Šroub (detail)

Šroub (z němčiny Gewinde - řezání, závitování, přes polský gwint ) - upevňovací prvek pro připojení nebo upevnění dílů. Má podobu tyče s vnějším závitem na jednom konci a konstrukčním prvkem pro přenos krouticího momentu na druhém [1] ; tento konstruktivní prvek může být:

štěrbinová hlava
vroubkovaná hlava (na straně)
nebo v případě absence hlavy štěrbina na konci tyče. [jeden]

Také šrouby mohou sloužit jako osa rotace pro rotující součásti, sloužit jako vedení pro přímočarý nebo rotační pohyb a lze je použít i pro jiné účely [2] .

Historie vzhledu

Šroubový mechanismus byl znám ve starověkém Řecku (jako Archimédův šroub ). Šroub byl později popsán řeckým matematikem Archytasem z Tarentu . V 1. století př. Kr E. dřevěná šroubová ozubená kola byla již ve středomořských zemích široce používána jako součást lisů na olej a víno. V Evropě 15. století byly kovové šrouby jako spojovací prostředky velmi vzácné, pokud vůbec byly známy [3] . Ruční šroubováky (v originále - francouzsky tournevis [4] ) se objevily nejpozději v roce 1580 , i když se rozšířily až na počátku 19. století [5] . Zpočátku byly šrouby jedním z mnoha typů spojovacích prvků ve stavebnictví a byly používány v tesařských a kovářských řemeslech.

Široké používání kovových šroubů začalo poté, co se v letech 1760-1770 objevily stroje pro jejich sériovou výrobu v řadě [6] . Vývoj těchto strojů probíhal nejprve dvěma cestami: průmyslovou výrobou šroubů do dřeva na jednoúčelovém stroji a drobným lisováním potřebných šroubů řemeslníky na poloručním stroji s výměnným zařízením.

Rozdíl mezi šroubem a jinými spojovacími prvky

Šroub se od šroubu liší tím, že nemá na konci kónické zúžení a při zašroubování nevytváří v materiálu závit. .

Klasifikace

V závislosti na účelu existují:

upevňovací šrouby (pro rozebíratelné spojení dílů);
stavěcí šrouby (pro vzájemnou fixaci dílů).

Montážní šrouby

Nejběžnějším typem šroubu ve strojírenství je strojní šroub. Takový šroub je hlavní částí rozebíratelného šroubového spojení a je to tyč se závitem na jednom konci a hlavou na druhém.

Hlava šroubu slouží k přitlačení spojovaných dílů a k uchopení šroubu šroubovákem , klíčem , imbusovým klíčem (šestihranem) nebo jiným nástrojem. Rozšířily se montážní šrouby s kulatými, šestihrannými, čtvercovými a jinými hlavami. Typ hlavy šroubu - zámek - se používá ke ztížení vyšroubování šroubu zvenčí. Například šroub s jedním nebo dvěma otvory na hlavě (místo drážky ), šrouby pro šroubovák ve tvaru Y a tak dále. V SSSR železnice (upevnění kolejových zařízení) často používaly 5-stranné šrouby . Pro automobilové nadšence se prodávají „tajemství“ pro připevnění kol automobilů - všechna zpravidla vyžadují svůj vlastní jedinečný nestandardní klíč.

V Rusku mechanické vlastnosti šroubů, upevňovacích šroubů a svorníků vyrobených z uhlíkových nelegovaných a legovaných ocelí podle GOST 1759.4-87 [7] ( ISO 898/1-78) za normálních podmínek charakterizují 11 pevnostních tříd: 3.6; 4,6; 4,8; 5,6; 5,8; 6,6; 6,8; 8,8; 9,8; 10,9; 12.9. První číslo, vynásobené 100, určuje jmenovitou pevnost v tahu v N / mm², druhé číslo (oddělené tečkou od prvního), vynásobené 10, je poměr meze kluzu k pevnosti v tahu v procentech. Součin čísel vynásobených 10 udává jmenovitou mez kluzu v N/mm². Nejběžnější šrouby a svorníky jsou třídy 8,8 (normální pevnost).

