Śruby nakrętki o elementach złącznych

Nowości w technice połączeń.

Technika połączeń jest podstawą wielu dziedzin ludzkiej działalności konstruktorskiej. Spotykamy się z nią, na przykład, w budownictwie, w mechanice, w przemyśle i w wielu innych dziedzinach. Szybki postęp technologiczny, który w dziedzinach tych nieustannie się obserwuje wymusza niejako taki sam postęp, również w technice połączeń. Inżynierowie, starając się sprostać wymogom czasów, gdzie coraz większego znaczenia nabiera szybkość wykonania, precyzja i bezpieczeństwo - dostarczają coraz to nowszych technik i wynalazków również jeśli chodzi o połączenia w konstrukcjach.

Do najważniejszych nowości we współczesnej technice połączeń, na szczególną uwagę zasługują: wielofunkcyjne wyroby złączne, które skracają czas montażu, nakrętki samozabezpieczające się przed odkręcaniem, podkładki samozabezpieczające, wyroby złączne typu TORX, elementy wciskane, elementy do zgrzewania, także rozmaite wkładki gwintowe i elementy eliminujące podkładki.

Jeśli chodzi o elementy skracające czas montażu to na uwagę zasługują przede wszystkim wkręty samogwintujące, które wiercą i jednocześnie wykonują gwint w połączeniach z blachą (typu, na przykład, DIN 7504), wkręty z gwintem metrycznym, formujące gwint metodą plastyczną, bądź poprzez nacinanie (DIN 7500). Z uwagi na wiercenie i jednoczesne formowanie gwintu, połączenia wykonane z pomocą elementów tego typu są bardzo odporne na duże obciążenia dynamiczne. Inną wartą uwagi nowością w technice połączeń, są nakrętki samozabezpieczające przed odkręcaniem. Do nakrętek tych zaliczamy nakrętki kołnierzowe, zwiększające tarcie na powierzchni styku, dzięki naciętym profilom: RIPP i TENSILOCK, nakrętki z kołnierzem gładkim oraz nakrętki z wkładką poliamidową i nakrętki z gwintem odkształconym.

Elementy złączne na TORX ? nowość w technice połączeń

TORX jest nowoczesnym rozwiązaniem gniazd w łbach wkrętów lub śrub. Gniazda TORX są zaokrąglonymi wgłębieniami sześciokątnymi, dzięki czemu bardzo dobrze przenoszą siły dokręcające i eliminują pionowe siły docisku. Od czasu swojego powstania TORX zyskuje coraz szersze zastosowanie. W wielu dziedzinach techniki, przede wszystkim w technice precyzyjnej, elektronice, czy w przemyśle komputerowym jest już standardem uniwersalnym. Nic nie stoi także na przeszkodzie, by w miarę zyskiwania popularności TORX stał zyskał powszechne zastosowanie w technice w ogóle.

W stosunku do śrub z gniazdami tradycyjnymi, sześciokątnymi, czy kwadratowymi, TORX wydaje się dalece bardziej efektywny i, co ważne, poręczny. Gniazda TORX jest bardzo trudno zniszczyć zarówno podczas dokręcania, jak i odkręcania. Dodatkowo odpowiednie rozłożenie sił w procesie dokręcania gwarantuje niezawodność połączenia wykonanego za pomocą śruby TORX. Łatwiejszy w stosunku do śrub tradycyjnych jest również jej demontaż.

Gniazda TORX często łączy się z gwintem metrycznym (na przykład w śrubach ISO 14583, ISO 14580, ISO 14581), oraz z technologiami samogwintującymi we wkrętach stosowanych do łączenia blach, drewna i tworzyw sztucznych.

Poniżej prezentujemy przykłady wyrobów TORX z gwintem metrycznym:

Podkładki samozabezpieczające

Podkładki samozabezpieczające stosowane są w połączeniach śrubowych narażonych na ryzyko poluzowania, bądź odkręcenia wskutek, na przykład, długotrwałego wystawienia na działanie wibracji silnika. Wykorzystując siły tarcia na całej powierzchni, podkładki te trwale zabezpieczają połączenie umożliwiając ich stosowanie w rozmaitych warunkach.

W obrębie podkładek samozabezpieczających wyróżnić można kilka podstawowych typów:

1. Podkładki sprężyste z powierzchnią naciętą (typ SCHNORR). Podkładki te wykorzystują nacięcia w profilu do wgłębiania się w materiał połączenia, dzięki czemu zabezpieczają dane połączenie przed poluzowaniem. Stosuje się je dla połączeń w klasach wytrzymałości 8.8.
2. Podkładki nacinane wewnętrznie ? stosowane w połączeniach w klasach 5.8-8.8;
3. Podkładki NORD-LOCK blokujące;
4. Podkładki DIN 6797 i DIN 6798 nacinane i ząbkowane wewnętrznie i zewnętrznie ? stosowane do połączeń w klasach 4.8 i 5.6 w przypadku małych obciążeń dynamicznych.

