V našej priemyselnej výrobe sa skrutky často lámu, prečo sa teda lámu? Dnes sa to analyzuje hlavne zo štyroch hľadísk.
V skutočnosti je väčšina zlomení skrutiek spôsobená uvoľnením a zlomia sa kvôli uvoľneniu. Keďže situácia uvoľnenia a zlomenia skrutiek je zhruba rovnaká ako pri únavovom lome, nakoniec vždy nájdeme príčinu v únavovej pevnosti. V skutočnosti je únavová pevnosť taká veľká, že si ju nevieme predstaviť a skrutky počas používania vôbec nepotrebujú únavovú pevnosť.
Po prvé, zlomenie skrutky nie je spôsobené jej pevnosťou v ťahu:
Vezmime si ako príklad vysokopevnostnú skrutku M20×80 triedy 8.8. Jej hmotnosť je iba 0,2 kg, zatiaľ čo jej minimálne ťahové zaťaženie je 20 t, čo je až 100 000-násobok jej vlastnej hmotnosti. Vo všeobecnosti ju používame iba na upevnenie dielov s hmotnosťou 20 kg a využívame iba tisícinu jej maximálnej kapacity. Ani pri pôsobení iných síl v zariadení nie je možné preraziť tisícnásobok hmotnosti komponentov, takže pevnosť v ťahu závitového spojovacieho prvku je dostatočná a nie je možné, aby sa skrutka poškodila v dôsledku nedostatočnej pevnosti.
Po druhé, zlomenie skrutky nie je spôsobené únavovou pevnosťou skrutky:
Upevňovací prvok sa v experimente s uvoľnením priečnymi vibráciami môže uvoľniť iba stokrát, ale v experimente s únavovou pevnosťou sa musí opakovane vibrovať miliónkrát. Inými slovami, závitový upevňovací prvok sa uvoľní, keď využije jednu desaťtisícinu svojej únavovej pevnosti a my využijeme iba jednu desaťtisícinu svojej veľkej kapacity, takže uvoľnenie závitového upevňovacieho prvku nie je spôsobené únavovou pevnosťou skrutky.
Po tretie, skutočným dôvodom poškodenia závitových spojovacích prvkov je uvoľnenie:
Po uvoľnení spojovacieho prvku sa generuje obrovská kinetická energia mv2, ktorá priamo pôsobí na spojovací prvok a zariadenie, čo spôsobuje jeho poškodenie. Po poškodení spojovacieho prvku nemôže zariadenie fungovať v normálnom stave, čo ďalej vedie k jeho poškodeniu.
Závit skrutky upevňovacieho prvku vystaveného axiálnej sile sa zničí a skrutka sa vytiahne.
Pri spojovacích prvkoch vystavených radiálnej sile je skrutka strihaná a otvor pre skrutku je oválny.
Po štvrté, výber metódy zaistenia závitu s vynikajúcim zaisťovacím účinkom je základom riešenia problému:
Vezmime si ako príklad hydraulické kladivo. Hmotnosť hydraulického kladiva GT80 je 1,663 tony a jeho bočné skrutky sú 7 sád skrutiek M42 triedy 10.9. Ťahová sila každej skrutky je 110 ton a predpínacia sila sa vypočíta ako polovica ťahovej sily a predpínacia sila je až tristo alebo štyristo ton. Skrutka sa však zlomí a teraz je potrebné ju vymeniť za skrutku M48. Základným dôvodom je, že zaistenie skrutiek to nedokáže vyriešiť.
Keď sa skrutka zlomí, ľudia môžu ľahko dospieť k záveru, že jej pevnosť nie je dostatočná, a preto väčšina z nich používa metódu zvýšenia stupňa pevnosti priemeru skrutky. Táto metóda môže zvýšiť predbežnú uťahovaciu silu skrutiek a zároveň sa zvýši aj ich trecia sila. Samozrejme, možno zlepšiť aj účinok proti uvoľneniu. Táto metóda je však v skutočnosti neprofesionálna, s príliš veľkými investíciami a príliš malým ziskom.
Stručne povedané, skrutka znie: „Ak ju neuvoľníš, zlomí sa.“
Čas uverejnenia: 29. novembra 2022