Spojení dílů se šroubem a maticí se nazývá šroubové a šrouby pro ně určené se nazývají šrouby . . Šrouby mají obvykle šestihrannou hlavu na klíč.

Při spojování dílů, které mají nerovinný povrch, se v místech šroubů vytvoří přílivy nebo se provede místní zpracování povrchové plochy tak, aby podpěrné podložky pro hlavu šroubu a matici byly ploché. V opačném případě může být spoj zkosený, což povede k dalšímu pnutí a může způsobit zničení šroubu. V dílech vyrobených z měkkých materiálů jsou pro šroubové spoje upravena silná pouzdra. V tenkých částech je žádoucí provést místní zahuštění pro závitování. Při spojování materiálů s různým elektrickým potenciálem lze použít průchodky z izolačních materiálů nebo nekovové šrouby [8] .

Stavěcí šrouby

Stavěcí šrouby se používají v případě potřeby k upevnění vzájemné polohy dílů vůči sobě. K tomu mají na koncích různé výstupky nebo vybrání pro lepší upevnění dílů a také, pokud je to nutné nebo možné, jsou vytvořeny speciální otvory pro konce stavěcích šroubů.

Příklady konců stavěcích šroubů:

v souladu s GOST 12414-94 Konce šroubů, šroubů a svorníků. Rozměry. (ISO 4753:1999):
- zúžený konec;
- plochý konec;
- válcový konec;
- vrtaný konec;
- stupňovitý konec;
- stupňovitý konec s koulí;
- stupňovitý konec s kuželem;
podle jiných norem:
- vlnitý konec;
- kulový konec;
- symetrické stavěcí šrouby s drážkami na obou stranách (používané pro automatickou montáž).

název	Předpisy	Oblast použití
Typy šroubů [9]
Šroub s válcovou hlavou		Pro všechny typy rozebíratelných spojů. Lze použít s pukem. Hlava může být zapuštěná nebo nezapuštěná
Šroub s válcovou hlavou		Častěji se používá pro upevnění jakýchkoli dílů z neželezných slitin a kovů. Pokud nejsou použity podložky, pak dostatečně velká plocha spodní části hlavy zabrání poškození dílu.
Zápustný šroub ( angl. šroub se zápustnou hlavou nebo s plochou hlavou )		Používá se, když je třeba skrýt hlavu šroubů, například pro upevnění krytů, pro připevnění vnějších dílů. Nedoporučuje se používat s hmoždinkami
Šroub se zápustnou hlavou ( anglicky oválný šroub nebo šroub se zvýšenou hlavou )
Šroub s válcovou hlavou ( angl. šroub s kulatou hlavou )		Lze použít v případech, kdy je tloušťka spojovaných dílů příliš malá pro použití šroubů se zápustnou hlavou
Šroub s válcovou hlavou s vnitřním šestihranným otvorem		Pro případy, kdy je při šroubování vyžadována značná utahovací síla
Speciální šroub s válcovou hlavou a plochý		Pro upevnění krytů přístrojů a dalších produktů
Stavěcí šroub se zápustnou hlavou
Speciální šroub		Určeno pro ruční fixaci nebo nastavení polohy dílů
Šroub pro palec		Určeno pro ruční fixaci nebo nastavení polohy dílů
Šroub s kulovou nebo válcovou hlavou		Kromě toho, že se používá pro upevnění dílů, může být také použit jako osa pro rotující díly.
Šroub s válcovou hlavou		Používá se hlavně pro upevnění válcových dílů a také fixuje jejich vzájemnou polohu.
Šroub s velkou kulovou hlavou ( Angl. knoflík nebo šroub s kopulovou hlavou )
Stavěcí šroub s válcovou hlavou ( angl. šroub se sýrovou hlavou )		Tyto šrouby lze použít jako hmoždinky. Obecně se používají k upevnění dílů.
Vroubkovaný šroub s plochou hlavou
Vysoký rýhovaný šroub		Podávejte, abyste zabránili otáčení dílů. Přišroubováno a seřízeno ručně
Šroub pro palec		Používá se v případech, kdy je vyžadováno časté ruční šroubování a vyšroubování.
Stavěcí šrouby Angličtina Stavěcí šroub (závrtný šroub)		Pro montáž a držení dílů
Stavěcí šrouby se čtyřhrannou hlavou a stupňovitým koncem s koulí ( Anglicky schůdkový bod se čtvercovou hlavou s kuličkovými stavěcími šrouby )	GOST 1486-84
Stavěcí šroub s kónickým koncem
Stavěcí šroub s plochým koncem
Šroub se čtyřhrannou hlavou s válcovým koncem
Stavěcí šroub s vnitřním šestihranem
Šroub s válcovými a stupňovitými konci
Vrtaný šroub

