Šroub

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o spojovacímu prostředku. Další významy jsou uvedeny v článku Šroub (rozcestník).

Šroub je otočná strojní součást, jejíž hlavní funkční částí je vnější závit. Společně s maticí tvoří spojovací prostředek v rozebíratelném šroubovém spoji. Spojovací šroub je obvykle opatřen hlavou, která umožňuje šroubem otáčet. Kromě toho se šroub používá k převodu otáčivého pohybu na posuvný u různých strojů a k řadě dalších účelů.

Různé inbusové šrouby

Síla otáčení[editovat | editovat zdroj]

Závit na šroubu (šroubovice) působí jako nakloněná rovina, obtočená kolem jeho dříku. Otáčením se šroub posouvá vůči matici nebo součásti s vnitřním závitem, a to s podstatně větší silou než jaká šroubem otáčí. Proto se šrouby užívají například u mechanických zvedáků, šroubových lisů a dalších zařízení, kde je třeba vyvinout velkou sílu. Závit běžných šroubů je samosvorný, takže šroubový spoj drží spojované součástky pohromadě velkou silou a trvale. Toho využívají například šroubové uzávěry. Jen tam, kde se součásti například trvale otřásají, jako v motorech, v letadlech a dopravních strojích, se musí šroub i matka zajistit proti samovolnému povolení spoje.

Síla F1 potřebná k otáčení šroubu:

kde F2 je síla, která posouvá šroub, d je výška jednoho závitu (stoupání) , r je poloměr šroubu. V praxi se ještě počítá s třením a veličina potřebná pro utažení (povolení) šroubu se udává jako krouticí moment.

Jemný a přesný posuv[editovat | editovat zdroj]

Otáčivý pohyb šroubu se převádí na daleko menší podélný posuv a díky tomu vyvozuje značnou sílu. Jedna otočka šroubu způsobí posuv o stoupání závitu, čehož lze využít k jemnému podélnému pohybu. Měřící šroub mikrometru se každou otáčkou posune o 1mm a je-li opatřen větší válcovou hlavou se stupnicí, dovoluje odměřovat setiny nebo i tisíciny milimetru. Posuvové šrouby obráběcích strojů umožňují přesné nastavení nástroje vůči obrobku a tím i přesnou výrobu.

Technická praxe[editovat | editovat zdroj]

Typy drážek šroubů
(a) drážka pro plochý šroubovák (b) křížový Phillips (c) křížový Pozidrive (d) Torx (e) Imbus (šestihran) (f) Robertson (g) Tri-Wing (h) Torq-Set (i) Spanner head

V technické praxi patří šroub mezi rozebíratelné spojovací součástky, ať už spolu s maticí nebo bez matice tvoří šroubový spoj. V případě kdy ve spoji není použita matice bývá šroub zašroubován (zavrtán) do otvoru se závitem.

Rozměry a materiály šroubů jsou dány mezinárodními standardy ISO, EN ISO, ASTM nebo národními např. ČSN, DIN nebo podnikovými normami (např. PN nebo LiAB).

Typ hlavy[editovat | editovat zdroj]

Podle účelu se používají šrouby s různě upravenou hlavou. Pro malé průměry šroubů se nejčastěji používají hlavy s jednoduchou drážkou a následujícími tvary

  • se zapuštěnou hlavou,
  • s čočkovou hlavou,
  • s válcovou hlavou,
  • s půlkulatou,
  • ostatní typy (okrasné, vratové).

Jednoduchá drážka nedovoluje užití větší síly, proto se používají různé (často i firemní) tvary vnitřních prohlubní, do nichž se nasadí nástroj (šroubovák) přesně odpovídajícího tvaru. Pro větší průměry se používají šrouby s vnějším nebo vnitřním šestihranem (inbus), které lze utahovat ještě větší silou.

Pro bezpečnostní nerozebíratelné spoje se vyrábějí a používají šrouby se zvláštními úpravami hlav, například s ulamovací, utrhávací hlavou.

Závit[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku závit.

