Závitové připojení — rozebíratelné spojení částí stroje pomocí šroubu nebo spirálové plochy (závitu). Tato sloučenina je nejběžnější díky mnoha výhodám. V nejjednodušším případě je pro spojení potřeba utáhnout dvě části, které mají závity s parametry, které si navzájem odpovídají. Pro odpojení (zástrčku) musíte provést kroky v opačném pořadí.
Závitové spoje používají metrické a palcové závity různých profilů v závislosti na technologických úkolech spoje.
Obsah
Charakteristika závitových spojů
- vyrobitelnost;
- zaměnitelnost;
- univerzálnost;
- spolehlivost;
- masový charakter.
- odvíjení (samovyšroubování) při proměnlivém zatížení a bez použití speciálních zařízení (prostředků).
- otvory pro spojovací prvky, závitové i hladké, způsobují koncentraci napětí.
- K utěsnění (utěsnění) spoje je nutné použít další technická řešení.
Poznámka: kuželové závity jsou nepropustné a samosvorné.
Stručná historie
Je těžké si představit, v jaké fázi technologického pokroku by lidstvo uvízlo bez příchodu závitového spojení. K pokroku jako takovému možná vůbec nedošlo, ale myšlenka neustrnula a na vrcholu renesance byla vynalezena řezba – nanášení spirálových drážek a výstupků na povrch kovových dílů. Je zcela spolehlivě prokázáno, že prvními závitovými díly byly maticové šrouby se závity na vnější válcové ploše, které vznikly v patnáctém století. Spojovaly pohyblivé pancéřové segmenty 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 kongruentní se šrouby se závity na vnitřní stěně válce, konkrétně sloužící k upevnění, tedy matice, 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 počátku 19. století zavedli Francouzi do používání 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. Objevily se čtyřhranné, osmihranné a šestihranné matice, převlečné matice („slepé matice“), drážkové matice (korunové matice) a křídlové matice. Výhody matic a šroubů lze jen těžko přeceňovat, stejně tak obtížné je snad uvažovat o technologickém oboru, kde by nebyly použity prvky závitového spoje pro jeho jednoduchost, spolehlivost a všestrannost.
Klasifikace závitových spojů
- závitové spojení s přímým kroucením spojovaných dílů (na těchto dílech jsou závity);
- závitové spojení pomocí dalších spojovacích dílů, například šroubů, svorníků, šroubů, matic atd.;
- sloučenina; sloučenina; sloučenina.
Mechanické vlastnosti závitového spoje
Mechanické vlastnosti šroubů, strojních šroubů a svorníků
Mechanické vlastnosti šroubů, montážních šroubů a svorníků z uhlíkových nelegovaných a legovaných ocelí dle GOST R 52627-2006 (ISO 898-1: 1999) za normálních podmínek se vyznačují 11 pevnostními třídami: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 [1] . První číslo vynásobené 100 určuje nominální hodnotu pevnosti 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 vynásobených 10 určuje nominální mez kluzu v N/mm².
Mechanické vlastnosti ořechů
Matice z uhlíkových nelegovaných a legovaných ocelí dle GOST R 52628-2006 (ISO 898-2:1992, ISO 898-6:1994) jsou rozděleny podle třídy pevnosti (d – jmenovitý průměr závitu):
- 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 – pro matice s normální výškou rovnou nebo větší než 0,8d a velké závity;
- 5; 6; 8; 10; 12 – pro matice s normální výškou rovnou nebo větší než 0,8d a jemné závity;
- 04; 05 – pro matice s jmenovitou výškou od 0,5d do 0,8d.
Třída pevnosti pro matice normální výšky udává nejvyšší třídu pevnosti šroubů, se kterými mohou tvořit spojení, tedy první z čísel v označení třídy pevnosti příslušného šroubu.
U matic se jmenovitou výškou 0,5d až 0,8d udává první číslo “0” nižší únosnost závitového spoje s takovou maticí a druhé číslo, vynásobené 100, odpovídá jmenovitému namáhání při zkoušce. .
Mechanické vlastnosti a označení nejčastěji používaných spojovacích prostředků.
