Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-1-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

1. POŁĄCZENIA ŚRUBOWE

1.1 ASORTYMENT I WŁAŚCIWOŚCI ŁĄCZNIKÓW

 Średnice śrub:

M10, M12, M16, M20, M24, M27, M30

 Klasy właściwości mechanicznych śrub:

3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 8.8, 10.9, 12.9

śruby wysokiej wytrzymałości

10.9

- 0.01 R

m

- 0.1% R

e

/R

m

 Surowce:

- stal niskowęglowa
- stal średniowęglowa
- stal niskostopowa (klasy 8.8 i 10.9)

 Sposób produkcji

- obróbka plastyczna na zimno lub gorąco
- obróbka plastyczno-wiórowa
- ulepszanie cieplne (hartowanie + odpuszczanie)

śrub wysokiej wytrzymałości

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-2-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

 Klasy właściwości mechanicznych nakrętek:

4,

5,

8,

10, 12.

 Śruby od klasy 4.8 i 5.6 oraz nakrętki klasy wyższej niż 4 powinny być cechowane.

 Jakość wykonania śrub i nakrętek.

W zależności od dokładności wymiarowej i geometrycznej oraz chropowatości powierzchni

rozróżnia się trzy klasy wykonania śrub:

- klasa dokładna

A

- klasa średniodokładna

B

- klasa zgrubna

C

 W połączeniach zwykłych zaleca się stosować śruby o klasach własności mechanicznych 4.8

i 5.6 średniodokładne (B) lub zgrubne (C):

d  20 mm  kl. 4.8

d > 20 mm  kl. 5.6

W połączeniach, gdzie używa się śrub wysokiej wytrzymałości należy stosować śruby o jakości
wykonania B (średniodokładne).

 Podkładki

 Oznaczenia na rysunku

zgrubne

dokładne

klinowe

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-3-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

1.2 KATEGORIE POŁĄCZEŃ ŚRUBOWYCH

KATEGORIA „A” – POŁACZENIA ŚRUBOWE ZWYKŁE

 Połączenie zakładkowe – kierunek działania siły jest prostopadły do osi łączników.

 Siła przenoszona jest przez ścinanie trzpienia i jego docisk do ścianki otworu.

 W celu łatwego włożenia śruby do otworu średnica otworu większa od średnicy śruby:

dla d14 mm

d

o

=d+1 mm

dla 16d24 mm

d

o

=d+2 mm

dla 27d44 mm

d

o

=d+3 mm.

 Otwory mogą być przebijane lub wiercone. Przy przebijaniu następuje umocnienie i

zmniejszenie ciągliwości materiału wzdłuż ścianki otworu dlatego może być stosowane może
być tylko grubości blach g25 mm.

 Nakrętki winny być zakładane tak, aby oznakowanie klasy było widoczne.

 Podkładki klinowe należy stosować, gdy powierzchnia części łączonych jest odchylona więcej

niż 3 od płaszczyzny prostopadłej do osi śruby.

 Dokręcanie śrub: części łączone powinny być dociągnięte aż do dobrego przylegania.

Dopuszcza się pozostawienie szczelin do 2 mm, jeśli docisk części nie jest wymagany w
projekcie. Śruby powinny być dokręcane do „pierwszego oporu” sukcesywnie od każdego
złącza wielośrubowego. Za „pierwszy opór” należy uważać dokręcenie siłą jednej ręki zwykłym
kluczem.

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-4-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

DŁUGOŚCI ZACISKOWE ŚRUB W POŁĄCZENIACH ZWYKŁYCH

Klasa

własności

mechanicz-

nych śrub

4.8

5.6

10.9

Oznaczenie

śrub

M12

M16

M20

M24

M30

M20

M24

M27

Liczba

podkładek

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

Długość śrub

l, mm

Przedziały długości zaciskowych śrub, mm

40

5 7.5 7.510

45

1012.5 12.515

50

1517.5 17.520 6 9 912

55

2022.5 22.525 1214 1417

60

1719 1922 610 1014

1016

65

2224 2427 1415 1519

70

2729 2932 1920 2024 812

1216

1620 2026

1218

75

3234 3437 2425 2529 1617

1721

80

3738 3942 2930 3036 2122

2228

914 2630 3036 1822 2228

1520

90

3640 4046 2832

3238 1419 1924 3640 4046 2832 3238 2025 2530

100

4650 5056 3842

4248 2429 2934 4650 5056 3842 4248 3035 3540

110

5660 6066 4852

5258 3439 3944 5660 6066 4852 5258 4045 4550

120

6670 7074 5862

6266 4449 4954 6670 7074 5862 6266 5055 5560

130

6670

5458

7478

6672

6064

140

5863 6368

7276 7680 6469 6974

150

7479 7984

160

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-5-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

KATEGORIA „C” – POŁĄCZENIA ZAKŁADKOWE CIERNE

 Połączenie zakładkowe – kierunek działania siły jest prostopadły do osi łączników.

