Každý z nás se minimálně jednou v životě setkal se situací, kdy nelítostný souboj o povolení šroubu vyhrál protivník. Zarezlý či pevně zatažený šroub nás umí pěkně potrápit, ale není třeba věšet hlavu či dokonce odejít od rozdělané práce. Ukážeme vám jednoduché triky, jak si s tímto sokem poradit, a vysvětlíme, proč utažený šroub drží tak pevně.
Princip pevného držení šroubů a vrutů
Utažený šroub či vrut drží tak pevně především proto, že mezi ním a materiálem, do kterého je zašroubován, vzniká velké tření, které malou silou nelze překonat. Jedná se o různé stoupání závitu a tím i různou samosvornost.
Pevné držení je definováno silou, kterou je nutno vynaložit k uvolnění šroubu. Každé to „pevně drží“ je přesně definováno utahovacím momentem, jinak dojde k deformaci materiálu.
Je splněna podmínka samosvornosti. Tento pěkný technický termín v podstatě znamená, že třecí síla mezi šroubem a materiálem je větší než síla, která vzniká tahem a snaží se šroubem pootočit. Potom šroub drží a ani se nehne. Když není splněna podmínka samosvornosti a třecí síla je menší než síla, která se snaží šroubem pootočit, pak se šroub uvolní a nedrží.
Utažením matice na šroubu dojde k pružnému natažení šroubu podobně jako u pružiny. Technicky vzato můžeme říct, že ho prodlužujeme. Prodloužení je nezbytné pro vytvoření svěrné síly, ta nám zabezpečí tření mezi dvěma spojenými díly.
Čtěte také: Tradice hrnků na plotě
Faktory ovlivňující spolehlivost závitového spoje
Existují případy, kdy spojovací materiály drží pohromadě statické sestavy. A v takových případech bude držet dobře. Kromě vibrací existuje několik dalších faktorů, které mohou ovlivňovat spolehlivost závitového spoje:
- Vibrace: Vibrace způsobují příčný pohyb matice a šroubu, což je možné, protože mezi závity je vůle a prostor v závitu není zcela vyplněn (bez ohledu na to, jak těsně se zdají být utažené při pohledu pouhým okem). Jakmile bude vibrační namáhání vyšší než tření držící díly pohromadě, šroub se uvolní. Testy šroubových spojů při vibracích ukázaly, že mnoho malých "laterálních" pohybů způsobuje, že se obě části spoje vzájemně pohybují, stejně jako hlava šroubu nebo matice a připojená část. Tyto opakované pohyby působí proti tření mezi šroubem a připojeným dílem.
- Sesednutí nebo vytlačení těsnění: Může dojít k uvolnění předpětí ve šroubu z důvodu sesednutí nebo vytlačení těsnění ve spoji. Mnoho šroubových spojů obsahuje tenké, měkké těsnění mezi hlavou šroubu a povrchem spoje, které spoj utěsní a zabrání úniku plynu nebo kapaliny. Samotné těsnění také funguje jako pružina, která se pod tlakem šroubu a povrchu spoje odrazí. V průběhu času, zejména v blízkosti vysokých teplot nebo korozivních chemikálií, může těsnění „tekat“, což znamená, že ztrácí elasticitu a způsobuje ztrátu upínací síly.
- Teplotní roztažnost: V případě spojení různých materiálů mohou změny provozní teploty způsobovat různou teplotní roztažnost dílů, což také negativně ovlivňuje spolehlivost spojení.
- Koroze: Dobře známý nepřítel kovových spojů, nevyhnutelně vznikne kvůli vlhkosti a vyšším teplotám.
- Ztráta předpětí: Inženýři, kteří navrhují a vyvíjejí napětí šroubu, počítají s obdobím záběhu, což má za následek určitou ztrátu předpětí, během níž se utažení šroubu uvolní. Tato relaxace je způsobena zapuštěním mezi hlavu šroubu a/nebo matici, závity a dosedací plochy spojovaných částí a může se vyskytovat u měkkých materiálů (jako jsou kompozity), stejně jako u tvrdých leštěných kovů. Pokud spoj není správně navržen nebo šrouby nejsou na začátku napnuté, může zapuštění spoje způsobit ztrátu upínací síly a nedosáhne požadované minimální upínací síly. Mezi dosedacími plochami jsou mikroskopické nerovnosti, které způsobí zborcení konvexních bodů působením předpětí šroubu po utažení, a trvalou plastickou deformaci, takže se zkrátí upínací délka šroubu a nakonec předpětí šroubu.
