Samořezné šrouby do plastu: Vlastnosti, použití a typy pro pevné spoje

Samořezné šrouby představují revoluci ve světě spojovacích prvků. Jelikož si vytvářejí vlastní závity, stávají se nepostradatelnými v řadě průmyslových i domácích použití. Zejména samořezné šrouby do plechu a plastu poskytují pevný spoj, aniž by bylo potřeba přístupu z obou stran materiálu. Samořezný šroub je speciálním druhem šroubu, který si při zašroubování dokáže vytvořit své vlastní závity. Lze ho použít do dřeva, termoplastu, hliníku, železa i dalších materiálů. Závit je po celé délce šroubu, od hrotu až k hlavě.

Spojování plastových dílů vyžaduje specifický přístup. Běžné šrouby s metrickým nebo vrutovým závitem mohou v plastech snadno strhnout závit, způsobit vnitřní pnutí nebo dokonce prasknutí materiálu. Speciální samořezné šrouby do plastu jsou navrženy tak, aby tyto problémy eliminovaly. Samořezné šrouby do plastu lze montovat do předvrtaného otvoru. Speciální geometrie závitů umožňuje i tenkostěnné konstrukce.

Jak samořezné šrouby fungují: Řezání vs. Tváření závitů

Existují v podstatě dva způsoby, jak samořezné šrouby při vytváření závitů fungují: řezání a tváření. Samořezné šrouby řežou nebo vytvářejí závity při otáčení do materiálu. Ostrá špička a závit umožňují pevné uchycení šroubu.

Závitotvorné šrouby (tváření závitů)

Naopak tvárné šrouby přistupují k problému zcela jinak. Místo odstraňování materiálu jej při kontaktu s povrchem, do nějž vstupují, pouze posunují stranou. Tím vznikají pevné závity bez odpadu, což je důvod, proč se tyto šrouby osvědčují zejména u plastových dílů, kde je důležitý čistý povrch. Závity tvarových šroubů vznikají tvorbou vnitřních závitů prostřednictvím řízené plastické deformace materiálu, do kterého jsou šrouby zašroubovány. Celý proces nevytváří třísky, což ho činí obzvláště vhodným pro práci s termoplasty a měkčími kovy. Materiál se jednoduše obtéká kolem šroubu při jeho zašroubování, čímž dochází k velmi pevnému spojení závitů. Výzkumy ukazují, že spoje vytvořené tímto způsobem mohou být u tvárných materiálů až o 30 procent pevnější, protože je menší pravděpodobnost vzniku drobných trhlin ve srovnání s tradičními řezacími metodami pro vytváření závitů. Mluvíme o tolerancích udržovaných v rozmezí plus nebo minus 0,1 mm namísto volnějších 0,3 mm u běžných řezacích metod. To z nich činí vhodnější pro odolnost proti vibracím v průběhu času. Studie ukazují, že při použití v měkčích materiálech, které se lámou obtížněji a více se ohýbají, poskytují tyto šrouby přibližně o 18 až 22 procent vyšší tahovou pevnost. Nicméně u křehkých materiálů, jako je litina, nefungují tak dobře, protože tlakové síly mají tendenci způsobovat praskliny namísto správného vytvoření závitu.

Závitotvorné šrouby jsou vhodné pro měkčí materiály, jako je plast. Tyto šrouby obecně fungují nejlépe v termoplastických materiálech. Nevytvářejí žádný odpad, protože plast, který je vytlačen k vytvoření závitu, se vrací do kořene závitu, což vede k velmi pevnému uchycení. Například ecosyn® plast je skvělou volbou pro závitotvorný šroub pro plast. Tyto šrouby jsou navrženy tak, aby snadno pronikaly do materiálu, aniž by způsobovaly napětí. Další výhody šroubů ecosyn® plast zahrnují:

Čtěte také: Betonové šrouby: Klíčové aspekty

• Nízký utahovací moment a vysoký moment strhávání
• Vysoký moment zlomu a pevnost v tahu
• Vynikající zabezpečení proti vibracím
• Nízké riziko prasknutí základního materiálu
• Žádné nastavení sestavy kvůli nadměrné relaxaci plastového materiálu

Závitořezné šrouby (řezání závitů)

Řezný typ má na špičce ostré hrany, které působí podobně jako malé závitníky a při zarazování opravdu vyřezávají materiál. Tyto šrouby zanechávají drobné třísky a skvěle se hodí například pro dřevěné nebo kovové projekty v dílně. Závitové řezací šrouby mají ostré hrany, které při zašroubování materiál řežou a vytvářejí vnitřní závit podobně jako závitový kroužek. Nejlépe se osvědčují u tvrdých materiálů, jako je ocel nebo tvrdé plasty, kde je pro spoje vyžadující vysoký krouticí moment rozhodující přesnost.

