Při jakékoli montáži komponentů dohromady je možné najít dvě základní možnosti, jak ušetřit celkové náklady na daný spoj. Jednak je možné se zabývat jednotkovou cenou daných komponentů, včetně spojovacího materiálu, ale také náklady na samotnou instalací spojovacího prvku do dané sestavy. Rolované pružné kolíky byly firmou Spirol navrženy před více než 65 lety jako univerzální, technicky výhodné a hlavně cenově dostupné řešení mnoha problémů spojených právě s instalací. Použití tohoto kolíku může jednak snížit náklady na přípravu větších a náročnější komponentů sestavy a dále také může odstranit nutnost použití dalších operací ve výrobě či snížit počet dílů ve výrobku. Kromě zjednodušení designu a montáže je také rolovaný kolík vhodný pro automatickou instalaci, což vede ke zrychlení operace, ke zvýšení produktivity a omezení zásahu operátorů.
Rolované kolíky mají několik unikátních vlastností, které jim umožňují efektivní zlepšení instalačního procesu a snížení nákladů na něj. Tento typ kolíku je navržen s poměrně velkým přesahem oproti díře a při lisování se přizpůsobuje tvaru a rozměru otvoru v komponentu. Rolováním, neboli smrštěním, při lisování dochází k silovému působení na stěny otvoru, což je základem uchycení kolíku v komponentu po celou dobu jeho životnosti. V porovnání s ostatními pružnými kolíky, u nichž dochází k namáhání na ohyb pouze v oblasti naproti štěrbině, rolované kolíky se smršťují po celém obvodu, což vede ke snížení instalační síly a co je důležité, k rovnoměrnému rozložení silového působení na stěny otvoru. Toto je velmi důležité z hlediska ochrany materiálu a otvoru v daném komponentu. Špatná a nekvalitní instalace ruku v ruce se zvýšeným kontaktním namáhím často vedou k poškození otvoru. Při zvýšení instalační síle může také docházet k odírání povrchové úpravy daného dílu, což vede až k projevu koroze, popř.dochází ke vzniku nežádoucích špon a odpadu, který v mnohých aplikacích znamená problémy s funkčností dílu atd.
Srovnáme-li rolovaný kolík s kolíky plnými válcovými, kolíky s různým rádlováním, tak tyto při instalaci vždy deformují otvor v hostitelském komponentu, neboť jejich udržení v otvoru je založeno právě na deformaci materiálu. Podobně tomu je i u extrémně přesných obrobených kolíků, které se lisují do přesných otvorů. I zde při demontáži kolíku z díry dojde k jejímu poškození, navíc tato metoda spoje vyžaduje vyšší náklady na přípravu komponentu. U těchto typů kolíků je tak znemožněna oprava, rework dílů, a v případě pochybení skončí celý díl jako odpad. U rolovaného kolíku je možná jeho demontáž a zpětné nalisování do téhož otvoru, aniž by k jeho poškození docházelo.
Při samotné aplikaci je výhodou rolovaného kolíku jeho flexibilita a schopnost rovnoměrně pohlcovat vibrace a rázy, které se nedá srovnávat s jinými typy kolíků. Jako příklad se může uvést kolíkování ozubeného kola na hřídel. Zde může být konstantní silové působení na kolík při běhu zařízení, nicméně při startu a brždění se toto působení značně zvyšuje a pokud je použit např.plný válcový kolík, je třeba s touto špičkou silového působení počítat ve stádiu designu. Inženýři jsou tak často nuceni použít větší průměr nejen kolíku, ale tím i hřídele, nebo použít dražší materiál atd.To vše zvyšuje náklady. U rolovaného kolíku dochází při rázovém zvýšení síly ke smrštění a tím se tento ráz utlumí. Poté se kolík zase vrátí do původního stavu, aniž by poškodil otvor v hřídeli či kole a také nehrozí poškození kolíku, neboť ten absorbuje rázy po celém obvodu a nemá jedno místo, kde by se namáhání soustředilo. Rolované kolíky se také v dynamickým aplikacích často používají jako alternativa pro jíné spojovací prvky – nýty, čepy, šrouby.
Již byla zmíněna příprava otvoru, kde je možné použitím rolovaného kolíku uspořit náklady. Jelikož tento kolík nevyžaduje přesný otvor, ve většině aplikací postačí vrtaná díra bez nutnosti dalších úprav a dále také nevyžaduje přesnou poziční toleranci otvorů oproti sobě a při instalaci je tolerantní k mírnému vyosení otvorů. Není tedy nutné otvory vrtat současně a tento typ kolíku je vhodný i pro otvory lité, ražené či sintrované.
Aby mohly plně vyniknout zmíněné prvky a vlastnosti rolovaných kolíků a projevit se jako přínosné pro danou aplikaci, musí se kolík nejprve bez problémů instalovat do daného komponentu. K tomu slouží rovinné konce kolíku, koncentrické sražení, hrany bez otřepů, přesné tolerance délky a odstranění zapadání kolíků do sebe. Tyto vlastnosti umožňují snadné lisování a také použití automatického plnění z vibračních zásobníků. Velkým přínosem je také fakt, že koliky jsou symetrické a nemusí se při instalaci orientovat.
Posledním důležitým benefitem vedoucím k možné úspoře je nabídka rolovaného kolíku ve 3 stadnardech, které se od sebe liší designem a charakteristickými vlastnostmi i cenou. To umožňuje výběr nejvhodnějšího technického a ekonomického řešení pro řadu aplikací a materiálů. Rolované kolíky jsou také nabízeny v různých materiálech, s různými povrchovými úpravami, a spokojí tak nároky na požadavky střihové pevnosti, cyklické únavy, vzhledu či korozní odolnosti. Je také možné upravit standardní kolík dle požadavků aplikaci či vyvinout zcela speciální typ rolovaného kolíku, aby vyhovoval požadavkům na daný spoj.
Zavěrem je nutné zmínit, že při hlednání úspor a ekonomicky výhodných řešení spojů je to není jednotková cena spojovacího prvku, která je rozhodující. Často hrají roli náklady na přípravu otvorů a také také na samotnou instalaci dílu či na pořízení instalačního zařízení. Tyto lze minimalizovat právě výběrem vhodného spojovacího prvku jako jsou rolované pružné kolíky.
SPIROL SAS, organizační složka
Václav Kraus
Aplikační inženýr pro Čechy a Slovensko
Tel: +420 417 537 979
e-mail: vkraus@spirol.com
Jsme certifikováni pro ISO 9001, ISO/TS 16949, ISO 14001