PKM
Połączenia gwintowe
Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi najczęściej stosowanymi w budowie
maszyn.
Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik, składający się zazwyczaj ze śruby (z
gwintem zewnętrznym) i nakrętki ( z gwintem wewnętrznym). Skręcanie ze sobą obu gwintów
łącznika tworzy połączenie gwintowe.
Budowa i podstawowe parametry gwintu
Podstawowym pojęciem, związanym z powstawaniem gwintu, jest linia śrubowa.
Linia śrubowa – jest krzywą przestrzenną, opisaną na pobocznicy walca przez punkt poruszający się
ruchem jednostajnym wzdłuż osi walca (osi linii śrubowej).
Rozróżnia się linię śrubową prawą i lewą.
ݐ݃ߛ =
ܲ
ߨ ∗ ݀
Gwint – powstaje przez wycięcie bruzd (rowków) o określonym kształcie wzdłuż linii śrubowej.
Powstałe występy oraz bruzdy, obserwowane w płaszczyźnie przechodzącej przez oś gwintu, tworzą
zarys gwintu. W zależności od zarysu rozróżnia się gwinty: trójkątne, trapezowe symetryczne i
niesymetryczne, prostokątne i okrągłe.
Parametry gwintu:
•
średnica gwintu d: jest to średnica okręgu opisanego na
zewnętrznych wierzchołkach gwintu w prostopadłym przekroju
poprzecznym śruby. Średnica ta odpowiada średnicy
wewnętrznej D nakrętki.
•
podziałka gwintu P: odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu
w przekroju wzdłużnym śruby lub nakrętki.
•
skok gwintu – przesunięcie osiowe po jednym obrocie śruby
(wielokrotność podziałki jeżeli gwint nie jest jednokrotny).
•
zaokrąglenie szczytu i dna bruzdy gwintu R: w gwintach
trójkątnych unika się pozostawiania ostrych krawędzi szczytu gwintu
jak i bruzdy gwintu, gdyż powoduje to spiętrzenie naprężeń w obszarze
takiego karbu. Promień R typowo wynosi około jedną dziesiątą część
skoku gwintu (R ok. 0.1 * P)
Gwinty są znormalizowane przez Polską Normę. Definiuje się w niej gwinty metryczne, to znaczy
takie, których średnica gwintu w milimetrach jest typoszeregiem liczb naturalnych lub ich ułamków
dziesiętnych w przypadku gwintów drobnych. Zgodnie z tym gwint metryczny koduje się
to średnica gwintu w milimetrach np. M5, M20. W gw
wynikało z ogólnej zasady, dodatkowo specyfikuje się ten parametr w kodzie gwintu metrycznego,
np. M20x2 (gwint metryczny o średnicy d = 20 mm i skoku P =
2mm), M20x1.5,M20x1, M20x0.75
Rodzaje gwintów:
Gwint metryczny jest podstawowym znormalizowanym
złącznym. Do jego zalet należy duża
duży kąt gwintu oraz samohamowność
gwintu są niedokładne osiowanie oraz nisk
Gwint trapezowy niesymetryczn
charakteryzuje się dużą wytrzymałością
Gwint trapezowy metryczny, dawniejsza nazwa
trapezowy symetryczny – gwint o zarysie trapezowym,
stosowany w mechanizmach przenoszących duże
obciążenia w obu kierunkach oraz w urządzeniach o
małych prędkościach obrotowych i rzadko
Gwint prostokątny - najstarszy rodzaj gwintu stosowany w połączeniach ruchomych. Cechuje się
największą sprawnością, ale i najmniejszą wytrzymałoś
Podziałkę P i średnicę nominalną
symetrycznych.
Gwint okrągły (gwint o zarysie kołowy
przez co charakteryzuje się dużą
statyczną. Jest stosowany w połączeniach spoczynkowych często
rozłącznych oraz narażonych na zanieczyszczenia i korozję,
m.in. w złączach wagonowych, hakach
przewodach pożarniczych, elektrotechnice
zarysie kołowym określa norma PN
zakresie średnic od 8 do 200mm)
dziesiętnych w przypadku gwintów drobnych. Zgodnie z tym gwint metryczny koduje się
to średnica gwintu w milimetrach np. M5, M20. W gwintach, w których skok P jest inny niż by to
wynikało z ogólnej zasady, dodatkowo specyfikuje się ten parametr w kodzie gwintu metrycznego,
(gwint metryczny o średnicy d = 20 mm i skoku P =
M20x0.75. M20 posiada normalny skok P = 2,5 mm.
jest podstawowym znormalizowanym gwintem
. Do jego zalet należy duża wytrzymałość, ze względu na
samohamowność. Natomiast wadami
gwintu są niedokładne osiowanie oraz niska sprawność.
