Značení šroubů: Jak rozluštit pevnostní kód z čísel na hlavě šroubu / Offtopic / iXBT Live

Věnovali jste někdy pozornost číslům na hlavách šroubů? 8.8, 5.8, 10.9, 12.9 – co znamenají? Mnoho lidí si je mylně myslí jako utahovací moment nebo pevnost v tahu. Je čas jednou provždy přijít na to, jak tyto záhadné symboly vyřešit. Tento článek vyvrací mýty o značení šroubů. Dozvíte se, co znamenají čísla na hlavách šroubů, jak se vypočítává pevnost v tahu a utahovací moment a jak vybrat spojovací prvky pro důležité sestavy.

Třída pevnosti: co to je?

Čísla na šroubech označují třídu pevnosti spojovacího prvku. Tato třída nezávisí na průměru šroubu. To znamená, že šroub M8 a šroub M36 mohou mít stejnou třídu pevnosti, například 8.8. To však neznamená, že vydrží stejné zatížení. Podívejme se podrobněji na příklad šroubu označeného 8.8. Označení 8.8 není jedno číslo, ale dvě: 8 a 8.

Podívejme se na označení šroubu. První číslo, v tomto příkladu 8, udává pevnost v tahu. Pro určení její hodnoty v megapascalech (MPa) je třeba toto číslo vynásobit 100. 8 vynásobené 100 tedy dá 800 MPa. Tato hodnota ukazuje maximální napětí, které materiál šroubu vydrží před porušením.

Druhé číslo, rovněž rovno 8, odráží mez kluzu, vyjádřenou v procentech pevnosti v tahu. V našem případě je to 80 % z 800 MPa, což je 640 MPa. Mez kluzu je úroveň napětí, při které začínají v materiálu šroubu docházet k nevratným změnám tvaru, tj. dochází k plastické deformaci. Dosažení této meze je vysoce nežádoucí, protože šroub přestává plnit svou funkci a selhává.

Pevnost v tahu: Praktický výpočet

Megapascal není tlak, ale napětí měřené v newtonech na čtvereční milimetr (N/mm²). Pro výpočet pevnosti v tahu, kterou šroub odolá, vynásobte pevnost v tahu plochou průřezu šroubu.

Plocha průřezu šroubu je plocha kruhu, kterou lze vypočítat pomocí vzorce: S = πR², kde π (pi) ≈ 3,14 a R je poloměr průřezu.

Důležité! Při výpočtu poloměru je třeba vzít v úvahu poloměr podél paty závitu, protože se jedná o nejtenčí místo v průřezu šroubu.

Řekněme, že pro šroub s průměrem závitu 6,75 mm bude poloměr 3,38 mm. Pak bude plocha průřezu: S = 3,14 * (3,38)² ≈ 35,9 mm².

Nyní můžeme vypočítat pevnost v tahu (Pр): Pр = Mez kluzu * Plocha průřezu = 640 MPa * 35,9 mm² ≈ 22900 N (Newtonů).

Pro ty, kteří jsou zvyklí měřit zátěž v kilogramech: 22900 N ≈ 2300 kg (2,3 tuny).

I když se toto číslo může zdát působivé, není určujícím faktorem při výběru šroubu. Mnohem důležitější je správně vypočítat utahovací moment.

Utahovací moment: klíčový parametr

Utahovací moment je síla, kterou je nutné vyvinout na matici (nebo hlavu šroubu), aby se dosáhlo optimálního napnutí šroubu ve spoji. Výpočet utahovacího momentu je důležitý pro zajištění spolehlivosti spoje.

Důležitá poznámka: Uvažujeme případ spojení šroub-matice, kde matice má stejnou třídu pevnosti jako šroub. Pokud je šroub zašroubován do pouzdra, měl by být utahovací moment stanoven výrobcem pouzdra.

Maximální utahovací moment (M) pro spojení šroub-matice lze vypočítat pomocí vzorce:

• K — součinitel tření (pro suché spojení ≈ 0,2);

• D – průměr závitu (v metrech);

• Pр — pevnost v tahu (v Newtonech).

Pro zajištění bezpečnostní rezervy se doporučuje použít 60 % maximálního utahovacího momentu.

V našem příkladu:

• M = 0,2 * 0,008 m * 22900 N * 0,6 ≈ 22 N•m (newtonmetrů).

• Newtonmetr je jednotka měření utahovacího momentu.

Takto se vypočítávají tabulkové hodnoty utahovacích momentů pro různé šrouby.

Šrouby dle GOST

Ruská státní norma stanoví, že šrouby s třídami pevnosti 8.8, 9.8, 10.9 a 12.9 jsou vysoce spolehlivé. Takové spojovací prvky se aktivně používají v automobilovém průmyslu a dalších odvětvích, kde je vyžadována zvýšená stabilita spoje.

Upevňovací šrouby s třídami pevnosti 3.6, 4.6, 5.8 a 6.8 nejsou klasifikovány jako vysokopevnostní. To neznamená, že jsou nízké kvality, ale jejich použití v konstrukcích vystavených zvýšenému zatížení se nedoporučuje.

Například spojka a setrvačník automobilu jsou obvykle zajištěny šrouby označenými 10.9 nebo 12.9.

Technická gramotnost je klíčem ke spolehlivosti

Takže nyní, když víte, co znamenají čísla vyrytá na hlavách šroubů a jak určit jejich pevnost v tahu a požadovaný utahovací moment při utahování, věřím, že vám tyto znalosti pomohou vybrat správné spojovací prvky a přispějí k trvanlivosti a bezpečnosti produktů, které vytváříte. Rozvíjejte své technické kompetence, zejména při práci s kovovými součástmi.

• Čísla na šroubech označují třídu pevnosti, nikoli utahovací moment.

• První číslo v označení (např. 8 v 8.8) udává pevnost v tahu (vynásobenou 100).

• Druhé číslo je mez kluzu v procentech z konečné pevnosti v tahu.

• Pro zajištění bezpečného spojení je důležité správně vypočítat utahovací moment.

• Podle GOST jsou šrouby označené 8.8 a vyšší považovány za vysoce pevné.