Zpět na Lexikon

Šroub

Šroub je otočná strojní součást, jejíž hlavní funkční částí je vnější závit. Společně s maticí tvoří spojovací prostředek v rozebíratelném šroubovém spoji. Jiný typ spoje se vytváří pomocí vrutů. Spojovací šroub je obvykle opatřen hlavou, která umožňuje šroubem otáčet pomocí šroubováku nebo klíče. Kromě toho se šroub používá k převodu otáčivého pohybu na posuvný u různých strojů a k řadě dalších účelů.

Síla otáčení

Závit na šroubu (šroubovice) působí jako nakloněná rovina, obtočená kolem jeho dříku. Otáčením se šroub posouvá vůči matici nebo součásti s vnitřním závitem, a to s podstatně větší silou než jaká šroubem otáčí. Proto se šrouby užívají například u mechanických zvedáků, šroubových lisů a dalších zařízení, kde je třeba vyvinout velkou sílu. Závit běžných šroubů je samosvorný, takže šroubový spoj drží spojované součástky pohromadě velkou silou a trvale. Toho využívají například šroubové uzávěry. Jen tam, kde se součásti například trvale otřásají, jako v motorech, v letadlech a dopravních strojích, se musí šroub i matka zajistit proti samovolnému povolení spoje.

Inzerce

Síla F₁ potřebná k otáčení šroubu: ${displaystyle F_{1}={frac {F_{2}.d}{2pi r}}}$

kde F₂ je síla, která posouvá šroub, d je výška jednoho závitu (stoupání) , r je poloměr šroubu. V praxi se ještě počítá s třením a veličina potřebná pro utažení (povolení) šroubu se udává jako krouticí moment.

Jemný a přesný posuv

Otáčivý pohyb šroubu se převádí na daleko menší podélný posuv a díky tomu vyvozuje značnou sílu. Jedna otočka šroubu způsobí posuv o stoupání závitu, čehož lze využít k jemnému podélnému pohybu. Měřicí šroub mikrometru se každou otáčkou posune o 1 mm a je-li opatřen větší válcovou hlavou se stupnicí, dovoluje odměřovat setiny nebo i tisíciny milimetru. Posuvové šrouby obráběcích strojů umožňují přesné nastavení nástroje vůči obrobku a tím i přesnou výrobu.

Technické vlastnosti

V technické praxi patří šroub mezi rozebíratelné spojovací součástky, ať už spolu s maticí nebo bez matice tvoří šroubový spoj. V případě, kdy ve spoji není použita matice, bývá šroub zašroubován (zavrtán) do otvoru se závitem.

Rozměry a materiály šroubů jsou dány mezinárodními standardy ISO, EN ISO, ASTM nebo národními např. ČSN, DIN nebo podnikovými normami (např. PN nebo LiAB).

Typ hlavy

Hlava: šestihranná, válcová, zápustná, půlkulatá, čočková

Podle účelu se používají šrouby s různě upravenou hlavou. Pro malé průměry šroubů se nejčastěji používají hlavy s následujícími tvary

se zapuštěnou hlavou,
s čočkovou hlavou,
s válcovou hlavou,
s půlkulatou,
šestihrannou
ostatní typy (okrasné, vratové).

Drážka

Typy drážek šroubů : (a) drážka pro plochý šroubovák (b) křížový Phillips (c) křížový Pozidrive (d) Torx (e) Imbus (šestihran) (f) Robertson (g) Tri-Wing (h) Torq-Set (i) Spanner head

Drážka je vnitřní prohlubeň v hlavě, do které se vkládá utahovací nástroj odpovídajícího tvaru. Dříve se používala jednoduchá (plochá) drážka, tedy zářez do hlavy šroubu. Pro možnost použití větší síly a elektrických nástrojů se používají různě tvarované drážky, do nichž se nasadí nástroj (šroubovák) přesně odpovídajícího tvaru. Používají se drážky různé křížové, vnitřní šestihran – inbus, šestiramenná hvězdice torx nebo specializované, firemní a bezpečností tvary, které nelze povolit běžnými nástroji.

Používají se i šrouby bez drážky, například u větších průměrů vnější šestihran (na maticový klíč) nebo plochá hlava se zápustným čtyřhranem do dřeva – vratový šroub. Pro bezpečnostní nerozebíratelné spoje se vyrábějí a používají šrouby se zvláštními úpravami hlav, například s ulamovací, utrhávací hlavou.

