Vplyv mazania na prenos síl pri uťahovaní skrutkového spoja

Na základe našich dlhoročných skúseností vieme, že nestačí len doručiť zákazníkovi na stôl katalóg s pečaťou. Preto ponúkame priemyselným podnikom pomocnú ruku v podobe komplexných riešení netesností v ich prevádzkach.

Proces optimalizácie tesnosti spojov

1. Analýza
2. Návrh riešenia
3. Dodanie materiálu
4. Profesionálna inštalácia
5. Záruka tesnosti spojov

Neoddeliteľnou súčasťou našich riešení je podrobná znalosť mazív používaných pri montáži skrutkových spojov. V tomto článku by sme chceli prezentovať naše zistenia týkajúce sa vplyvu trenia v závite a pod maticou na výpočet uťahovacieho momentu a tesnosti prírubového spoja.

Na mazanie skrutkových spojov by sa malo používať mazivo, pre ktoré výrobca poskytuje informácie o koeficientoch trenia v závite (µth) a pod maticou (µb). Tieto hodnoty sa musia merať podľa normy EN 16047, ktorá opisuje metódu a postup merania trenia v skrutkovom spoji. Znalosť koeficientov trenia (µth) a (µb) nám hovorí, v akom pomere je skrutkový spoj namáhaný v krute a ťahu.

Hodnota trenia udávaná výrobcom na základe inej metódy merania, napr. skúšky štyroch guličiek alebo skúšky kolíkom na kotúči *, je pre výpočet uťahovacieho momentu zavádzajúca. Skutočná hodnota trenia nameraná inou metódou ako podľa normy EN 16047 sa môže výrazne líšiť.

V našom špecializovanom zariadení meriame koeficienty trenia (v závite a pod maticou) a ich závislosti v skrutkovom spoji podľa normy EN 16047.

Experimentálne merania koeficientov trenia µtha µbukázali, že rozptyl hodnôt pre suché, t. j. nemazané spojovacie prvky je značný. Chyba pri výpočte uťahovacieho momentu Mu môže byť až ±30 %.

V skrutkovom spoji existuje významný rozdiel medzi účinkom trenia v závite a trením pod maticou. Oba tieto parametre majú vplyv na veľkosť a odchýlku dosiahnutého predpätia v skrutke, ale vplyv na napätie v skrutke je odlišný.

Koeficient trenia (µth) ovplyvňuje torznú zložku a koeficient trenia pod hlavou (µb) ovplyvňuje účinnosť.

Preto sa nepredpokladá, že súčiniteľ trenia závitu µth, súčiniteľ trenia pod maticou µb a celkový súčiniteľ µtot sú rovnaké (µth ≠ µb ≠ µtot). Aj výsledky experimentálnych meraní ukázali rozptyl súčiniteľov trenia µth, µb a µtot. Preto nemožno použiť zjednodušenie µth = µb = µtot.

Trecí moment v závite predstavuje spravidla 2/3 celkového uťahovacieho momentu.

Z uvedeného vyplýva, že ak sú koeficienty trenia vypočítané ako rovnaké, potom môže byť výsledný uťahovací moment nedostatočný alebo naopak preťažený.

Na základe stoviek meraní sme pred viac ako desiatimi rokmi vyvinuli mazací systém POWERtorque LF kote 450, ktorý zabezpečuje požadovaný a konštantný koeficient trenia v závite a pod maticou počas uťahovania.

Ide o systém "suchého mazania", ktorý je trvalo ukotvený v povrchu závitu. Odoláva extrémnym tlakovým zaťaženiam pôsobiacim na povrch závitu počas uťahovania. POWERtorque LF kote 450 trvalo oddeľuje materiály skrutky a matice. To zabraňuje "zahryznutiu závitu" a umožňuje následné uvoľnenie spojovacieho prvku.

Ako podporu pre konštruktérov a kalkulantov prírubových spojov uvádzame na webovej stránke výsledky našich meraní.

Výpočet uťahovacieho momentu

V kalkulačke musíte zadať:

• Fo - požadovanú silu v skrutke
• veľkosť skrutky
• materiál skrutky

Výsledkom je uťahovací moment Mu a kontrola skrutky z hľadiska ťahového napätia σt [MPa], krútiaceho momentu τk [MPa] a redukovaného napätia pre mazivo POWERtorque LF kote 450.

![Príklad zobrazenia výsledku výpočtu Mu. uťahovacieho momentu]](/files/Clanky/clanky_lfkote_5.jpg) Príklad zobrazenia výsledku výpočtu uťahovacieho momentu Mu.

* Skúška štyrmi guľôčkami: metóda merania koeficientu trenia pre oleje a mazivá. Hodnotí sa odolnosť maziva voči zaťaženiu a všeobecný index opotrebenia. Delí sa na skúšku zvarov podľa normy ASTM D 2596 a skúšku opotrebenia podľa normy D 2266.

** Pin-on-Disc: Meranie spočíva v zatlačení pevne pripevneného skúšobného telesa v tvare guľôčky ("PIN") z vybraného materiálu do disku (skúšobnej vzorky) vopred definovanou silou.