🔩 Šroubové spoje

V dílně

O čem to je

Rozeber kolo, pračku nebo motor auta. Skoro všechno drží pohromadě šrouby a matice. Díky nim jde stroj rozebrat, opravit a znovu složit.

Strojař musí poznat, jaký šroub kam patří, přečíst jeho označení a zajistit ho, aby se otřesy neuvolnil. Uvolněný šroub na kole auta nebo na jeřábu může zabít.

Nové pojmy

Rozebíratelný spojSpojení součástí, které jde rozebrat a znovu složit, aniž by se něco zničilo.Šroub s maticí. Opakem je svar: ten musíš rozříznout.

ZávitŠroubovitá drážka a výstupek na válci. Vnější závit má šroub, vnitřní závit má matice nebo díra.Na šroubu M10 je vnější závit, v matici M10 vnitřní.

ŠroubTyč se závitem a s hlavou. Prochází dírou ve spojovaných dílech a utahuje se maticí nebo se šroubuje přímo do závitu v díře.Šroub se šestihrannou hlavou M12 × 40 (průměr 12 mm, délka 40 mm).

MaticeSoučást s vnitřním závitem, kterou šroub dotáhneš.Šestihranná matice M12.

Svorník (závrtný šroub)Tyč se závitem na obou koncích, bez hlavy. Jeden konec se natrvalo zašroubuje do dílu, na druhý přijde matice.Hlava motoru přišroubovaná ke bloku.

Jak se čte metrický závit

V Evropě se nejvíc používá metrický závit ISO. Profil zubu má tvar trojúhelníku s vrcholovým úhlem 60°. Značí se písmenem M a jmenovitým průměrem v milimetrech.

Stoupání PO kolik se šroub posune podél osy, když ho otočíš o jednu celou otáčku (u jednochodého závitu). Je to také vzdálenost dvou sousedních zubů.M10 má hrubé stoupání 1,5 mm: jedna otáčka = posun o 1,5 mm.

Označení	Co znamená
M10	metrický závit, průměr 10 mm, hrubé (běžné) stoupání
M10 × 1,25	metrický jemný závit, stoupání 1,25 mm
M10 – LH	levý závit (utahuje se proti směru hodinových ručiček)
Tr 20 × 4	lichoběžníkový (trapézový) závit, průměr 20 mm, stoupání 4 mm

Jemný závit má menší stoupání. Drží lépe proti uvolnění a hodí se pro tenkostěnné díly a seřizování. Lichoběžníkový závit je na pohybových šroubech: vřeteno svěráku nebo soustruhu.

Proč se šrouby povolují a jak tomu zabránit

Otřesy a chvění pomalu povolují matici. Proto se šrouby pojišťují. Pojištění se dělí podle toho, co matici drží.

Zkus roztřídit: kde něco matici mechanicky brání v otočení, je to tvarové pojištění. Kde ji drží tření, je to silové. Kde závit slepíš, je to materiálové.

Kolik milimetrů se posune šroub M10 (hrubé stoupání 1,5 mm), když ho otočíš o 4 celé otáčky?

Jedna otáčka = posun o stoupání P = 1,5 mm. Čtyři otáčky: 4 · 1,5 = 6 mm.

Pevnostní třídaDvě čísla na hlavě šroubu, např. 8.8. Říkají, jaké napětí šroub vydrží. Napětí je síla na 1 mm² průřezu, měří se v MPa (1 MPa = 1 N/mm²). Mez pevnosti je napětí, při kterém se šroub přetrhne. Mez kluzu je napětí, při kterém se začne trvale natahovat.Šroub 8.8 vydrží víc než šroub 4.6.

Šroub pevnostní třídy 8.8. Jaká je jeho mez pevnosti a mez kluzu?

První číslo × 100 = mez pevnosti: 8 · 100 = 800 MPa. Druhé číslo říká poměr meze kluzu k mezi pevnosti: 0,8 · 800 = 640 MPa.

✗Šroub M10 má stoupání 10 mm.

