Śruby i nakrętki to jedne z najważniejszych elementów połączenia śrubowego.

Stabilność połączenia śrubowego – co warto wiedzieć?

Warto pamiętać, że każdy element złączny jest istotną częścią każdej konstrukcji, maszyny lub urządzenia. Zabezpieczają one łączone części nie tylko przed zerwaniem, ale też np. rozciągnięciem się, utrzymując przy tym ich sztywność. To dzięki prawidłowo dobranej nakrętce i śrubie i dzięki wykonanym z ich użyciem połączeniu, jest ono skuteczne w wielu branżach i dziedzinach. Trudno sobie wyobrazić branżę budowlaną i przemysł bez ich zastosowania. Połączenie śrubowe jest praktycznie w każdym pojeździe i maszynie, które znajdują się na budowie. Odpowiednio dobrana śruba i nakrętka, zabezpieczy urządzenie nie tylko przed uszkodzeniem, na wypadek uderzenia innego elementu, ale też sprawi, że żadne tarcia czy drgania nie wpłyną negatywnie na stabilność i trwałość konstrukcji. Dlatego odpowiednie dobranie i prawidłowe dopasowanie śruby i nakrętki jest istotne. Warto więc kierować się pewnymi kryteriami, przede wszystkim rozmiar śruby i nakrętki musi być tak sam. Ponadto istotna jest też klasa wytrzymałości, która ma niebagatelny wpływ na stabilność połączenia, oraz materiał z jakiego nakrętka i śruba została zrobiona. Elementy, które zostaną dobrane w taki sposób zapewnią płynna pracę wszystkich urządzeń, oraz pewne utrzymanie konstrukcji.

Co warto wiedzieć o nakrętkach?

Nakrętka obok śruby i podkładki jest najważniejszym elementem każdego złącza. Najpopularniejszym typem tych akcesoriów są modele sześciokątne, które wystarczy jak sama nazwa wskazuje nakręcić na trzpień. Są one nakrętkami uniwersalnymi, stąd też znajdą szerokie zastosowanie, od prac przydomowych, warsztatowych, po obecność w dość skomplikowanych konstrukcjach. Warto też wyróżnić nakrętki samohamowne, które posiadają specyficzną konstrukcję, która uniemożliwia pojawienie się jakikolwiek samowolnych luzów. To istotna informacja, szczególnie jeśli dana konstrukcja jest narażona na pojawianie się drgań, a taka nakrętka na pewno poprawi jej stabilność względem trzpienia śruby. Warto zauważyć, że do jej odkręcenia potrzebna jest zdecydowanie większa siła, aniżeli w przypadku klasycznych nakrętek sześciokątnych. Przy wyborze nakrętek warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną istotna rzecz. Mianowicie chodzi o gwint, jaki w nich zastosowano. Pod względem rodzajów zastosowanych zwojów może być on klasyczny, drobnozwojowy lub grubozwojowy. Warto sprawdzić także czy nakrętka posiada gwint metryczny czy calowy. W obu przypadkach istotną różnicę widać w kącie zarysu gwintu. W przypadku nakrętek z gwintem metrycznym kąt wynosi sześćdziesiąt stopni, a jego skok jest wyrażony w milimetrach. W przypadku nakrętek o gwincie calowym, kąt zarysy jest dość podobny bo wynosi między 55 a 60 milimetrów, za to różnicę widać w jego skoku, który jest podawany w proporcji ilości skoków na cal. W przypadku nakrętek warto jeszcze zwrócić uwagę na pochylenie gwintu. Może mieć formę walcową, stożkową lub trapezową.

Co trzeba widzieć wybierając śruby?

Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów śrub, dedykowanych pod poszczególne typy łączeń. Jednym z najpowszechniej stosowanych podziałów jest ten uwzględniający łeb śruby. Wyróżniamy wówczas m.in. śruby z łbem trójkątnym, grzybkowym, motylkowym, oczkowym, czworokątnym, walcowym czy soczewkowym. Głównie ze względu na swoją wytrzymałość najczęstszym wyborem jest śruba z łbem sześciokątnym. Sprawdzi się idealnie w wielu rodzajach połączeń śrubowych, szczególnie tam, gdzie połączenie jest narażone na naprawdę duże przeciążenia. W niektórych branżach preferuje się też inne typy śrub. Dobrym przykładem będzie rynek meblarski, gdzie najchętniej wykorzystywana będzie śruba z łbem stożkowym lub śruba motylkowa, jeśli będzie konieczność regulacji poszczególnych elementów. W tym miejscu warto jeszcze wspomnieć o oznaczeniach śrub, które są dużą podpowiedzią co do ich przeznaczenia i możliwości odpowiedniego ich zastosowania. O tym informują nas normy DIN oraz ISO.