Podle účelu se používají šrouby s různými typy závitů např.:

  • metrický - nejběžnější,
  • palcový - Whitworth),který se v současnosti nepoužívá
  • trapézový (lichoběžníkový),
  • oblý,
  • pancéřový.
Pevnostní třídy šroubů uhlíkových ocelí podle ČSN EN ISO 898-1[1]

Číslice před tečkou označuje mez pevnosti ve 100 MPa, číslice za tečkou pak mez kluzu jako procentní podíl k mezi pevnosti. Např. pro pevnostní třídu 4.6 je mez pevnosti 400 MPa a mez kluzu pak 400 MPa × 0,6 tj. 240 MPa.

Označení šroubů z korozivzdorných ocelí podle ČSN EN ISO 3506-1[2]

Šrouby i matice se označují alfanumerickým kódem, který definuje chemické složení korozivzdorné oceli, po nich následuje pomlčka a číslo, které vyjadřuje desetinu meze pevnosti. Např. A4-70 označuje austenitický korozivzdorný materiál s mezí pevnosti 700 MPa.

Materiály[editovat | editovat zdroj]

Podle účelu použití se šrouby a matice vyrábějí z různých materiálů. Jedny z nejběžnějších jsou šrouby z uhlíkových nebo legovaných ocelí v pevnostních třídách 4.6, 5.6, 5.8, 8.8, 10.9, 12.9.[1] Pro šrouby z uhlíkových ocelí, se za účelem prodloužení životnosti spoje, používá k jejich ochraně různých povrchových úprav, často galvanické zinkování v různých odstínech od bílé, modré, žluté, olivové, černé atd., žárové zinkování, šeradování, dacromet, delta-ton, případně organické povlaky (nátěry).

Pro šrouby z korozivzdorných ocelí se používají materiály A1 až A5 (austenitické), F1 až F5 (feritické) a C1 až C5 (martenzitické). Pevnost je označena doplňkovou číslicí za pomlčkou.[2] Dále se používají šrouby z mosazi, ze slitin hliníku a také z plastů.

Únosnost šroubu[editovat | editovat zdroj]

Šrouby jsou ve spojích namáhány tahem a smykem. Navrhování a výpočet šroubových spojů ocelových konstrukcí se provádí podle normy ČSN EN 1993-1-8[3] a podle ČSN EN 1999-1-1[4] pro šroubové spoje konstrukcí z hliníkových slitin.

Návrh pro tahové namáhání

, kde AS je průřez jádra šroubu (v závitu), F působící síla a je maximální dovolené napětí ve šroubu v tahu. Potřebná plocha jádra šroubu se tedy vypočítá jako . Z vypočtené plochy průřezu jádra šroubu AS se stanovuje potřebná velikost šroubu podle příslušné normy nebo katalogu výrobce.

Návrh pro smykové namáhání

Postup je shodný s návrhem pro tahové namáhání s rozdílem, že místo maximálně dovoleného napětí ve šroubu v tahu se použije maximální dovoleného napětí ve šroubu ve smyku .

Návrh pro kombinaci tahového a smykového namáhání

Posouzení šroubů pro kombinaci tahového a smykového namáhání se provádí v případě, že šroub bude namáhán oběma způsoby, tedy jak tahem tak smykem. Posouzení se provádí podle teorie plasticity např. Hüber–Mises–Hencky, Tresca aj.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Sada bitů pro různé typy šroubů

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. a b ČSN EN ISO 898-1. Mechanické vlastnosti spojovacích součástí z uhlíkové a legované oceli - Část 1: Šrouby se specifikovanými třídami pevnosti - Hrubá a jemná rozteč. Praha : ÚNMZ, 2010-07-01. detail.
  2. a b ČSN EN ISO 3506-1. Mechanické vlastnosti korozně odolných spojovacích součástí z korozivzdorných ocelí - Část 1: Šrouby. Praha : ÚNMZ, 2010-07-01. detail.
  3. ČSN EN 1993-1-8. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-8: Navrhování styčníků. Praha : ÚNMZ, 2007-01-01. detail.
  4. ČSN EN 1999-1-1. Eurokód 9: Navrhování hliníkových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla pro konstrukce. Praha : ÚNMZ, 2009-02-01. detail.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]