| Závitové spoje | ||
|---|---|---|
| Šroub | šroub | sponka do vlasů |
Závitové spojení - upevňovací spojení ve formě závitu . V závislosti na technologických úkolech spoje se používají metrické a palcové závity různých profilů.
výhody:
nedostatky:
Kuželový závit má vlastnost těsnosti a samosvornosti.
Dlouho se věřilo, že závitové spojení spolu s kolem a ozubeným kolem je velkým vynálezem lidstva, který nemá v přírodě obdoby. V roce 2011 však skupina vědců z Karlsruhe Institute of Technology zveřejnila v časopise Science článek o struktuře kloubů nosatce Trigonopterus oblongus žijícího na Nové Guineji . Ukázalo se, že tlapky těchto brouků jsou spojeny s tělem pomocí trochanteru , který je zašroubován do coxy (nádoby) - obdoby kyčelního kloubu u hmyzu. Na ploše obratlíku jsou výstupky připomínající kónický šroub. Na druhé straně je povrch koksu také opatřen závitovým vybráním. Takové spojení poskytuje spolehlivější upevnění končetin než kloubové a zaručuje větší stabilitu pro stromový hmyz.
První spojovací prvky se závity se začaly používat ve starém Římě na začátku našeho letopočtu. Kvůli jejich vysoké ceně se však používaly pouze ve špercích, lékařských nástrojích a dalších vysoce hodnotných předmětech.
Šrouby a matice byly široce používány v 15. století. Spojovali pohyblivé segmenty pancíře pancíře a části hodinových mechanismů. Lis německého průkopníka Johannese Gutenberga, vytvořený v letech 1448 až 1450, měl závitové spoje, jeho části byly upevněny šrouby.
Samostatné díly shodné se šrouby se závitem na vnitřní stěně válce, speciálně používané pro upevnění, tedy maticemi, vznikly až o půldruhého sta let později. Na počátku sedmnáctého století se objevilo závitové spojení podobné tomu modernímu. Zpočátku bylo stoupání závitu palcové a teprve na začátku 19. století Francouzi zavedli metrické závity. Ořechy našly široké uplatnění v různých oblastech techniky a jako každý často používaný předmět se začaly zdokonalovat a měnit svůj tvar, velikost, materiál i funkční účel. Byly tam ořechy hranaté, osmi- a šestihranné, čepice ("hluché"), štěrbinové (korunka), křídlo.
Šroubové spoje jsou [1] :
Mechanické vlastnosti šroubů, upevňovacích šroubů a svorníků vyrobených z uhlíkových nelegovaných a legovaných ocelí podle [GOST R 52627-2006 ( ISO 898-1:1999) za normálních podmínek charakterizují 11 pevnostních tříd: 3,6; 4,6; 4,8; 5,6; 5,8; 6,8; 8,8; 9,8; 10,9; 12.9 [2] . První číslo vynásobené 100 je jmenovitá pevnost v tahu v N/mm², druhé číslo (oddělené tečkou od prvního) děleno 10 je poměr meze kluzu ke jmenovité pevnosti v tahu. Součin těchto čísel vynásobený 10 dává jmenovitou mez kluzu v N/mm².
Matice z uhlíkových nelegovaných a legovaných ocelí podle GOST R 52628-2006 (ISO 898-2:1992, ISO 898-6:1994) se dělí podle třídy pevnosti (d je jmenovitý průměr závitu):
Třída vlastnosti pro matice s normální výškou udává nejvyšší třídu vlastnosti šroubů, se kterou mohou tvořit spoj, tedy první z čísel v označení třídy vlastnosti odpovídajícího šroubu.
U matic se jmenovitou výškou 0,5d až 0,8d udává první číslice „0“ nižší únosnost závitového spoje s takovou maticí a druhá číslice, vynásobená 100, odpovídá jmenovitému namáhání důkazního zatížení při testování.