Rozmiar – kluczowy element doboru śruby do nakrętki

Jak już wiemy odpowiednie dobranie śruby do nakrętki jest kluczem do wzmocnienia i stabilności połączenia śrubowego. Przede wszystkim trzeba zwrócić uwagę na rozmiar obu elementów, o czym wiele osób często zapomina. Rozmiar w tym przypadku powinien być rozumiany stosunkowo szeroko. Wybierając nakrętkę oraz śrubę ważna jest nie tylko średnica otworu, w którym będzie znajdować się śruba, ale również czy gwint w obu elementach będzie do siebie pasował. W takim przypadku warto skorzystać ze specjalnych, najczęściej przygotowanych przez producenta tabel określających średnicę gwintu. Kluczowy będzie parametr oznaczony symbolem M. Warto zobrazować to konkretnym przykładem. Do śruby z gwintem o oznaczeniu M16 nie będzie optymalnym wyborem nakrętka o oznaczeniu M32. Podobnie nie kompatybilne ze sobą będą śruby o gwincie M32 i nakrętki, które w tabeli dostały oznaczenie M32x1.25. Na pierwszy rzut oka informacje te wydają się oczywiste, jednak wiele osób albo nie zwraca na nie uwagi, albo o nich zapomina. Zatem jeśli chcemy uzyskać pełną zgodność ze sobą śruby i nakrętki, konieczne jest skorzystanie z tabel producentów. Tylko w ten sposób sprawimy, że połączenie śrubowe będzie mocne i stabilne.

Klasa wytrzymałości a stabilność połączenia

Omawiając temat właściwego doboru nakrętki do śruby, nie sposób nie zwrócić uwagi na klasę wytrzymałości poszczególnych elementów łączenia. To one decydują o tym jak bardzo stabilne będzie połączenie śrubowe. Maksymalna wytrzymałość połączenia jest o tyle ważna, że rzutuje na całość konstrukcji lub urządzenia i ma niebagatelny wpływ na prawidłową pracę praktycznie w każdych warunkach. Dlatego też nie powinno bagatelizować się jakości poszczególnych elementów i wybierać tylko te, które sprawdzą się w każdych warunkach i środowisku. W przypadku połączeń śrubowych, które mogą mieć zastosowanie w wielu sektorach przemysłu, urządzeniach i maszynach, zawsze będziemy mieć do czynienia z prawami fizyki i oddziaływaniem poszczególnych czynników na wszystkie lamenty łączenia w tym śruby i nakrętki. Produkty gorszej jakości mogą szybko się zużyć, co w konsekwencji osłabi łączenie i może doprowadzić nawet do jego zerwania się. Dlatego warto jeszcze raz podkreślić, że klasa wytrzymałości nakrętki i śruby jest bardzo istotna. Przykładowo wybierając śrubę, której klasa wytrzymałości jest szacowana na 10.9, powinniśmy dobrać do niej nakrętkę, której klasa wytrzymałości nie będzie niższa. Dobrym pomysłem będzie także sprawdzenie jakie są zalecenia producenta odnośnie stosowania śrub i nakrętek do konkretnego połączenia śrubowego.

Jeszcze jedną istotną kwestią, na którą trzeb zawrócić uwagę przy dopasowywaniu nakrętki do śruby jest materiał z jakiego oba elementy połączenia zostały wykonane. Jeśli naszym wyborem będą elementy wykonane z niskiej jakości materiału lub materiału plastycznego, to istnieje realne zagrożenie, ze takie połączenie może zostać zerwane. Dlatego też decydując się na konkretne nakrętki i śruby trzeba uwzględnić warunki i środowisko w jakim połączenie śrubowe będzie pracować. Chodzi tu m.in. o warunki atmosferyczne, wilgoć jak również obecność środków chemicznych w środowisku. Stąd też zaleca się wybieranie śrub producentów, którzy wykonali je z najlepszych możliwych materiałów, takich jak np. stal nierdzewna lub kwasoodporna. Dodatkowo w celu wzmocnienia poszczególnych elementów są one często pokryte powłoką np. z ocynku galwanicznego lub ogniowego.