Závitové řezné šrouby jsou navrženy pro termosetové materiály. Tyto šrouby odstraňují materiál, protože mají řezné hrany. Závitové řezné šrouby mají menší úhel boku, aby se snížil instalační moment a zároveň se zvýšila plocha povrchu, což vede k vyšší síle vytažení.

Obě možnosti šetří čas, protože u měkčích materiálů není nutné nejprve vrtat vedoucí otvory. Ale existuje jedna důležitá věc, na kterou stojí pamatovat: při práci s tvrdšími kovy se řezné šrouby často potýkají s poškozením závitů po opakovaném vyjímání a znovu zašroubování, což je činí méně vhodnými pro zařízení, která vyžadují častou údržbu nebo nastavení v průběhu času.

Typy samořezných šroubů do plastu

Každý typ plastu má jiné vlastnosti. Samořezných šroubů existuje celá škála druhů. Šrouby do plastu se liší tvarem hlavy, druhem drážky a geometrií závitu, která je navržena tak, aby v plastu vytvořila pevný, opakovatelný závit bez nadměrného namáhání materiálu.

• Šrouby POLYPLAST 30: Univerzální závit s ostrým úhlem 30° je navržen pro široké spektrum běžných termoplastů (ABS, PP, PE, PS). Představuje skvělou rovnováhu mezi nízkým šroubovacím momentem a vysokou odolností proti vytržení.
• Šrouby POLYFORM: Speciální válcovaný závit, který materiál neřeže, ale tváří (formuje). Tento proces zpevňuje okolí vytvořeného závitu, eliminuje vznik třísek a vytváří mimořádně pevný spoj s vysokou odolností proti vibracím.
• Šrouby PT 30: Osvědčená geometrie závitu PT 30 s úzkým profilem a velkým jádrem šroubu. Tento design minimalizuje pnutí v materiálu, a je proto ideální volbou pro křehké plasty, duroplasty a plasty plněné skelnými vlákny.

Pro pohledově čisté spoje se používají šrouby do plastu se zápustnou hlavou, které se po dotažení zarovnají s povrchem plastového dílu. Šrouby do plastu jsou k dispozici s klasickou křížovou drážkou pro šroubovák PZ/PH i s drážkou TORX, která umožňuje lepší přenos utahovacího momentu a nižší riziko stržení. Profil závitu šroubů do plastu je obvykle ostřejší, s menším průměrem jádra a větším stoupáním, aby se závit lépe zařízl do plastu a zároveň materiál příliš neřezal, ale spíše vytlačoval. Nerezové šrouby do plastu se používají pro montáž plastových krytů, elektroinstalačních prvků, příslušenství v interiérech i exteriérech nebo různých plastových konstrukcí.

Čtěte také: Průvodce světem šroubů do betonu

Návrh závitu a tvar hrotu

Návrh samořezného šroubu zahrnuje různé vzory závitů, které dosahují rovnováhy mezi držací silou a dobrou funkčností s různými materiály.

Spojité vs. Nespojité závity

• Spojité závity vytvářejí hladký spirálovitý kontakt po celém procesu spojování, díky čemuž jsou ideální pro tvrdší materiály, jako je kov nebo tvrdý plast. Podle výzkumu publikovaného v roce 2022 časopisem Fastener Engineering tyto spojité závity skutečně zvyšují odolnost proti vytažení o přibližně 20 až 35 procent ve srovnání s běžnými šrouby.
• Nespojité závity mají přerušované úseky nebo mezery podél jejich délky. Tyto speciální řezy pomáhají řídit reakci materiálu při montáži do měkčích materiálů, jako je smrkové dřevo nebo PVC potrubí, čímž výrazně snižují problémy s praskáním, ke kterým často dochází během instalace.

