Jak prawidłowo dobrać zawiasy?

Jak prawidłowo dobrać zawiasy?

Konstruktorzy zajmujący się projektowaniem zabudowy zewnętrznej maszyn i urządzeń stają przed zadaniem m.in. doboru zawiasów. Czym należy się kierować i co brać pod uwagę w trakcie etapu tworzenia projektu? Postaramy się to wyjaśnić w niniejszym artykule.

1. FUNKCJONALNOŚĆ

Pierwszym krokiem, który konstruktor dobierający zawiasy powinien uczynić, jest uświadomienie sobie potrzeb oraz wybór funkcjonalności, której dana aplikacja wymaga. Jeśli zadaniem zawiasów ma być wyłącznie uchylanie drzwi, osłony, pokrywy lub innego podzespołu i taka funkcjonalność jest wystarczająca, takie potrzeby zaspokoją zawiasy podstawowe. W przypadku aplikacji, w których oprócz standardowych, wcześniej wspomnianych zadań, zawias powinien spełniać dodatkowe funkcje w urządzeniu – wówczas konstruktor może zastosować zawias specjalizowany, który poprzez swoje specyficzne właściwości wnosi do urządzenia nową funkcjonalność. Dodatkowe cechy zawiasów funkcyjnych umożliwiają m.in.:

  • regulację momentu siły otwarcia,
  • blokadę w określonych pozycjach,
  • automatyczny powrót do pozycji bazowej,
  • zintegrowanie z wyłącznikiem bezpieczeństwa,
  • korektę przechyłu drzwi,
  • regulację rozstawu punktów montażowych
  • wiele innych unikalnych właściwości rozszerzających standardowe i podstawowe zadanie zawiasów o nowe atrybuty.

Zawiasy specjalizowane z oferty Elesa+Ganter

Rys. 1. Zawiasy specjalizowane z oferty Elesa+Ganter

WŁAŚCIWOŚCI ZASTOSOWANYCH MATERIAŁÓW

Kolejnym etapem doboru jest uwzględnienie właściwości zastosowanych materiałów do planowanej konstrukcji. Do wyboru mamy zawiasy metalowe i wykonane częściowo lub w całości z tworzyw sztucznych. Wersje metalowe odznaczają się wysoką odpornością termiczną i wytrzymałością mechaniczną. W ofercie Elesa+Ganter można odnaleźć wykonania z odlewu z cynku pokryte żywicą epoksydową, wersje z aluminium, ze stali niepowleczonej, ocynkowanej, wielu gatunków stali nierdzewnych. Wyboru odpowiedniego materiału należy dokonać w zależności od stopnia narażenia na korozję i higieniczności docelowej konstrukcji.

Ciekawą alternatywę stanowią zawiasy wykonane z technopolimeru. Obecna technologia pozwala wytworzyć elementy, które pod względem wytrzymałościowym nie ustępują konstrukcjom metalowym, posiadając jednocześnie szereg cech, charakterystycznych tylko dla tworzyw sztucznych, przede wszystkim:

  • odporność na korozję
  • niską masę
  • niewielki koszt

3. SPOSÓB MONTAŻU

W następnym etapie w zależności od planowanej przestrzeni, ilości miejsca i charakteru urządzenia należy określić pożądany sposób montażu. Najpopularniejszym wyborem są zazwyczaj zawiasy z otworami przelotowymi. Ich niewątpliwym atutem jest prosta budowa oraz łatwość montażu, który odbywa się od frontu, najczęściej za pomocą śrub z łbem walcowym, sześciokątnym lub stożkowym. W celu podniesienia estetyki zewnętrznej zabudowy, niektóre pozycje wyposażone są w zaślepki maskujące śruby montażowe. Jeśli zależy nam na podwyższeniu higieniczności i braku dostępu od zewnątrz do śrub (choćby z powodu uniemożliwienia odkręcenia zawiasów przez osoby niepowołane) to lepszym wyborem wydają się wersje przeznaczone do montażu od tyłu, z gwintowanymi trzpieniami (rys. 2), nieprzelotowymi otworami od wewnątrz lub przeznaczone do przyspawania/ zgrzewania. Istnieją również rozwiązania z mieszanym sposobem montażu oraz konstrukcje rekomendowane do montażu na profilach z rowkiem teowym.