Závit

Podrobnější informace naleznete v článku závit.

Závity: (a) pravotočivé (b) vícechodé (c) levotočivé

Podle účelu se používají šrouby s různými typy závitů např.:

metrický – nejběžnější,
palcový – UNC, UNF, UNEF, UNS (v ČR se používá se u fotoaparátů a kamer, kde slouží k připevnění stativu, foto studiové a zvukové techniky) více Unifikovaný palcový závit
Whitworth – nepoužívá se, proti palcovým UNC a UNF má mmj jiný tvar a úhel závitu (55° vs 60°) (k vidění může být na některých hodně starých vodoinstalacích, starých strojích a pod) má mnoho typů BSW, BSF, BSC …
trapézový (lichoběžníkový),
oblý,
pancéřový.

Materiály

Podle účelu použití se šrouby a matice vyrábějí z různých materiálů. Jedny z nejběžnějších jsou šrouby z uhlíkových nebo legovaných ocelí v pevnostních třídách 4.6, 5.6, 5.8, 8.8, 10.9, 12.9. Pro šrouby z uhlíkových ocelí, se za účelem prodloužení životnosti spoje, používá k jejich ochraně různých povrchových úprav, často galvanické zinkování v různých odstínech od bílé, modré, žluté, olivové, černé atd., žárové zinkování, šeradování, dacromet, delta-ton, případně organické povlaky (nátěry).

Pro šrouby z korozivzdorných ocelí se používají materiály A1 až A5 (austenitické), F1 až F5 (feritické) a C1 až C5 (martenzitické). Pevnost je označena doplňkovou číslicí za pomlčkou. Dále se používají šrouby z mosazi, ze slitin hliníku a také z plastů.

Pevnostní třídy šroubů uhlíkových ocelí podle ČSN EN ISO 898-1

Číslice před tečkou označuje mez pevnosti ve 100 MPa, číslice za tečkou pak mez kluzu jako procentní podíl k mezi pevnosti. Např. pro pevnostní třídu 4.6 je mez pevnosti 400 MPa a mez kluzu pak 400 MPa × 0,6 tj. 240 MPa.

Označení šroubů z korozivzdorných ocelí podle ČSN EN ISO 3506-1

Šrouby i matice se označují alfanumerickým kódem, který definuje chemické složení korozivzdorné oceli, po nich následuje pomlčka a číslo, které vyjadřuje desetinu meze pevnosti. Např. A4-70 označuje austenitický korozivzdorný materiál s mezí pevnosti 700 MPa.

Únosnost šroubu

Šrouby jsou ve spojích namáhány tahem a smykem. Navrhování a výpočet šroubových spojů ocelových konstrukcí se provádí podle norem (Eurokódů) ČSN EN 1993-1-8 a podle ČSN EN 1999-1-1 pro šroubové spoje konstrukcí z hliníkových slitin.

Návrh pro tahové namáhání

${displaystyle {frac {F}{A_{S}}}leq sigma _{t}}$ , kde A_S je průřez jádra šroubu (v závitu), F působící síla a ${displaystyle sigma _{t}}$ je maximální dovolené napětí ve šroubu v tahu. Potřebná plocha jádra šroubu se tedy vypočítá jako ${displaystyle A_{S}geq {frac {F}{sigma _{t}}}}$ . Z vypočtené plochy průřezu jádra šroubu A_S se stanovuje potřebná velikost šroubu podle příslušné normy nebo katalogu výrobce.

Návrh pro smykové namáhání

Postup je shodný s návrhem pro tahové namáhání s rozdílem, že místo maximálně dovoleného napětí ve šroubu v tahu ${displaystyle sigma _{t}}$ se použije maximální dovoleného napětí ve šroubu ve smyku ${displaystyle sigma _{v}}$ .

Návrh pro kombinaci tahového a smykového namáhání

Posouzení šroubů pro kombinaci tahového a smykového namáhání se provádí v případě, že šroub bude namáhán oběma způsoby, tedy jak tahem tak smykem. Posouzení se provádí podle teorie plasticity např. Hüber–Mises–Hencky, Tresca aj.

Související články

Zdroj:

Wikipedie - Heslo: "Šroub". https://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%A0roub Stránka byla naposledy editována 11. 3. 2019 v 23:14 Kopie na oneindustry dne: 19. 6. 2019. Námi provedené změny jsou v textu označeny tmavě modře (v tomto textu konkrétně nic není).

Zpět na lexikon