Połączenia śrubowe - śruby i wkręty do różnych zastosowań

Redakcja Budujemy Dom
Redakcja Budujemy Dom
Print image
Copy link image
time image Artykuł na: 6-9 minut
Połączenia śrubowe - śruby i wkręty do różnych zastosowań

Choć śruba, jako maszyna prosta, znana była już w starożytności, początkowo znajdowała zastosowanie głównie przy pompowaniu wody. Dopiero w XVIII wieku zyskała szersze zastosowanie jako element łączący różne części konstrukcji. Warto jednak wspomnieć, że drewniane śruby w formie prasy mogły być wykorzystywane już wcześniej. Z geometrycznego punktu widzenia linię śrubową na walcowym rdzeniu wyznacza skośny bok równi pochyłej nawiniętej na walec. Wzdłuż tej linii, zarówno na trzpieniu, jak i w otworze, tworzony jest gwint. Dzięki niemu ruch obrotowy śruby zamienia się na ruch poosiowy, co pozwala na wytworzenie odpowiedniego nacisku i trwałe połączenie elementów.

aktualizacja: 2024-05-21 12:02:23
Czego dowiesz się z artykułu?
  • Jakie zastosowania mają połączenia śrubowe?
  • Jakie są rodzaje połączeń śrubowych do metali?
  • Czym charakteryzują się połączenia gwintowe do drewna?
  • Jaką technologią wykonać połączenie na wkręty ciesielskie?

Śruby i wkręty do różnych zastosowań

Połączenia śrubowe stanowią powszechnie stosowany element konstrukcyjny o szerokim spektrum zastosowań. Ich głównym celem jest tworzenie rozłącznych połączeń różnych materiałów, często z wykorzystaniem różnorodnych elementów złącznych.

Ze względu na zakres i sposób wykorzystania, połączenia śrubowe realizowane są za pomocą śrub z nakrętkami, a w przypadku łączenia metali, stosuje się również gwinty wewnętrzne nacinane bezpośrednio w materiale (np. gwintownikiem). W przypadku materiałów miękkich, takich jak drewno czy tworzywa sztuczne, gwint wewnętrzny powstaje poprzez wytłaczanie go przez osadzany element gwintowany. W cienkich blachach gwint tworzy się samoczynnie podczas montażu blachowkrętów.

Niestety, potoczne nazewnictwo wyrobów śrubowych cechuje duża dowolność, co często prowadzi do nieporozumień i wymaga precyzyjnego określania rodzaju połączenia.

Zgodnie z oficjalną nomenklaturą, śruba to element z normalizowanym gwintem (najczęściej metrycznym) i łbem przeznaczonym do montażu kluczem. W przypadku nacięcia pod wkręcanie, element ten nazywany jest wkrętem do metalu. Połączenia z drewnem określa się mianem wkrętów, z ewentualnym doprecyzowaniem rodzaju łba.

Unikalny gwint Power-Fast dosięga końcówki śruby i zapewnia szybkie wprowadzanie w drewno
Unikalny gwint Power-Fast dosięga końcówki wkrętu i zapewnia szybkie wprowadzanie w drewno (fot. fischer Polska)

Połączeń śrubowych do metali

Choć połączenia gwintowe mogą być realizowane z wykorzystaniem różnorodnych elementów złącznych o zróżnicowanym kształcie i kącie zarysu linii śrubowej, najczęściej stosowane są gwinty metryczne. Oznacza się je literą "M" wraz z określoną średnicą nominalną. W przypadku gwintów o niestandardowym skoku, dodatkowo podaje się jego wartość. Przykładowo, oznaczenie "M20 x 1,5" oznacza gwint metryczny o średnicy 20 mm, drobnozwojny, o skoku 1,5 mm. Podczas kompletowania połączenia, zarówno śruba, jak i nakrętka muszą posiadać identyczne oznaczenia.

Śruby metryczne produkowane są również w różnych klasach wytrzymałości na zrywanie, co jest istotne zwłaszcza przy wymianie odpowiedzialnych elementów złącznych. Najłatwiej dostępna jest najniższa klasa wytrzymałościowa, oznaczona symbolem 5,8. W niektórych przypadkach mogą być jednak wymagane elementy wytrzymalsze, wykonane ze śrub wyższej klasy, np. 8,8 lub 10,9. Oznaczenia te widoczne są na łbie śruby.

Standardowo śruby metryczne pokrywane są cynkową powłoką antykorozyjną. W miejscach o stałym kontakcie z wodą zaleca się stosowanie połączeń ze stali nierdzewnej.

Wkręty do metalu
Blachowkręt samonawięrcający (fot. Wkręt-Met)

W przypadku montażu elementów wyposażenia domu często stosowane są wkręty do metalu z łbem ozdobnym, współpracujące z nakrętką lub nagwintowanym otworem. Ich mocowanie odbywa się za pomocą wkrętaka o odpowiednio dopasowanym rodzaju końcówki.

Podobne zastosowanie mają blachowkręty, wykorzystywane głównie przy pracach montażowych przegród w postaci lekkiej zabudowy z płyt gipsowo-kartonowych na metalowym stelażu. Pokryte są one fosforanową powłoką ochronną zabezpieczającą przed korozją w kontakcie metalu z gipsem. Ich osadzenie wymaga nawiercenia otworu o nieco mniejszej średnicy niż nominalna średnica wkrętu lub zastosowania wkrętów samonawiercających mocowanych przy użyciu wkrętarki.

