Šroub drží spoj bezpečně pohromadě jen tehdy, když dostane správnou předpínací sílu. Příliš malá – a spoj se uvolní nebo se při střídavém zatížení poruší. Příliš velká – a šroub se nadměrně protáhne. Cestou k ní je utahovací moment – a ten závisí na mazání víc, než si většina lidí myslí.
Co prozradí třída pevnosti
Na hlavě ocelového šroubu jsou dvě čísla oddělená tečkou, například 8.8. Pevnost z nich vyčtete přímo:
- První číslo krát 100 dává mez pevnosti v tahu Rm v N/mm². U 8.8 je to 800 N/mm².
- První krát druhé číslo krát 10 dává mez kluzu Re v N/mm². U 8.8 je to 8 · 8 · 10 = 640 N/mm².
| Třída pevnosti | Mez pevnosti v tahu Rm | Mez kluzu Re | vhodná matice |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 N/mm² | 640 N/mm² | nejméně třída 8 |
| 10.9 | 1000 N/mm² | 900 N/mm² | nejméně třída 10 |
| 12.9 | 1200 N/mm² | 1080 N/mm² | nejméně třída 12 |
Číselné označení udává jmenovité hodnoty. Pro 10.9 a 12.9 stanoví norma minimální smluvní mez kluzu o něco výš (940 a 1100 N/mm²). S těmito hodnotami jsou spočítány utahovací momenty níže.
Orientační hodnoty utahovacích momentů
Tabulka platí pro šrouby se šestihrannou hlavou s metrickým závitem s hrubým stoupáním, součinitel tření µ = 0,12 (například fosfátované nebo černěné a lehce naolejované) a využití meze kluzu 90 % při utahování. V závorce je uvedena předpínací síla, které se přitom dosáhne.
| Závity | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10,1 N·m (10,2 kN) | 14,9 N·m (15,0 kN) | 17,4 N·m (17,5 kN) |
| M8 | 24,6 N·m (18,6 kN) | 36,1 N·m (27,4 kN) | 42,2 N·m (32,0 kN) |
| M10 | 48,5 N·m (29,6 kN) | 71,2 N·m (43,5 kN) | 83,3 N·m (50,9 kN) |
| M12 | 83,6 N·m (43,1 kN) | 123 N·m (63,3 kN) | 144 N·m (74,1 kN) |
| M16 | 206 N·m (81,0 kN) | 302 N·m (119 kN) | 354 N·m (139 kN) |
Jde o orientační hodnoty. Přednost mají údaje na výkrese, v montážním návodu nebo od výrobce.
Proč mazání tolik znamená
Velkou část momentu spotřebuje tření. Je-li šroub lépe namazán, dosáhne se při stejném momentu větší předpínací síly. Proto musí tabulková hodnota a stav šroubu odpovídat.
Příklad
Šroub M10 třídy 8.8 se má pokaždé utáhnout na 90 % své meze kluzu. Jaký utahovací moment je k tomu potřeba?
| Stav šroubu | Součinitel tření µ | Utahovací moment |
|---|---|---|
| lehce naolejovaný | 0,12 | 48,5 N·m |
| sušší | 0,14 | 53,9 N·m |
Kdo utáhne naolejovaný šroub hodnotou pro suchý stav, vyvodí výrazně větší předpínací sílu, než bylo plánováno, a může šroub nadměrně protáhnout. Naopak suchý šroub utažený hodnotou pro naolejovaný stav zůstane příliš volný.
Jak přesné je to při montáži?
I se správnou hodnotou se předpínací síla rozptyluje podle způsobu utahování. S momentovým klíčem je největší předpínací síla asi 1,6 až 2,5krát vyšší než nejmenší, s rázovým utahovákem 2,5 až 4krát. U důležitých spojů proto patří k výbavě momentový klíč.
Typické chyby
- Příliš slabá matice: K šroubu 10.9 patří matice třídy 10. S maticí třídy 8 se závit matice strhne dříve, než je šroub plně zatížen.
- Nezohledněný součinitel tření: Hodnota z tabulky platí pro suchý stav, šroub je ale naolejovaný – šroub se nadměrně protáhne.
- Hodnoty z tabulky použité pro jiné hlavy: Šrouby s přírubou, zápustné šrouby nebo velké díry pro šrouby mění tření pod hlavou, a tím i utahovací moment.
- Špatně odečtená mez kluzu: U 8.8 je to 640 N/mm², ne 64.
- Pružná podložka jako pojištění u 8.8 a vyšších tříd: U vysokopevnostních šroubů nepojišťuje, rozhodující je předpínací síla.
Časté dotazy
Mohu šroub 10.9 jednoduše utáhnout hodnotou pro 8.8?
To je bezpečné, ale přicházíte o pevnost. Spoj pak má jen předpínací sílu šroubu 8.8. Zda to stačí, rozhoduje konstrukce.
Platí hodnoty i pro nerezové šrouby?
Ne. Šrouby z korozivzdorné oceli, jako je A2-70, mají jiné pevnosti a mají sklon k zadírání. Pro ně platí vlastní hodnoty.