 Siła przenoszona jest przez tarcie pomiędzy elementami łączonymi. Potrzebne tarcie uzyskuje

się przez sprężenie (b. mocne zakręcenie) śrub wysokiej wytrzymałości. Powierzchnie
przylegania są odpowiednio przygotowywane.

 Średnica otworów, technika ich wykonywania i sposób zakładania nakrętek – jak dla połączeń

zwykłych.

 Podkładki dokładne należy zakładać stroną sfazowaną od strony łba i nakrętki.

 Dokręcanie śrub: dokręcenie śrub powinno zapewnić odpowiednią wartość siły sprężenia, którą

określa wzór:

s

m

o

A

R

S

7

.

0



, gdzie

s

A - pole powierzchni czynnego przekroju czynnego śruby.

Wielkość siły sprężenia powinna być podana w projekcie.

Przy zakręcaniu należy gwint i podkładkę pod częścią dokręcaną smarować pastą molibdenową
lub smarem grafitowym.
Dokręcenie śrub w połączeniach sprężanych należy wykonywać sukcesywnie od środka
każdego złącza wielośrubowego, powtarzając całą procedurę aż do uzyskania równomiernego
napięcia śrub.

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-6-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

 Dokręcanie śrub może być wykonane jedną z następujących metod:

a) kontrolowanego momentu dokręcenia – moment potrzebny do osiągnięcia w śrubie siły

sprężającej powinien być przyjęty wg zaleceń producenta lub określany doświadczalnie. Dla
śrub nieocynkowanych, fabrycznie nowych z gwintem zwykłym walcowanym można stosować
momenty dokręcenia odpowiednio do sposobu smarowania wg tablicy:

Śruby klasy 10.9

Śruby klasy 8.8

Moment dokręcenia

1)

M

o

(Nm)

Moment dokręcenia

1)

M

o

(Nm)

Średnica

gwintu

śruby

Siła

sprężenia S

o

(kN)

Lekkie

oliwienie

2)

Pasta MoS

2

Siła

sprężenia S

o

(kN)

Lekkie

oliwienie

2)

Pasta MoS

2

M12
M16
M20
M24
M27
M30

60

110
172
247
321
393

130
320
620

1070
1560
2120

110
260
510
900

1300
1750

47
88

137
198
257
314

100
250
500
880

1250
1700

85

210
410
720

1050
1400

1) Przy sprężaniu siłą 0.5 S

0

moment dokręcenia 0.5 M

o

2) Również przy smarze grafitowym.

b) Metoda kontrolowanego obrotu nakrętki – wstępne dokręcenie do „pierwszego oporu”,

następnie przekręcenie nakrętki o pewien kąt (120 do 240) zależnie od grubości złącza.

c) Metoda kombinowana – połączenie a) i b)
d) Metoda bezpośrednich wskaźników napięcia – zastosowanie specjalnych podkładek

sygnalizujących osiągnięcie siły sprężenia.

 Powierzchnia styku w połączeniach ciernych.
Klasyfikację powierzchni ciernych zależnie od współczynnika tarcia  podano w tablicy:

Klasa

powierzchni

ciernych

Najmniejszy

współczynnik tarcia 

Sposób obróbki powierzchni

A

0.50

- śrutowanie lub piaskowanie bez śladów rdzy lub
wżerów
- śrutowanie lub piaskowanie i metalizowanie
natryskowe aluminium
- śrutowanie lub piaskowanie i metalizowanie
natryskowe produktem cynkowym

B

0.40

- śrutowanie lub piaskowanie i malowanie farbą
krzemianową alkaliczno-cynkową o grubości od
50 m do 80 m

C

0.30

- oczyszczanie szczotką drucianą lub opalanie bez
śladów rdzy

D

0.20

- bez obróbki

Powłoki ochronne nakładać bezpośrednio po oczyszczeniu powierzchni

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-7-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

POŁĄCZENIA DOCZOŁOWE – SPRĘŻONE LUB NIESPRĘŻANE

 Oś śruby jest usytuowana równolegle do kierunku działania siły.

 Najczęściej połączenia są sprężane – wprowadzenie naciągu śruby powoduje jej rozciąganie a

równocześnie powstanie docisku w płaszczyznach styku blach między sobą.

Siła zewnętrzna, przyłożona do blach czołowych nie wywołuje przyrostu naprężeń w śrubie
dopóki jej wartość nie przekroczy wartości siły sprężającej.

Konstrukcje Metalowe – Laboratorium

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

-8-

Temat 3: Połączenia śrubowe.

1.3 ŁĄCZNIKI DO BLACH CIENKICH (t< 3mm)