| Třída síla šrouby | Materiál | Napětí od zkušební zátěž | Mez kluzu nejméně | Pevnost v tahu pevnost v tahu, ne méně. | značkování šrouby | značkování ořechy | Třída ořechy [2] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na GOST R 52627-2006, ISO 898-1: 1999 | |||||||
| 5.8 | Nízká nebo střední uhlíková ocel | 380 MPa | 420 MPa | 520 MPa | 5 | ||
| 8.8 | Střední uhlík ocel, kalená a temperovaná | 580 MPa | 640 MPa, (doklad o výnosu) | 800 MPa | 8 | ||
| 10.9 | Uhlíková ocel s přísadami. Legovaná ocel | 830 MPa | 940 MPa, (doklad o výnosu) | 1040 MPa | 10 | ||
| Na SAE J429 [3] | |||||||
| 2 | Nízká nebo střední uhlíková ocel | 55 ksi [4] | 57 XNUMX ksi | 74 XNUMX ksi | 2 | ||
| 5 | průměrný uhlíková ocel | 85 XNUMX ksi | 92 XNUMX ksi | 120 XNUMX ksi | 5 | ||
| 8 | Legovaná ocel | 120 XNUMX ksi | 130 XNUMX ksi | 150 XNUMX ksi | 8 | ||
Mechanické vlastnosti šroubů, svorníků, šroubů podle GOST R 52627-2006
| Šrouby | Použité ořechy | Pevnost v tahu tažné Rm, MPa | Výtěžnost ReL, Rp0,2, MPa | Prodloužení po přestávce A,% | rázová houževnatost KU, J/cm2 | Tvrdost podle Brinella, HB | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Třída pevnosti | Třída oceli [5] | Třída pevnosti | Třída oceli [6] | |||||||
| nominální | min | nominální | Max. | |||||||
| 3.6 | 10, 10 kp | 4 | St3kp, St3sp | 300 | 330 | 180 | 25 | – | 90 | 238 |
| 4.6 | 20 | 5 | 10, 10 kp, 20 | 400 | 420 | 240 | 22 | 55 | 114 | 238 |
| 4.8 | 10, 10 kp | 320 | 14 | – | 124 | |||||
| 5.6 | 30, 35 | 6 | St5, 15, 15 kp, 35 | 500 | 520 | 300 | 20 | 50 | 147 | 238 |
| 5.8 | 10, 10 kp, 20, 20 kp | 400 | 10 | – | 152 | |||||
| 6.6 [7] | 35, 45, 40 G | 8 | 20, 20 kp, 35, 45 | 600 | 600 | 360 | 16 | 40 | 181 | 238 |
| 6.8 | 20, 20 kp | 480 | 8 | – | ||||||
| 8.8 | 35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА, 16ХСН, 20Г2Р | 9 | 35 Х, 39 ХА | 800 | 830 | 640 | 12 | 60 | 238 | 318 |
| 9.8 | 10 | 40Х, 40ХГСА, 16ХСН | 900 | 900 | 720 | 10 | 50 | 276 | 342 | |
| 10.9 | 12 | 30 ХГСА | 1000 | 1040 | 900 | 9 | 40 | 304 | 361 | |
| 12.9 | 12 | 30ХГСА, 40ХН2МА | 1020 | 1200 | 1080 | 8 | 30 | 366 | 414 | |
Zajištění závitového spoje
Aretace – zamezení samovyšroubování.
Navzdory skutečnosti, že závit závitového spoje má úhel šroubovice, který je mnohem menší než úhel tření, vibrace, proměnná zatížení a porušení technologie přispívají k rozpojení (samoodšroubování) částí závitového spoje. Aby se tomu zabránilo, používají se speciální zařízení (prostředky, metody), jako jsou:
- ;;;;;;;;
- použití viskózních prvků; ; .
Ovládání
Vytvoření dodatečného tření v závitovém spojení pomocí pojistné matice. Navíc existuje kombinace s jinými metodami, tzn. pojistná matice je vroubkovaná, svázaná drátem, vypletená atd. Nejjednodušší způsob uzamykání, nevýhodou je, že matice jsou použity dvakrát tolik, než je požadováno.
Cottering
Použití deformovatelného prvku – závlačky. Závlačka je půlkruhový ocelový drát, přeložený napůl, protažený radiálním otvorem v závitu a zajišťující drážkové a zámkové matice ke šroubu.
Pletení (vázání) drátem
Upevňování upevňovacích prvků (šrouby, matice) pomocí drátěného vázání vzhledem k pevným konstrukčním prvkům nebo sousedním upevňovacím prvkům stejného typu.
Instalace pružné podložky
Instalace pružné podložky (tzv. Grover podložka) pod hlavu matice nebo šroubu pro vytvoření dodatečného napětí v závitu a zabránění otáčení spojovacích dílů. Uzamykací činnost podložky Grover je založena na zařezávání ostrých hran podložky do přilehlých ploch při pokusu o její odšroubování, dokud se nezačnou odstraňovat třísky, což zabraňuje nekontrolovanému otáčení matice nebo šroubu po utažení nebo mírném povolení závitového spoje.
Instalace pojistné podložky s jazýčkem nebo špičkou
Zajištění šestihranných šroubů a matic ohýbáním speciálních podložek.
Svařování, pájení, nýtování, děrování
Transformace závitového spoje na podmíněně rozebíratelný spoj přivařením (připájením) závitu nebo matice (hlavy šroubu) ke konstrukci nebo změnou profilu závitu.
Nanášení lepidel, laků, barev na nitě
K fixaci dochází v důsledku adheze (lepení, adheze) během vytvrzování (polymerace) lepidla, laků a barev.
Tato metoda má takové výhody, jako je rychlá, spolehlivá a chrání závit před vnějšími atmosférickými vlivy. Nevýhody: před aplikací pojivové kompozice je nutné nit očistit od nečistot a olejů, nízká chemická odolnost vůči organickým rozpouštědlům, kyselinám a zásadám a také zničení pojiva působením teploty.
Použití matic s nekruhovými závity
Jedná se o velmi jednoduchou metodu, která spočívá v tom, že běžná šestihranná matice se 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.
Použití kotevních matic
V podstatě je metoda podobná použití matic s nekruhovými závity. Kotevní matice mají na jedné straně řez podél osy. Otvor v tomto místě je mírně stlačen, řezané úseky mírně pruží a dobře odolávají samovolnému vyšroubování. Druhá strana kotevních matic má zpravidla přírubu, se kterou je matice připevněna pevným spojením (nýtováním nebo přivařením) k jedné ze spojovaných částí.
Tato metoda je nejrozšířenější v letectví. Téměř všechny poklopy, odnímatelné panely na křídlech a trupu jsou přišroubovány ke kotevním maticím. Šroubový spoj lze použít opakovaně bez zhoršení výkonu. Důležitou vlastností je, že přístup ke šroubům je možný pouze z jedné strany a jiné způsoby zajištění závitů nejsou použitelné.