Šroubové prvky

Hlavní prvky šroubu jsou [1] :

Válcová tyč - část šroubu, která přímo vstupuje do otvoru nebo je zašroubována do materiálu. Tyč má částečně nebo úplně závit. Délka závitové části a hloubka závitu se určuje v závislosti na materiálu, ze kterého je šroub vyroben, a materiálu spojovaných dílů a také na průměru závitu [8] .
Hlava je část šroubu, která se používá k přenosu točivého momentu na šroub. Má plošky pro klíč nebo drážku pro šroubovák. Tvar hlavy a štěrbiny může být velmi různorodý.

Tvary hlavy

V závislosti na účelu se rozlišují následující hlavní formy hlav:

byt;
konvexní;
Kulaté - obvykle pro dekorativní účely; [deset]
Houba - nízká kulovitá hlava;
Zápustná: kuželová hlava s plochým vnějším povrchem, určená k zapuštění do materiálu "zapuštěná", je široce používána pro šrouby ;
Poloskrytá: spodní část je jako skrytá, ale vršek není plochý, ale zaoblený [10] .

Typy slotů

Přímý (plochý) slot (SL)	Phillipsova hlava [11] (PH)	Křížová drážka Posidriv [12] /SupaDriv (PZ)	hranatá hlava
Slot Robertson	Šestihranná hlava (HEX)	Hexový slot (Allen)	Chráněný hex (pin-in-hex)
Torx slot (T, TX)	Chráněný Torx (TR)	Trojkřídlý slot	Slot Torq-set
Vidlice (Snake-eye)	Trojitý čtvercový slot (12cípá hvězda)	Spline slot (12cípá hvězda)	Slot Double hex (12-stranný)
Slot Polydrive	Antivandal slot Jednosměrný	Bristol slot	Slot Pentalobe (používaný společnostmi Apple a Meizu )

Ochrana šroubových spojů před samovyšroubováním

Navzdory skutečnosti, že upevňovací závity jsou vyrobeny tak, že úhel šroubovice je menší než úhel tření, šroubové spoje mají stále tendenci se samovolně povolovat. Důvodem je práce takových spojení při působení dynamického zatížení. Vibrace, otřesy, nárazy vedou k tomu, že tření podél závitu mezi šroubem a protikusem se prudce sníží. Samovyšroubování je důležitý problém, který může vést k vážným následkům. Byla vyvinuta široká škála metod, jak zabránit samovolnému odšroubování. Lze je rozdělit do následujících skupin [13] :

Ochrana vytvořením zvýšeného tření na usazeném šroubu. Dosahují zvýšeného tření buď podél závitu nebo mezi hlavou šroubu a součástí. Těchto cílů je dosaženo vytvořením dodatečného tlaku na šroub. Mezi takové způsoby patří použití kontramatic (když je na hlavní matici umístěna další, často nižší výšky), použití dělených matic (matice se skládá ze dvou částí s oddělenými závity, jednotlivé části mohou být někdy dodatečně dotažené šroubem), použití matic s pružným těsněním (v maticích je položen kroužek z elastického materiálu, který po montáži tlačí na šroub), použití pryžových podložek (zvyšuje se tření pod hlavou šroubu ), použití přitlačení spojovaných dílů pružinami (na dno otvoru, kde je usazen šroub, lze nainstalovat pružinu, která se při šroubování šroubu stlačí a následně na něj tlačí, čímž se zvyšuje tření podél závitu). Je třeba poznamenat, že použití pojistných matic není nejefektivnějším způsobem, a to jak z hlediska výkonu, tak z důvodu, že to vede k plýtvání materiálem - je potřeba nejen další množství matic a delší šrouby, ale často zvětšení rozměrů konstrukce.