| Třída pevnosti šroubu | Materiál | Důkaz zátěžového napětí | Mez kluzu, ne menší než | Pevnost v tahu, ne menší než | Označení šroubů | Označení matic | Třída ořechů [3] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Podle GOST R 52627-2006, ISO 898-1:1999 | |||||||
| 5.8 | Nízko nebo středně uhlíková ocel | 380 MPa | 420 MPa | 520 MPa | 5 | ||
| 8.8 | Středně uhlíková ocel, kalená a popouštěná | 580 MPa | 640 MPa, (podmíněná mez kluzu) | 800 MPa | osm | ||
| 10.9 | Uhlíková ocel s přísadami. Legovaná ocel | 830 MPa | 940 MPa, (podmíněná mez kluzu) | 1040 MPa | deset | ||
| Podle SAE J429 [4] | |||||||
| 2 | Nízko nebo středně uhlíková ocel | 55 ksi [5] | 57 ksi | 74 ksi | 2 | ||
| 5 | Středně uhlíková ocel | 85 ksi | 92 ksi | 120 ksi | 5 | ||
| osm | Legovaná ocel | 120 ksi | 130 ksi | 150 ksi | osm | ||
| šrouby | Použitelné ořechy | Pevnost v tahu R m , MPa | Mez kluzu R eL , R p0,2 , MPa | Relativní
prodloužení po přetržení A, % |
Rázová houževnatost KU, J/cm² | Tvrdost podle Brinella , HB | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Třída síly | Třída oceli [6] | Třída síly | Třída oceli [7] | |||||||
| nominální | min. | nominální | Max. | |||||||
| 3.6 | 10, 10 kp | čtyři | St3kp, St3sp | 300 | 330 | 180 | 25 | - | 90 | 238 |
| 4.6 | dvacet | 5 | 10, 10 kp, 20 | 400 | 420 | 240 | 22 | 55 | 114 | 238 |
| 4.8 | 10, 10 kp | 320 | čtrnáct | - | 124 | |||||
| 5.6 | 30, 35 | 6 | St5, 15, 15 kp, 35 | 500 | 520 | 300 | dvacet | padesáti | 147 | 238 |
| 5.8 | 10, 10 kp, 20, 20 kp | 400 | deset | - | 152 | |||||
| 6.6 | 35, 45, 40 G | osm | 20, 20 kp, 35, 45 | 600 | 600 | 360 | 16 | 40 | 181 | 238 |
| 6.8 | 20, 20 kp | 480 | osm | - | ||||||
| 8.8 | 35, 35H, 38HA, 45G 40G2, 40H, 30HGSA, 35HGSA, 16HSN, 20G2R | 9 | 35X, 39XA | 800 | 830 | 640 | 12 | 60 | 238 | 318 |
| 9.8 | deset | 40X, 40HGSA, 16HSN | 900 | 900 | 720 | deset | padesáti | 276 | 342 | |
| 10.9 | 12 | 30HGSA | 1000 | 1040 | 900 | 9 | 40 | 304 | 361 | |
| 12.9 | 12 | 30HGSA, 40HN2MA | 1020 | 1200 | 1080 | osm | třicet | 366 | 414 | |
Zastavení - zabránění samovolnému vyšroubování.
Navzdory skutečnosti, že závit závitového spojení má úhel šroubovice mnohem menší než úhel tření , vibrace , proměnná zatížení, porušení technologie přispívají k odpojení (samoodšroubování) částí závitového spojení. Aby se tomu zabránilo, používají se speciální zařízení (prostředky, metody), jako jsou:
Vytvoření dodatečného tření v závitovém spojení pomocí pojistné matice . Kromě toho existuje i kombinace s jinými způsoby, to znamená, že pojistná matice se zavléká, sváže drátem, děruje atd. Nejjednodušší způsob zamykání, nevýhodou je dvojnásobná spotřeba matic oproti předepsané.
Použití deformovatelného prvku - závlačky. Závlačka - ocelový drát půlkruhového průřezu, přeložený napůl do tvaru jehly. Pro tento způsob upevnění se používají speciální drážkované „hradové“ matice a do těla šroubu se vyvrtá otvor v předem vypočítané vzdálenosti (pro upevnění konkrétního dílu) na tloušťku konkrétní velikosti závlačky. Matice je utažena požadovanou silou a poté se otáčí, dokud se nejbližší drážky neshodují s otvorem ve šroubu, načež je vložena závlačka, která fixuje matici proti odšroubování. Aby závlačka nevypadla, její vyčnívající vousky se jednoduše rozvolní v opačných směrech a decentní technikou jsou vousy zastřiženy na přesně stanovenou délku, ohnuté do tvaru písmene „G“ a vyčnívající konce jsou pevně upevněn v sousedních volných drážkách matice.
Při demontáži závitového spoje se závlačkou je potřeba speciální nástroj - závlačka. Opětovné použití závlaček je nežádoucí a v některých případech je přísně zakázáno.