Śruby do metalu
Wkręty do metalu i nakrętki (fot. kristal.net)

Połączenia gwintowe do drewna

Przy tworzeniu konstrukcji dachowej z drewna, budowie altany czy ogrodzenia stosuje się wkręty do drewna o odpowiednio dobranych wymiarach do konkretnych zastosowań. Wybór odpowiednich wkrętów jest kluczowy dla trwałości i stabilności połączeń elementów drewnianych, jak i osadzenia części metalowych.

Ze względu na różnorodność zastosowań i zróżnicowaną jakość drewna, trudno jednoznacznie określić uniwersalne parametry wkrętów. Należy jednak pamiętać, że zamocowania za pomocą wkrętów pełnią zazwyczaj funkcję pomocniczą, a zasadnicze obciążenia przenoszone są przez odpowiednio ukształtowane złącza między elementami drewnianymi.

Najczęściej stosowane średnice wkrętów do drewna mieszczą się w granicach 4-8 mm, ale w przypadku konstrukcji o większych obciążeniach mogą być używane grubsze wkręty o średnicy 10 lub 12 mm. Długość wkrętu należy dobrać do grubości łączonych elementów, uwzględniając grubość nakładki oraz głębokość osadzenia. Zaleca się, aby głębokość osadzenia nie była mniejsza niż pięciokrotność średnicy wkrętu i nie powodowała przejścia elementu na wylot.

Istotny jest również dobór odpowiedniego rodzaju łba wkrętu oraz sposobu jego dokręcania. W złączach ciesielskich najczęściej używa się wkrętów z łbem płaskim przystosowanych do obracania przy pomocy klucza typu torx lub imbus. Na płaskie złącza dobrze sprawdzają się wkręty z łbem stożkowym, a wyraźne odstawanie zamocowania można uzyskać stosując wkręty pod standardowy klucz sześciokątny.

Oprócz klasycznych połączeń z użyciem wkrętów do drewna, wykorzystywane są również śruby zamkowe z gwintem metrycznym i nakrętką. Stosowane są one głównie do mocowania elementów w ogrodzeniach, a półkolisty łeb z kwadratowym podcięciem uniemożliwia ich odkręcenie od zewnątrz.

W złączach, które mogą wymagać częstego rozłączania, zamiast zwykłych wkrętów można osadzić tuleję z metrycznym gwintem wewnętrznym, w którą wkręca się odpowiednią śrubę. Podobne zastosowanie w elementach cienkościennych mają wbijane od tyłu wkładki gwintowe, pełniące rolę nakrętki dla śrub.

Elementy złączne do drewna pokrywane są cynkową powłoką ochronną, która może być poddawana pasywacji, co można poznać po żółtym zabarwieniu. Na wyrobach markowych stosowane są również inne powłoki ochronne, a w razie potrzeby do montażu można użyć wkrętów ze stali nierdzewnej.

POWER-FAST wkręty do drewna fischer

Technologia wykonywania połączeń na wkręty ciesielskie

Zależnie od lokalizacji złącza i w miarę możliwości, łączone elementy powinny być wstępnie ustalone przy użyciu np. ścisków ciesielskich. Należy zadbać, aby rozmieszczenie elementów znajdowało się wystarczająco daleko od brzegu materiału. Pamiętajmy, że wkręty działają rozporowo, co może powodować odłupywanie krawędzi. Wstępne połączenie części pozwoli na precyzyjne wykonanie nawierceń pilotowych. Średnica wiertła powinna odpowiadać 0,6-0,7 wymiaru nominalnego wkrętu, a głębokość nieco przewyższać planowaną głębokość osadzenia wkrętu.

Choć dostępne są wkręty niewymagające nawiercania, przy większych średnicach i twardym drewnie często nie udaje się ich dostatecznie dokręcić. W nakładanym elemencie średnica nawiercenia powinna być powiększona, tak aby umożliwić swobodne przejście wkrętu. W przypadku wkrętów z łbem stożkowym, krawędź otworu należy również odpowiednio sfazować.

W przypadku osadzania tulei gwintowanej w drewnie, wierci się otwór o średnicy dostosowanej do jej wymiaru zewnętrznego. Następnie tuleję wkręca się na głębokość licującą z płaszczyzną drewna. Przez otwór w nakładanej części wprowadza się śrubę i dokręca odpowiednim momentem.

Systemowe łączniki do złączy ciesielskich CNA i CSA
Gwoździe CNA i wkręty CSA do złączy ciesielskich (fot. Simpson Strong-Tie)

Redaktor: Redakcja BudujemyDom
fot. otwierająca: Simpson Strong-Tie

Redakcja Budujemy Dom
Redakcja Budujemy Dom

Od 1998 roku Redakcja "Budujemy Dom" tworzy społeczność pasjonatów budownictwa, którzy z chęcią dzielą się swoją wiedzą i doświadczeniem. Nasz zespół to wykwalifikowani redaktorzy, architekci, inżynierowie i specjaliści z różnych dziedzin budownictwa, którzy stale poszerzają swoją wiedzę i śledzą najnowsze trendy.

Dodaj komentarz

Skomentuj artykuł
time image
time image
Zobacz inne artykuły
Budowa stolika pomocniczego przydatnego w trakcie grilla
Budowa stolika pomocniczego przydatnego w trakcie grilla
Poradnik
Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!