Ako ovplyvňuje rozstup závitov u šesťhranných závitových skrutiek ich upevňovaciu silu?

Vzdialenosť závitov nie je len počet závitov

Vzdialenosť závitov je vzdialenosť od jedného vrcholu závitu k ďalšiemu. U šesťhranného závitového skrutkovacieho spoja sa táto hodnota mení viac ako rýchlosť, akou sa skrutka zasúva. Má vplyv na kontakt bočných plôch závitov, malý priemer, plochu namáhania a spôsob prenosu zaťaženia do vnútorného závitu. Dve skrutky môžu mať rovnaký menovitý priemer a napriek tomu fungovať ako odlišné spojovacie prvky. Hrubozávitová skrutka M12x1,75 a jemnozávitová skrutka M12x1,25 sa obe zmestia do 12 mm otvoru. Jemnozávitová skrutka má menší uhol stúpania, mierne väčší malý priemer a iný priebeh predpínacej sily. Držiaca sila začína predpínacím zaťažením, nie len počtom závitov.

Ako sa vplyvom vzdialenosti závitov mení predpínacie zaťaženie a plocha namáhania

Predpätie je napätie vytvorené v skrutke pri aplikovaní krútiaceho momentu. Vzťah medzi krútiacim momentom a napätím T = K x F x d ukazuje, že na veľkosť predpätia majú vplyv trenie a priemer, avšak stúpanie závitu ovplyvňuje geometriu závitu, ktorý toto napätie prenáša. Jemné závity majú menší uhol stúpania, čo znamená, že sa menej krútiaceho momentu stratí na trenie v závite a viac sa môže premeniť na upínaciu silu. Norma ISO 898-1 používa plochu napätia na určenie mechanických vlastností a táto plocha závisí od stúpania závitu. Hrubý závit M10x1.5 má nominálnu plochu napätia približne 58 mm², kým jemný závit M10x1.25 má plochu napätia približne 61 mm². Tento malý rozdiel môže ovplyvniť, ako dlho zostane spoj utiahnutý za podmienok vibrácií.

Táto tabuľka je iba orientačná, nie hodnotiaca. Jemný závit s nedostatočným predpätím sa môže stále uvoľniť. Hrubý závit s vhodným momentom, podložkou a závitovým zaisťovacím prostriedkom môže držať veľmi dobre.

Hrubý oproti jemnému závitu pri vibráciách

Pri vibráciách sa často obviňuje závit za problémy, ktoré vznikajú inde. Spoj stráca prítlak, keď sa závity posunujú, keď sa ložisková plocha zatlačí alebo keď sa skrutka natiahne mimo elastickej oblasti. Jemný závit pomáha, pretože nižší uhol stúpania závitu zníži riziko uvoľnenia. Normy DIN 65151 a skúšky podľa Junkera často ukazujú lepšiu odolnosť voči vibráciám, ak sa jemné závity kombinujú s vysokým predpätím a kontrolovaným trením. Jemný závit však nie je „kúzelný“ závrt. Ak je vnútorný závit poškodený alebo krútiaci kľúč nie je kalibrovaný, jemný závit sa môže uvoľniť rovnako rýchlo. Hrubý závit sa montuje rýchlejšie, lepšie vydrží nečistoty a drobné poškodenia a často lepšie vystupuje pri hliníku, plastoch alebo liatine, kde je hlavným rizikom vyrezanie závitu.

Kde sa jemný závit ukáže ako výhodný a kde naopak spôsobí problémy

Jemný závit je výbornou voľbou pre dynamické zaťaženia, tenkostenné výstupky a nastavovanie dĺžky. Poskytuje viac závitov na palec zasadenia, lepšie samozápečovacie vlastnosti a väčšiu plochu namáhania pre daný menovitý priemer. Umožňuje tiež presnejšiu kontrolu predpätia. Avšak jemný závit vyžaduje čistejšie závity, lepšie zarovnanie a väčšiu opatrnosť počas montáže. Riziko skríženia závitov je vyššie a pre suché trecie plochy z nerezovej ocele sa zvyšuje riziko zlepenia (galling). Pre rýchlu montáž, špinavé prostredia a mäkšie základné materiály je zvyčajne vhodnejší hrubý závit. Správna voľba závisí od konkrétneho spoja, nie od preferencie v katalógu. Závitové spojenie je systém tvorený skrutkou, maticou alebo závitovým otvorom, podložkou, povlakom, mazivom a smerom prenosu zaťaženia.

Prípad z výrobnej prevádzky, kde rozhodli výber závitu a veľkosť predpätia

V závode na výrobu polymérov na pobreží Zálivu sa základná doska vibráciou riadenej sitovej jednotky neustále zbavovala upevňovacích skrutiek. Pôvodné šesťhranné skrutky so zásahom do hlavy s rozmierom M12x1,75 sa museli meniť každé niekoľko týždňov. Pri kontrolách sa neprejavili žiadne poškodené závity, avšak skrutky stratili predpätie a niekoľko z nich ukazovalo opotrebovanie bokov závitov. Základná doska mala mäkký súbor podložiek a moment utiahnutia bol prebraný z iného montážneho procesu. Tím prešiel na jemnopáčikové skrutky s rozmierom M12x1,25, pridal kalené podložky, vyčistil závitové otvory a nastavil moment utiahnutia na základe skutočného cieľového prítlaku spoja. Uvoľňovanie sa zastavilo. Ponaučenie nebolo v tom, že jemnopáčikový závit vždy zaručuje úspech. Skutočnou opravou bolo ovládnutie predpätia a nosnej plochy. Zmena stúpania závitu pomohla spoju odolať uvoľňovaniu, keď sa ostatné časti systému už spravili.

Voľba zásobovania a spracovania, ktorá podporuje vhodné stúpanie závitu

Rôznorodý program spojovacích prvkov by mal považovať stúpanie závitu za výkonnostnú vlastnosť, nie za samostatnú položku. 1. Sledujte, ktoré spoje majú problémy s vibráciami. 2. Potvrďte triedu závitovej diery a materiál. 3. Prispôsobte povlak a mazanie cieľovému krútiacemu momentu. 4. Uchovávajte šesťhranné závitové skrutky s hrubým i jemným stúpaním pre kritické veľkosti. 5. Overujte dodávané stúpanie závitu pomocou meracích kalibrov, nie vizuálne. Pri neštandardnej výrobe alebo výrobe z rôznych šarží môže výrobný partner s kapacitami studenej kovania, CNC obrábania a valcovania závitov udržať presnosť stúpania a vedenia závitu v rámci všetkých šarží. Bafang Metal ponúka kovanie, studené kovanie, CNC obrábanie, tvárnenie a povrchovú úpravu pod jednou strechou, čo pomáha udržať konzistentnú geometriu závitu, triedu materiálu a povlak pre individuálne spojovacie prvky.