Tvar hrotu

Tvar hrotu činí veškerý rozdíl, pokud jde o pronikání do materiálů bez nutnosti předvrtávání. Vezměme například ostré hroty typu A, které podle výzkumu z Fastener Engineering Study 2023 snižují točivý moment instalace přibližně o 45 % při práci s plechem. Mezitím hroty s náběhem skvěle fungují u křehkých plastů a umožňují jejich čisté vniknutí bez vzniku trhlin. Většina testů ukazuje, že úhly mezi 30 stupni a 40 stupni jsou ideální pro efektivní odstranění materiálu. To dobře funguje u různých materiálů, jako je hliník 6061 a plast ABS, běžně používané v průmyslových prostředích. Kuželovité tvary nástavců zlepšují rozložení zatížení o 22 % ve dynamických prostředích ve srovnání s válcovými konstrukcemi, což je činí nezbytnými pro automobilové panely a systémy VZT vystavené vibracím.

Pilotní otvory: Kdy jsou potřeba?

I když se samořezné šrouby označují jako samořezné, ve mnoha případech lépe fungují s vedenými dírami, zejména u určitých materiálů. Podle výzkumu zveřejněného minulý rok o stabilitě spojů došlo ke tří čtvrtinám všech problémů s praskáním dřeva, když lidé zatlačovali šrouby přímo do tvrdého dřeva bez předchozího vrtání. Při práci s tvrdými materiály, jako je dub nebo silné kovové plechy (cokoli nad 14 gauge), usnadní vytvoření vodící díry odpovídající menšímu průměru šroubu práci výrazně. Tento jednoduchý krok snižuje sílu potřebnou ke zaražení šroubu přibližně o 40 procent, a přesto udržuje závity neporušené a pevné. Většina zkušených truhlářů tento trik zná, ale překvapivě mnoho lidí tento základní krok přípravy přeskočí.

Mnohé samořezné šrouby vyžadují vytvoření pilotního otvoru, který je o něco menší, než je průměr šroubu. Tento typ šroubu nemá ostrý hrot a vyžaduje tedy vyvrtání pilotního otvoru. Obvykle se používá ke spojování plastových materiálů. Díky své konstrukci obvykle spojuje materiál velmi pevně.

Samořezné vs. Samovrtné šrouby

Samonabíjecí šrouby jsou upřednostňovány při přesném spojování aplikací vyžadujících konzistentní hloubku závitu a minimální deformaci podkladu. Samočinné vrtací šrouby jsou vhodnější pro ocelové konstrukce nosných konstrukcí, ale způsobují o 40 % větší deformaci u tenkostěnných materiálů.

Čtěte také: Spolehlivé upevnění vruty

Samovrtné šrouby jsou poddruhem šroubů samořezných. Jejich špička je totiž v podstatě vrtákem. Tyto šrouby nevyžadují pilotní otvor, ale lze jej vyvrtat pro snadnější aplikaci. Samonavrtací šrouby ve skutečnosti nevrtají vlastní pilotní otvory. Začnou fungovat až poté, co se dostanou o kousek pod povrch. Tyto spojovací prvky dobře fungují u tenčích materiálů, jako jsou měkké plasty nebo ocel do tloušťky 3 milimetry, ale při práci s tvrdšími nebo silnějšími materiály je třeba nejprve vyvrtat otvor. Jejich zvláštnost spočívá v tom, že vytvářejí závit postupným zařezáváním při zarazování, na rozdíl od běžných vrtáků, které materiál pouze odstraňují.

Vždy přizpůsobte typ hrotu šroubu (nib, ostrý nebo pilotní bod) tvrdosti podkladu a požadované pevnosti vytahování pro optimální výkon.

Materiály a povrchové úpravy

Výrobci vyrábějí samořezné šrouby z několika materiálů. Mezi běžné materiály patří nerezová ocel, uhlíková ocel, mosaz a titan. Titanové samořezné šrouby jsou známé svým výjimečným poměrem pevnosti k hmotnosti a vynikající odolností proti korozi, a to i ve slané vodě nebo chemickém prostředí. Naše šrouby do plastu standardně dodáváme z pozinkované oceli pro běžné prostředí.