Nierdzewne zawiasy GN 237 w wersji C z gwintowanymi trzpieniami są chętnie stosowane w urządzeniach przemysłu spożywczego ze względu na podwyższoną higieniczność konstrukcji

Rys. 2. Nierdzewne zawiasy GN 237 w wersji C z gwintowanymi trzpieniami są chętnie stosowane w urządzeniach przemysłu spożywczego ze względu na podwyższoną higieniczność konstrukcji

4. WERYFIKACJA KĄTÓW I ZAKRESÓW PRACY ZAWIASÓW

Bardzo ważną kwestią na tym etapie jest zweryfikowanie wymaganych kątów i zakresów pracy zawiasów. Ze względów konstrukcyjnych nie każdy zawias może pracować w pełnym zakresie obrotu. Dobór zawiasu o zakresie mniejszym niż wymagany dla danej aplikacji, uniemożliwi pełne rozwarcie skrzydła osłony. Jednocześnie konstruktor musi zwrócić uwagę na to, by elementy zawiasu nie stanowiły same w sobie ogranicznika otwarcia – w tym celu istnieje konieczność stosowania osobnych elementów, takich jak odbojniki, rekomendowane ograniczniki (rys. 3) lub takie projektowanie konstrukcji maszyny, by nie było możliwe wykorzystanie pełnego zakresu obrotu zawiasu.

Ogranicznik otwarcia zawiasu GN 2374Rys. 3. Ogranicznik otwarcia zawiasu GN 2374

5. OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE

Po dokonaniu selekcji i wstępnego wyboru zawiasów, należy jeszcze przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe, aby sprawdzić czy konstrukcja zawiasów sprosta przewidywanej obciążalności.

Elesa+Ganter poddała wszystkie zawiasy z tworzyw sztucznych oraz część zawiasów metalowych serii szczegółowych testów wytrzymałościowo-zmęczeniowych. Dzięki temu zostały wyznaczone wartości obciążeń niszczących oraz wartości maksymalnych obciążeń granicznych, przy których ewentualne odkształcenia zawiasu nie są trwałe, nie są istotne dla jego pracy oraz nie powodują trwałego zniszczenia. Bazując na ustalonych parametrach należy sprawdzić czy siły, które będą działać na zawias mieszczą się w wyznaczonym przedziale. Znając parametry bazowe, tj. masę, wymiary drzwi, dystans pomiędzy zawiasami oraz pozycję, w której osłona zostanie zamocowana możemy przeprowadzić podstawowe obliczenia, które pomogą nam określić siły działające na pojedynczy zawias, a następnie porównać wynik z wartościami granicznymi wyznaczonymi we wspomnianych badaniach (rys. 4). Konstruktor  musi jednak każdorazowo uwzględnić rzeczywiste warunki pracy, odmienne od laboratoryjnych i określić, czy dany produkt jest odpowiedni dla konkretnego zastosowania. Na wartości graniczne obciążeń wpływ mają warunki otoczenia oraz procesy starzenia, dlatego kluczowym jest dobranie odpowiedniego współczynnika bezpieczeństwa.

Obliczenia wytrzymałościowe zawiasów
Rys. 4. Obliczenia wytrzymałościowe zawiasów

Pełna oferta zawiasów Elesa+Ganter

Redakcja: Elesa+Ganter Polska

Informacje o pełnej ofercie ELESA+GANTER znajdują się w nowym katalogu podstawowym 038 (wersja polskojęzyczna) lub na stronie: www.elesa-ganter.pl.
Jeśli nie posiadasz katalogu – zamów.

Kontakt:
Centrala:
+48 22 737 70 47
Pomoc techniczna: +48 885 020 900