Závlačky se také používají nejen k upevnění matic, ale také k lehce zatíženým bezzávitovým spojům osové tyče, u kterých závlačka brání volně kloubovým dílům před bočním pohybem (vypadnutím), obvykle přes podložku.
U závitových spojů, které se za provozu pravidelně demontují, se používá způsob fixace proti vyšroubování zajišťovacím drátem (zajištění). Do bočního čela hlavy matice nebo šroubu (nebo jiného podobného dílu) je vyvrtán otvor, kterým se protáhne pojistné lanko. Volné konce drátu jsou stočeny „v pigtailu“ a poté je jeden konec protažen do otvoru v pevné části konstrukce určené k aretaci, případně k přilehlému šroubu či matici (párové uzamykání), a poté opět stočen. Takto zkroucený drát pevně v tahu a pro šroubování fixuje závitový spoj [8] .
Takový držák je dlouhodobě nejpoužívanější ve světovém letectví. Téměř všechny elektrické vícekolíkové konektory, zámky elektronických bloků, spojovací krabice, přírubové spoje potrubí hydraulických systémů, pneumatické systémy, vzduchové signalizační systémy, senzorové tyče, filtry, matice nábojů a velké množství dalších produktů na palubě letadla jsou uzamčeno. Ruský průmysl vyrábí ocelové bezpečnostní dráty 0,5, 0,8, 1,0 a 2,0 mm.
Instalace pérové podložky (tzv. Groverova podložka) pod hlavu matice nebo šroubu pro vytvoření dodatečného napětí v závitu a zabránění otáčení kování. Uzamykací činnost podložky Grover je založena na řezání ostrých hran podložky do přilehlých ploch při pokusu o její vyšroubování, dokud není odstraněna tříska, což zabraňuje nekontrolovanému posouvání matice nebo šroubu po utažení nebo mírném povolení závitu spojení.
Zajištění šestihranných šroubů a matic ohnutím speciálních prvků podložky, pro které je v ose vyříznuta podélná drážka (šroub) (někdy je v těle upevňovaného dílu vytvořeno vybrání).
Přeměna závitového spoje na podmíněně rozebíratelný spoj přivařením ( připájením ) závitu nebo matice (hlavy šroubu) ke konstrukci nebo změnou profilu závitu.
V případě, že demontáž sestavy není v provozu zajištěna, pak se někdy z důvodu zabránění uvolnění matic používá způsob fyzického zničení části závitového spoje po utažení, a to vrubováním speciálním nástrojem (jádro ).
K fixaci dochází v důsledku adheze (adheze, adheze) během vytvrzování ( polymerace ) lepidla , laků , barev .
Tato metoda má takové výhody, jako je rychlá, spolehlivá, chrání závit před vnějšími vlivy atmosféry. Nevýhody: před nanesením pojivové kompozice je nutné očistit nit od nečistot a olejů, nízká chemická odolnost proti organickým rozpouštědlům, kyselinám a zásadám a také destrukce pojiva vlivem teploty.
Jedná se o velmi jednoduchou metodu, která spočívá v tom, že se obyčejná šestihranná matice lehce rozdrtí úderem kladiva, otvor se závitem se stane elipsovitým a zašroubuje se značnou silou. Mohlo by dojít k poškození antikorozního povlaku šroubu nebo čepu.
V podstatě je metoda podobná použití matic s nekulatými závity. Kotevní (samojistné) matice mají jinou konstrukci, obecný význam upevnění spočívá v tom, že při utahování matice vniká koncová část závitu se značným odporem způsobeným odpruženými konstrukčními prvky matice nebo elipsa- tvarovaná sukně.
Tato metoda je široce používána v letectví. Všechny četné poklopy a panely na křídlech a trupu, stejně jako další odnímatelné konstrukční prvky na plášti, které nevyžadují časté otevírání během provozu, jsou přišroubovány ke kotevním maticím, které jsou zase pevně (různými způsoby) upevněny v vnitřní dutiny konstrukce draku letadla. Takovýto závitový spoj lze použít opakovaně bez výrazného zhoršení výkonu. Důležitou vlastností je, že přístup ke šroubům je možný pouze z jedné strany a jiné způsoby zajištění závitu jsou konstrukčně nepoužitelné.
Použití třmenové maticePoužití třmenové matice zablokuje závitový spoj, zatímco tato matice je umístěna na vrchní straně hlavní matice a třmenová matice je přitažena k sobě šroubem nebo excentrem, který zase stlačí hlavní matici. Matice třmenu není našroubována na závit a je nasazena na hlavní matici.