Často sa stretávame so skrutkami a maticami, inak povedané oddeliteľnými skrutkovými spojmi. Každý iste vie, ako fungujú, ale možno stojí za to všetko si zhrnúť. Ako na správne doťahovanie?

Skrutka a matica alebo závit v telese spájajú dve alebo viac častí. Hlavnou úlohou závitového spoja je vytváranie axiálnej upínacej sily, ktorá spája prepojené prvky mechanizmu. Prvky v mieste spoja sú vŕtané tak, aby sa do otvoru vošla skrutka s hybným uložením. Skrutka v takom spojení môže niesť len axiálne zaťaženie, napr. ak sú od seba spájacie prvky prirodzene odťahované (hlava valcov pripojená k bloku motora).

U pevných/nehybných spojov je dôležitá samosvornosť závitu, čiže nemožnosť samovoľného povolenia pri zaťažení aktívnou axiálnou silou. Metrické závity sú samosvorné, ale v prípade vibrácií a oscilácie, ako je to vo vozidlách, je vyžadované dodatočné zabezpečenie: špeciálne podložky, matice alebo lepiace hmoty/pasty.

Doťahovanie a odskrutkovanie skrutiek

Štandardné/normalizované kľúče majú presne takú dĺžku, aby pri sile od 30 do 400 N došlo k náležitému utiahnutiu závitu rukou. K hlaviciam a šesťhranným maticiam je odporúčané používať očkové kľúče alebo nástrčné kľúče so šesťuholníkovými alebo dvanásťzubými otvormi, ktoré spolupracujú so všetkými hranami šesťuholníka. Tieto kľúče takto menej poškodzujú hlavice a matice ako ploché kľúče, ktoré spolupracujú len s dvomi hranami. Až na povolené skrutky je možné použiť ploché kľúče.

Úlohou závitového spoja, ako už vieme, je dosiahnutie vhodného napätia, počas ktorého skrutka pôsobí ako pružina, ktorá medzi sebou spája a upevňuje časti. Skutočné cieľové hodnoty tohto napätia nie je možné merať pri montáži. Také prípady sú možné v laboratórnych alebo testovacích podmienkach. Z týchto dôvodov sa používajú pomocné veličiny, ktoré môžu byť jednoducho merateľné. Najčastejšie používanou metódou merania vhodného doťahovania skrutiek je používanie mernej veličiny – točivého momentu (uťahovacieho momentu). A čo to vlastne je?

Točivý moment je: (M,T) = Sila (F) x Rameno (s), pričom točivý moment je vyjadrený v [Nm], sila v [N], a rameno v [m].

„Na uťahovanie vhodných závitov je nutné používať momentové kľúče, ktoré obsahujú ukazovateľ hodnoty prenášaného momentu alebo jeho obmedzovač. Najdôležitejší je spôsob doťahovania veličiny uťahovacieho momentu a jeho presnosť. Z týchto dôvodov môže pomer cien profesionálneho náradia dosiahnuť až 1:100 pre náradie „s rovnakým“ uťahovacím momentom. Nemusí to vždy ísť ruka v ruke s presnosťou náradia. Často sa vo svojej praxi stretávam s náradím veľmi zlej kvality, kde sa odchýlka od nastavenej hodnoty a tej reálnej pohybuje v rozmedzí až 30 %“ hovorí Lukáš Czauderna, poradca pre rozvoj autoservisov ProfiAuto.

Majte na pamäti, že len asi 10 % z hodnoty uťahovacieho momentu náradia sa prevádza na tlakovú silu. Zostávajúcich 90 % momentu sa stráca na prekonanie trecej sily, z toho asi 40 % na trenie na závite a 50 % na trecie sily pod hlavicou skrutky alebo matice. Nižšie uvedená tabuľka predstavuje maximálne uťahovacie momenty, ktoré musia vydržať skrutky bez plastickej deformácie. Je potrebné brať do úvahy, že ide o hodnoty maximálne. Skrutky vydržia, ak boli správne navrhnuté.