Jak wynika z powyższej klasyfikacji ? podkładki samozabezpieczające mogą być stosowane w rozmaitych klasach połączeń, gdzie może wystąpić ryzyko obluzowania nakrętki.

Podkładki zabezpieczające i podatne

Podkładki zabezpieczające charakteryzują się szczególnym kształtem i właściwościam, dzięki którym zapobiegają luzowaniu się połączeń śrubowych wszystkich klas. Powierzchnie podkładek zabezpieczających ukształtowane są ząbkowo w celu umożliwienia jak największego dopuszczalnego nacisku powierzchniowego. Powierzchnia ząbkowa eliminuje dodatkowo wszelkie skutki wibracji w przypadku połączeń wystawionych na uporczywe i długotrwałe działanie ruchów drgających. Kolejną ważną cechą podkładek zabezpieczających jest ich pierścieniowy kształt gwarantujący koncentryczne rozłożenie sił, które z kolei eliminuje zginanie śruby. Podkładka taka nie pęka jednak promieniowo w stosunku do łba i trzpienia śruby, co jest dość pewną gwarancją niezawodności. Nieco innym atutem podkładek zabezpieczających jest obecność powierzchni ślizgowej, która eliminuje ryzyko powstania zarysowań podczas procesu montażu.

Pewnym szczególnym przypadkiem podkładek zabezpieczających są podkładki podatne, lub ściślej ? podkładki podatne stożkowe. Termin ten używany jest do określania sprężyny talerzowej ? elementu sprężystego o działaniu zabezpieczającym. Efekt zabezpieczający osiągany jest w jego przypadku jedynie poprzez siły tarcia, które są mobilizowane do pracy dzięki sile sprężystej podkładki.

O ile podkładki podatne nie zabezpieczają przed luzowaniem się wszystkich połączeń, o tyle posiadają kilka bezspornych plusów przy użytkowaniu, takich jak: gwarancja optymalnej kompensacji naprężeń w połączeniu, redukcja dynamicznych naprężeń śruby w połączeniu, szeroki zakres wymiarowy, wysoka nośność osiowa i zdolność do równomiernego rozłożenia naprężeń gwarantująca wysokie bezpieczeństwo połączenia.

Nakrętki ? podstawa dobrego połączenia

Nakrętki, obok śrub i podkładek, należą do kluczowych elementów stosowanych w połączeniach gwintowych. Ze względu na specyfikę połączenia wyodrębniło się jednak bardzo wiele typów nakrętek, które niejednokrotnie ciężko jest usystematyzować. I tak wyróżnić można: nakrętki kołpakowe, nakrętki koronkowe niskie i klasyczne, nakrętki kwadratowe, nakrętki napinające otwarte i rurowe, nakrętki niskie, nakrętki samozabezpieczające, nakrętki skrzydełkowe, nakrętki sześciokątne do zgrzewania, nakrętki sześciokątne klasyczne, nakrętki wysokie, nakrętki z uchem oraz nakrętki złączne. Duża ilość rodzajów nakrętek dyktowana jest ich różnorakim zastosowaniem, oraz funkcją, którą dane nakrętki mają spełniać. Jeśli zależy nam na wysokim bezpieczeństwie połączeń zastosujemy nakrętki samozabezpieczające lub zabezpieczające, jeśli ważna jest dla nas łatwość montażu i demontażu zastanowić możemy się nad użyciem nakrętek skrzydełkowych. Jeśli chcemy połączyć za pomocą wspólnej nakrętki dwie śruby skorzystamy z nakrętek złącznych.

Z nakrętkami spotykamy się w życiu codziennym niemal na każdym kroku. Stosowane są w ogromnej rzeszy urządzeń mechanicznych (i nie tylko) codziennego użytku, w meblach, mechanizmach prostych oraz złożonych

Nakrętki samozabezpieczające

Jak powszechnie wiadomo, w przypadku niektórych połączeń gwintowych, szczególnie zaś tych wystawionych na trwałe i stałe działanie wibracji emitowanych, na przykład przez silnik maszyny, istnieje możliwość obluzowania się połączenia, co grozi w najlepszym wypadku awarią bądź zniszczeniem urządzenia. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie odpowiedniego zabezpieczenia mechanicznego przed luzowaniem się śrub w połączeniach. Jednym niezawodnych zabezpieczeń tego rodzaju jest zastosowanie nakrętek samokontrujących. Nakrętki samokontrujące to nakrętki o specyficznym kształcie, wyposażone mechanizm umożliwiający wykonanie kontry podczas luzowania się połączenia.

Nakrętki samozabezpieczające

Nakrętki samozabezpieczające stosuje się w przypadku połączeń gwintowych wystawionych na duże ryzyko poluzowania. Warunki, w których poluzowanie to może nastąpić są różnorakie ? najczęściej jednak z poluzowaniami mamy do czynienia w przypadku aparatur wystawionych na trwałe drgania mechaniczne, które występują chociażby w przypadku silników maszyn. W odróżnieniu nakrętek samokontrujacych nakrętki samozabezpieczające można stosować wiele razy, gdyż siłą wykorzystywaną do zabezpieczenia połączenia śrubowego z taką nakrętką jest siła tarcia. Nakrętki samozabezpieczające stosowane wyposażone są najczęściej w specjalny kołnierz, zwiększający powierzchnię trącą. Kołnierz taki nie jest oczywiście gładki ? może posiadać, na przykład zęby i żłobienia zwiększające tarcie.