Použití pružných podložek instalovaných pod hlavy šroubů. Stlačená během šroubování má taková podložka tendenci vrátit se do svého předchozího objemu, čímž vytváří další tlak na závit v podélném směru. Jako takové se používají podložky, dělené podložky, tvarované podložky s pružnými články, speciální podložky s elastickým profilem. Při použití pružných podložek je třeba mít na paměti, že jejich tloušťka by neměla být příliš velká. V opačném případě existuje možnost excentricity ve směru přídržné síly ve šroubu, která může způsobit vypadnutí hlavy. Do této skupiny patří i samojistné matice, které mají na spodní ploše ostré hrany. Při nárazu do materiálu součásti poskytují takové matice silnější fixaci. To však platí pouze pro malá zatížení.
Použití spárovaných podložek typu "NordLock".

Použití závlaček , čepů , šroubů a listových pružin.

Aplikace deformovatelných dílů. Takové díly, podložky a matice mají ohnuté části, pomocí kterých můžete vytvořit doraz, který zabrání samovolnému vyšroubování.

Změna tvaru hlavy nebo konce šroubu, stejně jako změna tvaru spojovaných dílů. V tomto případě mohou být konce šroubu nýtovány, děrovány nebo ohnuty v případě speciálních šroubů. Nevýhodou tohoto druhu ochrany je špatná demontáž (demontáž) spoje a nejčastěji nemožnost opětovného použití šroubů.

Použití drátěných zámků. Několik šroubů na místě lze připevnit pomocí drátu protaženého otvory v jejich hlavách. Pevně zkroucený drát zabrání samovolnému odšroubování.

Aplikace laků nebo barev. V tomto případě se na hlavu šroubu nebo matice nanesou kapky laku nebo barvy, které šroub přilnou k dílu. Lze také nanést nátěr zapuštěné hlavy šroubu.
Aplikace anaerobních zámků závitů.

Výpočet šroubových spojů

Velikost točivého momentu potřebného k otočení matice na šroubu se zjistí z rovnice [14]

M=P\cdot \operatorname {tg} (\alpha \pm \varrho '){\frac {d_{\text{cf))}{2)),

kde

P

- axiální zatížení působící na matici;

d_{\text{cf))

je střední průměr šroubu;

\alpha

- úhel závitu;

\varrho '={\frac {\mu }{\cos \beta }}

je úhel tření;

\mu

je koeficient tření mezi materiály šroubu a matice;

\beta

- poloviční úhel profilu závitu (pro metrický závit , pro palcový ).

{\displaystyle \beta =30^{\circ ))

\beta =27^{\circ }30'

Při utahování šroubu nebo matice je třeba vzít v úvahu i tření mezi nimi a povrchem součásti.

Výpočet pevnosti šroubových spojů se provádí následovně [14] :

1. Případ, kdy síla působící podél osy šroubu působí na části spojené šroubem. V tomto případě šroub pracuje v tahu a pevnostní rovnice má tvar

d_{1}={\sqrt {\frac {4P}{\pi [\sigma ]_{p)))),

kde

d_{1}

- vnitřní průměr závitu;

{\displaystyle [\sigma ]_{p))

je dovolené napětí v tahu pro materiál šroubu.

Podle nalezeného se vybere odpovídající šroub a poté matice. $d_{1}$

2. V případě, kdy je nutné šroub utáhnout působením axiálního zatížení, vznikají v úsecích tyče přídavná napětí od tahu a krutu. V obecném případě se berou v úvahu pomocí bezpečnostního faktoru. Vnitřní průměr šroubu se v tomto případě zjistí podle vzorce

d_{1}={\sqrt {\frac {\beta \cdot 4P}{\pi [\sigma ]_{p)))),

kde je koeficient, který zohledňuje kroucení tyče. $\beta =(1{,}2\div 1{,}3)$

3. Pokud je kromě pevnosti spoje požadováno zajištění jeho hustoty, bude velikost síly působící na svorník záviset nejen na působící síle, ale také na pružnosti spojovaných prvků. , a také je třeba vzít v úvahu velikost požadovaného předpětí, která určuje hustotu spoje.

