pravda je však mnohem složitější. Co tyto pojmy znamenají a jak si je vysvětlit? Při srovnání tvrdého a měkkého utahovacího momentu se setkáme s množstvím čísel a proměnných, ve kterých se můžeme ztratit.
Co je utahovací moment a proč je důležitý
Pojem utahovací moment využíváme zejména při vytváření šroubových spojů. Spoje hrají velmi důležitou roli při upevňování. O povaze spoje rozhoduje spojovací prvek (typ šroubu, matice, podložky, těsnění, apod.), jakož i materiál, který upevňujeme. Jednoduše řečeno: když šroub začíná "zabírat", to je start. Když spoj dotáhneme, to je stop.
Tvrdý vs. měkký spoj
Tvrdé spoje jsou takové, jejichž součástí nejsou žádné podložky či těsnění a nespojují se jimi ani žádné měkké (poddajné) materiály - vždy jde o spojení tvrdých materiálů. Obr. 1. Měkké spoje jsou takové, které obsahují těsnění, pružné podložky, apod., případně se spojují měkké (poddajné) materiály. Upevňovaný materiál má snahu „najít si svoji polohu“ a (nebo) přizpůsobit i tvar. Jako vždy a všude, i zde jsou výjimky - například utahování nápravy auta je také měkký spoj, i když neobsahuje podložky a aplikuje se na tvrdé materiály. Je to proto, že tato aplikace je mechanicky namáhavá a potřebuje velkou sílu ke spojení jednotlivých komponentů.
Obr. 2. Měkký moment můžeme definovat jako nízký odpor vůči otáčení, dokud matice nebo šroub nedosáhne pozice, kdy začíná "zabírat" a zároveň od tohoto momentu po konečné utažení spoje je úhel otočení větší než 360° (obr.2). Často se udávají ještě větší úhly - 720° i více. Podstatné však je, že od momentu záběru se odpor při utahování spoje zvyšuje pomalu a utahovací moment stoupne z 10% na 100% s úhlem otočení několik stovek stupňů. Průběh tvrdého a měkkého utahovacího momentu je přehledně znázorněn na grafu 1. a příklady typických představitelů spojů jsou na obr.
Je to proto, že při měkkém spoji musí být překonána větší přítlačná síla oproti tvrdým spojům. Pro zjednodušení si můžeme představit tvrdý spoj jako zašroubování šroubu s metrickým závitem do oceli, kde zanedbáme tření. Graf 1. Obr. 3. Hodnoty utahovacího momentu se v posledních letech neustále zvyšovaly, nad rámec toho, co je potřeba.
Pamatujte, že k provádění běžných prací nepotřebujete nejsilnější šroubovák na trhu. Údaje o tvrdém a měkkém utahovacím momentu nejsou povinnými údaji nářadí a ne vždy se jedná o přesné číselné hodnoty.
Koeficienty tření, materiály a pevnost
Při utahování nebo aplikaci utahovacího momentu na šroub svěrná síla přitlačí díly velkou silou, která v ideálním případě zůstane velmi vysoká a konzistentní. Výše uvedená tabulka je z katalogu průmyslových nástrojů a řešení společnosti Atlas Copco pro rok 2019. Velikost šroubu je prvním faktorem při hledání doporučeného maximálního utahovacího momentu pro daný šroub. Při pohledu na výše uvedenou tabulku se sloupec se závitem vztahuje k průměru šroubu v milimetrech (mm). Šroub se závitem M3 má průměr 3 mm a podobně má šroub se závitem M5 průměr 5 mm. Čím větší je šroub, tím větší je moment potřebný k dosažení potřebné svěrné síly. Pro účely tohoto článku použijeme k popisu velikosti šroubu závit M12. Šroub M12 má průměr přibližně 12 mm nebo 0,5 palce.
Šrouby jsou vyrobeny z různě pevné oceli. Pevnostní třída šroubu vám umožní určit míru namáhání a pevnosti v tahu, které šroub zvládne před zlomením. Při určování správných nástrojů pro utahování je důležité znát kvalitu šroubů. Věděli jste, že šroub M12 třídy 10,9, běžný upevňovací prvek pro montáž automobilů, má konečnou pevnost v tahu téměř 20 000 liber? Podle výše uvedené tabulky doporučený utahovací moment pro šroub M12 třídy 10,9 je 114,0 Nm.
Posledním klíčovým faktorem při určování maximálního utahovacího momentu šroubu je tření. Tření bude vždy přítomno ve šroubovaném spoji, protože je nezbytné k zabránění uvolnění dílu ve spoji. Musí být překonáno na dvou samostatných místech šroubu: Na závitech a pod hlavou šroubu. Pro výpočet utahovacího momentu je důležité porozumět koeficientům tření, které se rovnají hodnotě 0,125 uvedeným v tabulce výše. Podobně jako u pevnostní třídy šroubů bude vyšší tření vyžadovat vyšší utahovací moment k dosažení správné svěrné síly.
Podle vedoucího laboratoře pro utahování šroubů společnosti Atlas Copco přibližně 90 % utahovacího momentu, který jsme aplikovali na upevňovací prvky, je vynaloženo na překonání tření šroubu. Nalezení doporučeného maximálního utahovacího momentu pro konkrétní šroub je klíčem k dosažení dostatečné svěrné síly a zajištění zamýšleného výkonu sestavy. Nedostatečný utahovací moment nebo nesprávné použití maziva může způsobit uvolnění spojů, zatímco příliš velký utahovací moment může vést k prasknutí šroubu.
Praktické pokyny pro výběr a aplikaci
Každý šroub, který má plnit svojí funkci musí být správně dotažen. Pokud bude dotažen malou silou, hrozí jeho uvolnění, pokud bude naopak utažen větší silou než je přípustné, může dojít k poškození nebo k prasknutí šroubu. Potřebujete poradit?