Maximálne uťahovacie momenty [Nm] zhodujúce sa s ISO 989/1

Točivý moment je preto hlavnou používanou mernou hodnotou pri doťahovaní, ktorá svedčí o jeho kvalite.

Tu sú niektoré príčiny, kedy je dosiahnutý moment správny, ale spojenie je chybné.

• Nesprávne rozmery skrutiek, napr. príliš dlhá alebo príliš krátka skrutka alebo príliš malý priemer závitu;
• nevhodné mazanie, napr. s použitím maziva alebo bez, s použitím medenej pasty atď.;
• celkový stav skrutiek a závitu, napr. poškodený závit alebo nesprávne vytvorený profil závitu;
• nečistoty, napr. hobliny po narezaní závitu v slepých/nepriechodných otvoroch, piesok;
• zabudnuté spájacie prvky počas montáže spoja, napr. podložky alebo tesnenie.

Momentálne sa v priemysle často používa kombinovaná technológia doťahovania. Je sledovaný uťahovací moment i uhol otáčania. Ako je teda definovaný uhol otáčania (doťahovania)?

Uhol otáčania (doťahovania) je otáčanie hlavice skrutky o zadaný uhol od momentu doťahovania s vhodnou hodnotou (hodnota nastavenia momentového kľúča potvrdená jeho uvoľnením počas uťahovania). Moment uvoľnenia (špecifické „kliknutie“ kľúča) je dosiahnutý po zaskrutkovaní skrutky a dotiahnutí k tomuto vhodne nastaveným momentom. Zároveň je to definovaný východzí bod merania doťahovacieho uhlu, na čo sa často zabúda.

Uhol otáčania sa meria v stupňoch (°).

Pri stúpaní závitu 1,5 mm sa skrutka po dosiahnutí predpokladaného momentu a pri dodatočnom dotiahnutí o jednu celú otáčku (= 360°) utiahne spoj o 1,5 mm.

Doťahovanie skrutkových spojov s uhlom je presnejšie než len s uťahovacím momentom, pretože zmena dĺžky, a s tým súvisiaca spínacia sila skrutiek, pri dotiahnutí o hodnotu stúpania závitu a množstva otáčok bude presne vyznačená.

To znamená, najskôr „klik“ s určenou silou, a potom zadaný uhol!

Sledovanie týchto dvoch parametrov nám dáva istotu spojenia tak, ako ho navrhol inžinier. Našu pozornosť musí vždy upútať nezlučiteľnosť, tzn. bude zle, ak:

• už dosahujeme určený uhol, ale moment nenarastá,
• uhol ešte nebol dosiahnutý a aktuálne používaný moment silno narastá.

„Účinky neúmyselného rozpojenia závitu sú katastrofálne pre celé zariadenie a sú nebezpečné,“ dodáva Lukáš Czauderna z ProfiAuto.

A stáva sa to ako pri príliš slabom, tak i pri deštruktívne silnom doťahovaní (častý prípad pri výmene pneumatík, sviečok, tesnenia olejovej vane, senzorov atď.) V takom prípade dochádza k plastickej deformácii materiálu alebo jednoduchšie povedané – strhnutiu závitu. Samo sa to nikdy nestane, nutný je „ľudský faktor“! Opäť doplácame na vlastnú neznalosť.

Úplne neprípustné je pridávanie „na istotu“ ešte niekoľko „ňjútnov“ alebo zo 20°. To je veľmi dôležité pi doťahovaní krytov všetkého druhu a prvkov s tesnením, ako sú napríklad vodné čerpadlá. Tesnenie je potom vystavené nadmernej deformácii a remenica pohonu už nepracuje v rovnakej rovine ako iné valčeky/kotúče. Efektom je značné skrátenie životnosti všetkých systémových prvkov.

„Správne používanie momentových kľúčov musí byť povinne a bezpodmienečne dodržiavané. Týmto sa vyhneme neistote, či je spojenie stabilné a vyhneme sa následkom prípadnej havárie, a s ňou súvisiacimi nákladmi na reklamácie, opakované opravy a nespokojnosti zákazníka,“ dodáva Lukáš Czauderna z ProfiAuto.