Laboratoř strojního inženýrství

Pro vzájemné upevnění kovových výrobků, desek a dílů se používá šroubový spoj. Jedná se o odnímatelný spojovací prvek, který je dostatečně pevný, aby vydržel určité zatížení v tahu a smyku. Kvalitu upevnění při použití šroubů lze upravit. Pro kontrolu pevnosti spojů se používá metoda pro výpočet průměru šroubu s přihlédnutím k charakteristikám spojovaných částí, specifikovaným hodnotám smykového a tlakového zatížení pro hardware a pro celý spoj. Pro získání potřebných čísel není třeba hloubat ve vzorcích – na našem webu je k dispozici pohodlný online kalkulátor pro výpočet šroubového spoje.

Výhody šroubového spojení

Šrouby rychle nahradily svařované spoje v hromadné výrobě a konstrukci, protože odnímatelné spojovací prvky šetří nákup hardwaru a zvyšují údržbu konstrukcí. Šroubový spoj má další výhody:

• Existuje mnoho různých typů šroubů, které se liší velikostí, materiálem výroby, třídou přesnosti, přítomností a typem ochranného povlaku. Je snadné vybrat vhodný typ hardwaru ze široké škály;
• pro snížení spotřeby kovu spojů můžete použít šrouby s vysokou pevností, které mají menší průměr;
• Pomocí šroubů z vysokopevnostní legované oceli mohou konstruktéři zvýšit nosnost konstrukcí a inženýrských staveb.

Hlavní nevýhodou šroubového spoje je, že se skládá z několika hardwaru a je třeba vybrat spojovací prvky s ohledem na konstrukční zatížení spoje. Pokud se ve výpočtech vyskytnou chyby, spojení nemusí být dostatečně pevné. To zase může způsobit nehodu nebo poruchu mechanismu. Použití šroubovacího kalkulátoru zjednodušuje práci konstruktéra a umožňuje přesně určit typ spojovacího prvku.

Klasifikace šroubových spojů

Šroubové spoje jsou klasifikovány podle typu přenosu síly mezi upevňovacími prvky a jsou rozděleny do dvou kategorií:

• Spoje svěrného typu, které nejsou odolné ve smyku, se vyznačují tím, že zatížení je přenášeno šroubem bez zohlednění třecích sil. Neexistují žádné další prvky, které řídí utahovací sílu šroubu;
• Třecí spoje jsou odolné proti smyku: smyková síla je absorbována třením spojovaných desek. Při výpočtu vícešroubových třecích spojovacích prvků se nebere v úvahu pevnost šroubu ve smyku. Při výpočtu se berou v úvahu pouze třecí síly.

Kotevní šroub je určen pro upevnění těžkých výrobků a materiálů k podkladu z betonu, plné cihly nebo kamene. Kotevní šrouby jsou vyrobeny. více detailů..

Šroub pro T-tvar Drážky M10 jsou spojovací prvek určený pro spojování dílů v průmyslu obráběcích strojů. Cena šroubu pro T-tvar. Sloty M10. více podrobností.

Šroub pro T-tvar Drážky M12 jsou upevňovacím prvkem pro upevnění částí mechanismu při výrobě obráběcích strojů a nástrojů. Cena šroubu pro T-tvar. …více podrobností..

Šroub pro T-tvar drážky M16 – upevňovací prvek používaný ve výrobě obráběcích strojů a nástrojů. Cena šroubu pro T-tvar. Drážky M16 závisí. více podrobností..

Šroub pro T-tvar Drážky M6 – upevňovací prvky pro upevnění součástí ve strojích a zařízeních. Cena šroubu pro T-tvar. Drážky M6. další podrobnosti..

Šroub pro T-tvar Drážky M8 jsou spojovací prvky s hlavou ve tvaru T, která se používá ke spojování dílů v obráběcích strojích a strojírenství. …více podrobností..