Naše výrobky mohou být opatřeny různými povrchovými úpravami - v závislosti na požadavcích a aplikaci. Standardně nabízíme tyto povrchy / povrchové úpravy:

• Bez úpravy
• Pozinkování (průmyslový standard)
• VZD (pozinkování s tlustovrstvou pasivací)
• Zinek-nikl
• Zinkový lamelový povlak

Správná instalace a údržba

Správná instalace samořezného šroubu zajišťuje bezpečné uchycení. Začněte označením místa, kam šroub půjde. U tvrdých materiálů použijte malý pilotní otvor k vedení šroubu a zabránění prasknutí. Umístěte hrot šroubu na vyznačené místo a držte jej stabilně. Pomocí šroubováku nebo vrtačky šroub pomalu otáčejte. Rovnoměrně tlačte, aby šroub při vstupu do materiálu tvořil závit. To pomáhá předcházet přehřátí a lomu, což je zvláště důležité při práci s materiály, které se spíše kazí než deformují.

Správné zvládnutí techniky může výrazně přispět k úplnému vyhnutí se problémům při instalaci. Při práci s upevňovacími prvky pomáhá udržovat vše správně zarovnané a postupně aplikovat tlak, čímž se podle průmyslových norem z roku 2022 zabrání poškození závitu asi v devíti ze deseti případů. Kalené ocelové šrouby vyžadují také zvláštní pozornost. Při práci s těmito materiály snižte rychlost vrtačky na rozmezí 200 až 400 otáček za minutu, abyste zabránili dalšímu ztvrdnutí během procesu. U běžných dřevěných projektů jsou točivé momenty ve skutečnosti poměrně nízké, obvykle postačuje hodnota kolem 15 až 20 newtonmetrů. Rychlé potření závitů parafínem před instalací snižuje tření přibližně o 35 procent, což nejen chrání řezné hrany, ale celý proces montáže výrazně usnadňuje.

Odlupování dochází, když se poškodí hlava šroubu nebo závit. Abyste tomu zabránili, vždy používejte šroubovák nebo vrták správné velikosti. Nepoužívejte příliš velkou sílu, mohlo by dojít k poškození šroubu nebo materiálu. Pokud šroub klade odpor, vyšroubujte jej a zkontrolujte, zda v něm nejsou překážky. Pokud je šroub utažený, namažte jej kapkou oleje.

Znovu použitelnost samořezných šroubů

Je lepší znovupoužití samořezných šroubů vynechat, protože opakované použití může poškodit závit, zejména u tvrdých materiálů. Když vyšroubujeme samořezné šrouby z plastu a pak je zase zašroubujeme zpět, většinou se poškodí „závit“ vymáčknutý v plastu. Po druhém, třetím, nejvýše pátém vyndání šroubů se závit nevratně strhne. Stopy poškození jsou naprosto zjevné už po prvním (nesprávném) zašroubování. Většina samořezných šroubů po odstranění ztrácí svou přilnavost, protože se závity v materiálu opotřebují. Před opětovným použitím nebo odstraněním vždy zkontrolujte šroub a materiál.

Když nasazujeme šroub do závitu, VELMI LEHCE s ním začneme otáčet na opačnou stranu, jako bychom ho chtěli povolit. V určitém úhlu natočení ucítíme a možná i uslyšíme pod šroubovákem klapnutí, jak šroub přeskočí o závit níž. Pomalu otáčíme dál, a když se po další celé otáčce ozve klapnutí znovu, změníme směr otáčení a šroub lehce (opravdu to jde) zašroubujeme. Šroub neutahujeme silou, jakmile se zjevně zvýší potřebná síla, přestaneme. Jednou poškozený závit v plastu už nejde spravit.

tags: #samorezné #vruty #do #plastu #vlastnosti #použití

Oblíbené příspěvky:

• Vše o elektroinstalačních krabicích KU68
• Kompletní průvodce vnitřními štukovými omítkami a Keraštukem
• Srovnání aku nůžek na živý plot
• Komplexní průvodce montáží izolovaných podhledů
• Tvárnice pro zatravnění