- Rázová zatížení: Velká rázová zatížení převyšují třecí sílu, když je šroub předepnutý, což má za následek klouzání. Dynamické nebo střídavé zatížení od strojů, generátorů, větrných turbín atd. Stejně jako vibrace může toto posunutí nakonec způsobit uvolnění šroubů.
- Nedotažené nebo chybně utažené šrouby: Nedotažený nebo chybně utažený šroub nebude mít pro začátek dostatečné předpětí, a pokud se povolí, spoj nebude mít dostatečnou upínací sílu, aby držel díly pohromadě.
Z výše uvedené analýzy je vidět, že existují tři důvody pro uvolnění v důsledku nedostatečné nebo snížené síly předběžného utažení. Proto je velmi důležité udržovat správné napnutí šroubů. Termín, který má ve strojírenství mnoho významů. Jedním z nich je napětí (zatížení) vyvinuté spojovacím prvkem při jeho počátečním utažení. Ve šroubovém spoji utažení matice ve skutečnosti prodlužuje šroub, jako když táhnete pružinu.
Jak povolit utažený šroub: Trik automechaniků
Léta nepoužívaný utažený šroub bývá velice častou překážkou k dokončení rozdělané práce. Trik, který zná úplně každý automechanik, nám s tímto problémem pomůže. Bez jakýchkoliv komplikací pak povolíme šroub, jenž se tvářil tak nezlomně.
Použití tepla
- Pomocí hořáku, resp. plamene, můžeme utažený šroub hravě povolit. Vezmeme si tedy k ruce hořák či letlampu a zapálíme.
- Šroub důkladně zahříváme ze všech možných stran.
- Po pečlivém nahřátí uhasíme plamen a odložíme hořák.
Tip: Při práci s hořákem, čili rozdělaným ohněm, musíme především dbát na ochranu zdraví při práci.
Povolení pomocí klíčů
Nyní si vezmeme k ruce dva klíče. Jeden přiložíme zespodu k hlavě šroubu a zafixujeme jím šroub, aby se nemohl při povolování pohybovat. Druhý klíč přiložíme k utažené matce. Pomocí klíče pak nahřátou matku povolíme. Odšroubujeme matku od šroubu a můžeme pokračovat v rozdělané práci.
Čtěte také: Zamezte rosení plastových oken: Praktické tipy
Zajištění závitových spojů a prevence problémů
Naštěstí lze mnoho z těchto problémů vyřešit jednoduše tak, že mezery mezi závity kompletně vyplníme. Použití kapalného zajišťovače závitů LOCTITE na závitových sestavách zcela jistě zvýší jejich spolehlivost a trvale je zabezpečí proti vibracím.
Na menších závitových spojích bude obvykle dostačovat produkt s nižší pevností, jako je LOCTITE 222, a to bez ohledu na to, jakému druhu vibračního zatížení bude prvek vystaven. U sestav, u kterých není plánována častá demontáž (a rovněž pro šrouby větší než M6), se doporučuje produkt střední pevnosti - LOCTITE 243. Tento produkt snáší i mírné znečištění povrchu oleji a má vyšší teplotní odolnost než LOCTITE 222 (180 °C oproti 150 °C). U závitových sestav, které jsou rozebírány velmi zřídka, je doporučeným produktem LOCTITE 270.
Taktéž je možné zajistit již smontované závitové sestavy. Existuje i několik dalších faktorů, které je třeba vzít v potaz, takže vám rozhodně doporučujeme, abyste se podívali na naše doporučení na webových stránkách www.henkel-adhesives.cz, sekce „Produkty“ - „Zajišťovače závitů“ nebo abyste se v případě pochybností obrátili na naše oddělení technické podpory.
Speciální případy: Kotevní šrouby vstřikovačů
Kotevní šroub vstřikovače (někdy nazývaný také upevňovací šroub) je speciální šroub, který drží vstřikovač pevně v sedle v hlavě motoru. Tento šroub zajišťuje, aby vstřikovač při extrémním tlaku a vibracích zůstal přesně na svém místě a těsnil proti spalovacímu prostoru.