Třídy přesnosti šroubů:

• třída A – vysoká přesnost provedení. Mínusová tolerance na průměru dříku šroubu. Upevňovací prvek je odolný proti deformaci. Hardware třídy A je relativně drahý;
• třída B – normální přesnost výkonu. Přípustná mezera mezi průměrem otvoru a průměrem vnitřní tyče šroubu je 1-1,5 mm. Šrouby třídy B jsou velmi žádané v různých aplikacích;
• třída C – nízká úroveň přesnosti. Přípustná mezera mezi průměrem svorníku a otvorem je od 2 do 3 mm. Šrouby jsou instalovány bez provádění výpočtů připojení: při zatížení začne hardware pracovat v různých časech, takže výpočty jsou zbytečné.

Třídy přesnosti se ve skutečnosti liší v tolerancích při výrobě hardwaru. Třídu přesnosti určitého typu šroubu zjistíte podle příslušné normy (GOST, DIN, ISO).

Další důležitou vlastností šroubu je jeho třída pevnosti. Podle normy GOST ISO 898–1–2014, která je relevantní pro ruské kupující, existuje 11 tříd pevnosti šroubů. Třídy pevnosti jsou označeny dvěma čísly oddělenými tečkou, např.: 3.6 (tečku v označení třídy na spojovacím prvku je přípustné vynechat). Označení třídy pevnosti se aplikuje na horní nebo boční povrch hlavy pomocí prohlubní nebo konvexností. Používá se také číselníkový systém značení. První číslo udává pevnost kování v tahu, jednotka měření je 100 MPa. Šroub s třídou pevnosti 3.6 má pevnost v tahu 300 MPa nebo 30 kg/mm². Druhá číslice v označení třídy se vypočítá jako podíl meze kluzu dělené pevností v tahu. Hodnota se udává v desítkách procent, to znamená pro pevnostní třídu 3.6 je rovna 60 %.

Je zakázáno používat neoznačené šrouby v šroubových spojích (značky se obvykle neaplikují na kování s třídou pevnosti nižší než 4.6). Je přípustné použít matice vyšší pevnostní třídy, než vyžaduje výpočet šroubového spoje. Když šroub funguje pouze pro smyk, můžete použít matici nižší pevnostní třídy. Třída pevnosti šroubu ve spoji musí odpovídat požadavkům GOST a je určena pomocí standardních tabulek.

Parametry pro analýzu šroubového spoje

Pro výpočet šroubového spoje při práci ve smyku potřebujete údaje o následujících veličinách:

• koeficient provozních podmínek šroubu;
• vypočítaná plocha průřezu hardwarového čepu;
• počet řezných rovin.

Vzorec pro pevnost ve smyku šroubového spoje:

Slouží k určení počtu šroubů (označených písmenem n) a průměru kování a kontrole, zda pevnost šroubového spoje odpovídá návrhové hodnotě.

Data použitá pro výpočet šroubového spoje:

• tloušťka balení spojených dílů (dvě nebo tři desky);
• jakost oceli, ze které jsou desky vyrobeny;
• počet šroubů, které jsou zapojeny do spojení;
• třída přesnosti a třída pevnosti šroubu;
• průměr otvoru pro šroub;
• vzdálenost podél síly od okraje prvku ke středu nejbližší díry.

Výpočty se provádějí v souladu s normami SNiP II-23-81 a SP 53-102-2004. Pro výpočty v tahu a smyku se používají různé vzorce. U smykových a třecích spojů se také liší metody výpočtu. Ve smykových spojích dochází k rozložení sil stejně jako u třecích smykových spojů. Pokud mluvíme o spojovacích deskách vyrobených z tenkého materiálu, provede se výpočet pro drcení (v oblasti kontaktu mezi hardwarem a povrchem spojovaných dílů se mohou upevňovací prvky začít hroutit). V tomto procesu musíte zadat mnoho proměnných a používat složité vzorce, ale mnohem jednodušší je použít online kalkulačku, která je na našem webu.

Doporučení pro kontrolu šroubových spojů

Přípustná mezera mezi šroubem a otvorem pro něj závisí na rozsahu použití upevňovacího spojení a jeho typu (tření, smyk, tření-smyk). Rozdíl jmenovitých průměrů musí být dostatečný, aby montáž konstrukce proběhla bez komplikací. Zbytkové smykové pohyby také ovlivňují určení průměru díry pro hardware.

