Co víte o šroubech? — DRIVE2
Hlava šroubu musí být označena takto:
— značka výrobce (JX, THE, L, WT atd.);
— třída síly;
— pravý závit není označen, pokud je závit levý, je označen šipkou proti směru hodinových ručiček.
Šrouby se liší od šroubů tím, že nejsou označeny.
U výrobků z uhlíkové oceli je třída pevnosti označena dvěma čísly oddělenými tečkou.
Příklad: 4.6, 8.8, 10.9, 12.9.
První číslice udává 1/100 jmenovité pevnosti v tahu, měřeno v MPa. V případě 8.8 znamená prvních 8 8 x 100 = 800 MPa = 800 N/mm2 = 80 kgf/mm2
Druhé číslo je poměr meze kluzu k pevnosti v tahu vynásobený 10. Z dvojice čísel zjistíte mez kluzu materiálu 8 x 8 x 10 = 640 N/mm2.
Hodnota meze kluzu má praktický význam, protože se jedná o maximální pracovní zatížení šroubu.
Pojďme si vysvětlit význam některých pojmů:
Pevnost v tahu – velikost zatížení, při překročení dochází k destrukci – „maximální mez pevnosti“.
Mez kluzu je hodnota zatížení, při překročení dochází k neopravitelné deformaci nebo ohybu. Zkuste například ohnout běžnou ocelovou vidličku nebo kus kovového drátu „ručně“. Jakmile se začne deformovat, znamená to, že jste překročili mez kluzu nebo mez ohybu materiálu. Jelikož se vidlice nezlomila, ale pouze ohnula, je její pevnost v tahu větší než mez kluzu. Naopak nůž se při určité síle s největší pravděpodobností zlomí. Jeho pevnost v tahu se rovná jeho meze kluzu. V tomto případě se říká, že nože jsou „křehké“.
Japonské samurajské meče jsou příkladem klasické kombinace materiálů s různými pevnostními charakteristikami. Některé z jejich typů jsou vyrobeny z tvrdé, tvrzené oceli na vnější straně a elastické na vnitřní straně, což umožňuje, aby se meč nezlomil při bočním ohybovém zatížení. Této struktuře se říká „kobu-shi“ nebo jinak „half-fist“, tedy „hrst“ a při vhodné délce katany je velmi efektivním řešením bojové čepele.
Další praktický příklad: utáhneme matici, šroub se prodlouží a po určitém úsilí začne „téct“ – překročili jsme mez kluzu. V nejhorším případě mohou prasknout závity na šroubu nebo matici. Pak říkají, že vlákno bylo „odříznuto“.
Zde je malé video s tahovým testováním šroubů, které jasně demonstruje probíhající procesy.
Procento prodloužení je průměrná velikost prodloužení deformovatelné části předtím, než se zlomí nebo roztrhne. V každodenním životě se některé typy nekvalitních šroubů nazývají „plastelína“, což znamená výraz procento prodloužení. Technický termín „relativní prodloužení“ vyjadřuje relativní (procentuální) nárůst délky vzorku po přetržení na jeho původní délku.
Tvrdost podle Brinella je hodnota charakterizující tvrdost materiálu.
Tvrdost je schopnost kovu odolávat pronikání jiného, tvrdšího tělesa do něj. Brinnellova metoda se používá k měření tvrdosti surových nebo slabě kalených kovů.
U spojovacích prvků z nerezové oceli je označení umístěno také na hlavě šroubu. Třída oceli – A2 nebo A4 a pevnost v tahu – 50, 70, 80, například: A2-70, A4-80.
Závitové svorníky jsou na konci barevně odlišeny: pro A2 – zelená, pro A4 – červená. Hodnota pro mez kluzu není uvedena.
Příklad: Pro A4-80 Pevnost v tahu = 80 x 10 = 800 N/mm2.
Hodnota 70 je standardní pevnost v tahu nerezových spojovacích prvků a bere se v úvahu, dokud není výslovně uvedeno 50 nebo 80.
Mez kluzu pro šrouby a matice z nerezové oceli je referenční hodnota a je přibližně 250 N/mm2 pro A2-70 a přibližně 300 N/mm2 pro A4-80. Relativní protažení je asi 40 %, tzn. Nerezová ocel se dobře „protahuje“ po překročení meze kluzu, než dojde k nevratné deformaci. V porovnání s uhlíkovými oceli je relativní prodloužení pro ST-8.8 12 %, respektive pro ST-4.6 25 %.
Tuzemská GOST 1759.4-87 MECHANICKÉ VLASTNOSTI A ZKUŠEBNÍ METODY vůbec nevěnuje pozornost výpočtu zatížení pro nerezové spojovací prvky a také výslovně neuvádí, která velikost závitu d, d2 nebo d3 se bere v úvahu. V důsledku porovnání hodnot z GOST a tabulky metrických velikostí závitů z adresáře FABORY je zřejmé, že se jedná o d2 – průměr stoupání.
Při výpočtu šroubového spoje pro dané zatížení použijte koeficient 1/2, nebo ještě lépe 1/3 meze kluzu. Někdy se nazývá bezpečnostní faktor, dva nebo tři.
Příklady výpočtů zatížení podle třídy pevnosti materiálu a závitu:
Šroub M12 s pevnostní třídou 8.8 má velikost d2 = 10,7 mm a vypočtenou plochu průřezu 89,87 mm2.
Maximální zatížení by pak bylo: ROUND( (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Newton a návrhové pracovní zatížení by bylo 57520 x 0,5 / 10 = přibližně 2,87 tun.
Pro šroub M12 z nerezové oceli A2-70 by stejné konstrukční pracovní zatížení nemělo překročit polovinu hodnoty meze kluzu a bylo by 250 x 89,87 / 20 = přibližně 1,12 tuny a pro M12 A4-80 by to bylo 1,34 tuny.
Srovnávací tabulka vypočítaných* údajů o zatížení**
pro šrouby z uhlíkové a nerezové oceli.
*Přibližné hodnoty pracovního zatížení jsou uvedeny jako 1/20 maxima v Newtonech
zaokrouhleno dolů na nejbližších 10.
**Odhady pracovní zátěže slouží pouze pro informační účely a nejsou oficiálními údaji.
Tento materiál je uveden ve zkrácené podobě na poslední straně katalogu upevňovacích prvků.
Doplňkové tabulky vytvořené před vydáním článku v roce 2008 a doplněné 21.09.2011. 2. 50 o téměř čtyři roky později. Přidány informace pro nerezovou ocel A10.9-XNUMX a vysokopevnostní ST-XNUMX. Bezpečnostní faktor je dva. Můžete hrát na jistotu a bezpečně vydělit náklad v Newtonech třiceti. Mimochodem, přesně to dělají s takeláží, jen zátěž dělí čtyřiceti, tzn. vezměte zásobu rovnající se čtyřem.