Zastosowanie nitów zrywalnych

Nity zrywalne ze względu na możliwość łatwego demontażu, którą oferują znajdują zastosowanie w dość szerokiej gamie przedsięwzięć. Przede wszystkim stosuje się je nie tylko do łączenia elementów metalowych, ale także w przypadku pokryć dachowych, przy łączeniu drewna i tworzyw sztucznych, do łączenia materiałów o różnej grubości, oraz do łączenia materiałów o różnej strukturze.

Z nitów zrywalnych dobry użytek będą miały branże takie jak ? technika lotnicza, blacharstwo, budownictwo lekkie, i ciężkie oraz wszelkiej maści przemysł metalowy. Lekkie metalowe konstrukcje budowlane, czy instalacje ochronne w budynkach, takie jak orynnowanie, czy system ochrony przed ptakami, co z pewnością zainteresuje właścicieli kamienic, również korzystały będą z nitów zrywalnych.

Producenci elementów do połączeń nitowych wychodząc naprzeciw wymaganiom klienta i czasów z dnia na dzień różnicują swoją ofertę dotyczącą nitów zrywalnych. Jednym z ciekawszych przykładów takiego zróżnicowania jest wprowadzenie na rynek nitów zrywalnych lakierowanych w różnych kolorach, które są ogromnie użyteczne w przypadku konieczności odpowiedniego oznaczenia połączeń.

Nity zrywalne stosowane są w połączeniach nitowych, w których, oprócz oczywistych zalet nitowania, takich jak trwałość i wysoka wytrzymałość na obciążenia, dużą rolę odgrywa łatwość demontażu. Systematyka nitów zrywalnych zdyscyplinowana jest w ramach norm standardowych, aczkolwiek istnieje także podział dyktowany właściwościami materiałów, z których nity owe są wykonane. W ramach tego ostatniego kryterium wyróżnić możemy zatem:

1. Nity zrywalne aluminiowo-stalowe;

2. Nity zrywalne aluminiowo-aluminiowe;

3. Nity zrywalne aluminium-stal nierdzewna;

4. Nity zrywalne stalowo-stalowe;

5. Nity zrywalne miedź-nikiel/stal nierdzewna;

6. Nity zrywalne stal nierdzewna;

7. Nity zrywalne miedź-stal;

8. Nity zrywalne miedź-brąz;

9. Nity zrywalne aluminiowo-stalowe z zatrzaskiem profilowym;

10. Nity zrywalne mosiężno-stalowe z końcówką elektryczną;

Jak wynika z powyższego podziału ? nity zrywalne wykonane z różnego rodzaju materiałów znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, nie tylko powiązanego w jakiś sposób z łączeniem metali.

Nity ? zastosowanie, zalety i wady

Zastosowanie połączeń nitowych jest dziś dalece mniejsze niż jeszcze przed dwudziestu laty. Przede wszystkim nitowanie niemal w całości wyeliminowane zostało z produkcji różnego rodzaju zbiorników zarówno metalowych, jak i niemetalowych, oraz z instalacji hydraulicznych, gdzie jak wiemy, najważniejsza jest absolutna szczelność połączenia. Wzrost zastosowania nitów obserwuje się współcześnie w blacharstwie, gdzie szczególny poklask znalazły nity zamykanie jednostronnie, w przemyśle motoryzacyjnym i przy łączeniu metali lekkich, w ramach przemysłu lotniczego. Innym zastosowaniem nitów drobnych jest łączenie skóry, brezentu, czy gumy między sobą lub z elementami metalowymi w rymarstwie.

Zalety połączeń nitowych są trudne do przecenienia. Pozwalają one bowiem łączyć różne materiały, w różnych układach, na przykład ? materiały niemetalowe z metalami za pomocą nitowania na zimno. Nitowanie na zimno sprawia, że podczas procesu łączenia złącze nie jest nagrzewane, a co za tym idzie ? zachowana zostaje pierwotna struktura materiału, z którego wykonane są elementy łączące. W razie potrzeby istnieje możliwość łatwego rozmontowania łącza nitowego poprzez ścięcie, sfrezowanie, czy wywiercenie łbów nitów, bez ryzyka uszkodzenia elementów złączonych. Dodatkowo ? nity tłumią drgania i doskonale sprawdzają się przy obciążeniach dynamicznych.

Do wad tego rodzaju połączeń należy dość wąski zakres rodzajów złącz, niejednokrotnie skomplikowana postać złącza z dużą ilością elementów pomocniczych, złożony technologicznie proces nitowania, oraz stosunkowo wysokie koszty wykonania złącza.