Šrouby, jejichž konstrukce počítá s různými průměry čepů v oblasti bez závitů, lze použít pouze v třecích spojích. Při umísťování spojovacích šroubů nastavte maximální povolenou vzdálenost mezi hardwarem. Při umísťování šroubů v uzlových a rohových oblastech dodržujte minimální možnou vzdálenost.

Přesnost montážních otvorů pro hardware je určena technologií pro instalaci spojovacích prvků. Přípustná odchylka průměrů otvorů je do 1 mm. Není-li šroubový spoj navržen, lze jej navrtat podle zn.

LLC „PKM“ © 2025 pkmetiz.ru

Petrohrad, sv. Salova, budova 27 lit., kancelář 213-G
Obchodní centrum „Start-Service“
Sklad: Petrohrad, okres Pushkinsky, vesnice Shushary, Lenina ulice, 21

Existují tři hlavní typy závitových spojů:
1. Základní konstrukční případ. Spoj je zatížen vnější podélnou silou (obr. 1);
2. Spoj je zatížen příčnou silou. Šroub je do spoje instalován bez mezery nebo s mírným tahem (obr. 2);
3. Spoj je zatížen příčnou silou. Šroub je instalován ve spoji s mezerou (obr. 3);
Tato výpočtová metoda je určena pro předběžný výběr velikostí součástí a pro kontrolu pevnosti nekritických spojů.

Hlavní případ výpočtu.

1. Spoj je zatížen vnější podélnou silou (obr. 1)

Obr. 1. Základní případ výpočtu.

V hlavním konstrukčním případě šrouby pracují pouze v tahu. Výpočet se provádí podle vnitřního průměru závitu. Přípustné napětí závisí na průměru závitu, typu zatížení a materiálu šroubu (tabulka 1).

stůl 1 Poměr [σ_т] / σ_т pro závitové spoje

Pokud spoj používá redukované nebo nestandardní matice, je v tomto případě nutné zkontrolovat závit na smykové namáhání.

Další případy výpočtu.

2. Spoj je zatížen příčnou silou. Šroub je instalován do otvoru bez mezery nebo s mírným předpětím (obr. 2).

Obr. 2. Další případ výpočtu. Šroub je instalován bez vůle.

Při tomto zatížení šroub pracuje ve smyku. Výpočet se provádí pro průměr šroubu d. Pokud je výška výstupku h výrazně menší než průměr šroubu d, je nutné šroub zkontrolovat na zmačkání. Přípustné smykové napětí se obvykle uvažuje jako [τ] ≈ (0.2 — 0.3) σ _т.

3. Spoj je zatížen příčnou silou. Šroub je instalován v otvoru s mezerou (obr. 3).

Obr. 3. Další případ výpočtu. Šroub je instalován s mezerou.

Pokud je šroub umístěn v otvoru s mezerou, musí být příčné zatížení podepřeno třecími silami. Šroub se vypočítá pro utahovací sílu. Přípustné napětí se obvykle bere jako [σ _p] ≈ 0.6 σ _т.

Obr. 4. Příklad šroubového spoje se dvěma třecími rovinami.

Pokud musí závitové spojení odolávat vysokým tahovým a smykovým zatížením, používají se speciální pásy a také konstrukční prvky ve formě klíčů, pouzder a dalších dílů, které odlehčují šrouby od smykových sil.

Mechanické vlastnosti šroubů.

Podle GOST 1759-70 musí mechanické vlastnosti šroubů, svorníků, čepů a matic vyrobených z uhlíkových a legovaných ocelí, jakož i jakostí ocelí, odpovídat vlastnostem uvedeným v tabulkách 1,2 a XNUMX. S přísnými požadavky na tepelnou odolnost, odolnost proti korozi, rozměry a hmotnost spojovacích prvků se pro jejich výrobu používají speciální oceli a slitiny.

stůl 2 Mechanické vlastnosti šroubů, svorníků, šroubů a matic vyrobených z uhlíkových a legovaných ocelí za normální teploty dle GOST 1759.4-87

stůl 3 Mechanické vlastnosti šroubů, svorníků, šroubů a matic vyrobených z korozivzdorných, žáruvzdorných, tepelně odolných a
žáruvzdorné oceli za normální teploty dle GOST 1759.0-87