Gwint trapezowy niesymetryczny - gwint pociągowy o zarysie trapezowym. Gwint niesymetryczny
wytrzymałością i może być obciążony tylko w jednym kierunku
, dawniejsza nazwa gwint
o zarysie trapezowym,
izmach przenoszących duże
obciążenia w obu kierunkach oraz w urządzeniach o
małych prędkościach obrotowych i rzadko pracujących.
najstarszy rodzaj gwintu stosowany w połączeniach ruchomych. Cechuje się
, ale i najmniejszą wytrzymałością. Gwinty te nie zostały znormalizowane.
i średnicę nominalną d wyznacza się na podstawie normy gwintów trapezowych
gwint o zarysie kołowym) – ma zaokrąglony zarys,
wytrzymałością zmęczeniową i
. Jest stosowany w połączeniach spoczynkowych często
rozłącznych oraz narażonych na zanieczyszczenia i korozję,
hakach żurawi,
elektrotechnice. Gwinty o
zarysie kołowym określa norma PN-84/M02035 (w
zakresie średnic od 8 do 200mm).
dziesiętnych w przypadku gwintów drobnych. Zgodnie z tym gwint metryczny koduje się Mn, gdzie n
jest inny niż by to
wynikało z ogólnej zasady, dodatkowo specyfikuje się ten parametr w kodzie gwintu metrycznego,
pociągowy o zarysie trapezowym. Gwint niesymetryczny
i może być obciążony tylko w jednym kierunku.
najstarszy rodzaj gwintu stosowany w połączeniach ruchomych. Cechuje się
cią. Gwinty te nie zostały znormalizowane.
gwintów trapezowych
Gwint stożkowy – powstaje podobnie jak
stożka. Gwinty stożkowe są stosowane do łączenia przewodów rurowych wodnych, paliwowych,
smarowych itd. Zapewniają one szczelność połączenia bez stosowania dodatkowych uszczelnień
Gwint toczny - rodzaj gwintu, w którym
między śrubą a nakrętką znajdują się kulki. Poruszają się one
w obiegu zamkniętym. Bezluzowość uzyskuje się przez
wprowadzenie naprężeń wstępnych.
tocznych wynosi około 95%.
Łączniki gwintowe
Do znormalizowanych łączników gwintowych należą śruby, wkręty i nakrętki.
Śruby to łączniki z gwintem zewnętrznym, zako
sześciokątnym lub kwadratowym. Śruby dokręca się klu
Wkręty mają nacięty na łbie rowek i są dokręcane wkrętakiem.
na całej długości trzpienia lub tylko na jego części.
Nakrętki – elementy z gwintami wewnętrznymi
nakrętek, podobnie jak łbów śrub, są dostosowane do potrzeb konstrukcyjnych.
powstaje podobnie jak gwint walcowy z tą różnicą, że jest nacinany na powierzchni
Gwinty stożkowe są stosowane do łączenia przewodów rurowych wodnych, paliwowych,
smarowych itd. Zapewniają one szczelność połączenia bez stosowania dodatkowych uszczelnień
, w którym
znajdują się kulki. Poruszają się one
Bezluzowość uzyskuje się przez
wprowadzenie naprężeń wstępnych. Sprawność gwintów
Do znormalizowanych łączników gwintowych należą śruby, wkręty i nakrętki.
to łączniki z gwintem zewnętrznym, zakończone łbami o różnych kształtach
sześciokątnym lub kwadratowym. Śruby dokręca się kluczami.
mają nacięty na łbie rowek i są dokręcane wkrętakiem. Łączniki te mogą mieć gwint nacięty
na całej długości trzpienia lub tylko na jego części.
z gwintami wewnętrznymi – współpracujące ze śrubami i wkrętami. Kształty
nakrętek, podobnie jak łbów śrub, są dostosowane do potrzeb konstrukcyjnych.
z tą różnicą, że jest nacinany na powierzchni
Gwinty stożkowe są stosowane do łączenia przewodów rurowych wodnych, paliwowych,
smarowych itd. Zapewniają one szczelność połączenia bez stosowania dodatkowych uszczelnień.
ńczone łbami o różnych kształtach – najczęściej
te mogą mieć gwint nacięty
ze śrubami i wkrętami. Kształty
Klucze – do dokręcania śrub i nakrętek są stosowane klucze nastawne oraz klucze o stałych
wymiarach, dopasowane do określonej wielkości kształtu łba śruby. Należą do nich m. in. klucze
płaskie, oczkowe, czołowe, do nakrętek okrągłych rowkowatych i inne.
Podkładki – ważne uzupełnienie łączników gwintowych. Podkładki okrągłe stosuje się m. in. przy
łączeniu elementów z materiałów kruchych lub miękkich oraz w przypadku, gdy średnica otworu jest
większa od średnicy śruby. Do zabezpieczania śrub przed zginaniem stosuje się zespół podkładek
kulistych lub podkładki klinowe. Podkładki sprężyste zabezpieczają przed samo odkręcaniem się śrub
(nakrętek).
Zabezpieczanie łączników przed odkręcaniem
W przypadkach, gdy połączenia gwintowe narażone są na obciążenia zmienne, wstrząsy, drgania i
itd., może nastąpić samoczynne luzowanie połączenia wskutek okresowego zaniku siły poosiowej Q, a
tym samym sił tarcia między gwintem śruby i nakrętki. W celu ochrony połączenia gwintowego przed
samoczynnym odkręcaniem się nakrętek stosuje się różne rodzaje zabezpieczeń. Do powszechnie
stosowanych należą:
•
Podkładki sprężyste
•
Nakrętki koronowe
•
Przeciwnakrętki
Układ sił w połączeniu gwintowym