Lze uvažovat o dvou případech:

a) Pokud šroub spojuje tuhé části, pak návrhová síla . $P_{p}=2{,}6P$

b) Jsou-li spojované díly pružné, pak vypočtená síla . $P_{p}=2{,}3P$

Vnitřní průměr řezaného dílu je v obou případech určen vzorcem

d_{1}={\sqrt {\frac {\beta \cdot 4P_{p}}{\pi [\sigma ]_{p}}}}.

4. Spojení dílů při působení příčného zatížení. Jsou možné dva případy:

a) Šroub (svorník) se vloží do spoje bez mezery (mezera mezi stěnami otvoru a tyčí). V tomto případě se vypočítá pro smyk a kolaps pomocí následujících vzorců:

\tau _{\text{cf))={\frac {4P}{\pi d^{2))}\leqslant [\tau ]_{\text{cf)),

\sigma _{\text{cm}}={\frac {P}{ld}}\leqslant [\sigma ]_{\text{cm}}),

kde jsou přípustná napětí pro smyk a drcení materiálu šroubu. $[\tau ]_{\text{cp)),[\sigma ]_{\text{cm))$

b) Svorník je umístěn ve spojení s mezerou. V tomto případě musí být utažení mnohem silnější, jinak dojde k posunu a šroub bude zkosený. Mezi dotahovanými díly je nutné pomocí utahování vytvořit dostatečné třecí síly. Výpočet se provádí pro tahovou a torzní deformaci:

d_{1}={\sqrt {\frac {4\beta N}{\pi [\sigma ]_{p))))),

kde je tažná síla ( je použitá síla, je koeficient tření mezi částmi). $N={\frac {P}{\mu }}$ $P$ $\mu$

V mnoha případech jsou závity ve šroubech přiřazeny konstruktivně. V tomto případě se kontroluje ohyb podle následujících vzorců [15] :

\sigma _{i}={\frac {M_{i}}{W}}={\frac {P{\frac {t_{2}}{2}}\cdot 6}{2\pi d_{1}b^{2}}}\leqslant [\sigma ]_{i},

kde

t_{2}

- výška profilu závitu;

b

- tloušťka závitu;

z

- počet otáček [ clear ] .

Viz také

Poznámky

↑ 1 2 3 GOST 27017-86. Spojovací produkty. Termíny a definice
↑ Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 279.
↑ Am_Wood_Screws . Získáno 30. dubna 2010. Archivováno z originálu 31. května 2012. (neurčitý)
↑ Rybczynski, 2000 , str. 32–36, 44.
↑ Rybczynski, 2000 , str. 34, 66, 90.
↑ Rybczynski, 2000 , str. 75–99.
↑ GOST 1759.4-87 . Získáno 3. března 2007. Archivováno z originálu 29. září 2007. (neurčitý)
↑ 1 2 Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 311.
↑ Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 282.
↑ 12 George Mitchell . Tesařství a truhlářství 205. Cengage Learning (1995). (neurčitý)
↑ Phillips na webu Phillips Screw Company Archivováno 6. dubna 2017 na Wayback Machine
↑ Phillips Screw Company: Inovace v technologii spojovacího materiálu . https://www.phillips-screw.com.+ Získáno 14. června 2016. Archivováno z originálu 15. února 2015. (neurčitý)
↑ Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 316.
↑ 1 2 Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 321.
↑ Příručka konstruktéra přesné instrumentace, 1964 , str. 322.

Literatura

GOST 27017-86 Spojovací výrobky. Termíny a definice.
Příručka konstruktéra přesných přístrojů / Ed. F. L. Litvina. - M. - L .: Mashinostroenie, 1964. - 944 s.
Rybczynski, Witold. . One Good Turn: Natural History of the Screwdriver and the Screw . — New York: Scribner, 2000. — 176 s. - ISBN 978-0-684-86729-8 .

Odkazy

V. Lermantov. Screw // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
Screw / N. Ya. Niberg // Velká sovětská encyklopedie : [ve 30 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Brockhaus a Efron Malý Brockhaus a Efron V. Dahl Britannica (online) Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4128855-5 NDL : 00568148 NKC : ph127879

Prvky závitových spojů
Šroub Šroub Samořezný šroub Šroub Podložka šroub Pojistná matice