V důsledku vibrací dochází k samovolnému uvolnění matic. To je plné skutečnosti, že jsou zničeny vysoce zatížené spoje na vibračních mechanismech. Bylo navrženo mnoho metod, jak se tomuto nebezpečnému jevu vyhnout. Jedná se o použití tmelů a různých mechanických způsobů upevnění matice kromě základního tření na závitu. Pojďme se na ně podívat blíže.
Kde dochází k samovolnému uvolnění závitových spojů a možné následky
Mnoho majitelů vozidel zažívá samovolné uvolnění závitových spojů. To může vést jak k cizímu hluku, tak k poškození připojovaných dílů a v důsledku toho i k nehodám.
Stejná situace nastává u všech konstrukcí, kde je šroubový nebo šroubový spoj vystaven příčným vibracím, tzn. vibrací. Patří mezi ně mosty s velkým provozem, stavební zařízení, tovární stroje a vesmírné nebo letecké vybavení. Obecně je problém světu znám od samého počátku průmyslové revoluce. Četné nehody samozřejmě přinutily lidstvo problém prostudovat a pokusit se najít řešení.
Špatně utažené matice bez ochrany proti samovolnému uvolnění povedou při této rychlosti ke zničení spoje během několika minut. Existují tři hlavní oblasti, kde je tento problém nejvíce zatížen důsledky:
- Automobilový průmysl;
- letecký a letecký průmysl;
- stavba obráběcích strojů, elektrické nářadí.
Gerhard Juncker a základy jeho teorie
Nejvýznamnějším výzkumem v této oblasti byl výzkum Gerharda Junckera, který vyvinul celou teorii o tom, proč se spojovací prvky spontánně odvíjejí pod vibračním zatížením. Juncker si všiml, že k samoodvíjení dochází při příčném dynamickém zatížení, tzn. boční pohyb spoje. Když je smyková síla větší než třecí odpor od předpětí šroubu, začnou se závity vůči sobě pohybovat. Výsledkem tohoto neustálého pohybu je odvíjení.
Zkušební postup podle Junckerova testu a normy DIN 65151-2002
Juncker navrhl vibrační stojan k testování závitových spojů a ke studiu toho, jak je ovlivňují smykové síly. Tato technika se nazývá Junckerův test a je popsána v normě DIN 65151-2002. Letecký a kosmický seriál. Dynamické testování blokovacích charakteristik spojovacích prvků za podmínek bočního zatížení (vibrační test).
Junckerův test je uznáván mezinárodními organizacemi se standardizací jako DIN 65151-2002. V certifikátech pro spojovací materiál se nejčastěji můžete setkat s tímto označením. Testovací stolice je založena na popisu v Junckerově dokumentu z roku 1969. Pro získání tohoto certifikátu je nutné absolvovat zkoušku se spojovanými materiály, pro které je spoj navržen, nejčastěji ocel a slitiny hliníku. Postup zkoušky je následující: na pohyblivou základnu se nainstaluje závitové spojení, které je vystaveno příčným vibracím dané amplitudy a frekvence. Po určitém počtu zatěžovacích cyklů se změří zbytková utahovací síla a porovná se s počáteční. Pomocí tohoto testu je tedy možné vyhodnotit odolnost různých typů spojovacích prvků proti samovolnému vyšroubování při vystavení vibracím.
Řešení problému samovyšroubování
K vyřešení tohoto problému musí být matice nějak zajištěna. To lze provést buď rigidní metodou, nebo metodou tření. V prvním případě se uzamykací a uzamykací díl spojí zaříznutím do materiálu. V druhém případě vzniká zvýšené tření mezi zajišťovací a zajišťovací částí. Takové spojení lze rozebrat bez poškození dílů. Typ třecího blokování je elastický, ve kterém je do spojení zaveden pružný prvek pro udržení napětí v systému.
Anaerobní závitové tmely
Třecí jištění zahrnuje použití anaerobních tmelů pro závitové spoje.
Pokud je spojení šroubované (tj. skrz), pak se kompozice aplikuje na samotný závit. Pokud je spoj šroubový (tj. šroub je zašroubován do slepého otvoru), pak se držák nalije do otvoru. Samostatným pozitivem takového uzamykání je utěsnění spoje a v důsledku toho dodatečná ochrana před vlivy prostředí. Tato metoda je široce používána v automobilovém průmyslu díky své nízké ceně.
Abyste pochopili, jaký lepicí fixátor použít a zda jej lze ve vašem případě vůbec použít, musíte znát provozní teplotu, materiál závitových prvků a řadu dalších faktorů. Proto tato metoda není vždy použitelná. Existují však mechanické metody využívající pojistné podložky. V závislosti na konstrukci se technologie instalace takových podložek může mírně lišit.
Klínové pojistné podložky
Klínové pojistné podložky podle DIN 25201 se prodávají v párech. Na jedné straně podložky jsou zuby malé a na druhé straně větší. Jsou instalovány tak, aby strany s velkými zuby směřovaly k sobě. Během procesu utahování se klínové výstupky dostanou do kontaktu a malé zuby jsou zatlačeny do protilehlých ploch, což má za následek tuhý zámek. Ozubené podložky se standardně používají jako distanční podložky mezi hlavou šroubu a dílem a také mezi maticí a dílem. Zuby se zařezávají do materiálu a vytvářejí tuhý doraz.
Zuby na obou stranách mají tvar zubů rohatkového kola. Takové spojení je pevné a vytvořená třecí síla je mnohonásobně větší než u podložky-pěstitele díky skutečnosti, že místo jednoho zubu je použito několik na každé straně. Hlavní nevýhodou je vysoká cena v důsledku složitosti výroby ozubených kol, které vyžadují dvě na každé straně pro každé spojení.
Ozubené podložky DIN 6798
Vroubkované podložky podle DIN 6798 se používají jako rozpěrky mezi hlavou šroubu a obrobkem a také mezi maticí a obrobkem. Zuby se zařezávají do materiálu a vytvářejí tuhý doraz.
Vícezubové pojistné podložky
Vícečelisťové pojistné podložky se používají ve spojení s drážkovými maticemi a šroubovými hřídeli s podélnou drážkou. Například v motoru auta. Jedna z nohou podložky je ohnutá a zasunutá do drážky utažené matice. Tím vznikne pevné spojení mezi maticí, podložkou a hřídelí.
Pružné podložky DIN 127 (drážky)
Pružné podložky DIN 127 (aka pěstitelé) a kruhové podložky DIN 6796 uzamknou spojení zvýšením třecích sil ve spojení. Vytvářejí třecí blokování díky tomu, že se snaží uvolnit a vrátit se do původní polohy. Pojistná podložka je nejjednodušší způsob, jak mechanicky zajistit matici. Jeho hlavní výhodou jsou minimální náklady. Používají se dokonce i v místech, kde vibrace působí na spoj velmi zřídka, například při montáži bytového nábytku.