✓Číslo za M je průměr 10 mm. Hrubé stoupání M10 je 1,5 mm.

Stoupání se u hrubého závitu nepíše, vyčte se z tabulky. Píše se jen u jemného závitu (M10 × 1,25).

Šroubový spoj je rozebíratelný. Metrický závit M má profil 60° a číslo za M je průměr v mm. Šrouby se proti otřesům pojišťují tvarově, třením nebo lepidlem.

Krok za krokem

O čem to je

Konstruktér navrhuje přírubu potrubí. Musí rozhodnout: jaký šroub, kolik jich, jak pevný a jak ho zajistit. Na to potřebuje znát druhy závitů, značení a jednoduchý výpočet.

Nové pojmy

ZávitŠroubovitý výstupek (zub) na válci nebo v díře. Vnější je na šroubu, vnitřní v matici.Závit M8 na šroubu a v matici.

Profil závituTvar zubu, když závit podélně rozřízneš.Trojúhelník (metrický), lichoběžník (trapézový), oblouk (oblý).

Stoupání PPosun šroubu podél osy za jednu otáčku jednochodého závitu.M12: P = 1,75 mm.

Napětí σ (sigma)Síla rozpočítaná na plochu průřezu: σ = F / S. Jednotka MPa = N/mm².Síla 1 000 N na ploše 10 mm² dává 100 MPa.

1. Druhy závitů

Závit	Značka	Profil	K čemu
metrický	M	trojúhelník 60°	spojovací šrouby a matice
trubkový (Whitworthův)	G, R	trojúhelník 55°	trubky a armatury
lichoběžníkový	Tr	lichoběžník 30°	pohybové šrouby, vřetena
oblý	Rd	oblouky	znečištěné prostředí, potravinářská potrubí

2. Druhy šroubů

šroub s maticí – prochází oběma díly, matice ho utahuje
šroub do závitu – šroubuje se přímo do závitové díry ve druhém dílu
svorník – bez hlavy, jeden konec natrvalo v dílu, na druhém matice
hlavy: šestihranná, s vnitřním šestihranem (imbus), válcová, zápustná
podložka pod maticí rozloží tlak a chrání povrch dílu

3. Pevnostní třída

Na hlavě ocelového šroubu je vyraženo např. 8.8 nebo 10.9. První číslo × 100 = mez pevnosti v MPa. Součin obou čísel × 10 = mez kluzu v MPa.

Mez kluzu ReNapětí, při kterém se materiál začne trvale deformovat (natahovat).Šroub 8.8: Re = 8 · 8 · 10 = 640 MPa.

4. Kontrola šroubu na tah

Zjisti osovou sílu F, kterou šroub drží (v N).

Najdi v tabulce průřez šroubu S (u M10 je výpočtový průřez asi 58 mm²).

Spočítej napětí σ = F / S.

Porovnej s dovoleným napětím (mez kluzu dělená bezpečností). Napětí musí být menší.

Šroub M10 (S = 58 mm²) drží osovou sílu 10 kN. Jaké je v něm napětí?

F = 10 kN = 10 000 N. σ = F / S = 10 000 / 58 ≈ 172 MPa. Šroub 8.8 má mez kluzu 640 MPa, takže vydrží s velkou rezervou.

Šroub 10.9: jaká je mez pevnosti a mez kluzu?

Rm = 10 · 100 = 1 000 MPa. Re = 10 · 9 · 10 = 900 MPa.

5. Pojištění

✗Čím víc šroub utáhnu, tím lépe – dotáhnu ho prodlouženým klíčem.

✓Šrouby se utahují předepsaným momentem momentovým klíčem.

Přetažený šroub se natáhne za mez kluzu nebo strhne závit a spoj povolí.

Metrický závit (M, 60°) spojuje, lichoběžníkový (Tr) pohybuje. Pevnostní třída 8.8 znamená Rm = 800 MPa a Re = 640 MPa. Šroub se kontroluje na tah σ = F / S a utahuje se předepsaným momentem.

📌Čepy, kolíky, pera a drážkování