenter. De fungerar som svängpunkter och bidrar till stabilitet och precision i tillämpningar inom maskinteknik och automation. Denna artikel introducerar olika mönster och exempel på tillämpningar av kragstift och kraglagerbultar.

Vad är kragstift?

Axlar och bultar är grundläggande mekaniska komponenter som används i många tillämpningar, särskilt inom maskinteknik. En axel är en komponent som vanligtvis fungerar som en svängpunkt för hjul, rullar eller andra rörliga delar. Å andra sidan är en bult ett cylindriskt anslutningselement som används för att säkra komponenter. Bultar finns i olika versioner, såsom bultar med huvuden och gängade stift, som tillverkas enligt DIN 1445. Dessa bultar används främst som fasta lager och kragstift vid måttliga omkretshastigheter, t.ex. för rep- och rulllöpare. DIN 1445 definierar de specifika kraven för material, form och tillämpning av sådana bultar.

Ett kragstift kombinerar egenskaperna hos en axel och en bult, det vill säga den kombinerar funktionerna för svängpunkt och fästning. Kragstift används således för att fästa roterande komponenter såsom hjul eller rullar till en fast bärare objekt och samtidigt fungera som en roterande axel för dessa delar. På grund av denna dubbla funktion används kragstiften i många mekaniska system där stabil fastsättning och lågfriktionsrotation krävs.

Vad skiljer kragstift från andra bultar?

Förutom kragstift finns det andra specifika typer av bultar, såsom gångjärnsbultar och axellagerbultar. Dessa är utformade för olika mekaniska krav och skiljer sig åt i funktion och tillämpning. Som redan nämnts fungerar kragstift främst som en rotationsaxel för roterande komponenter och ansluter dem till en fast bärare. De är utformade för att överföra både de belastningar som uppstår vid rotation av komponenterna och för att ge en stabil fastsättning. Dock är kragstift inte bara begränsade till funktionen som en svängpunkt för roterande komponenter. I vissa tillämpningar används kragstift också i en dragspänningsdesign. Denna speciella design syftar till att överföra och absorbera dragkrafter som verkar längs bultens axel.

Axeltapp (1) i dragspänningsdesign
Axeltapp (1) i dragspänningsdesign

Gångjärnsbultar, å andra sidan, används främst i tillämpningar där tvärgående belastningar och skjuvkrafter förekommer, såsom gångjärn av dörrar eller flikar. De ansluter vanligtvis två komponenter via flera hål och tillåter dessa delar att röra sig i förhållande till varandra. Den primära funktionen hos gångjärnsbultar är att skapa en stabil anslutning som samtidigt ger den flexibilitet som krävs för att möjliggöra rörelser som rotation eller svängning. I dörrar, fönster och flikar fungerar de som en roterande axel som underlättar öppning och stängning samtidigt som de säkerställer säkerheten och stabiliteten i anslutningen.

Hängseltapp (1) i design som säkerhetsklämma
Hängseltapp (1) i design som säkerhetsklämma

Axellagerbultar är särskilt utformade för att stödja axlar eller axlar. Dessa bultar är en integrerad del av lagersystem och fungerar som lagerstödpunkter för att säkerställa exakt axelstyrning och lager. Axellagerbultar är utformade för att stödja både radialbelastningen från lagret och böjmomenten som skapas av axelns inriktning. Axelbultar som en delform av axellagerbultar är speciella skruvar som är särskilt väl lämpade för att stödja roterande komponenter och för att ansluta dem samtidigt på grund av deras exakta passform och höga dimensionella noggrannhet. Dessa skruvar är utformade för att passa tätt in i hålen på de delar som ska anslutas. Detta säkerställer exakt inriktning och hög stabilitet i anslutningen. Fulcrumskruvar är ett annat tillämpningsområde för axellagerbultar. Tillsatsen i sådana skruvar fungerar som en distanshållare, lagerpunkt eller stopppunkt för den anslutna komponenten.

Skruv med axel (1) med rak spår, för att utföra roterande rörelser av kopplingsdelar
Skruv med axel (1) med rak spår, för att utföra roterande rörelser av kopplingsdelar

Förutom ett stort antal kragstift, hittar du i MISUMI onlinebutik ett omfattande utbud av gångjärnsbultar, axellagerskruvar och stödskruvar.