Jak kotevní šroub funguje a proč je klíčový
Vstřikovač je v motoru vystaven tlakům až několika tisíc barů. Pokud není správně uchycen, může dojít k úniku spalin kolem vstřiku, což vede k tzv. "karbonové sopce" a dalším problémům.
Čtěte také: Důležitost zálivky betonu
Často kladené dotazy ohledně kotevních šroubů
| Otázka | Odpověď |
|---|---|
| Musím při každé montáži vstřiku měnit kotevní šroub? | Ano, kotevní šrouby jsou většinou jednorázové. Při utažení se trvale natáhnou a ztrácí pevnost. Použití starého šroubu zvyšuje riziko povolení a úniku spalin. |
| Jak poznám, že je kotevní šroub správně utažený? | Je nutné dodržet předepsaný utahovací moment a úhel, který stanovuje výrobce motoru. Bez momentového klíče a úhloměru nelze správné utažení zaručit. |
| Co se stane, když je šroub povolený? | Vstřikovač netěsní, unikají spaliny a vznikají karbonové usazeniny kolem sedla vstřiku. Dlouhodobě může dojít i k poškození hlavy motoru. |
| Co dělat, když se kotevní šroub ulomí? | Je nutné zbytek šroubu opatrně vyvrtat nebo použít speciální vytahovací nástroje. Poškozený závit v hlavě se opravuje závitovou vložkou (např. Helicoil). |
| Dá se kotevní šroub znovu použít? | Ne. I když vypadá nepoškozený, po utažení je materiál trvale namáhán a ztrácí pevnost. |
Příklad z praxe
Při opravě motoru 1.6 HDi byl kotevní šroub znovu použit ze staré montáže a během provozu se povolil. Vstřik se nadzvedl, unikaly spaliny a kolem sedla vznikla silná karbonová sopka. Oprava si vyžádala nové šrouby, frézování sedla a výměnu těsnicích podložek.
Metody pro odstranění zaseknutých a ulomených šroubů
Odstranění šroubu může na první pohled vypadat jako naprosto triviální činnost. Stačí přece jenom vzít vrtačku, nastavit správný nástavec a pustit se do díla. Abychom se vyhnuli problémům, je třeba se na proces odvrtání podívat jako na malou vědu a přistupovat k němu s patřičnou pokorou a respektem.
Volba nářadí pro hladké odvrtání
Při volbě nářadí pro odvrtání šroubu je třeba vzít v potaz několik faktorů.
- Vrtáky: Pro běžné odvrtávání postačí klasický spirálový vrták, kovový nebo v lepším případě vrták do dřeva s wolfram karbidovými břity. Pokud potřebujete vyvrtat hluboký otvor, je lepší sáhnout po dlouhém nástavci s vyměnitelnou špičkou. U zatuhnutých šroubů se zase hodí vrták do kovu.
- Nástrčné klíče: Důležité je zvolit správný typ hlavy, aby dobře padla na šroub. Nejčastěji se používají klíče s jednoduchou otevřenou hlavou nebo hlavou nastavitelnou. Zvolte také pohodlnou délku ramene. Pro utažení v úzkých prostorech se hodí klíč s kloubovým ramenem nebo pružný klíč.
Klíčové je ale hlavně správně zvolit velikost nářadí odpovídající danému šroubu. Příliš velký vrták může vyštípnout okraj šroubu, malý zase neutáhne. To samé platí pro nástrčné klíče. Investujte proto do sady nářadí různých velikostí. Správné nářadí vám ušetří spoustu času a nervů.
Jak materiál šroubu ovlivňuje volbu techniky
Při pokusu o odvrtání šroubu hraje důležitou roli nejen typ použitého nářadí, ale také materiál, ze kterého je vyroben sám šroub. Každý materiál má jiné vlastnosti a vyžaduje odlišný přístup.
- Ocelové šrouby: Jsou pevné a tvrdé. Vyžadují větší sílu při odvrtávání a ostrý vrták do kovu, aby se předešlo jejich poškození.
- Hliníkové šrouby: Jsou měkčí, takže se dají odvrtat snáze, ale také se snadněji vyštípnou.
