Sięgasz do skrzynki ze śrubami i trzymasz w ręce M8, która wygląda dokładnie tak samo jak ta, którą chcesz wymienić. Czy wytrzyma tyle samo, powie ci tylko łeb. Tam w kilku znakach jest zapisane, kto ją wyprodukował i jak jest wytrzymała. Tutaj nauczysz się odczytywać te znaki i zobaczysz, jak bardzo klasy naprawdę się różnią.
Co musi być na łbie
Wiele stalowych śrub z gwintem metrycznym ma od średnicy gwintu 5 mm dwa oznaczenia, o ile pozwala na to kształt.
- Znak producenta: litery lub symbol. Pokazuje, kto odpowiada za wartości.
- Klasa wytrzymałości: dwie liczby z kropką, na przykład 8.8 lub 10.9.
W śrubach z łbem sześciokątnym dotyczy to wszystkich klas od 4.6 do 12.9. W śrubach z łbem walcowym z gniazdem sześciokątnym lub gniazdem sześciokątnym zaokrąglonym oznaczenie jest obowiązkowe dopiero od 8.8. Znaki są zwykle wytłoczone wypukło lub wklęsło na górnej powierzchni łba, w śrubach z łbem walcowym także na boku łba. Poniżej M5 często pomoże tylko opakowanie.
Odczytaj obie liczby w dziesięć sekund
Pierwsza liczba razy 100 to wytrzymałość na rozciąganie, czyli naprężenie, przy którym śruba się zrywa. Druga liczba podzielona przez 10 mówi, jaką część tej wartości stanowi granica plastyczności. Powyżej niej śruba wydłuża się trwale.
- a pierwsza liczba klasy wytrzymałości, b druga liczba
- Rm wytrzymałość na rozciąganie w N/mm²
- Re granica plastyczności w N/mm², od 8.8 ściśle biorąc umowna granica plastyczności Rp0,2
Dla 12.9 oznacza to 1200 N/mm² wytrzymałości na rozciąganie i 90 % tej wartości jako granicę plastyczności, czyli 1080 N/mm². Śruba 4.6 osiąga tylko 400 N/mm² i już przy 60 % tej wartości, czyli 240 N/mm², zaczyna się trwale wydłużać. Klasy z 6 na końcu są ciągliwe, klasy z 9 wytrzymują dużo, ale mają mały zapas do zerwania.
Jak duża jest naprawdę różnica
Łatwiej to sobie wyobrazić na przykładzie siły, przy której śruba wydłuża się trwale. Liczy się tu przekrój czynny As gwintu. Dla M8 wynosi on 36,6 mm².
- Fe siła rozciągająca, przy której śruba osiąga granicę plastyczności, w N
- As przekrój czynny w mm²
Przykład
W przyrządzie brakuje śruby z łbem walcowym M8 klasy 8.8. W skrzynce leżą śruba bez oznaczenia i śruba ze stali nierdzewnej z oznaczeniem A2-70. Ile każda z nich wytrzyma do granicy plastyczności?
8.8 → Fe = 640 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 23,4 kN
A2-70 → Fe = 450 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 16,5 kN
bez oznaczenia, przyjęto 4.6 → Fe = 240 N/mm² · 36,6 mm² ≈ 8,8 kN
Śruba ze stali nierdzewnej osiąga tylko około 70 % śruby 8.8. Przy śrubie bez oznaczenia zakładasz najgorszy przypadek i zostaje niewiele ponad 37 %. Śruba 8.8 utrzyma do granicy plastyczności mniej więcej ciężar 2,4 t, nieznana śruba może tylko 0,9 t. Żadna z obu śrub zastępczych nie jest więc tu dobrym pomysłem.
Wartości służą tylko do porównania. Ile śruba może przenosić w eksploatacji, określa konstrukcja. Wartości orientacyjne do dokręcania znajdziesz w kalkulatorze Moment dokręcania śrub.