En annan särskiljande funktion är det sätt på vilket komponenter fästs på kragstiftet. Beroende på egenskaperna hos de delar som ska anslutas och de omgivande förhållanden som föreligger, differentieras följande utföranden:

Kragstift kan ha en centrerande krage. Denna krage eller axel fungerar som en propp för att underlätta positionering och förhindra axiell rörelse. Samtidigt används centreringskragen som monteringshjälpmedel för att sätta upp verktyg som skiftnycklar.

Stödstift och axellagerbultar i ledade armar

I mekaniska system säkerställer ledade armar en flexibel anslutning mellan flera komponenter. De används ofta i robotar, maskiner och verktyg för att möjliggöra rörelse i olika riktningar. Kragstift spelar en central roll i funktionaliteten hos ledade armar genom att fungera som svängpunkter och ansluta de olika delarna av armen tillsammans.

Axeltapp med säkerhetsring (1) för att stödja leder (2) med glidlager (3) och brickor (4)
Axeltapp med säkerhetsring (1) för att stödja leder (2) med glidlager (3) och brickor (4)

Stödstift och axellagerbultar i kamrullar

Kamrullar är speciella maskinelement som används i mekaniska system för att exakt styra rörelser längs en förutbestämd väg. De används ofta i transportörer, automationssystem och andra applikationer. En viktig komponent i kamrullarna är kragstiftet. Den gör det möjligt för rullen att rotera med liten friktion och för att upprätthålla kontakt med kamspåret eller styrskenan. Dessutom bär kragstiftet de mekaniska belastningarna som orsakas av kamrullens rörelse.

Kamrulle (1) med axeltapp och L-fäste (2) i en styrmekanism med profilskenor (3)
Kamrulle (1) med axeltapp och L-fäste (2) i en styrmekanism med profilskenor (3)

Stödstift och axellagerbultar i roterande mekanismer

Kragstift används också ofta i automatiserade system och maskiner som kräver både linjära och roterande rörelser. Ett applikationsexempel är verktygsmaskiner med vilka arbetsstycken är exakt placerade och bearbetade. Kombinationen av linjär rörelse och rotation gör det möjligt att flytta och samtidigt rotera arbetsstycken längs axlarna för att utföra olika bearbetningssteg. Kragstiften säkerställer en stabil anslutning mellan linjära och roterande komponenter samt en effektiv överföring av de resulterande krafterna.

Axeltapp med fläns (1), linjär axel (2) och linjära kullager (3) i en roterande mekanism (4) för att överföra och rotera ett arbetsstycke (5). Mer information om detta exempel på tillämpning finns här.
Axeltapp med fläns (1), linjär axel (2) och linjära kullager (3) i en roterande mekanism (4) för att överföra och rotera ett arbetsstycke (5). Mer information om detta exempel på tillämpning finns här.

Vad måste observeras vid installation och användning av kragstift och axellagerbultar?

Flera viktiga aspekter måste observeras vid montering och användning av kragstift och axellagerbultar för att säkerställa säker och effektiv funktion hos de anslutna komponenterna. Som redan förklarats är kragstift och axellagerbultar betydande anslutningselement som kan fungera som svängpunkter för roterande komponenter samt stödelement i dragspänningsapplikationer. Därför kräver deras installation särskild omsorg och precision.

Först måste fribärande stiftet uppfylla de specifika kraven för tillämpningen, inklusive materialkrav och mekaniska belastningar. Faktorer som diameter, längd och materialtjocklek är avgörande för bultens prestanda. När du väljer och använder kragstift måste du dessutom vara uppmärksam på korrekt skick och korrekt inriktning och storlek på skruvnyckelns plana ytor för att möjliggöra effektiv kraftöverföring och förhindra att verktyget glider av. Skador på skruvnyckelns plana ytor kan leda till att bulten inte fungerar eller dras åt, vilket i sin tur kan försämra underhållet och säkerheten för anslutningen.

Det är också viktigt att kragstiftet passar exakt i de medföljande hålen eller lagren. Det är viktigt att säkerställa rätt grad av spel, eftersom detta påverkar både rörligheten och stabiliteten i anslutningen. För mycket spel kan leda till oönskade vibrationer och ökat slitage på komponenterna och därmed skada eller fel på anslutningen på lång sikt. Å andra sidan kan för lite spel öka friktionen och stressa bulten. Detta kan leda till att komponenterna överhettas och blockerar rörelsen.