Zabezpieczenie śrub – jak chronić połączenia gwintowane?

Zabezpieczenie śrub to niezwykle istotny element każdej konstrukcji z użyciem połączeń gwintowanych. Powinno ono:

• działać niezawodnie w każdych warunkach,

• umożliwiać wielokrotne łączenie i rozłączanie elementów,

• zapewniać stabilność w każdej pozycji,

• nie powodować rozszerzania się złącza,

• nie osłabiać elementów konstrukcyjnych.

Jak zabezpieczyć gwinty przed samoczynnym luzowaniem?

Istnieje kilka skutecznych metod zabezpieczania połączeń gwintowanych przed luzowaniem:

• podkładki sprężyste (np. wachlarzowe) pod główką śruby,

• podkładki ząbkowane,

• nakrętki koronowe z zawleczką,

• śruby zabezpieczające,

• podkładki sprężynujące,

• system dwóch nakrętek (kontrujących się).

3 najczęstsze metody zabezpieczania śrub

1. Zabezpieczenie elastyczne

Metoda ta zwiększa sprężystość połączenia śrubowego przez kompresję materiałów. Dzięki temu redukuje ryzyko samoczynnego luzowania poprzez utrzymanie siły docisku. Przykładem takiego zabezpieczenia są podkładki sprężyste lub stożkowe o wysokiej sztywności.

2. Zabezpieczenie przed wypadnięciem

Choć nie zapobiega całkowicie luzowaniu połączenia, pozwala uniknąć jego całkowitego rozłączenia. Stosuje się tutaj m.in.:

• nakrętki koronowe,

• zawleczki,

• zabezpieczenia druciane,

• wkładki gwintowe (metalowe lub plastikowe).

3. Zabezpieczenie chemiczne – kleje anaerobowe

Kleje anaerobowe, takie jak Loctite, należą do najskuteczniejszych środków zabezpieczających. Wypełniają mikroszczeliny między gwintami i utwardzają się po odcięciu dopływu powietrza oraz kontakcie z metalem, tworząc trwałe, odporne na temperaturę połączenie.

Uwaga: aby uzyskać maksymalną skuteczność, powierzchnie gwintów muszą być czyste i odtłuszczone. Niektóre oleje mogą zakłócić proces utwardzania.

Rodzaje śrub i właściwości stali nierdzewnej

Co to jest śruba?

Śruba to standardowy element złączny z gwintem, powszechnie stosowany w budownictwie i przemyśle. Różnią się:

• długością i średnicą,

• kształtem łba,

• materiałem (np. stal nierdzewna).

Czym jest stal nierdzewna?

To stop stali o niskiej zawartości węgla, odporny na korozję (zarówno atmosferyczną, jak i chemiczną). Zawiera minimum 10,5% chromu i maksymalnie 1,2% węgla, co umożliwia powstanie niewidocznej warstwy tlenku chromu. Jest ona:

• samoodbudowująca się,

• trwała,

• odporna na czynniki zewnętrzne.

Główne cechy stali nierdzewnej:

• odporność na korozję,

• wytrzymałość na wysokie temperatury,

• estetyczny wygląd,

• łatwość czyszczenia,

• łatwa obróbka,

• możliwość recyklingu,

• korzystny stosunek wytrzymałości do masy.

Właściwości mechaniczne śrub

Wytrzymałość rdzenia śruby decyduje o sile połączenia. Materiał śrub musi być odpowiednio twardy, plastyczny i dobrze obrabialny. Do produkcji śrub używa się stali konstrukcyjnych chromowo-niklowych, a przy wysokich temperaturach – stali chromowo-molibdenowo-wanadowych.

Proces produkcji obejmuje:

• kucie na zimno,

• toczenie, przeciąganie lub szlifowanie,

• walcowanie lub nacinanie gwintu.

Walcowanie zapewnia większą trwałość i odporność na ścieranie.

Typowe symbole materiałowe:

• C1-50, A1-50 – stal zwykła,

• C4-70, C3-80 – stal ulepszona,

• A2-70 – stal nierdzewna walcowana,

• A2-80 – stal nierdzewna ciągniona.

Trapezowe śruby i nakrętki

Śruby i nakrętki trapezowe znajdują zastosowanie tam, gdzie wymagane są:

• dokładność pozycjonowania,

• samohamowność,

• odporność na duże obciążenia.

Najlepiej współpracują ze sobą śruba stalowa i nakrętka z brązu – zapewnia to:

• właściwości samosmarujące,

• cichą pracę,

• odporność na przegrzewanie.

W środowiskach agresywnych stosuje się nakrętki z tworzyw sztucznych. Ich trwałość zależy głównie od wysokości gwintu. Przy zużyciu nakrętki stosuje się dodatkową nakrętkę bezpieczeństwa, która przejmuje obciążenie w przypadku awarii gwintu.