Nakrętki i stal nierdzewna
Nakrętki mają tylko jedną liczbę, na przykład 8, 10 lub 12. Od M5 jest ona wytłoczona wklęsło na boku lub powierzchni oporowej albo wypukło na fazce. Zamiast liczby może też być kod w systemie tarczy zegarowej. Zasada jest prosta. Liczba na nakrętce musi być co najmniej tak duża jak pierwsza liczba śruby. Do 8.8 pasuje nakrętka 8 lub wyższa, do 10.9 nakrętka 10 lub wyższa.
Stal nierdzewną odczytuje się inaczej. W A2-70 litera A oznacza grupę stali, stal austenityczną, a A2 lub A4 gatunek stali. A4 zawiera dodatkowo molibden i jest odporniejsza na chlorki, np. w wodzie morskiej lub na basenie. Liczba za myślnikiem razy 10 daje wytrzymałość na rozciąganie, dla A2-70 więc 700 N/mm². Granicy plastyczności nie da się z tego odczytać. Śruby nierdzewne bez klasy na łbie często osiągają tylko klasę 50.
Czego łeb nie zdradzi
- Kolor: wiele śrub z łbem walcowym 12.9 jest czarnych, ale czarny nie oznacza 12.9. Również śruby ocynkowane występują w prawie wszystkich klasach.
- Kierunek gwintu: śruby z gwintem lewym powinny mieć od M5 dodatkowe oznaczenie, ale nie polegaj na tym. Trzymaj śrubę pionowo i spójrz na gwint. W gwincie prawym zwoje wznoszą się w prawo, w gwincie lewym w lewo.
- Stan: przeciągnięta śruba ma takie samo oznaczenie jak nowa. Jeśli trzpień jest przewężony, śruba idzie na złom.
Typowe błędy
- Śruba 8.8 zastąpiona nierdzewną: A2-70 brzmi jak więcej, ale do granicy plastyczności wytrzymuje tylko około 70 % śruby 8.8.
- Zamontowana śruba bez oznaczenia: śruba z łbem sześciokątnym od M5 bez klasy na łbie nie jest znormalizowaną śrubą stalową o potwierdzonej wytrzymałości. Traktuj ją jak najsłabszą klasę albo weź inną.
- Zapomniana nakrętka: śruba 10.9 z nakrętką klasy 8 może zawieść na gwincie nakrętki, zanim śruba przeniesie pełne obciążenie.
- Zamiana 8.8 na 10.9 bez zastanowienia: mocniej nie zawsze znaczy lepiej. Śruby o podwyższonej wytrzymałości są mniej plastyczne, a śruby ocynkowane galwanicznie od 10.9 mogą ulec kruchości wodorowej. Co jest wymagane, podaje rysunek.
Najczęstsze pytania
Czy mogę zastąpić śrubę 8.8 śrubą 10.9?
Pod względem wytrzymałości zwykle tak, jeśli pasuje też nakrętka. Dokręca się momentem przewidzianym dla danego połączenia. Wyższy moment dla 10.9 tylko wtedy, gdy wytrzymają go element, długość wkręcania i powierzchnia oporowa. Ocynkowane galwanicznie 10.9 tylko za zgodą. Jeśli rysunek wyraźnie wymaga 8.8, na przykład dlatego, że przy przeciążeniu śruba ma ustąpić jako pierwsza, zostaje 8.8.
Co zrobić, gdy oznaczenie jest już nieczytelne?
Wtedy klasa jest nieznana, nawet jeśli śruba pochodzi z dobrej skrzynki. Do połączeń nośnych bierzesz nową, oznaczoną śrubę.
Gdzie to znajdę w aplikacji?
W Gesello w module Śruby. W zakładce Wytrzymałość wybierasz klasę i widzisz wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności i pasujące nakrętki, także dla stali nierdzewnej. W zakładce Oznaczenie aplikacja rozkłada dane do zamówienia, takie jak ISO 4017 - M12x60 - 10.9, na części.