- Nerezové šrouby: Je třeba dbát na kvalitní nářadí, aby nedošlo k poškrábání povrchu.
Stejně důležitý je i materiál, do kterého šroub vrtáte - dřevo, kov, plast apod. Do dřeva se hodí spirálový vrták, na kov je ideální vrták do kovu. U plastů je třeba kontrolovat tlak, aby nedošlo k prasknutí. Volba správné kombinace nářadí, postupu a opatrnosti s ohledem na typ šroubu a materiál povrchu je klíčem k úspěchu při odvrtávání.
Jak olejem usnadnit odvrtání šroubu
Při odvrtávání zanechaného či zrezivělého šroubu může občas přijít vhod trocha pomocného maziva. Olej nebo vhodné mazivo totiž dokáží značně usnadnit celý proces. Hlavní výhodou maziva je výrazné snížení tření mezi vrtákem a šroubem. To umožňuje plynulejší vrtání s menší námahou. Riziko prokluzování nebo vyštípnutí šroubu se tak výrazně snižuje. Mazivo také chrání vrták před nadměrným opotřebením. Pro běžné účely bohatě postačí motorový olej nebo vazelína. Speciální vrtací oleje se pak hodí na přesné práce v kovech či dřevě. Extrémně zarezlý šroub můžete potřít i penetračním olejem. Při výběru vhodného maziva vždy zohledněte typ šroubu i materiál, abyste dosáhli co nejlepších výsledků.
Jak využít improvizaci při odvrtávání
Při odvrtávání zarezlých šroubů je někdy potřeba sáhnout i po netradičních technikách a troše improvizace. Jednou z možností je použití obruče z tvrdého kovu či plastu. Nasadí se na hlavičku šroubu a klepnutím kladiva po obvodu obruče dojde k povolení šroubu. Další vychytávkou je příklepová metoda. Nejprve našroubujeme vrták o menší velikosti než je hlavička šroubu a vrtačkou s příklepem uvolníme zarezlé spojení. Pak můžeme použít standardní vrták. Obě tyto techniky pomáhají překonat větší tření a korozi, která brání povolení šroubu. Jsou vhodné u ručních vrtaček s nedostatečným krouticím momentem. Improvizace a kreativita se při odvrtávání často vyplatí.
Řešení zaseknutých šroubů
Zaseknuté šrouby dokážou při odvrtávání pořádně potrápit. Naštěstí existuje několik vychytávek, jak si s nimi poradit. Jednou z možností je výměna obyčejného vrtáku za vrták do kovu, který lépe pronikne zkorodovaným spojem. Také pomůže předvrtání menším vrtákem a následné použití širšího vrtáku na finální otvor.
U velmi zaseknutých šroubů se vyplatí použít speciální uvolňovače rzi a penetrační oleje, které spoj nasáknou a umožní jeho rozpojení. Jako poslední možnost zbývá vyvrtání zbytku šroubu a jeho nahrazení. Při potížích se zaseknutým šroubem je třeba zachovat trpělivost a postupně vyzkoušet různé metody, dokud nenajdeme tu správnou pro danou situaci. Klíčem k úspěchu je nevzdávat to při prvních nezdarech.
Odborné služby pro demontáž a opravu
Společnosti specializované na demontáž a opravy nabízejí služby, jako je vytažení žhavičů a vstřikovačů, speciální odvrtávání NOx snímačů, kotevních šroubů a jiných utržených či poškozených šroubů. Tyto služby jsou nezbytné pro efektivní opravy, kdy standardní metody selhávají.
Další důležitou službou je oprava a vložkování závitů. Toto řešení je ideální pro situace, kdy jsou závity poškozené nebo opotřebované, a je nutné obnovit jejich funkčnost bez nutnosti výměny celého komponentu. Provádí se odborné odvrtání všech typů šroubů, včetně kotevních šroubů vstřikovačů, hlavových šroubů, šroubů z rozvodů, napínacích kladek i výfuků, s profesionálním nářadím a minimalizací rizika poškození závitů. Pokud je závit v hlavě motoru poškozen, je často nutné jeho opravení závitovou vložkou (např. Helicoil). Při výměně vstřikovače proveďte i frézování sedla, aby byla zajištěna dokonalá těsnost.
tags: #proc #utazeny #sroub #ci #vrut #tak